The 19th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2005

2F2-04集合フェロモンシステム（APS）とそのサイクルモデルの性質について
Aggregation Pheromone System and Its Cycle model
筒井茂義
Shigeyoshi Tsutsui

阪南大学
Hannan University
This paper describes and analyzes the aggregation pheromone system (APS) algorithm. Two variants of APS areconsidered: the existing generational cycle APS and the proposed steady state cycle APS. Both variants of APS are tested on
several common unimodal and multimodal problems and their performance on these problems is analyzed with different
parameter settings. The results indicate that using a steady-state model improves the performance of APS on both unimodal
as well as multimodal problems and that the performance of APS is relatively robust with respect to its parameter settings.

1. はじめに群知能 (Swarm Intelligence) に基づく情報処理方式の一つとして，フェロモンを介したアリの群行動にヒントを得た ACO (AntColony Optimization) は，多くの最適化に応用されているが，巡回セールスマン問題 (TSP) [Dorigo 97]など離散的問題への応用が中心である.
一方,昆虫などの集合フェロモン (Aggregation Pheromones)の機能をモデルとする実数値探索アルゴリズムとして，集合フェロモンシステム APS (Aggregation Pheromone System) の提案を行った[筒井 05]．ACO で使われているフェロモンのモデルは，アリの歩行経路に排出されるフェロモン軌跡であるが，フェロモンには，この他，仲間に餌の場所の通知，攻撃対象の通知，安全な場所の通知などに使われるものがある．これらは，集合フェロモン (Aggregation Pheromones) と呼ばれる．集合フェロモンシステム APS は，この集合フェロモンの機能をモデルとし，実数値探索問題に適用することを目的としている．
先に提案した APS では，サイクル（GA における世代に相当）ごとに個体の大部分を更新するいわゆる generational モデルを用いた．以下，この APS を APS/G と呼ぶ．進化的計算では，世代交代において集団の一部分のみを更新するいわゆる steadystate モ デ ル が あ る ． 本 稿 で は ， APS の サ イ ク ル モ デ ル に
steady-state モデルを用いた APS（以下，APS/S と呼ぶ）について述べ，APS/G の結果と比較し，APS/S の性質を明らかにする．
以下本稿では，まず 2 章において，APS の考え方を述べる．
つぎに 3 章において APS/G と APS/S について述べる．4 章において代表的な実数値探索問題を用いて APS/G と APS/S の比較実験を行い，その結果を述べる．

2. Aggregation Pheromone System (APS)
2.1 基本アルゴリズム
集合フェロモンの働きについては，多くの昆虫などで観察されている．例えば，スズメバチなどが餌の在りかを仲間に伝える行動や配偶相手を誘うための行動など多くが知られている．空中に分泌された集合フェロモンは，周囲の仲間に検出され，仲間を呼び寄せる働きをする．集合フェロモンシステム APS は，連絡先：筒井茂義，阪南大学経営情報学部，〒580-8502 大
阪 府 松 原 市 天 美 東 5-4-33 ， e-mail: tsutsui@hannanu.ac.jp, URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/

集合フェロモンのこの働きを，実数値探索問題を解くための基礎モデルに用いる．良い関数値を持つ場所（点）にいる個体は多くの集合フェロモンを分泌し，逆に，悪い関数値をとる場所にいる個体は少ない集合フェロモンを分泌すると考える．この結果，良い関数値を持つ領域のフェロモン濃度は上昇し，悪い関数値を持つ領域のフェロモン濃度は低下する．これを繰り返すことにより，関数値の良いところに個体を集合させることで問題が解かれる．
ACOでは，好ましいノードの順列を探索することが目的であり，探索過程におけるエッジの重要度の変化をフェロモン軌跡濃度関数τij(t)の変化で置き換えている．これに対して，APSではn次元空間で与えられる関数の最適点探索を目的としているので，探索過程における各空間点の重要度の変化を，集合フェロモンの濃度関数 τ (t , x) の変化に置き換える．ただし，探索空間をXとし，その要素を x ∈ X で表している．また，tは，APSにおける各繰り返しであり，APSサイクルと呼び，GAにおける世代に相当する．

