I n t e r n at ion al   Jou r n a l   of   I n f o r m at ics   an d   Com m u n icat ion   T e c h n ol ogy  ( I J - I CT )   Vo l .   1 5 ,   N o .   4 ,  D e c e m b e r   20 2 6 ,   pp.   1736~1745   I S S N:  2252 - 8776 ,  DO I :  10 . 11591/i ji c t . v 1 5 i 4 . pp 17 36 - 1745             1736       Jou r n al  h o m e page :  ht tp: // ij ict . iaes c or e . c om   E n e r gy  a w a r e   c lu st e r in g an d  r ou t in g f or   w ir e l e ss s e n sor   n e t w or k s u si n g  m e t ah e u r is t ic s op t i m i z at io n  al gor ith m s       S agar   M e k a l a 1 ,  Nagar aj u   K ar in agap p a  2 ,   M oh a n   Dhol van 3   1 D e pa r tm e nt   of   C o mpu te r  S c ie n c e  a nd E ngi n e e r in g, C V R  C o ll e ge   of   E ngi ne e r in g, I br a hi mpa tn a m,  H y d e r a ba d, I ndi a   2 D e pa r tm e nt   of  C o mpu te r  S c ie n c e  a nd E ngi n e e r in g,  I ndi a n I ns ti tu te   of   I n f o r ma ti o n  T e c hn ol o g y  D e s ig n a nd M a nuf a c tu r in g,    K ur n oo l,   I ndi a   3 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr o ni c s  a nd C o mm uni c a ti o n E ng in e e r in g, S r e e ni dhi  I ns ti tu t e   of   S c ie n c e  a nd  T e c hn o l o g y ,  H y de r a ba d, I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   J u l   24,   2025   R e vi s e d  J u n   1,   2026   A c c e pt e d  J u l   5,   2026       W i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o rk s   (W SN s )   an d   t h ei r   ap p l i c at i o n s   r e d u ce   en e rg y   c o n s u m p t i o n   t o   en h a n ce   t h e  l i f e t i me   o f  t h e  n e t w o rk .   W S N   ap p l i c at i o n s   re q u i r e  e n e r g y - e ff i c i en t   co mm u n i c at i o n ,   b u t   t h e   n e t w o rk   i n c l u d e s   r e s o u r ce  c o n s t rai n t   t i n y   s e n s o rs   a c ro s s   m o n i t o r i n g   ar e a.   D at a  p ro ce s s i n g ,   a g g r eg at i o n ,   an d   cl u s t e r i n g   ar e  e n e r g y - i n t e n s i v e ,   a n d   d e p l o y men t   an d   d i s co v e r y   o f  n o d e s   are   c o m p l e x .   I n   o r d e r  t o   o v e r co me   ce rt ai n   i s s u e s   i n   W SN   ap p l i c at i o n ,   o p t i m al   s e l ec t i o n   o f  fi n e   c l u s t e r  h e a d s   (FCH s )  an d   cl u s t e r  h e ad s   (CH s )  an d   o p t i m al   r o u t e s   t o   t h e  b as e   s t at i o n   (BS)  ar e  p ro p o s ed ,   s t i l l   l o t   o f  o p t i mi zat i o n s   are   e s s en t i al   t o   e n h an ce   l i f e t i me  o f  t h e  n e t w o rk .   T h i s   r e s e ar c h   p ap e r  em p l o y s   b ac t e ri a l   f o rag i n g   an d   a n t   c o l o n y   o p t i mi zat i o n   ( BF A CO )  t o   i d e n t i f y   o p t i m al   g at ew a y s   (FC H s ),   CH s ,   an d   e n e r g y - e ff i c i en t   p at h s   fro m   s e n s o r  mo d e s   t o   BS   w h i l e   o p t i m i z i n g   n o d e   e n e r g y   co n s u m p t i o n .   T h e   al g o ri t h m   d y n a mi c al l y   c r e at e s   r o u t i n g   p at h s   w i t h   l o w e r  n e t w o r k   o v e rh e a d ,   en ab l i n g   l o n g - t e r m  n e t w o rk   u t i l i zat i o n   a n d   e n h an ced   l i f e t i me .   P e rf o r m an ce  i s   ev al u at ed   a g ai n s t   p aral l el   r e s e ar c h   al g o r i t h m s   u s i n g   me t ri c s   s u c h   as   e n e rg y - u s ag e,   n e t w o r k   l i f e s p an ,   a n d   p a c k e t   d e l i v e r y   rat i o   (PD R).   A n   e n e r g y - u s ag e  (5 2 . 8 %   o f   e n e r g y   r ed u c t i o n   o v e r  b e s t   c as e ),   p ack e t   d el i v e r y   rat i o   (8 . 7 %   o f   e n h an cemen t   o v e r  b e s t   c as e ),   an d   n e t w o r k   l i f e t i me  (4 . 3 %   o f   ro u n d s   o v e r   b e s t   c as e )  ar e  W S N   p e rfo r m a n ce   o u t c o me s   f o r   3 0 0   s e n s o rs .   T h e   B FA CO   u s i n g   a  c l u s t e ri n g   an d   ro u t i n g   a l g o ri t h m   o u t p e rf o r m s   o v e r  p aral l e l   r e s e ar c h .   K e y w o r d s :   An t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   B a c t e r i a l   f o r a g i n g  o pt i m i z a t i o n   C l u s t e r   h e a d   F i ne   c l u s t e r   h e a d   W i r e l e s s   s e ns o r   n e t w o r k   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   S a ga r   M e ka l a   De pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S c i e n c e   a n d  E n g i ne e r i n g ,  C VR   C o l l e ge   o f   E n g i ne e r i ng   I b r a him pa t na m ,   H y de r a b a d,   I n d i a   E m a i l :  m s a g a r ph d @ c v r . a c . i n       1.   I NT RODU C T I ON   W i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r ks   ( W S Ns )   a r e   i nf r a s t r uc tur e - l e s s   n e t wor ks   c o n s i s t i n g  o f   l im i t e d - r e s o ur c e   s m a l l   de vi c e s   de p l o y e d  o v e r   a   t a r ge t e d  a r e a   to   m o ni t o r   a n d  c o l l e c t   c h a n ge s   f r o m   t h e   a r e a .   I n   m a ny   r e a l - t i m e   a pp l i c a t i o ns ,   s uc h   a s   s m a r t   h e a l t h c a r e   s y s t e m s ,   s m a r t  c i t i e s ,   b a t t l e f i e l d  s ur v e il l a n c e ,   a n d  w i l d li f e   m o ni t o r i n g,   t h e   d i v e r s e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   W S Ns   a r e   ut i li z e d.   Due   to   t h e   l im i t e d  r e s o ur c e s   o f   n o de s ,   i t   i s   c r uc ia l   t o   us e   t h e m   e f f e c t i v e ly   [ 1] - [ 3] .   W S Ns   f a c e   m a ny   d if f i c u l t i e s   due   t o  t h e i r   l im i t e d  c a pa bil i t i e s ,   s uc h   a s   l o w  b a t t e r y   po we r ,   l im i t e d  c o m m u ni c a t i o n   r a n ge ,   a n d  l o w   s to r a ge   o f   n o de s ;   t h e s e   c ha l l e nge s   d i r e c t l y   li mi t   t h e   pe r f o r m a n c e   a n d  o v e r a l l   li f e s p a n   o f   t h e   n e t wo r k .   