算法是人工智能技术的核心，大自然是人工智能算法的重要灵感来源。本书介绍了受到基因、鸟类、蚂蚁、细胞和树影响的算法，这些算法为多种类型的人工智能场景提供了实际解决方法。全书共10章，涉及种群、交叉和突变、遗传算法、物种形成、粒子群优化、蚁群优化、细胞自动机、人工生命和建模等问题。书中所有算法均配以具体的数值计算来进行讲解，每章都配有程序示例，读者可以自行尝试。
1.实例讲解易于理解的人工智能基础算法：本书介绍了基于基因、鸟类、蚂蚁、细胞和树的算法，这些算法可用于查找最佳路径、识别模式、查找数据背后的公式，甚至 模拟简单的生命等；
2.丰富的示例代码和在线资源，方便动手实践与拓展学习；
3.提供在线实验环境，源代码下载；
4.全彩印刷。
5.《人工智能算法 卷2 受大自然启发的算法》是系列图书第二本，卷1《人工智能算法 卷1 基础算法》已在人民邮电出版社出版；
大自然为人类的发明创造提供了源源不断的灵感。本书介绍了一些在人工智能场景提供解决方案的算法，涉及交叉和突变、遗传算法、粒子群优化、细胞自动机等问题——它们无一不受到基因、鸟类、蚂蚁、细胞或树的启发。虽然算法的灵感来源是大自然，但读者不必具备生物学知识也能读懂本书。
“人工智能算法”系列图书的目标读者是那些对人工智能感兴趣，但苦于没有良好的数学基础的人。读者只需要对大学代数课程有基本了解即可，而微积分、线性代数、微分方程等课程中的复杂公式都会在必要时介绍。本书为读者提供配套的示例程序代码，目前已有Java、C#、Python和Scala版本。
[美] 杰弗瑞·希顿（Jeffery Heaton），一位活跃的技术博主、开源贡献者，也是十多本图书的作者。他的专业领域包括数据科学、预测建模、数据挖掘、大数据、商务智能和人工智能等。他拥有华盛顿大学信息管理学硕士学位，是IEEE的高级会员、Sun认证Java程序员、开源机器学习框架Encog的首席开发人员。
第 1 章 种群、计分和选择 1
1．1 理解种群 2
1．1．1 初始种群 3
1．1．2 种群成员之间的竞争 4
1．1．3 种群成员之间的合作 4
1．1．4 表型和基因型 5
1．1．5 岛屿种群 5
1．2 对种群计分 6
1．3 从种群中选择 7
1．4 截断选择 8
1．5 联赛选择 9
1．6 如何选择轮数 12
1．7 适应度比例选择 13
1．8 随机遍历抽样 15
选择一种选择算法 17
1．9 本章小结 18
第 2 章 交叉和突变 20
2．1 演化算法 21
2．2 解编码 22
2．3 交叉 23
2．3．1 拼接交叉 24
2．3．2 无重复拼接交叉 26
1
2．3．3 其他突变和交叉策略 27
2．4 突变 28
2．4．1 改组突变 29
2．4．2 扰动突变 31
2．5 为什么需要精英 33
2．6 本章小结 34
第 3 章 遗传算法 35
3．1 离散问题的遗传算法 35
3．1．1 旅行商问题 36
3．1．2 为旅行商问题设计遗传算法 38
3．1．3 旅行商问题在遗传算法中的应用 40
3．2 连续问题的遗传算法 42
3．3 遗传算法的其他应用 45
3．3．1 标签云 45
3．3．2 马赛克艺术 47
3．4 本章小结 49
第 4 章 遗传编程 50
4．1 程序作为树 50
4．1．1 后缀表示法 52
4．1．2 树表示法 54
4．1．3 终端节点和非终端节点 55
4．1．4 对树求值 55
4．1．5 生成树 58
2
4．1．6 满树初始化 59
4．1．7 生长树初始化 61
4．1．8 混合初始化 62
4．1．9 蓄水池采样 63
4．2 树突变 67
4．3 树交叉 68
4．4 拟合公式 70
4．5 本章小结 73
第 5 章 物种形成 75
5．1 物种形成实现 76
5．1．1 阈值物种形成 76
5．1．2 聚类物种形成 77
5．2 遗传算法中的物种 79
5．3 遗传编程中的物种 79
5．4 使用物种形成 80
5．5 本章小结 81
第 6 章 粒子群优化 83
6．1 群聚 83
6．2 粒子群优化 86
6．2．1 粒子 87
6．2．2 速度计算 88
6．2．3 实现 89
6．3 本章小结 91
3
第 7 章 蚁群优化 93
7．1 离散蚁群优化 95
7．1．1 ACO 初始化 97
7．1．2 蚂蚁移动 98
7．1．3 信息素更新 102
7．2 连续蚁群优化 103
7．2．1 初始候选解 106
7．2．2 蚂蚁移动 106
7．3 本章小结 110
第 8 章 细胞自动机 111
8．1 基本细胞自动机 112
8．2 康威的《生命游戏》 116
8．2．1 《生命游戏》的规则 117
8．2．2 有趣的生命图案 118
8．3 演化自己的细胞自动机 121
理解合并物理学 125
8．4 本章小结 129
第 9 章 人工生命 130
9．1 里程碑 1：绘制植物 131
9．2 里程碑 2：创建植物生长动画 134
9．2．1 植物的物理特征 135
9．2．2 植物生长 138
4
9．3 里程碑 3：演化植物 140
给植物计分 141
9．4 本章小结 142
第 10 章 建模 144
10．1 Kaggle 竞赛 145
10．2 里程碑 1：整理数据 148
10．3 里程碑 2：建立模型 152
10．4 里程碑 3：提交测试回复 156
10．5 本章小结 157
附录 A 示例代码使用说明 159
参考资料 166
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