2.2 集合フェロモン量とその更新
ACO では，短いツアーを形成したアリの TSP 経路に含まれるエッジには高い濃度のフェロモンを，長いツアーを形成したアリの TSP 経路に含まれるエッジには低い濃度のフェロモンを放出し，次サイクルのアリの経路選択にこのフェロモン軌跡濃度を反映させる．すなわち，過去に良好なツアーを形成したエッジが選ばれる確率を高くしていく．この際，実際のアリのフェロモン軌跡で起こっているように，｢フェロモンの蒸発｣を取り入れ，蒸発係数 ρを用いてフェロモン軌跡濃度の更新が行われる．これにより，探索における集中化と多様化の度合いが制御されている．すなわち，蒸発係数ρの値を小さくするほど，現在のサイクルの情報を多く使うことになり集中化の度合いが大きくなる．一方，ρの値を大きくするほど集中化の度合いが小さくなる．
APS でも ACO のこの考え方を取り入れる．空間に放出された集合フェロモンは，変質や飛散などにより消滅していく．この割合を ACO と同様に｢蒸発係数｣と呼び，ρ で表す．これにより，探索における集中化と多様化の均衡の度合いを制御する．
各サイクルでは，m 個の個体が集合フェロモン濃度に基づいて，探索空間の点（場所）に吸引される．自然界において，各個体が集合フェロモンに実際にどのように吸引されるかについては，多くの研究がなされているが，各個体は，集合フェロモン濃度が最も高いところに確定的に吸引されるわけではない．そこで，本 APS では，(i)各個体は集合フェロモンの濃度の高いとこ-1-

The 19th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2005
ろに吸引されやすい， (ii)しかし，そこにはランダム性が存在する，と考え，各個体は，集合フェロモン濃度に確率的に比例して吸引される．
初期サイクル(t=0)では，空間の良さについての情報がないので，ACO と同様，集合フェロモンは探索空間に一様に分布しているとする．すなわち， τ (0, x) = c である．ここで，c は定数であり，またフェロモンの総量は定数値 C であるとする．すなわち，∫X τ (0, x)dx = ∫X cdx = C(1)
つぎに，集合フェロモン濃度関数 τ (t , x) を基に探索空間 Xの点 x に確率的に吸引される場合に用いる集合フェロモン確率密度関数 pτ (t , x) を以下のように定義する．
τ (t , x)pτ (t , x) =(2)τ∫ (t , x)dx
X

探索空間 X の点 x に吸引された個体は，X で定義される関数値 f(x)に基づいて，集合フェロモンを放出する．すなわち，与えられた問題の f(x)が良い値を持つ場所にいる個体は多くのフェロモンを放出し， f(x) が悪い値を持つ場所にいる個体は少ないフェロモンを放出すると考える．APS では，各サイクルにおけるランク値をベースとして個体のよさを評価する．すなわち，最も良い関数値を持つ個体にはランク値 m を，また，最も悪い関数値を持つ個体にはランク値 1 を割り当てる．
サイクルtにおいて，ランク値rを持つ個体の位置をxt,r で表すと，この個体は，濃度関数 Δτ ' ( xt , r , x) で与えられる集合フェロモンをxt,r の周辺に放出するものとする．サイクルtにおいて探索空間Xに放出される総フェロモンの濃度関数は， m個の個体が放出するフェロモンの合計として，

Δτ (t , x) = ∑r =1 Δτ ' ( xt ,r , x)m(3)で与えられる．ここで，各サイクル t において排出されるフェロモンの総量は，式 1 で定義した初期フェロモン量と同じ一定値C であると仮定する．すなわち，∫X Δτ (t , x)dx = C