On e   o f   t h e   m a j o r   l im i t a t i o n s   o f   s e ns o r   n o de s   i s   l im i t e d   b a t t e r y   po we r   i n   W S N  a pp l i c a t i o ns ;   r e p l a c i ng  a nd  r e c h a r g i n g  de vi c e   ba tt e r i e s   i s   a   c o m p l e x   t a s k  i n   h o s t i l e   e nvi r o nm e n t s   a n d  c e r t a i n   a r e a s   l i ke   b a t t l e f i e l d s   a nd  de e p  f o r e s t   z o n e s   [ 4] ,  [ 5] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       E ne r gy   a w a r e   c lus ter ing  and  r outi ng  f or   w i r e les s   s e ns or   ne t w o r k s   us ing  me taheur i s ti c s   …  ( Saga r   M e k ala )   1737   C o n s e que n t l y ,   de s i g ni ng  a   m o de l   t h a t  e f f i c i e n t l y   ut i li z e s   s e ns o r   r e s o u r c e s   i n   W S Ns   i s   i m po r t a n t  i n  m a ny   a pp li c a t i o ns   t h a t   e nh a n c e   t h e   li f e s p a n   o f   t h e   n e t wo r k .   C l u s t e r i n g  i s   a   b a s i c   a ppr o a c h   ge n e r a ll y  a pp l i e d   i n   W S N s   to  e f f i c i e n t l y   ut i li z e   s e ns o r   b a tt e r y   po we r .   B a s i c a ll y ,   i n   c l u s t e r i n g,   t h e   e n t i r e   t a r ge t e d  a r e a ’ s   de p l o y e d  s e ns o r s   a r e   di vi de d  i n t o  m u l t i p l e   gr o u ps ;   e a c h   gr o up   c o n s i de r e d  a s   a   c l u s t e r .   I n   e a c h   c l u s t e r ,     o n e   o p t i m a l   n o de   i s   s e l e c t e d  a s   t h e   c l us t e r   h e a d  ( C H) ,   a n d  a l l   o t h e r   n o de s   i n   t h e   gr o up  a r e   tr e a t e d   a s   c l us t e r   m e m be r s   ( C M ) .   T h e   C M s   c o n t i n uo us l y   m o ni t o r   a n d  c o l l e c t   c h a n ge s   i n   t h e   s ur r o un d i n g s   a n d  f o r wa r d  t h e m   t o  t h e i r   c or r e s po n d i n g  C H.   I n   c l u s t e r i n g - b a s e d  W S N s ,   C Hs   c a n   r o u t e   c o l l e c t e d  da t a   di r e c t l y   to   t h e   b a s e   s t a t i o n  ( B S )   o r   t h r o ugh   i n t e r m e d i a t e   C Hs .   A   b a s e   s t a t i o n  i n   W S Ns   i s   a   r e s o ur c e - r i c h   de vi c e   t h a t   c o l l e c t s   da t a   f r o m   C Hs   a n d  r e l a y s   i t   to   a   w o r ks t a t i o n   f o r   p r o c e s s i ng  a n d  pu bl i c   a c c e s s i bil i t y   [ 6] - [ 8] .   W S N   w i t h   c l u s t e r i n g - b a s e d  r o u t i n g  de s i g n a t e   C Hs   to   a ggr e ga t e   a n d  f o r wa r d  c h a n ge s   i n   t h e   o b s e r v a t i o ns   to  t h e   b a s e   s t a t i o n ,   b ut  t h e s e   C Hs   c o n s u m e   d i s pr o por t i o n a t e l y   m o r e   ba tt e r y   po we r   t h a n   ot h e r   n o de s .   M u l t i - h o p  m i n im i z e s   c o m m u ni c a t i o n   d i s t a n c e s   b ut   ge n e r a t e s   e n e r g y   h o l e s   due   to  un e v e n  e n e r g y   ut i li z a t i o n ,   l e a d i ng  to   p r e m a t ur e   n o de   de a t h   a n d  m i n im i z e d  ne t wor k  l i f e t i m e .   E n s ur i ng  e n e r g y   a wa r e n e s s   a n d   e f f i c i e n t   ut i l i z a t i o n   a m o n g  n o de s   i s   c r i t i c a l   i n   a d dr e s s i ng  i s s ue s   s uc h   a s   i m pr o pe r   a n d  de l a y e d  n e i g hb o ur   d i s c o v e r y ,   C H  s e l e c t i o n ,   a n d  pr e m a t ur e   n o de   de a t h .   T hi s ,   i n   t ur n ,   e n h a n c e s   t h e   a v e r a ge   l if e s pa n   of   s e n s o r   de vi c e s   a n d  m a xim i z e s   n e t wo r k   t h r o ugh put   [ 9 ] - [ 11] .   F uz z y   l o g i c   w i t h   m u l t i d im e ns i o n a l   r o ut i n g  m o de l s   i s   s i g nif i c a n t l y   m o r e   e f f i c i e n t   t h a n   c l a s s i c a l   L E AC H   by   c o nf i gur i n g  m u l t i p l e   r o u t e s   b e t we e n   C Hs   a n d  t h e   s i n k  n o de ,   e n a bli ng  C Hs   t o  dy n a mi c a l ly   s e l e c t   t h e   s ho r t e s t   r o u t e   wi t h   l e s s   h o p  c o un t .   W hil e   t h e s e   a p pr o a c h e s   e nh a nc e   n o de   l i f e s pa n ,   t h e y   r e s u l t   i n   un e ve n  p o we r   u t i l i z a t i o n   pa t t e r n s   a c c r o s s   n o de s   dur i ng  da t a   c o m m u ni c a t i o n   f r o m   C Hs   t o  B S   [ 12] .   R e c e n t   W S N  o p t i mi z a t i o n   a l go r i t hm s   i n c o r por a t e d  m e t a h e ur i s t i c   a ppr o a c h e s   i n c l ud i ng     PSO - b a s e d   m o de l s ,   gr a y   wo l f   o p t i mi z e r s   ( G W O ) ,   a n d  un e qua l   c l u s t e r i n g  a l go r i t hm s   t h a t   c o n s i d e r   n o de   b a t t e r y   po we r ,   di s t a n c e ,   de ns i t y ,   a n d  ne i g hb o r   p a r a m e t e r s   f o r   i n t e l li ge n t   C H   s e l e c t i o n   a n d  e n e r g y - a wa r e     pa t h   i de n t i f i c a t i o n .   T h e s e   pa r a m e t e r - i n t e gr a t e d   m o de l s   a c hi e v e   n e t wor k  l o a d  b a l a n c i ng  a n d  s i g nif i c a n t ly   e nh a nc e   n e t wo r k   l i f e s pa n   by   d e c r e a s i ng  o v e r a l l   p o we r   u t i li z a t i o n   whil e   m a i n t a i n i ng   c o n n e c t i vi t y   t o  t h e   B S   [ 13] - [ 17 ] .   S um m a r i z e d   a s   i n   T a bl e   1 ,  r e s e a r c h   i n  n a t ur e - i n s p i r e d  a n d  m e t a he ur i s t i c   o p t i mi z a t i o n   ha s   b e e n  i n t e gr a t e d  to   W S N  r o u t i n g  a n d  c l us t e r i n g.   