1.一種基于動(dòng)態(tài)智能算法的寵物喂養(yǎng)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟S1:采集寵物的種類(lèi)、性別、年齡、心跳頻率、血壓、體溫、活動(dòng)量、喂食類(lèi)型、喂食量,當(dāng)前圖像、當(dāng)前體重構(gòu)成影響因素矩陣X,并上傳至服務(wù)器;其中,所述喂食類(lèi)型和所述喂食量構(gòu)成決策變量;
步驟S2:在所述服務(wù)器內(nèi)利用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立影響因素矩陣X與寵物健康指數(shù)之間的復(fù)雜非線(xiàn)性關(guān)系,獲得寵物喂養(yǎng)模型;
步驟S3:利用MOEA/D算法對(duì)所述寵物喂養(yǎng)模型進(jìn)行優(yōu)化,獲得所述決策變量的一組最優(yōu)解;
步驟S4:將所述決策變量的該組最優(yōu)解作為所述寵物的推薦決策X*通過(guò)所述服務(wù)器下發(fā)至用戶(hù)的終端設(shè)備進(jìn)行顯示;
步驟S5:所述用戶(hù)根據(jù)所述終端設(shè)備顯示的推薦決策X*喂食所述寵物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)智能算法的寵物喂養(yǎng)方法,其特征在于,所述寵物喂養(yǎng)模型中Xk=[xk1,xk2,L,xkM](k=1,2,L,S)為輸入樣本,S為訓(xùn)練樣本的個(gè)數(shù),WMI(g)為第g次迭代時(shí)輸入層M與隱層I之間的權(quán)值矢量,WJP(g)為第g次迭代時(shí)隱層J與輸出層P之間的權(quán)值矢量,WJC(g)為第g次迭代時(shí)隱層J與承接層C之間的權(quán)值矢量,Yk(g)=[yk1(g),yk2(g),L,ykP(g)](k=1,2,L,S)為第g次迭代時(shí)的實(shí)際輸出,dk=[dk1,dk2,L,dkP](k=1,2,L,S)為期望輸出;以及,
建立所述寵物喂養(yǎng)模型的步驟包括:
步驟S21:初始化,設(shè)迭代次數(shù)g初值為0,分別賦給WMI(0)、WJP(0)、WJC(0)一個(gè)(0,1)區(qū)間的隨機(jī)值;
步驟S22:隨機(jī)輸入樣本Xk;
步驟S23:對(duì)輸入樣本Xk,前向計(jì)算所述Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)每層神經(jīng)元的實(shí)際輸出Yk(g);
步驟S24:根據(jù)期望輸出dk和實(shí)際輸出Yk(g),計(jì)算誤差E(g);
步驟S25:判斷誤差E(g)是否小于預(yù)設(shè)的誤差值,如果大于或等于,進(jìn)入步驟S26,如果小于,則進(jìn)入步驟S29;
步驟S26:判斷迭代次數(shù)g+1是否大于最大迭代次數(shù),如果大于,進(jìn)入步驟S29,否則,進(jìn)入步驟S27;
步驟S27:對(duì)輸入樣本Xk反向計(jì)算所述Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)每層神經(jīng)元的局部梯度δ;
步驟S28:計(jì)算權(quán)值修正量ΔW,并修正權(quán)值;令g=g+1,跳轉(zhuǎn)至步驟S23;
其中,ΔWij=η·δij,η為學(xué)習(xí)效率;Wij(g+1)=Wij(g)+ΔWij(g);
步驟S29:判斷是否完成所有樣本的訓(xùn)練;如果是,完成建模;如果否,跳轉(zhuǎn)至步驟S22。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)智能算法的寵物喂養(yǎng)方法,其特征在于,利用MOEA/D算法對(duì)所述寵物喂養(yǎng)模型進(jìn)行優(yōu)化的步驟,包括:
步驟S31:初始化所述寵物喂養(yǎng)模型;其中,步驟S31包括:
步驟S311:將待優(yōu)化的多個(gè)目標(biāo)分解為N個(gè)單目標(biāo),并對(duì)每個(gè)單目標(biāo)賦予權(quán)重(λ1,λ2,...λN);