は，フェロモンの放出の広がり具合を調節するパラメータである．
N ( xt ,i , β 2 Σ t ) は，多変量正規分布である．また，放出されるフェロモンの総量は，各サイクルとも同一値 Cであると仮定しているので，Kは次式で与えられる．

K= C

Δτ (t , x) = C ∑r =1

各個体が放出するフェロモン濃度に関して，以下のように考える．
まず，(i) Δτ ' ( xt , r , x) は，ランク値rの個体の位置 xt,r の周辺に放出し，位置 xt,r での濃度が最も高い，また，先に述べたように，(ii) 高いランク値を持つ個体は，低いランク値を持つ個体よりも多くのフェロモンを放出する，さらに，以下のような協調行動，すなわち，(iii) Δτ ' ( xt , r , x) は，サイクルtにおいて個体が分布する｢方向｣に影響を受けた形状にフェロモンを放出すると考える．これらの三つの条件を満たすものとして， Δτ ' ( xt , r , x) を以下のように決める．

Δτ ' ( xt , r , x) = Kr α N ( xt , r , β 2 Σ t )

rαm.

(7)

∑N ( xt , r , β 2 Σ t )maαa =1(8)2.4 サンプリング法
本節では，サイクル t+1 において，式 5 で得られる集合フェロモン濃度関数 τ (t + 1, x) から，各個体が吸引される方法，すなわ
ち，サンプリング法について述べる．
2.2 節で述べたように，各個体は，フェロモン濃度 τ (t + 1, x) に比例して確率的に各場所に吸引される．フェロモン濃度関数
τ (t + 1, x) から式 2 を用いて確率密度関数 pτ (t , x) を得る．まず，
式 5 の τ (t + 1, x) は，以下のように変形できる．

(4)

2.3 各個体が放出するフェロモン濃度の定義
2.2 節で述べた Δτ ' ( xt , r , x) は，以下の様に定義される．まず，m式 6 で定義される Δτ ' ( xt ,r , x) は，xt,rにおいて最大値を持ち，ランク値が大きくなるにしたがって，値が大きくなり，また，多変量正規分布により個体の分布を反映しているので，上で述べた3 つの条件を満たしている．α が大きい場合には，ランク値が大きい個体より多くの割合でフェロモンを放出することになり，集中化の度合いが高まる．逆に，α が小さい場合には，各個体が放出するフェロモン量は均一化に向かい，多様化の度合いが高まる．また，同様にβが大きくなるにしたがって，より広範囲にフェロモンが放出され，多様化の度合いが高まる．逆に，βが小さくなるに従って，より狭い範囲にフェロモンが放出され，集中化の度合いが高まる．
式 3，6，7 から，サイクル t において探索空間 X に放出される
総フェロモンの濃度分布関数 Δτ (t , x) は，最終的に以下のように定義される．

τ (t + 1, x) = ρ t +1τ (0, x) + ∑ h = 0 ρ h Δτ (t − h, x)
t2.4 節で述べるサンプリング法は，この仮定を前提にしている．
m 個の個体が集合フェロモンの濃度に応じて確率的に吸引されてそれぞれの場所が決まったとき，システムにおけるフェロモン濃度関数は，ACO [Dorigo 97]と同様，以下のように更新されるものとする．
τ (t + 1, x) = ρ ⋅τ (t , x) + Δτ (t , x)(5)
ここで，ρ (0 ≤ ρ < 1) は，蒸発係数である．