E a c h   s t ud y   d i r e c t l y   a ddr e s s e s   o n e   o r   m o r e   o f   t h e   i s s u e s   e v a l ua t e d  i n   t h e   b a c t e r i a l   f o r a g i ng  a n d  a n t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   ( B F A C O )   a ppr o a c h   s uc h   a s   qua l i t y   c l us t e r   h e a d  s e l e c t i o n ,   e n e r g y   e x p e n d i t ur e ,   pa c ke t  de l i ve r y   r a t i o ,   a n d  n e t wo r k   l i f e s pa n   e nh a n c e m e n t .       T a bl e   1.   S um m a r y   o f   pa r a l l e l   r e s e a r c h   i n   na t ur e - i ns p i r e d  a n d  m e t a h e ur i s t i c   o p t i mi z a t i o n   A ut ho r s  a nd Y e a r   M e th o d ol o g y   K e y  m e tr i c s   C o r e   c o nt r ib ut i o n   R a mba bu  e t  al .   a nd 202 2   [ 18]   EEM - L E A C H  A B C  w it h  a r e a - ba s e d   e ne r g y - a w a r e   c lu s te r in g, a nd mul ti - h o p  A B C  o pt i mi z a ti o n.   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd pa c ke t  d e li ve r y   r e li a bi li t y  ( P D R )   A ddr e s s e s  a  t hr e e - me c ha ni s m pr o t oc o l  c o mbi ni ng  ne tw o r k d e v is i o ni ng, hi e r a r c hi c a l  tr e e  da ta   a ggr e ga ti o n, a nd A B C - dr i v e n C H   e l e c ti o n  t o  r e duc e   e n e g y  e x p e ndi tu r e  i n d e ns e  W S N  de pl oy m e nt s   Z ha ng   e t  al .   a nd  202 5   [ 19]   C H H F O   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd P D R   S im ul a te s  t ha t  f us in g s w a r m i nt e l li ge n c e  w it h  f u z z y   me mb e r s hi p pr oc e dur e s   f o r  C H  s e l e c t i o n s ig ni f i c a nt l y   e nha nc e s  ne tw or k l i f e ti m e  w hi l e  pr e s e r v in g  d e li v e r y   r a ti o  a c r o s s  he t e r o g e o us  t o p o l o gi e s   H u  e t  al .   a nd  202 4   [ 20]   M A C O A   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd P D R   I nt r o du c e s  a  he u r is ti c   f unc ti o n t ha t  s im ul ta ne o us l y   ta r ge ts  ba tt e r y  p o w e r  mi ni mi z a ti o n, l o a d di s tr ib ut i o n,  a nd r o ut e   e f f i c i e n c y ,  o ut p e r f or mi ng t r a di ti o na l   A C O   v a r ia nt s  i n l i f e ti m e  a nd t hr o ughput s ta nda r ds   T a w f e e k  e t  al .   a nd 202 5   [ 21]   M O E A C R - LM   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd P D R   P r o c e s s e s  t he  ga p b e tw e e n s in gl e - o bj e c ti ve  a nd mul ti - o bj e c ti ve  W S N  o p ti mi z a ti o n ba s e d  o n d e s ig ni ng a   two - pha s e   li f e s pa n ma x im i z a ti o n  f r a me w o r k  th a t  ba la nc e s  r e ma in in g ba tt e r y  p o w e r  a nd i nt r a - c lu s t e r   di s ta nc e   K ur a ngi   e t  al .   a nd  202 4   [ 22]   R S A   –   e nha nc e d I T 2F L S   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd P D R   J o in tl y  i mpl e m e nt s  ba tt e r y  p o w e r  e x p e ndi tu r e  a nd  r o ut in g s e c ur it y  t h r o ugh int e r v a l  t y p e - 2  f u z z y  r ul e s ,  a c hi e v in g a  25 %  e nd - to - e nd l a t e nc y   r e du c ti o n w hi l e   ma in ta in in g r e s is ta nc e  t o   c o mpr o mi s e d - n o d e  a tt a c ks   A mba r e e s h   e t  al .   a nd 202 5   [ 23]   E nha nc e d A C O  w it h  a da ti ti ve  phe r o m o n e   tr a ns f e r  pr o ba bi l it y  a nd  I oT - s pe c i f ic   c o ns tr a in ts .   L i f e s pa n, E ne r g y ,  a nd P D R   E xt e nds   tr a di ti o na l  A C O  t o  I oT  e na bl e d W S N   a ppl ic a ti o ns  b y  a da pt in g ph e r o m o n e   c o nc e nt r a ti o n  upda te s  t o  p r o je c t  n o d e  p o w e r  l e ve ls  a nd t r a f f i c  l o a d,  im pr ov in g c o n ve r g e n c e  m ove me n t  a nd r o ut e  qua li t y       A  n a t ur e - i ns p i r e d  m e t a h e ur i s t i c   a l go r i t hm   t h a t   i m pr o v e s   W S N  e f f i c i e n c y   by   o pt i mi z i ng  C H   s e l e c t i o n   to   e n h a n c e   n o de   l i f e s pa n   a n d  e x t e nd  da t a   c o l l e c t i o n   a n d  a ggr e ga t i o n   pe r f o r m a n c e   b e y o n d   t r a di t i o na l   a l go r i t hm s   [ 24] .   T hi s   a r t i c l e   o ut l i ne s   t he   m a j o r   o bj e c t i v e s   o f   t hi s   wo r k,   whi c h   a im   t o   e nha n c e   t h e   l i f e s pa n   o f   t h e   n e t wor k  a n d  t h e   c o n t r i b ut i o n s   d i s c u s s e d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,  Vo l .   1 5 ,   N o.   4 ,  D e c e m be r   20 2 6 :   1736 - 1745   1738   B a c t e r i a l   F o r a g i n g  Opt i mi z a t i o n   i s   a do pt e d  f o r   f i n e   c l us t e r   h e a d  ( F C H)   a n d  C H  c o n s t r uc t i o n .   An t   C o l o ny   Opt i mi z a t i o n   i s   us e d  to   o b t a i n   e ne r g y - a w a r e   r o u t e s   b e t we e n   t h e   c l u s t e r   h e a d  a n d  f i ne   c l u s t e r   h e a d s ,   a n d  b e t we e n   F C Hs .   T h e   pr o p o s e d  hy b r i d  m e t a h e ur i s t i c   m o de l   i s   c o m pa r e d  w i t h   pa r a l l e l   r e s e a r c h   t e c hni que s .   T h e   s u bs e que n t   s e c t i o ns   o f   t h e   a r t i c l e   a r e   s t r uc tur e d  a s   f o l l o ws :  S e c t i o n   2,   pr e s e n t s   a   B F A C O   a ppr o a c h   f o r   W S N  c l us t e r i n g  a n d  r o u t i n g,   v a l i d a tes   t h e   pr o p o s e d   a l go r i t hm   t h r o ugh   s i m u l a t i o n   a na l y s i s   in  S e c t i o n   3,   a n d  c o n c l ud e s   w i t h   f i nd i n g s   i n   S e c t i o n   4.       2.   RE S E AR CH  M E T HO D   I n   t h e   hi e r a r c hi c a l   n e t wor k  s t r uc t u r e ,   i t   i s   d i vi d e d  i n t o   c l us t e r s ,   a n d  b a s e d  o n   t h e   c l us t e r s ,   t h e   n e t wo r k  i s   f ur t h e r   d i vi de d  i n t o   f i ne   c l us t e r s .   