طراحی سامانه انتخاب حسگرها در زیردریایی هوشمند بدون سرنشین با استفاده از شبکه‌های عصبی و الگوریتم اجتماع عنکبوت‌ها

هدف از این مقاله انتخاب مجموعه‌ای از حسگرها در زیردریایی هوشمند بدون سرنشین به گونه‌ای است که علاوه بر کمینه کردن میزان انرژی مصرفی، بوسیله‌ی کم کردن پیچیدگی زمان پردازش اطلاعات نیز کاهش یابد. همواره یک تناظر یک به یک بین قابلیت کاری و منبع انرژی وجود دارد. از جمله چالش‌هایی که زیردریایی‌های هوشمند بدون سرنشین با آن روبرو هستند منابع انرژی محدود آن‌ها می‌باشد. تنها منبع انرژی در زیردریایی‌های هوشمند بدون سرنشین باتری‌ها هستند. با توجه به اینکه شارژ کردن باتری‌ها در اعماق دریا غیرممکن است، ناگزیر به صرفه جویی در مصرف انرژی می‌باشیم. موثرترین راه برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی انتخاب هوشمندانه‌ی مجموعه‌ای از حسگرها به گونه‌ای می‌باشد که با کمترین تعداد حسگر، بیشترین کارآیی را بدست آوریم. از این رو از شبکه‌ی عصبی به عنوان تابع بهینه‌ساز و همچنین از الگوریتم اجتماع عنکبوت‌ها که در پیدا کردن بهینه عمومی و رسیدن به همگرایی بسیار قدرتمند است، استفاده می‌کنیم. خواهیم دید که این الگوریتم با پیدا کردن بهینه‌ عمومی و رسیدن سریع به همگرایی قادر است کمترین تعداد حسگر را در مجموعه‌ی حسگر انتخاب ‌کند. در پایان نتایج شبیه‌سازی با الگوریتم مبتنی بر جغرافیای زیستی، الگوریتم مبتنی بر جغرافیای زیستی بهینه شده با نقشه‌های آشفته، الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم، الگوریتم کرم شب‌تاب، الگوریتم فاخته ذرات مقایسه می‌شود. نتایج حاصله حاکی از آن است که عملکرد الگوریتم اجتماع عنکبوت‌ها در مقایسه با الگوریتم‌های دیگر و در حالت زیرسطحی کارآیی بهتری دارد و قادر است زمان پردازش را به 8/1 ثانیه برساند. همچنین مصرف انرژی را به میزان 1/7 کیلووات‌ساعت کاهش می‌دهد. این امر سبب می‌شود 5/106 دقیقه به زمان دریانوردی اضافه گردد.