存在外部偏置时随机搜索过程的优化
统计力学
2014-12-24 v2 生物物理
摘要
我们研究了在外部漂移（例如水下流、气流或基于先前经验的搜索者偏置）存在下，基于幂律分布跳跃长度的 Lévy 飞行的随机搜索过程的效率。当目标相对于起点位于上游时，Lévy 飞行是高效的搜索过程，而在下游场景中，常规布朗运动则显示出优势。这是由于 Lévy 飞行存在跳跃过度现象，导致其通常会越过一个点或小区间。扩展我们最近关于有偏 Lévy 飞行搜索的工作 [V. V. Palyulin, A. V. Chechkin, and R. Metzler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI:10.1073/pnas.1320424111]，我们建立了外部流与起点到目标初始距离的组合何时有利于 Lévy 飞行而非常规布朗搜索的判据。与普遍认为 Lévy 指数 α=1（即 Cauchy 飞行）的 Lévy 飞行对于稀疏目标最优的看法相反，我们发现 α 的最优值可能涵盖整个区间 (1,2)，并包括作为整体最高效搜索策略的布朗运动。
引用
@article{arxiv.1402.2772,
title = {Optimization of random search processes in the presence of an external bias},
author = {Vladimir V. Palyulin and Aleksei V. Chechkin and Ralf Metzler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.2772},
year = {2014}
}
备注
18 pages, 13 Figures, RevTeX