돌연변이(Mutation)의 중요성

강화학습에 유전 알고리즘을 적용하는 연구를 하고 있는데 한 가지 의문스러웠던 점은 돌연변이(mutation)가 그렇게 중요한 영향을 끼칠까 하는 것이었다.

 

초기에 돌연변이 확률을 10% 정도로, 돌연변이 확률 감퇴율을(mutation decay) 99%로(매 세대마다 돌연변이 확률이 원래의 확률에서 99%로 감소한다.) 설정하고 별로 신경을 쓰지 않고 있었다.

 

실험을 하는데, 세대를 거쳐가며 적합도가 천천히 높아지기보단 확 높아졌다가 다시 낮아졌다가 다소 들쑥날쑥한 모습을 자꾸 보여줘서 이리 저리 파라미터를 변경하고 있었다.

 

그런데 문득 눈에 들어오는 것이 돌연변이였다. 돌연변이를 아예 없애버리면 어떨까?

 

부모로 부터 유전자를 대물림받는 과정에서 복제 오류율이 0% 라면?

결과는 놀라웠다. 세대가 아무리 지나도 성능이 정말 하나도 개선이 안 되는 것이다. 돌연변이 확률에 있어서 0과 0.1의 차이는 상당했다.

 

돌연변이 확률이 0.1 (10%)이 혹시 너무 높은 것은 아닐까 하여 0.01 (1%)까지 낮춰보았다. 그래도 성능은 여전히 개선되었다.

 

돌연변이의 존재는 그 확률이 얼마나 적든 간에 진화가 일어나느냐 안 일어나느냐를 결정하는 매우 중요한 요인이었다. 실제로 자연계에서 돌연변이는 빈번히 일어난다. 적합도에 유리한 돌연변이가 선택되는 것은 정말 진화가 일어날 수 있도록 해주는 핵심적인 것이었다.

 

역시 연구는 즐겁다.