∑i =1iα(9)したがって，確率密度関数 pτ (t , x ) は，pτ (t + 1, x) =

ρ t +1

t +1 Tρ
T =0∑⋅

τ (0, x)C+ ∑ h =0ρh

tt +1 Tρ
T =0∑⋅Δτ (t − h, x)
C(10)として得られる．
一般に，ある確率密度関数 (pdf) f(x) がサブ確率密度関数fs(x)の和として f(x) = p1f1(x) + p2f2(x) + … + pS fS (x)と分解できる
とき， f(x) のサンプリングは，まず，確率 (p1, p2, … , pS) で fs(x)(s=1, 2, …, S) を選び，つぎに，選ばれたfs(x)をサンプリングすることで行える．ここで，(p1, p2, …, pS) は確率分布である．これを使うと，式 10 のサンプリングは容易に行える．
なお， ρ は， 0 ≤ ρ < 1 であるので，式 10 において t が大きくなると， ρ t +1 あるいは， ρ h の h の大きい部分は 0 で近似することができる．そこで， xt −h ,r や β 2 Σ t−h を記憶する記憶領域は過去H サイクルまでとする． t ≥ H の場合には，H サイクル以前のデータを捨てることにし，式 10 に代わって，次式を用いる．

ρhH −1pτ (t + 1, x) = ∑h=0(6)ここで，α (α > 0) は，ランク値の違いを調節するパラメータである．Σt は，個体の分布状況を示す共分散行列である．β (β >0)-2-H −1 Tρ
T =0∑×Δτ (t − h, x)C(11)The 19th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2005

4. 実験
4.1 実験条件
パラメータ間の依存関係（リンケージ）を有するか否かおよび多峰性を有するかの観点から，進化的計算の研究でよく使われているものからつぎの 5 つの関数を用いて APS/G，APS/S の実験を行った．実数値 GA との比較のために SPX 交叉[樋口 01]との比較も行った．
FEllipsoidal = ∑ i =1ixi2 , [ −3.12,7.12]
n2ni
FRidge = ∑ i =1⎛⎜ ∑ j =1 x j ⎞⎟ , [ − 44,84]⎝⎠

FRosenbrock = ∑ i = 2 (100( x1 − xi2 ) 2 + ( xi − 1) 2 ), [ −2.048,2.048]
n()

FRastrigin = 10 n + ∑i =1 xi2 − 10 cos( 2πxi ) , ( −3.12 ≤ xi < 7)nn −1

(FSchaffer = ∑ i =1 xi2 + xi2+1)

0.25 ⎡()

2⎛
22 0 .1 ⎞ ⎤⎢sin ⎜ 50 xi + xi +1 ⎟⎥ ,[ −20,30]⎝⎠⎦⎣

FRidgeおよびFSchafferは，変数間に弱い依存関係を有し，また，FRosenbrockは変数間にきわめて強い依存関係を有する．FSphereおよ び FRastrigin は， 変 数 間 の 依 存 関 係 を 有 し ない ． FEllipsoidal ，FRosenbrock お よ び FRidge は 単 峰 性 関 数 で あ り ， FRastrigin お よ びFSchafferは多峰性関数である．いずれも最小化問題である．次元数はいずれも 20 とした(n = 20)．

4.2 デフォルトパラメータ値を用いたときの結果
4.1 節で述べたパラメータ値（以下，デフォルト値と呼ぶ）を用いた APS/G，APS/S の結果を，SPX の結果とともに表 1 に示す．

APS/G

F Ellipsoidal
F Ridge
F Rosenbrock
Name
Linkage
NoMedium
StrongMultimodal
NoNo
No
#OPT
20/20
20/20
20/20
MNE 59955.0 71420.0
97640.0
STD
1534.11726.85161.8
#OPT
20/20
20/20
20/20
MNE 24933.0 54584.5
74412.0
STD3341.2
7273.5 36374.5
#OPT
20/20
20/20
20/20
MNE 113274.8 138175.5 255639.0
STD
1697.11362.5 21419.4
APS/S