E a c h  f i ne   c l u s t e r   c o m pr i s e s   a   f i ne   c l us t e r   h e a d,   a bl e   to   c o l l e c t   da t a   f r o m   c l us t e r   h e a ds   a n d  f o r wa r d  i t   to  t h e   b a s e   s t a t i o n .   F o r   e v e r y   c l us t e r ,   t h e r e   c a n   b e   a   c l u s t e r   h e a d  r e s po n s i b l e   f o r   c o l l e c t i n g  da t a   f r o m   c l us t e r   m e m be r s ,   a ggr e ga t i n g  da t a   w i t hi n   t h e   c l us t e r ,   a n d  f o r wa r d i ng  i t   to  t h e   F C H.   T h e   b a s i c   o r ga ni z a t i o n   o f   C Hs ,   F C Hs ,   a n d  C M s   i n   W S Ns   i s   s h o wn   i n   F i gur e   1.   T h e   W S N  s y s t e m   ha s   a   s i ng l e   b a s e   s t a t i o n   ( B S )   a n d  a   c o l l e c t i o n   o f   s i mi l a r   r e s o ur c e - t i ny   de vi c e s   ( s e n s o r s )   i n   a   n e t wo r k   a r e a .   W S N  s e p a r a t e s   a n d  c r e a t e s   e f f i c i e n t   s e n s o r   c l u s t e r s   to   s a v e   n o de   b a t t e r y   po we r .   T h e   c l us t e r   m e m be r /devi c e s   a c c u m u l a t e   e nvi r o nm e n t a l   da t a   a n d  f o r wa r d   i t   to   th e   c l u s t e r   h e a d.   T h e   C M   n o de   un a nim o u s ly   c h o o s e s   a   C H   de vi c e .   Da t a   f r o m   t h e   C M   i s   c o n s o l i da t e d  a n d  s e n t   to  t h e   F i ne   C l us t e r   He a d  ( F C H  o r   Ga t e wa y   n o de ) ,   t h e s e   F C H  n o de s   a r e   r e s po n s i bl e   f o r   f o r wa r d i n g  de t e c ted  da t a   to  t h e   b a s e   s t a t i o n   ( B S ) .   T h e   pr o c e s s   o f   e n e r g y - e f f i c i e n t   c l u s t e r i n g  a n d  r o u t i n g  i s   r e pr e s e n t e d  i n   F i gur e   2.   F o r   c o n t i n uo us   m o ni t o r i n g  o f   e nvi r o nm e n t a l   a tt r i b ut e s ,   ‘ n ’   n o de s   a r e   r a n do m ly   de p l o y e d  w i t hi n   a   m o ni t o r i n g  a r e a .   E v e r y   n o de   i n   t h e   n e t wo r k   a r e a   i s   r e s po n s i b l e   f o r   c o m m u ni c a t i n g  m o ni t o r e d  da t a   to   t h e   C H,   e a c h   t i ny   d e vi c e   i n   t h e   n e t wo r k  h a s   d i f f e r e n t   c a pa bi li t i e s .   A s   pe r   t h e   n o de   di r e c t i o n a l   a n t e nn a ,   t h e   n o de ' s   r e m a i n i ng  e n e r g y ,   t h e   di s t a n c e   b e t we e n   F C H s ,   a n d  t h e   di s t a n c e   b e t we e n   C Hs .   T h e   pr i m a r y   o bj e c t i ve   w i ll   b e   to  a do p t  p r o b a bi li s t i c   m e c h a ni s m s   to  g e n e r a t e   a  c o m put a t i o n a l   r e pr e s e n t a t i o n   b a s e d  o n   t h e   r o u ti ng  pr i m i t i ve s .   A s   a   r e s u l t ,   a n   e f f e c t i v e   m e t a h e ur i s t i c   o p t i mi z a t i o n   i s   r e c o m m e n de d  f o r   t h e   s e l e c t i o n   o f   th e   i n t e r m e d i a t e   F C H  a t   e v e r y   s t e p  o f   r o u t e   ge n e r a t i o n .   B a c t e r i a l   F o r a gi n g  Opt i mi z a t i o n   i s   a   vi t a l   n a t ur e - i n s p i r e d  m e t a h e ur i s t i c   m o de l   t h a t   r e pl i c a t e s   t h e   f o r a g i n g  b e h a vi o r   o f   E s c h e r i c hi a   c o l i   b a c t e r i a   i n s ide  t h e   h u m a n   c o l o n .   As   pe r   t h e   r e s e a r c h e r s ,   B F O  h a s   b e e n  e f f e c t i v e ly   us e d  i n   m a ny   o pt i mi z a t i o n   c ha l l e ng e s ,   i n c l ud i ng  t h e   s e l e c t i o n   o f   c l us t e r   h e a ds   i n  W S Ns .   E s c h e r i c hi a . c o l i   n a vi ga t e s   i t s   e nvi r o nm e n t   to  f in d   n ut r i e n t s   b a s e d  o n   t um bl i ng  ( e x p l o r a t i o n ) ,   s w i mm i ng   ( e x p l o i t a t i o n ) ,   a n d  c h e m o t a xi s ,   a n d  B F O  m a n a ge s   m a ny   c o m pe t i n g  c ha l l e nge s ,   s uc h   a s   e ne r g y ,   c o n ne c t i vi t y ,   a n d  d i s t a nc e .   B a c t e r i a   go   to wa r ds   n ut r i e n t - de ns e   a r e a s ,   l i ke   a n   o p t i m a l   s o l ut i o n .   T u m bl e   a nd  s w i m  a ppr o a c h e s   a v o i d   ge tt i n g  bl o c ke d   a n d  a d j u s t   to   c h a n g i ng  n e t wo r k   c i r c u m s t a n c e s .   B F O  c o n s i s t s   o f   t h r e e   im po r t a n t   s t a ge s :   c h e m o t a xi s   a l l o w s   t um bl e   a n d  s w i m   b e ha vi o r   f o r   l o c a l   s e a r c h   a r o un d  t h e   c ur r e n t  l o c a t i o n ;   r e pr o duc t i o n   wh e r e   ba c t e r i a   w i t h   l e s s   f i t n e s s   d i e   a n d  be s t   b a c t e r i a   d i v i de   i n t o  t w o   c e l l s ,   a n d  r a n do m   b a c t e r i a   w i ll   b e   e li mi na t e d.           F i gur e   1 .  Or ga ni z a t i o n   o f   C M s ,   cl u s t e r s   wi t h   C H s ,   a n d  f i ne   c l us t e r s   w i t h   F C H s   i n   W S Ns       T h e   m a j o r   o bj e c t i v e   i n   W S N  i s   c l us t e r   f o r m a t i o n   a n d  c l us t e r   h e a d  s e l e c t i o n :  i de n t i f yi ng   o p t i m a l   s e n s o r   n o de s   f r o m   r a n do m ly   de p l o y e d  n o de s   to   a c t  a s   c l u s t e r   h e a ds .   E a c h   n o de   c a n   be   e l e c t e d  a t  m o s t   o n c e   a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       E ne r gy   a w a r e   c lus ter ing  and  r outi ng  f or   w i r e les s   s e ns or   ne t w o r k s   us ing  me taheur i s ti c s   …  ( Saga r   M e k ala )   1739   a  c l us t e r   h e a d ;   t hi s   m us t   b e   pr o vi de   ne t wor k  c ov e r a g e ,   m i n im i z e   e n e r g y   c o ns u m pt i o n ,   a n d  b a l a n c e   l o a d   a c r o s s   c l u s t e r s   a n d  c o n s e que n t l y   e nha n c i ng   t h e   l if e t i m e   o f   t h e   n e t wo r k .   