▪️الگوریتم کرم‌ شب‌تاب(Firefly Algorithm)

جهان هستی تشکیل شده از الگوهای منظم و بی‌نظیری است که در زمینه‌های مختلفی تکرار می‌شود و گاهی می‌توان آنها را به صورت مدل ریاضی بیان کرد.
الگوریتم بهینه سازی کرم شب‌تاب هم اینگونه است. در واقع این الگوریتم از رفتار کرم های شب‌تاب طبیعی که در یک کلونی بزرگ در کنار هم زندگی می‌کنند برداشت شده است.

الگوریتم فایرفلای(Firefly Algorithm) یکی از الگوریتم های فرا‌ابتکاری جدید برای مسائل بهینه سازی است. این الگوریتم از رفتار چشمک‌زن کرم شب‌تاب الهام گرفته شده است.

الگوریتم‌های فراابتکاری، الگوریتم‌های بهینه‌سازی هستند که سعی می‌کنند کیفیت اعضای راه‌حل را به طور مکرر با برخی ویژگی‌های تصادفی بهبود بخشند. بیشتر این الگوریتم ها از جنبه های بیولوژیکی الهام گرفته شده اند. برخلاف روش های حل قطعی، الگوریتم های فراابتکاری تحت تأثیر رفتار مسئله بهینه سازی قرار نمی‌گیرند. این باعث می شود که الگوریتم به طور گسترده در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

علت تولید نور در این حشرات

کرم شب‌تاب یک واکنش شیمیایی در بدن خود ایجاد می‌کند که به آنها اجازه می‌دهد تا روشن شوند. به این نوع تولید نور، بیولومینِسانس(bioluminescence) می‌گویند. آن‌ها با ترکیب یک ماده شیمیایی به نام لوسی‌فرین(Luciferin)، آنزیم‌هایی به نام لوسی‌فراز(Luciferase)، اکسیژن و سوخت کار سلولی، در اندام‌های خاصی در شکم خود نور تولید می‌کنند.این موجودات توانایی تولید نور سرد که فاقد طیف فروسرخ و فرابنفش هست  را دارند. حشره شناسان فکر می‌کنند که با تنظیم میزان اکسیژنی که به اندام های تولید کننده نور می رسد، چشمک زدن خود را کنترل می کنند. برخلاف لامپ که علاوه بر نور، گرمای زیادی نیز تولید می‌کند، نور کرم شب‌تاب "نور سرد" است بدون اینکه انرژی زیادی به عنوان گرما از دست برود. این امر ضروری است زیرا اگر اندام مولد نور یک کرم شب تاب به اندازه یک لامپ داغ شود، کرم شب تاب از این تجربه جان سالم به در نمی برد. در گذشته  بر این باور بودند که نور تولیدی در این حشرات موجب جلب توجه جنس مخالف و کمک به جفت گیری آنان می‌شود ولی پژوهش‌های امروزه نشان می‌دهد که کرم های شب تاب برای مقابله با  شکارچینان به تولید نور می‌پردازند و در واقع نور در بدن آنان مکانیزمی دفاعی دارد.

تشریح الگوریتم

• کرم شب تاب به کرم شب تاب درخشان تر جذب می‌شود و اگر کرم شب تاب روشن تری وجود نداشته باشد به طور تصادفی حرکت می‌کند.
• تمام کرم‌های شب‌تاب تک جنسیتی هستند. آنها صرف نظر از جنسیت خود به سمت افراد جذاب تر و درخشان تر حرکت می‌کنند .
• میزان جذب کرم شب‌تاب با درخشندگی آن متناسب است. این امر با افزایش فاصله از سایر کرم‌های شب‌تاب کاهش می‌یابد زیرا هوا نور را جذب می کند. اگر کرم شب‌تاب درخشان‌تر یا جذاب‌تر از یک کرم شب‌تاب وجود نداشته باشد، به طور تصادفی حرکت می کند.

از کاربردهای الگوریتم کرم شب‌تاب می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. فشرده‌سازی تصویر دیجیتال و پردازش تصویر
2. انتخاب ویژگی و تشخیص گسل
3. طراحی آنتن
4. طراحی سازه
5. برنامه ریزی
6. تعادل فاز شیمیایی
7. مسائل پویا
8. مسائل  NP-Hard  در  زمینه‌های بهینه‌سازی