Function

表 1 デフォルトパラメータ値における結果

Evolutionary Algorithm

初期サイクル(t = 0)では，フェロモン濃度は一様分布τ(0,x) =c に初期化，これに基づいて m 個の個体が生成されるので，結果的に個体はランダムに生成される．つぎに，m 個の個体は評価され，最良個体にはランク値 m を，最悪個体にはランク値 1を割り当てる．個体の分布に基づいた共分散行列が計算され，集合フェロモンの放出量とそれに基づいたフェロモン量の更新が行われる．この更新されたフェロモン量に基づいて，サンプリングが行われ，新しい個体が決められる．これらの個体が，次のサイクルの集団を形成するが，この生成においてつぎの二つのアプローチを用いる．
(1)Generational サイクルモデル (APS/G):
Generational サイクルモデルでは，この m 個の個体に前サイクルにいて保存された e×m (ただし， 0 ≤ e < 1 ) 個のベスト個体が加えられ，合計 (e+1)×m の個体からベスト m 個体を得る．この m 個の個体を次サイクルにおけるフェロモンを放出する集団とする．
(2) Steady-state サイクルモデル (APS/G):
Steady-state サイクルモデルでは，前サイクルにおける m個の個体のうち，(1–e)×m 個のベスト個体が次サイクル用の個体として常に保存される．ただし， 0 ≤ e < 1 である．サンプリングされる個体数は e×m 個体のみである．前サイクルにおいて保存された(1–e)×m 個の個体に，新たに生成されたe×m の個体が加えられ，このようにして得られた m 個の個体を次サイクルにおけるフェロモンを放出する集団とする．
両モデルとも，e の値は比較的小さい値とし，本研究では e =0.1 を用いている．すなわち，Generational サイクルモデルでは90%の個体は，新しくサンプリングされたものであり，前サイクルから 10%のエリート個体が加わって，次サイクルのフェロモン放出集団となる．これに対して，Steady-state サイクルモデルでは，次サイクルにおけるフェロモン放出集団は， 90%の個体が前サイクルから引き継がれたものであり，10%の新個体のみが，新たに次サイクルにおけるフェロモン放出集団に加わる．

各実験とも個体数 m = 100, と固定した．また，データ記憶サイクル数は H = 200 とした．その他の APS の各パラメータ値は以下の値を用いた．
zAPS/G： 蒸発係数 ρ = 0.8，ランク制御係数 α = 4，フェロモン放出幅制御パラメータ β = 0.7．
z
APS/S： 蒸発係数 ρ = 0.2，ランク制御係数 α = 6，フェロモン放出幅制御パラメータ β = 0.7 (FEllipsoidal, FRastrigin,FSchaffe)，β = 1.0 (FRidge, FRosenbrock)．
これらのパラメータは，変数間に最も強い依存関係を有するという意味で困難な問題である FRosenbrok関数をベースにチューニングを行って得られたものである．なお，サンプリングにより得られた値に対して，0.0005 の率で N (0,σ 2 ) (σ = 1) の外乱（突然変異）を与えている．
実験は 20 回行い，最適解が得られる回数 (#OPT)，最適解を得るのに要した関数評価回数の平均 (MNE: Mean Numberof Evaluations)で評価する．いずれの関数も最適解の関数値は0 である．そこで，最適解が得られたという判定は，関数値がn×10-6以下になったときとする．FRastriginおよびFRastriginを除いて，最大関数評価回数は 500,000 とした．FRastriginおよびFRastriginの最大評価回数は 2,000,000 とした．