E a c h   b a c t e r i u m   i nd i c a t e s   a   n o de   C H  e l e c t i o n ;   t h e   di m e ns i o n   s pe c i f i e s   a   n o de   i n   t h e   m o ni t o r i n g  a r e a .   T h e   n ut r i e n t   c o n c e n t r a t i o n   a t   a   l o c a t i o n   i s   t h e   f i t ne s s   o f   t h a t   C H   c o nf i gur a t i o n ,   wh e r e   hi g h   f i t n e s s   i n d i c a t e s   a   v a l i d  C H  e l e c t i o n   a n d  l o we r   f i t n e s s   s h o ws   a n  i nva li d  C H  e l e c t i o n .   T h e   de t a i l e d  a l go r i t hm   f o r   B F O - b a s e d   C H  a n d  F C H  s e l e c t i o n   i n   Al go r i t hm  1.   T h e   f i t ne s s   f u n c t i o n   i s   a  n e c e s s a r y   m o du l e   o f   C H  e l e c t i o n   us i n g  B F O.      (  ) = 1 ∗   (  ) + 2 ∗  (  ) + 3 ∗    (  ) + 4 ∗    (  )   ( 1)     W h e r e ,  w1  to  w4  a r e   n o r m a li z e d  we i g h t s .     (  )   M a xi mi z i ng   t h e   r e s i dua l   e ne r g y   o f   e l e c t e d  C Hs   i n   W S N s   c a n   b e   de f i ne d  a s   ( 2) .       (  ) =   1 ∗ ∑ [ ∈  ]   (  ( ) / )     ( 2)      (  )   to   e n h a n c e   t h e   n e t wo r k   c o v e r a ge   a n d  c o nn e c t i vi t y  c a n   be   de f i ne d  w i t h   in   ( 3) .      ( ) ( ) = |  ℎ  |      (  ) =   1 ∗ ∑ [ ∈  ]     (  ) ( )     ( 3)      (  )   to   m a nim i z e   t h e   C H  c o m m u ni c a t i o n   d i s t a n c e   by   s pe c i f yi ng  i n   ( 4) .      (  ) = 1 − [   1 ∗ ∑   [  , ] / _   )   ]   ( 4)      (  )   to   m a ke   s ur e   t h a t   a l l   d e p l o y e d  n o de s   a t   l e a s t   c o v e r   un de r   o n e   C H  de f i ne d  a s   ( 5) .      = |   { :   ∃  ∈  ,   ( ,  ) ≤       (  ) =      /   ( 5)     T h e   B F O  b a s e d  C H  e l e c t i o n   a l go r i t hm s   pr o c e s s   i n  v a r i o us   l e v e l s   i n  t wo   di f f e r e n t   ph a s e s     ( C H  e l e c t i o n   a n d  F C H  e l e c t i o n ) ,   s uc h   a s   i ni t i a li z a t i o n ,   c h e m o t a xi s   l e v e l ,   a n d  s wa r m i ng  l e v e l .   I n   ph a s e   1   ( C H   s e l e c t i o n )   b a s i c a l ly   c o n s i de r s   n o d e   r e m a i ni ng  b a tt e r y   p o we r   l e v e l s ,   di s t a n c e   to  t h e   B S ,   a n d   n e i g hb o ur   n o de   de n s i t y .   Du r i n g  i ni t i a l i z a t i o n ,   a   p o pul a t i o n   o f   b a c t e r i a   r a n do m l y   ge n e r a ted,   e a c h   r e pl i c a t e s   t h e   n ode   C H   c o n f i gur a t i o n .   T h e   s y s t e m   pa r a m e t e r s   a r e   de f i n e d,   s uc h   a s   c h e m o t a c t i c   s t e p  s i z e ,   n u m b e r   o f   c h e m ot a xi s   s t e ps ,   r e pr oduc t i o n   l e v e l s ,   a n d  e l i m i na t i o n   pr o b a bi l i t y .   Dur i n g  t h e   c h e m ot a xi s   l e v e l   c o n s t r uc t s   b a s i c   f i n d i n g  o pe r a t i o n ,   E a c h   b a c t e r i um   w i l l   t a ke   a   l e v e l   i n   a   r a n do m   di r e c t i o n   a n d   c o n f i gur e   t h e   l o c a t i o n   o f   f i t n e s s .   I f   t h e   f i t n e s s   i s   hi g h   ( s pe c i f i e s   g ood  C H  e l e c t i o n ) ,   t h e   b a c t e r i u m   c o n t i n ue s   s w i m mi n g  i n  t h a t  di r e c t i o n   o n l y .   Ot h e r wi s e ,   i t   f a l l   i n to   a   n e w   di r e c t i o n .   I n   s wa r m i n g,   b a c ter i a   gui de s   e a c h   ot h e r   m ov e m e n t .   I n   ph a s e   2  ( F C H  s e l e c t i o n )   a pp l i e s   f ut h e r   o p t i mi z a t i o n   to   e l e c t   t h e   f i ne   c l u s t e r   h e a ds   f r o m   t h e   d e p l o y e d  n o de s   t h a t  a l s o   c o n s i d e r s   n o de   r e m a i n in g  po we r   l e v e l s ,   d i s t a n c e   to  t h e   B S ,   a n d  n e i g hbo ur   C H   de ns i t y .   Dur i n g  i ni t i a li z a t i o n ,   a   p o pul a t i o n   o f   b a c t e r i a   r a n do m ly   ge n e r a t e d,   e a c h   r e p l i c a t e s   t h e   n o de   F C H  c o nf i gur a t i o n .   T h e   s y s t e m   pa r a m e t e r s   a r e   de f i ne d,   s uc h   a s   c h e m o t a c t i c   s t e p  s i z e ,   n u m be r   o f   c h e m o t a xi s   s t e ps ,   r e pr o duc t i o n   l e v e l s ,   a n d  e l im i na t i o n   pr o b a bi li t y.   Dur i n g  t h e   c h e m o t a xi s   l e v e l   c o ns t r uc t s   b a s i c   f i nd i ng   o pe r a t i o n ,   E a c h   b a c t e r i u m   w i ll   t a ke   a   l e v e l   i n   a   r a n do m   d i r e c t i o n   a n d  c o nf i gur e   t h e   l o c a t i o n   o f   f i t n e s s   t h a t  c a l c u l a t e s   t h e   n o r m a li z e d  s u m   o f   r e m a i n i ng  e n e r gy   a m o n g  e l e c t e d  C Hs ,   r e duc e s   t h e   c o m m u ni c a t i o n   a f f o r t s   w i t h t h e   he l p  o f   i n t r a - c l u s t e r   a n d  C H - B S   di s t a n c e s ,   a n d  m i n im i z e s   l o a d  ba l a n c i ng  by   e n s ur i ng  t h e   s i mi l a r   s i z e   c l u s t e r s .   I f   t h e   f i t n e s s   i s   h i g h   ( s pe c i f i e s   goo d   F C H  e l e c t i o n ) ,   t h e   b a c t e r i u m   c o n t i n ue s   s w i mm i n g  i n   t h a t  d i r e c t i o n   o nl y .   Ot h e r w i s e ,   i t   f a ll   i n t o   a   n e w  d i r e c t i o n .   I n   s wa r m i ng,   ba c t e r i a   gu i de s   e a c h   ot h e r   m o v e m e n t .   An t   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   ( A C O)   c o n s t r uc t   a n d  m a i n t a i ns   t h e   e f f i c i e n t   r o u t e   f o r   da t a   c o m m u ni c a t i o n   b e t we e n   F C H  a n d  B S .   