Proseminar

Naturinspirierte Optimierung

Sommersemester 2021


Proseminar: Naturinspirierte Optimierung

Kristina Schaefer, Karl Schrader, Prof. Dr. Joachim Weickert

Sommersemester 2021

Proseminar (2 h)

Hinweis:
Im Sinne der Studien- und Prüfungsordnungen der Mathematik- und Informatikstudiengänge handelt es sich um ein Proseminar. Es kann kein (Haupt-)Seminarschein für diese Studiengänge erworben werden.


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08.04.21: Die Einführungsveranstaltung findet am 13.04.2021, 16-18 Uhr statt.

05.02.21: Die Einführungsveranstaltung wird auf die erste Vorlesungswoche verschoben.

29.02.21: Die Anmeldung für das Proseminar wird über das Seminarsystem des SIC geregelt. Allen bereits angemeldeten Studenten ist ein Seminarplatz garantiert. Sie müssen sich nicht erneut anmelden.

05.02.21: Die Einführungsveranstaltung wird auf die erste Vorlesungswoche verschoben.

29.01.21: Registrierung ist geöffnet.

28.01.21: Webseite ist online.


Einführungsveranstaltung (Anwesenheit erforderlich):
Die Einführungsveranstaltung wird am 13.04.2021, 16-18 Uhr über Teams stattfinden.
Bei dieser Besprechung werden die Themen auf die Teilnehmer verteilt. Es besteht Anwesenheitspflicht für alle Kursteilnehmer. Bitte vergessen Sie nicht, dass Sie sich vorher registrieren müssen (siehe unten).
Alle vom Seminarsystem zugewiesenen Teilnehmer werden automatisch dem Team hinzugefügt. Bei wem 24h vor der Einführungsveranstaltung das Team noch nicht angezeigt wird, kontaktiert bitte Kristina Schaefer.

Seminartermine im Sommersemester 2021:
Di, 16 - 18 Uhr. Das Proseminar findet im Sommersemester via Teams statt.


Inhalt:
In Millionen von Jahren haben sich in der Natur die unterschiedlichsten Überlebensstrategien herausgebildet. Viele dieser Strategien basieren auf einem einfachen Grundgedanken, erlauben aber dennoch die Bewältigung komplexer Probleme und Aufgabenstellungen.
In diesem Proseminar werden wir untersuchen, wie sich genetische Algorithmen und Verfahren, die auf Schwarmverhalten beruhen, im Kontext von Optimierungsproblemen nutzen lassen.
Das Proseminar basiert auf dem Buch Nature-Inspired Metaheuristic Algorithms von Xin-She Yang [1].

Voraussetzungen:
Das Proseminar richtet sich an Studierende der Mathematik und Informatik mit Mathematikkenntnissen im Umfang von mindestens 2-3 Semestern.

Sprache:
Vortragssprache ist Deutsch. Das Verständnis englischsprachiger Fachliteratur ist erforderlich.


Die Registrierung für diesen Kurs wird
über das Seminarsystem des SIC geregelt.
Seminarsystem:
https://seminars.cs.uni-saarland.de/proseminars21

Regelmäßige Teilnahme:
Es wird erwartet, dass Teilnehmer(innen) zu allen Terminen erscheinen, außer bei einem wichtigem Grund, der nicht auf eigenem Verschulden beruht (Nachweise bitte sofort einreichen). Während der Meetings sollte Ihre Kamera angeschaltet sein.

Individuelle Vorbesprechung:
Ihren Vortrag müssen Sie spätestens in der vorausgehenden Kalenderwoche mit dem jeweiligen Seminarbetreuer besprechen. Es liegt in Ihrer Verantwortung, diese Frist einzuhalten. Vereinbaren Sie dafür rechtzeitig einen Termin! Bitte legen Sie zur Vorbesprechung einen reifen Entwurf Ihres Vortrags vor. Selbstverständlich können Sie uns auch schon früher während der Vorbereitung Ihres Vortrags konsultieren.