SPX

3. APS のサイクルモデル

F Rastrigin
NoYes
17/20

F Schaffer
WeakYes
8/20

485168.8 594572.5
127989.4 484500.620/20

20/20

240759.5 207143.579902.3 40154.2
17/20

20/20

406927.9 453569.3
42627.22090.6

この結果を見ると明らかにAPS/Sの性能はAPS/Gの性能よりも優れていることが分かる．単純な単峰性関数である FEllipsoidal では，APS/GのMNEが 59955.0 であるのに対して，APS/SのMNEは 24933.0 と約 1/2 の値となっている．同様に多峰性関数である FRastrigin でも APS/S の MNE の値は， APS/S の MNE の値の約1/2 となっている．同じく多峰性関数であるFSchafferでは，APS/Gの＃OPTが 8/20，MNEが 594572.5 に対して，APS/Sでは，＃OPTは 20/20 であり，MNEは 207143.5 とAPS/Gの約 1/3 となっている．パラメータ間のリンケージを有する単峰性関数である
FRidge，FRosenbrock関数では，両者の差は前者の関数ほど顕著ではないが， APS/SはAPS/Gよりも優れた値を示している． SPXの比較で見ると，SPX/Gは，単峰性関数ではSPXよりも優れているが，多峰性関数では，悪い結果となっている．一方，APS/Sは，全ての関数で，SPXよりも優れた性能を示している．以上の結果をまとめると， APS/G は，多峰性関数での性能に問題を有しているのに対して， APS/S は APS/G のこの問題を解決できる手法であるといえる． APS/Sでは，優れた個体は保存され，次サイク
ルで再度フェロモンを放出することができる．多峰性関数では，APS/Sのこの機能が有効に機能していると考えられる．

4.3 パラメータの感度解析
ここでは，APSの重要な三つのパラメータρ，α，βの性能に対する影響を見るために，デフォルト値から値を変動させた場合の性能の変化を見る．ここでは，スペースの関係で，パラメータ-3-The 19th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2005

O

O

O

OO

20

300000400000

OOOO

#OPT8

MNE

200000

OOO

40000

20

12150000

80.70.75

400

MNE

16

1400000

14

1200000

120.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

00.95

O

12

MNE

600000O

4000008O#OPT4200000
0

#OPTO

MNE

16

800000

OO

O

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

2000000
1800000
1600000
1400000
1200000
1000000
800000600000

OO

200000
0OO

OO

12MNE

O

8

#OPT0.95

O0OO

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

ρFSchaffer with APS/S(2) ランク制御係数αの感度10000050000

O046100000

OOO

80000
60000
MNE
40000

420246

FRosenbrock with APS/S

200000
04OO

68OO

O

O

250000200000
MNE

1614121086420

#OPT

MNE
#OPTO

2

3000002018O

800000150000

MNE

100000

#OPTO

2018
16
1412108
642050000
02468ααFSchaffer with APS/G

0.65

0.7

0.9

1.0

1.10.75

OO

800000OOOO

0.7

0.80.91.0

MNEO#OPT600000

4400000

2200000

00O0.50.6201816141210864201.1β

FSchaffer with APS/S

以上，本稿では，集合フェロモンの機能をモデルとする実数探索アルゴリズム APS を示し，二つサイクルモデルに基づくGenerational APS (APS/G)と Steady-state APS (APS/S)について述べた．つぎに実験により，両方式の性能を比較し， APS/Sの性能が優れているおよび APS/S が制御パラメータに対してロバストであることを示した．
本稿では，APS/S が APS/G よりも優れていることを示したが，全ての場合において APS/S が APS/G よりも優れているとは限らな い こ と は 言 う ま で も な い ． APS は EDA (Estimation ofDistributionAlgorithm) [Larranaga 02, Pelikan 02]への別のアプローチであるとも捉えることができる．特に APS は数学的には混合正規分布を用いてモデリングとサンプリングを行っているため，多重解や多目的解を求める場合に特に有効性を発揮する可能性を持っている．このような問題では，APS/G の方が適している可能性がある．今後，このような研究へ発展させていく予定である．

参考文献

8αα

O201816141210864200

FRosenbrock with APS/G400000

#OPT

O

20000

8600000

O#OPT

2120000

1614121086MNE#OPTO

150000

2018

#OPTO

#OPT

ランク制御係数 αの値の影響を見るために，α の値を区間 [2,8] で変化させた場合の結果を図 2 に示す． αの値が大きくなるにしたがって，高いランク値を持つ個体がより多くのフェロモンを放出し，探索における集中化の度合いが高まるがαの値が大きくなるにしたがって，MNEは小さくなり，探索効率が上がっている．しかし過度な集中化は，探索を失敗させることがAPS/GによるFRosenbrock，FSchafferの結果から分かる．しかし，APS/Sでは，この変動に対してロバストであることが分かる．
MNE