T h e   pr o p o s e d  l a y e r e d  a r c hi t e c t ur e   m i nim i z e s   t h e   r o u t i n g  c h a l l e na ge s   c om p l e xi t y   s i g nif i c a n t l y .   AC O  ga i ns   a t t e n t i o n   f r o m   h o w  r e a l   a n t   c o l o ni e s   de t e c t   s h o r t e s t   r o u t e   to   f o o d   s o ur c e s .   An t s   pr o vi de s   phe r o m o n e s   whil e   m o vi ng,   a n d  s u b s e que n t   a n t s   pr o b a bil i s t i c a ll y   f o ll o w  r o u t e   wi t h  hi g h e r   ph e r o m o n e   c o n c e n t r a t i o ns .   T h e   i m po r t a n t   f i n d in gs   f r o m   t h a t   a ppr o a c h   i n c l ude   p h e r o m o n e   de po s i t i o n ,   e v a po r a t i o n ,   a n d  pr o b a bi li s t i c   r o u t e   i de n t i f i c a t i o n .   C l us t e r   m e m be r s   ( n o de s )   t r a n s m i t   t h e i r   f i n d i n gs   to  a s s o c i a t e d  C H  b a s e d   o n e - h o p   a n d  o r   m u l t i - h o p  c omm u ni c a t i o n .   A C O  o b t a i n   o p t i m a l   pa t h   to   B S   t h r ough   F C H   ( i de n t i f i e d  to   f a c i li a t e   i n t e r - C H  r o u t i n g) ,   t hi s   i s   wh e r e   s o phi s t i c a t e d  r o u t i n g  o p t i mi z a t i o n   o c c ur s .   C Hs   c a n   f o r wa r d  da t a   di r e c t l y   t o  t h e   B S   i f   w i t hi n   r a n ge ,   o r   f o r wa r d  t h r o ugh   ot h e r   F C Hs   us i ng  m u l t i - ho p  r o u t e   c o n s t r uc t e d  by   A C O.   T h e   pr o p o s e d  A C O - b a s e d  r out i n g  f o r   W S Ns   r e pr e s e n t e d  i n   Al go r i t hm   2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,  Vo l .   1 5 ,   N o.   4 ,  D e c e m be r   20 2 6 :   1736 - 1745   1740       F i gur e   2.   P r o c e s s   f r o m   i n i t i a li z a t i o n   o f   n o de s   to   s e n d i ng  da t a   to   B a s e   S t a t i o n   ( B S )   us i n g  C Hs ,   a n d  F C Hs       Al go r i t hm   1 .   C l u s t e r   h e a d  a n d  f i ne   c l us t e r   h e a d  e l e c t i o n   us i ng  B F O   Input: N: number of deployed nodes, K: required number of cluster heads, E[]:  remaining energy of each node, loc[]:locat ion (x,y) of each node, and BS:  Base Station. Parameters: B: number of bacteria (B=N/10), Cs: Chemotaxis  steps (Cs=5), and S: step size (S=4).   Output: CH[]: elected cluster head (CH) list, and FCH[]: selected fine cluster head  (FCH) list.   1.   Intialize B bacte ria at random node locations:    for i in B then       B[i].location=random(0, N - 1)       B[i].fitness= Eval_Fitness(B[i].location)   2.   for i in Cs then   for each B in i then     new_loc=B[i].location; new_fitness=B[i].location     direction = random(0,2*Pi)     next = S *  cos(direction); new_loc1= (new_loc + int(next)) mod N     if new_loc1 < 0 then new_loc1=new_loc1+N       new_fitness1 =Eval_Fitness(new_loc1) #To obtain new location     if new_fitness1 >new_fitness then #movement decision       B[i].location=new_loc1; B[i].fitness =new _fitness1       for swim to swim_len then         new_loc1 =(B[i].location +int(next)) mod N         if new_loc1 < 0 then new_loc1 + =1         swim_fitness = Eval_fitness(new_loc1)         if swim_fitness > B[i].fitness then           B[i].location=new_loc1;  B[i].fitness=swim_fitness   3.   Construction fitness for all nodes #CH Election   for i in n - 1 then     n_fitness[i]=Eval_fitness(i)   4.   Arrange node by fitness: n_sorted=Sort_fitness(n_fitness)   5.   Elect first K nodes as CH and append them to CH[]   for i in n - 1 then     if n_sorted[i].fitness >  Energy(Threshold) and count<K then       CH.add(n_sorted[i])   6.   Elect first J nodes as FCH and append them to FCH[]   for i in n - 1 then     if n_sorted[i].fitness > Energy(Threshold) and count<J then       FCH.add(n_sorted[i])   7.   Return CH and FCH     Al go r i t hm   2 .   R o u t i n g  be t we e n   i n t e r - F C H  a n d  C H  a n d  F C H  us i ng  AC O   Input: CH[]: Set of cluster heads, and FCH[]: list of fine cluster heads   Output: Routing table for each FCH to BS   1.   Intialize pheromone matrix L with L_0, construct heuristic list k using energy and  distanc e, m number of ants   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       E ne r gy   a w a r e   c lus ter ing  and  r outi ng  f or   w i r e les s   s e ns or   ne t w o r k s   us ing  me taheur i s ti c s   …  ( Saga r   M e k ala )   1741   2.   for i=0 to max_rounds then   for each ant at=1 to m:     new_route=Intitial_CH; route_a=[new_route]; visit_done={new_route}     repeat if new_route!=BS       node_new=neighbors(new_route) - visit_done       if node_new is empty then         ingnore failed ant         break       for each x in node_new then         prob[x] = (L[new_route][x]) ** α *  (n[new_route][x])**β       next_route=route_selection(prob)       route_a.add(next_route)       visit_done.append(next_route)       new_route=next_route     if ant not ignored       cost=find_route_cost(route_a)       node_energy=find_energy_consumption(route_a)       fitness=eval_fitness(cost,node_energy)   3.   for all (i,j) then   r[i][j] = (1 - r) * r[i][j]    4.   for each ant in top k ants then   for each edge(i,j) in ant route then           r[i][j] = r[i][j]+  (Q / cost_ant) * wieght       if fintness_best_node > fitness_global_best then         global_best_route =best_ant_route         fitness_global = fitness_ant       for each CH i then         route_table[CH_i] = construct_next_hop(global_best_route,CH_i)     return route_table       3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON   T hi s   s t ud y   i nv e s t i ga t e d  t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   a   hy b r id  B F A C O  pr o c e dur e   f o r   W S N  r o u t i n g  a n d  c l us t e r   h e a d  ( C H)   s e l e c t i o n .   