Präsentation:
Ihr Vortrag soll aus zuvor aufgenommen Videos, die in 3 bis 4 Teile aufgeteilt sind, bestehen. Zwischen den einzelnen Videoteilen können Fragen gestellt werden. Nach der Päsentation gibt es einen Diskussionsteil. Das Video wird von einem Betreuer in einem Teams Meeting gestreamt. Die gesamte Videolänge soll 20 Minuten betragen. Bitte halten Sie diese Zeitvorgabe ein. Die Vortragssprache ist Deutsch.

Nichterscheinen beim eigenen Vortragstermin:
Absagen des eigenen Vortragstermins oder Nichterscheinen beim eigenen Vortrag ist aus verschiedenen Gründen unsozial: Nachfolgende, darauf aufbauende Vorträge werden in Mitleidenschaft gezogen, Lieblingsthemen anderer Studierender werden blockiert, und im schlimmsten Fall haben Sie sogar einem Kommilitonen den Proseminarplatz streitig gemacht. Daher behalten wir uns vor, Studierende, die aus von ihnen verschuldeten Gründen ihren eigenen Vortragstermin nicht wahrnehmen, von zukünftigen Proseminaren und Seminaren unserer Gruppe auszuschließen.

Schriftliche Ausarbeitung:
Bitte fertigen Sie bis spätestens vier Wochen nach Vorlesungsende eine schriftliche Ausarbeitung Ihres Vortrags an. Die Deadline ist Dienstag, 31. August 2021, 23:59 Uhr . Dies ist eine Zusammenfassung, die in der Regel einen Umfang von fünf Seiten hat und in die Bewertung eingeht. Die Ausarbeitung wird direkt in Teams abgegeben.

Plagiarismus:
Beachten Sie unbedingt die Standards wissenschaftlichen Arbeitens: Zitate und übernommenes Material (Daten, Bilder) müssen als solche gekennzeichnet und mit Quellenangabe versehen sein. Ein Literaturverzeichnis ist erforderlich. Ansonsten gilt das Seminar als nicht bestanden.

Teilnahme an Diskussionen:
Die Diskussionen nach den Präsentationen sind ein essenzieller Teil dieses Proseminars. Das bedeutet, dass die Teilnehmer Fragen stellen und damit positive und negative Aspekte der vorgestellten Idee finden sollen. Die aktive Teilnahme ist Teil der Schlussnote.

Verspätungen:
Um das Unterbechen von Vorträgen zu vermeiden, müssen alle Teilnehmer rechtzeitig im Teams Meeting sein. Teilnehmer, die regelmäßig zu spät kommen, müssen damit rechnen, dass dies einen negativen Einfluss auf ihre Note haben wird.



No.   Datum   Betreuer Vortragender Buchabschnitt
1 18.05 Schrader Philipp Radder
Kapitel 2:
Random Walks und Lévy-Flüge
2 18.05 Schrader Maximilian Tornes
Kapitel 3:
Simulated Annealing
3 25.05 Schrader Peter Theobald
Kapitel 4:
Optimierung mit Nebenbedingung
4 25.05 Schrader Theresa Jung-Krenzer
Kapitel 5:
Genetische Algorithmen
5 01.06 Schaefer Felix Carl Walzenbach
Kapitel 6:
Differentialevolutionen
6 01.06 Schaefer Helena Webel
Kapitel 7:
Ameisen- und Bienenalgorithmen
7 08.06 Schaefer Sophie Streb
Kapitel 9:
Harmoniesuche
8 08.06 Schaefer Jonas Wagner
Kapitel 10:
Glühwürmchenalgorithmus
9 15.06 Schaefer Simon Jonas Friedel
Kapitel 11:
Fledermausalgorithmus
10 15.06 Schaefer Sebastian Volz
Kapitel 12:
Kuckuckssuche
11 22.06 Schaefer Tobias Mirco Schiffmann
Kapitel 13:
Künstliche und Support-Vektor-Maschinen
12 22.06 Schaefer Felix Rausch
Kapitel 14 :
Metaheuristiken - Ein universeller Ansatz

  1. Xin-She Yang
    Nature-Inspired Metaheuristic Algorithms
    Luniver Press, 2010

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