Overview on Binary Optimisation using Swarm-inspired Algorithms

Nov 5, 2021·
Mariana Macedo
,
Hugo Siqueira
,
Elliackin Figueiredo
,
Clodomir Santana
Rodrigo Lira
Rodrigo Lira
,
Anuradha Gokhale
,
Carmelo J. A. Bastos-Filho
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Abstract
Swarm Intelligence is applied to optimisation problems due to its robustness, scalability, generality, and flexibility. Based on simple rules, simple reactive agents - swarm (e.g. fish, bird, and ant) - directly or indirectly exchange information to find an optimal solution. Among multiple nature inspirations and versions, the dilemma of choosing proper swarm-based algorithms for each type of problem prevents their recurrent application. This scenario gets even more challenging when considering binary optimisation because of the absence of overview papers that assembles the trends, benefits and limitations of swarm-based techniques. Based on 403 scientific papers, we describe the basis of the leading binary swarm-based algorithms presenting their rationales, equations, pseudocodes, and descriptions of their applications to tackle this research gap. We also define a new classification based on the mechanism to update the solutions and the displacements, indicating that the Binary-Binary approach - binary decision variables and binary search space - is more efficient for binary optimisation in accuracy and computational cost.
Type
Publication
IEEE Access
publications
Rodrigo Lira
Authors
Professor

Professor no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (IFPE) com doutorado em Engenharia da Computação pela Universidade de Pernambuco (2025) na área de Inteligência de Enxames e Aprendizado de Máquina. Possui Mestrado (2014) e Bacharelado (2013) em Engenharia da Computação pela mesma instituição. Realiza pesquisa de pós-doutorado em Engenharia de Sistemas na UPE. É conselheiro do Conselho Superior (CONSUP) do IFPE, atual coordenador de curso do Tecnológo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas do Campus Paulista, possuitambém experiência coordenador da Divisão de Pesquisa e Extensão.

É membro da Sociedade Brasileira de Computação (SBC), IEEE e Complexity Systems Society. Desde 2023, participa de projetos de inovação tecnológica da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP). Já coordenou projetos de pesquisa e extensão no IFPE em parceria com instituições como FACEPE, SiDi, IPA, SOFTEX, NIC.BR e Prefeitura de Paulista.