W hil e   e a r l i e r   r e s e a r c he s   h a v e   i m p l e m e n t e d  m e t a h e ur i s t i c   a l go r i t hm s   s uc h   a s     bi o - i ns p i r e d  f u z z y   o pt i mi z a t i o n ,   a r t i f i c i a l   b e e   c o l o ny   ( E E C A B C O)   o p t i mi z a t i o n ,   c oo pe r a t i ve   c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o n   ( E C E E C ) ,   a n d  c hi c ke n   s w a r m   o pt i m i z a t i o n   ( B C OC O A )   a n d  t h e y   ha v e   n o t   s pe c i f i c a l ly   r e n d e r e d  t h e   s i m u l t a n e o us   o p t i mi z a t i o n   o f   qua l i t y   C H  s e l e c t i o n  a n d  m u l t i - pa t h   r o u t i n g  r e l i a bil i t y   u n de r   d y n a mi c   n e t wo r k   de ns i t i e s .   T h e   pr o p o s e d  a l go r i t hm   i s   e v a l ua t e d  us in g  NS2  s im u l a t or   to   m e a s ur e   po we r   u t i li z a t i o n ,   t h r o ugh put,   pa c ke t  de l i ve r y   r a t i o ,   a n d  n e t wo r k   l o n gvi t y ,   w i t h   r a n do m ly   de p l o y e d  n o de s   a n d  pa r a m e t r s   l i ke   ba tt e r y   po we r ,   t r a n s m i s s i o n   r a n ge ,   de n s i t y ,   a n d   pa c ke t   s i z e   s pe c if ied  i n   T a bl e   2.       T a bl e   2.   Ne t w or k  s i m u l a t i o n   pa r a m e t e r s   P a r a me t e r  N a m e   V a lu e   M o ni t o r in g a r e a   200 *  200   D e pl oy m e nt  t y p e   R a ndo m   N umbe r   of  n o d e s   100, 200, 300   N o d e  E n e r g y   10j   P a c k e t  s iz e   512b y t e s   C o mm uni c a ti o n r a ng e   40m ( 100) , 30m ( 200 ) , 20m ( 300)   S im ul a ti o n R o unds   10000   R o und dur a ti o n   5S e c         3. 1 .     P ac k e t   d e l ive r y  r at io  ( P DR )   T h e   s im u l a t i o n   a na l y s i s   o f   t h e   pr o p o s e d  B F A C O  a l go r i t hm   c o r r e l a t e s   s t r o n g l y   w i t h   e n d - to - e n d  da t a   de l i ve r y   a c r o s s   a l l   d e p l o y m e n t   de n s i t i e s .   T h e   pr o p o s e d   a l o gi r t hm   c o ns i s t e n t l y   de m o ns t r a t e d  a   hi g h e r   pr o p or t i o n   o f   s uc c e s s f u l ly   de li ve r e d  pa c ke t s   w i t h   r e s pe c t   to   t h e   s t a n da r d  b e n c hm a r k  a l go r i t hm s   s uc h   a s   e n e r g y   e f f i c i e n t   c l us t e r i n g  us i ng  a r t i f i c i a l   b e e   c o l o ny   o pt i mi z a t i o n   ( E E C A B C O)   [2 5 ] ,   e n e r g y - e f f i c i e n t   c oo pe r a t i v e   c l us t e r i n g  a n d  r o u t i n g  ( E C E E C )   [2 6 ] ,   a n d  e n e r g y   e f f i c i e n t   c l us t e r i n g  w i t h   e nh a n c e d   c hi c ke n   s wa r m   o pt i mi z a t i o n   a l go r i t hm   w i t h   a da pt i v e   p o s i t i o n   r o u t i n g  pr oto c o l   ( B C OC O A )   [2 7 ] .   T h e   B F A C O   a l go r i t hm   pr o vi d e s   a n   a v e r a ge   e nh a n c e m e n t   a ppr o xi m a t e l y   6. 7  %   i n   P DR   o v e r   t h e   b e s t - c o m pe t i ng  m o de l .   T hi s   e nh a nc e m e n t   b e c a us e   f r o m   t h e   F C H  e l e c t i o n   pr o c e s s   pr o vi d i n g  o p t i m a l   C H  or ga ni z a t i o n   f o r   r e l i a bl e   da t a   a ggr e ga t i o n ,   a n d  t h e   A C O  b a s e d  r o u t i n g  a ppr o a c h   i de n t i f yi ng  m u l t i p l e   r o ut e s   to  i m pr o v e   de l i ve r y   r e l i a bil i t y .   A s   de f i ne d  i n   T a bl e   3  a n d  i ll u s t r a t e d  i n   F i gur e   3,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   pa c ke t  de l i ve r y   r a t i o   b a s e d   o n   de p l o y e d  n o de   c o nf i gur a t i o ns .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,  Vo l .   1 5 ,   N o.   4 ,  D e c e m be r   20 2 6 :   1736 - 1745   1742   T a bl e   3.   P DR   wi t h   d i f f e r e n t   de pl o y e d  n o de s   i n   t h e   m o ni t o r i n g  a r e a   N umbe r   of   n o d e s   E E C A B C O   E C E E C   B C O C O A   B F A C O   E nha nc e m e nt  %   ove r  b e s t  c a s e   100   77.2   81.7   85.7   91.3   5.6   200   84.4   84.2   91.6   97.5   5.9   300   75.7   78.8   81.4   90.1   8.7       3. 2 .     E n e r gy  c on s u m p t ion   T h e   n o de   l e v e l   e n e r g y   c o ns u m pt i o n   c o r r e l a t e s   i nve r s e l y   w i t h   t h e   de gr e e   o f   i n t e ll i ge n t   C H  a l l o c a t i o n  a   r e l a t i o n s hi p  t h a t   i s   ge ne r a l ly   pr o n o un c e d  i n  t h e   pr o po s e d  B F A C O  a l go r i t hm .   T h e   pr o po s e d  B F AC O  a ppr o a c h   i n   t hi s   r e s e a r c h   c o n s i s t e n t l y   s h o wc a s e d  s ub s t a n t i a l ly   l o w e r   a v e r a ge   e n e r g y   e x pe n d i t ur e   w i t h   r e s pe c t  to   a l l   t h r e e   r e f e r e n c e   a ppr o a c h e s ,   r e a d i ng  a v e r a ge   r e duc t i o n s   o f   62. 3% ,   73. 7% ,   a n d  52. 8%   f o r   100,   200,   a n d   300  n o de   s t r a t e gi e s ,   r e s pe c t i v e ly ,   a s   s u mm e r i z e d  i n   T a bl e   4  a n d  F i gur e   4.   A c r o s s   a l l   d ym a ni c   n o de   s t r a t e gi e s   a n   a v e r ge   e n e r g y   mi n im i z a t i o n   o f   a ppr o xi m a t e l y   62. 5%   c o m pa r e d  to   t h e   a dj a c e n t   r e s e a r c h   a l go r i t hm s   us i ng   m e t a h u e r i s t i c   n a t ur e   i ns p i r e d  m o de l s .   Our   s i m u l a t i o n   s ugge s t s   t h a t  hi g h e r   n o de   de n s i t y   i s   n o t   a s s o c i a t e d  wi t h  pr o p or t i o n a ll y   hi g he r   e n e r g y   e x pe n d i t ur e   i n   B F AC O  de p l o y e m e n t s .   