步驟S312:計(jì)算任意兩個(gè)權(quán)重的歐式距離B(i),對(duì)于每個(gè)i=1,2,...N,令B(i)={i1,i2,…iT},則為距離權(quán)重向量λi最近的T個(gè)權(quán)重;
步驟S313:初始化種群x1 L xN的初始化目標(biāo)函數(shù)最佳值z(mì)=(z1,...zm)T,Zi=min{fi(x1),...fi(xN)},設(shè)置外部存檔EP為空;
步驟S32:對(duì)單個(gè)待優(yōu)化目標(biāo)最優(yōu)值進(jìn)行重復(fù)計(jì)算,每次產(chǎn)生的新向量更加接近多目標(biāo)優(yōu)化的最優(yōu)值;
步驟S321:從B(i)中隨機(jī)選取兩個(gè)序列號(hào)為k和l的子向量,利用遺傳算子有xk,x1產(chǎn)生一個(gè)新的解y,并對(duì)解y利用基于測(cè)試問(wèn)題的修復(fù)和改進(jìn)啟發(fā)產(chǎn)生y′;
步驟S322:對(duì)于j=1,...m,如果Zi<fj(y′),則令Zi=fj(y′);
步驟S323:對(duì)于j∈B(i),如果gte(y′/λj,Z)≤gte(x/λj,Z),則令xj=y(tǒng)′,
FVj=F(yj),其中g(shù)te(x/λj,z)表示第j個(gè)子問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù),利用切比雪夫法將多目標(biāo)優(yōu)化分解為N個(gè)標(biāo)量?jī)?yōu)化子問(wèn)題,具體表達(dá)式為:
其中,F(xiàn)V為x的目標(biāo)函數(shù),F(xiàn)Vi=F(xi),F(xiàn)Vi是xi的F值;
步驟S324:從外部存檔EP中移出所有被F(y′)支配的向量,加入所有不被支配的F(y′);
步驟S33:判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的上限,如果達(dá)到,則輸出外部存檔EP的值,并作為所述決策變量的一組最優(yōu)解;如果未達(dá)到,則返回步驟S32。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的基于動(dòng)態(tài)智能算法的寵物喂養(yǎng)方法,其特征在于,
利用溫度傳感器采集所述寵物的體溫;
利用心率傳感器采集所述寵物的心跳頻率;
利用血壓傳感器采集所述寵物的血壓;
利用計(jì)步器采集所述寵物的活動(dòng)量;
利用攝像頭采集所述寵物在當(dāng)前時(shí)刻的面部圖像信息,并將圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);以及,
利用采樣電路分別與所述溫度傳感器、所述心率傳感器、所述血壓傳感器、所述計(jì)步器進(jìn)行連接,并將所述溫度傳感器、所述心率傳感器、所述血壓傳感器、所述計(jì)步器分別采集到的寵物的體溫、心跳頻率、血壓、活動(dòng)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
5.一種基于動(dòng)態(tài)智能算法的寵物喂養(yǎng)系統(tǒng),其特征在于,包括:
數(shù)據(jù)采集單元,用于采集寵物的種類(lèi)、性別、年齡、心跳頻率、血壓、體溫、活動(dòng)量、喂食類(lèi)型、喂食量,當(dāng)前圖像、當(dāng)前體重構(gòu)成影響因素矩陣X,并上傳至服務(wù)器;其中,所述喂食類(lèi)型和所述喂食量構(gòu)成決策變量;
寵物喂養(yǎng)模型建立單元,用于在所述服務(wù)器內(nèi)利用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立影響因素矩陣X與寵物健康指數(shù)之間的復(fù)雜非線(xiàn)性關(guān)系,獲得寵物喂養(yǎng)模型;
決策變量最優(yōu)解獲取單元,用于利用MOEA/D算法對(duì)所述寵物喂養(yǎng)模型進(jìn)行優(yōu)化,獲得所述決策變量的一組最優(yōu)解,并作為所述寵物的推薦決策X*;
推薦決策下發(fā)單元,用于通過(guò)所述服務(wù)器將所述寵物的推薦決策X*下發(fā)至用戶(hù)的終端設(shè)備進(jìn)行顯示。