分子篩廠家講解基于遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架

遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架是一類借鑒生物界的進(jìn)化規(guī)律演化而來(lái)的隨機(jī)化搜索方法。它是由美國(guó)密歇根大學(xué)的研究組于20世紀(jì)60年代時(shí)提出。遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架是計(jì)算機(jī)科學(xué)人工智能領(lǐng)域中用于解決最優(yōu)化問(wèn)題的一種搜索啟發(fā)式算法，是進(jìn)化算法的一種。這種方法將待優(yōu)化的體系視為一個(gè)“種群”，通過(guò)優(yōu)化種群的基因編碼，完成種群的進(jìn)化，最終使研究體系達(dá)到最優(yōu)化。

最初提出的遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架通常被稱為標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架或簡(jiǎn)單遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架。遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架都包含選擇操作、交叉操作和變異操作這三個(gè)部分。算法對(duì)進(jìn)化中的種群反復(fù)進(jìn)行這三種操作，直到滿足某一極限條件而終止算法。

具體來(lái)說(shuō)，主要分以下幾個(gè)步驟：

（1）選擇目標(biāo)種群的函數(shù)，確定變量定義域及編碼精度，形成編碼方案。

（2）隨機(jī)產(chǎn)生一組種群。

（3）選擇一部分種群進(jìn)行交叉操作或變異，形成一組新的種群。

（4）評(píng)價(jià)種群，計(jì)算每個(gè)個(gè)體的合適值。

（5）檢查結(jié)束條件，若滿足，則算法結(jié)束，當(dāng)前結(jié)構(gòu)組中合適值最高的個(gè)體即所要結(jié)構(gòu)，否則轉(zhuǎn)步驟（3）繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。

遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架的核心就是三類遺傳操作，算法對(duì)結(jié)構(gòu)組中的個(gè)體不斷進(jìn)行遺傳進(jìn)化操作，然后計(jì)算適應(yīng)值，再產(chǎn)生新的種群組以替換舊的種群組。整個(gè)算法就是在不斷地重復(fù)“產(chǎn)生—檢查—替換”的過(guò)程。

2004年，開發(fā)了一種基于遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架的分子篩結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法，依據(jù)分子篩結(jié)構(gòu)中晶胞尺寸、組成骨架的原子以及結(jié)構(gòu)孔道區(qū)域排斥區(qū)等參數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。該算法包括兩個(gè)主要階段，在第一階段，候選結(jié)構(gòu)由遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架生成，并采用價(jià)值函數(shù)來(lái)評(píng)估所有產(chǎn)生的候選結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；在第二階段，通過(guò)分子力學(xué)的方法對(duì)第一階段產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步精修。

在這種遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架中，為了促進(jìn)孔道產(chǎn)生，采取了排斥區(qū)內(nèi)禁止原子進(jìn)入的原則。排斥區(qū)可以是橢圓的、圓柱狀或平面區(qū)域，通過(guò)定義額外的價(jià)值函數(shù)直接或間接地限定排斥區(qū)區(qū)城是進(jìn)行遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架的第一步，或直接通過(guò)消除禁區(qū)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明，間接或直接限定排斥區(qū)可以大大提高目標(biāo)預(yù)測(cè)孔道結(jié)構(gòu)的生成。

2007年，又進(jìn)一步提出了基于進(jìn)化算法的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法。不同于遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架所優(yōu)化的是基因類型的代碼，進(jìn)化算法優(yōu)化的是原子坐標(biāo)。他們指出，進(jìn)化算法的效率要優(yōu)于遺傳算法預(yù)測(cè)分子篩骨架。采用結(jié)合排斥區(qū)的進(jìn)化算法，具有特定孔道的分子篩，例如SOD和CHA，都可以產(chǎn)生出來(lái)。湖南天怡新材料有限公司是專業(yè)生產(chǎn)NaY分子篩、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、USY分子篩、REY分子篩等為主要產(chǎn)品的分子篩廠家，如有需求，歡迎咨詢。