O
0.60.85. むすび0

図 1 蒸発係数ρの感度

OO0.55

O

FSchaffer with APS/G4Oρ

OO0.7

図 3 フェロモン放出幅制御係数βの感度

16FSchaffer with APS/G

200000620400000
200000
00OO0.6

β20O

1000000

8O400000ρ

FRosenbrock with APS/S

1200000

O20181614121086420#OPT0.51000000

10#OPT

6000000.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9ρFRosenbrock with APS/GO

800000O

FRosenbrock with APS/S
O

#OPT

50000

0O

β

MNE

4O

FRosenbrock with APS/G

1200000

O

#OPT

0.6

MNE

0.65

1400000

MNE

O

0

MNE

0.6

1600000

50000

MNE

0.55

O
MNE

β

1000000

O

1000001000000

O

160000140000120000100000
80000
60000
40000
20000
0

420

20000

O

20000018000016141210
86

100000150000250000

O

60000

MNE

200000

#OPT

12

#OPTO

250000

O

#OPT

80000

16

MNE

300000
MNE

O25000016350000

OOO

2018

#OPT

100000

#OPTO

O

MNE

1200000450000

O

140000#OPT

160000

MNE

蒸発係数ρの変動によるMNEと＃OPTの変化を図 1 に示す．
FRosenbrockのρに対する感度を見ると，APS/GにおけるMNEのρの変動に対する変化は，APS/Sの場合よりも大きいことが分かる．
また，APS/Gの#OPTの変化もAPS/Sよりも大きい．この傾向は，
FSchafferでも同様である．このように，APS/Sは，ρの変動に対してAPS/Gよりもロバストである．これは， APS/Sでは，多くの個体が次サイクルに転送されるので，サイクルモデル自体が既に｢蒸発が少ない｣状況になっているためと考えられる．

#OPT

蒸発係数ρの感度(1)まる． FRosenbrock では，フェロモンの放出範囲が狭くなると，過剰な集中化により，探索は失敗となっている．また一方，β が大きくなりフェロモンの放出範囲が拡大し過ぎても，探索効率が低下することも分かる．これは， APS/G ， APS/S ともに共通している．
FSchaffer でも β の変動に対する影響は大きいが， APS/S では，[0.5,0.9] の区間では比較的安定した性能を示している． β の変動の影響は，APS/G，APS/Sともに大きいが，APS/Sの方が比較的ロバスト性が高いといえる．

MNE間に強いリンケージを有する単峰性関数 FRosenbrock とパラメータ間に弱い強いリンケージを有する多峰性関数 FSchaffer の二つの関数を取り上げる．

FSchaffer with APS/S

図 2 ランク係数αの影響(3) フェロモン放出幅制御係数βの感度
フェロモン放出幅制御係数 β の変動によるMNEと＃OPTの変化を図 3 に示す． β の値が大きくなるにしたがって，フェロモンは広範囲に放出され，多様化の度合いが高まり，逆に小さくなるにしたがって，狭い範囲に放出され，集中化の度合いが高[筒井 05] 筒井: 集合フェロモンシステム(APS)： 集合フェロモンの機能をモデルとする実数値探索アルゴリズムの一構成法の提案, 人工知能学会論文誌, 20(1):76-83, 2005.
[樋口 01] 樋口，筒井，山村: 実数値ＧＡにおけるシンプレクス交叉の提案, 人工知能学論文誌, 16(1):146-155, 2001.
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[Larranaga 02] Larranaga, P. and Lozano, J. A. editors:
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[Pelikan 02] Pelikan, M., Goldberg, D. E., and Lobo, F.: A
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