: 反种子设置

4.10 反种子设置

反种子技术已经在USPEX中开发实施了，所有基于对结构不利的想法都已被屏蔽以保证模拟没有陷入局部最小值。在这儿，和时间有关的适应度是所有总的真实焓值（或其他的适应性质）和跟历史有关的项，它是能量抽样面上叠加的高斯势能之和：

$f=f_0 + \sum _{a} W_ a \exp \left(-\frac{d_{ia}^{2}}{2\sigma _{a}^{2}}\right),$

在这里， $f$ 是适应度（ $f_0$ — 真实适应度， $f$ —跟历史有关的适应度）， $W_ a$ 是高度，是高斯展宽。在我们的方法中，高斯参数的变化依赖于种群多样性，能量在每一代中扩展。

有三种使用该技术的方法。第一种，将你认为不利的结构放置在反种子文件夹AntiSeeds中。例如它可能是基态结构—在这种情况下，USPEX将会尽力找到第二个最低焓值的结构。

在第二种和第三种方法中，你不需要明确给定反种子结构—USPEX要么用所有的抽样结构作为反种子（经过很好的测试，是被推荐的方法），要么是每一代中的最优结构。你需要给定以下的一些设置：

$\triangleright$ variable antiSeedsActivation

Meaning: 明确从哪一代开始反种子模式开始。当antiSeedsActivation $= N > 0$ 时，从第 $N$ 代开始，高斯势加入到所有的结构中，当 $N<0$ 时，高斯势仅加入到每一代的最优结构中，从第 $N$ 代开始。当 $N=0$ 时，高斯势仅加入到放在反种子文件夹中的结构中。如果你不想用反种子，那么给定非常大的antiSeedsActivation值（例如:5000）和antiSeedsMax=0.0。

Default: 5000

Format:

1 : antiSeedsActivation

$\triangleright$ variable antiSeedsMax

Meaning: 明确高斯的高度，以每一代中的焓值的平均方差为单位（算出来的值仅在bestFrac之间，例如在准双亲之间）。我们推荐antiSeedsMax=0.01。

Default: 0.000

Format:

0.005 : antiSeedsMax

$\triangleright$ variable antiSeedsSigma

Meaning: 明确高斯的宽度，以每一代中结构之间的平均距离为单位（算出来的值仅在bestFrac之间，例如在准双亲之间），我们建议 antiSeedsSigma=0.005。

Default: 0.001

Format:

0.005 : antiSeedsSigma

Fig. 7 是一个应用反种子技术的例子。

$\includegraphics[scale=0.3]{pic/antiseeds}$

7: 应用反种子的有38个原子的Lennard-Jones集群计算的例子。每一代中的最优结构的能量已被标绘出。我们可以清晰地看到，算法没有陷在任何一个候选最小值很长时间，并且很快发现了基态。在这儿我们用antiSeedsActivation=1, antiSeedsMax=0.01, antiSeedsSigma=0.001。