T h e   m u l t i - o bj e c t i v e   B F O  l a y e r s   b a l a n c e s   r e m a i ni n g  po we r   a c r o s s   m o ni t o r i n g  n o de s ,   whil e   t h e   F C H   s e l e c t i o n   a ppr o a c h   s uppr e s s e s   l o n g - r a n g e   d i r e c t   tr a ns m i s s i o ns   a   kn o wn   c r i t i c a l   f a c t or   i n   W S N  po we r   us a ge .   T h e   A C O  r o ut i n g  l a y e r   c o m p l e m e n t s   t hi s   by   c o nf i gur i n g  s h o r t e r ,   l e s s - c o s t   f o r wa r d i n g  r o u t e s .   T h e   pr o p o s e d   m o de l   m a y   be n e f i t   f r o m   f ur t h e r   t uni n g  o f   ph e r o m o n e   e v a po r a t i o n   pa r a m e t e r s   to  a c h e i ve   t h e s e   i m pr o v e m e n t s   a c r o s s   e x t e n de d  s im u l a t i o n   m o ni t o r i n g  a r e a s   w i t h o ut  a dv e r s e ly   im pa c t i n g  c o nv e r ge n c e   m o v e m e n t .           F i gur e   3.   C o m pa r i s o n   a n a ly s i s   o f   P D R   us i ng  B F A C O  w i t h   ot h e r   a l go r i t hm s       T a bl e   4.   E n e r g y   c o n s u m pt i o n   n o de s   i n   t h e   m o ni t o r i ng  a r e a     N umbe r   of   n o d e s   E E C A B C O   E C E E C   B C O C O A   B F A C O   E ne r g y  r e duc t i o n ( % )   ov e r  be s t  c a s e   100   47.12   54.17   65.70   17.76   62.3   200   36.23   43.80   56.76   9.53   73.7   300   39.86   45.87   65.67   18.80   52.8       3. 3 .     Ne t wor k   l i f e t im e   T hi s   s t udy   f o un d  t h a t  n e t w o r k   o pe r a t i o n a l   li f e t i me  e v a l ua t e d  i n   a c t i v e   s i m u l a t i o n   r o un ds   c or r e l a t e s   d i r e c t l y   w i t h   t h e   e f f i c i e n c y   o f   e n e r g y - a wa r e   r o u t i n g  i n  B F AC O.   T h e   pr o po s e d  B F A C O  a ppr o a c h     e nh a nc e d  a n   a v e r a ge   n e t wor k  l i f e s pa n   e nh a n c e m e n t   o f   a ppr o xi m a t e l y   16. 9%   c o m pa r e d  t o  t h e   e xi s t i n g   t r a di t i o na l   m e t a h u e r i s t i c   n a t ur e   i n s p i r e d  m o de l s .   T h e   pr o p o s e d  m o de l   r e s u l t s   f r o m   B F O  w i t h   200 - s e ns o r     n o de   s c e n a r i o   de m o n s t r a t e s   e x c e pt i o n a l   e nh a nc e m e n t   o f   33. 3% ,   s h o ws   o p t i m a l   a l go r i t hm   pe r f o r m a n c e   a t  m e d i u m   ne t wor k  de n s i t i e s .   T a bl e   5  a n d  F i gur e   5  de m o n s t r a t e s   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   l if e t i m e   ( n o   o f   r o un ds )   ba s e d  o n   a ll   t h r e e   de p l o y e d  n o de   c o nf i gur a t i o n s .   T h e s e   r e a s e a c h   s i mu l a t i o n   s ugge t s   t h a t  t h e   s upe r i o r   l i f e t i m e   o f   B F A C O  i s   n o t   i n t e gr a t e d  wi t h   a n   i nhe r e n t   t r a de - o f f   o v e r   de l i ve r y  r e l i a bil i t y   o r   t h r o ugh put .   R a t h e r ,   by   pr e v e n t i n g  pr e m a t ur e   de vi c e   de l e pt i o n   t h r o ugh   b a l a n c e d  wo r kl o a d  di s t r i b ut i o n ,   t h e   a l go r i t hm   s u s t a i n s   c o nn e c t i vi t y  l o n ge r ,   i n t e gr a t i n g  c o n t i n ue d  pa c ke t   de l i ve r y .   T h e   pr o p os e d  B F AC O  a ppr o a c h   m a y   be n e f i t   f r o m   a da pt i v e   r o un d  dur a t i o n   a d j u s t m e n t   to  f ur t h e r   e x t e n d  n e t wo r k   s e r vi c e   s l o t s ,   s pe c i f i c a ll y   i n   s t r a t e g i e s   w h e r e   t r a f f i c   de m a n d s   f l uc t ua t e   o v e r   t i m e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       E ne r gy   a w a r e   c lus ter ing  and  r outi ng  f or   w i r e les s   s e ns or   ne t w o r k s   us ing  me taheur i s ti c s   …  ( Saga r   M e k ala )   1743       F i gur e   4 .   C o m pa r a t i v e   a n a ly s i s   o f   e n e r g y   c o ns u m p t i o n   n o de s   us i ng  B F AC O  w i t h   o t h e r   r e s e a r c h   a l go r i t hm s       T a bl e   5.   L i f e t i m e   ( n o .   o f   r o un ds )   w i t h   d i f f e r e n t   de p l o y e d  n o de s   i n   t h e   m o ni t o r i n g  a r e a   N umbe r   of   n o d e s   E E C A B C O   E C E E C   B C O C O A   B F A C O   E nha nc e m e nt  %   of   r o unds  ove r  b e s t  c a s e   100   6910   6100   5710   7970   15.3   200   7440   6990   6310   9920   33.3   300   6900   6300   5980   7300   4.3           F i gur e   5.   C o m pa r a t i v e   a n a ly s i s   o f   L if e t i m e   o f   t h e   n e t wo r k   us i n g  B F AC O  w i t h   o t h e r   r e s e a r c h   a l go r i t hm s       4.   CONC L USI ON   T h e   B F O A C O  a ppr o a c h   w i t h   F C H  e l e c t i o n   i n d ica t e s   a   s po hi s t i c a t e d  o p t i mi z a t i o n   f r a m e wo r k   f o r   W S N s .   B y   c o m bi n i ng  b a c t e r i a l   f o r a g i ng  e x p l o r a t i o n   f e a t ur e s   wi t h   a n t   c o l o ny   r o ut i n g  e f f i c i e n c y ,   a n d   a ppe n d i ng  t h e   o p t i m a l   e l e c t i o n   a ppr o a c h   f o r   p r e c i s e   C H,   t h e   pr o p o s e d  a l go r i t hm   a c hi e v e s   s igni f i c a n t   pe r f o r m a n c e   i m pr o v e m e n t s   i n   P DR ,   po we r   u t i li z a t i o n ,   a n d  n e t wo r k   l if e s pa n   c o m pa r e d  t o  pa r a l l e l   r e s e a r c h   a n d  t r a de n t i o na l   a ppr o a c he s .   T h e   hi e r a r c hi c a l   a r c hi t e c t ur e   s c a l e s   e f f e c t i v e ly   a c r o s s   d i f f e r e n t   n e t w o r k   c a pa c i t y   a n d  m o ni t o r i n g  a r e a s ,   m a k i ng  i t   s u i t a bl e   f o r   m a ny   v a r i e t y   o f   W S N  a pp li c a t i o n s .   T h e r e f o r e ,   t h e   B F AC O   a l go r i t hm   s pe c if i e s   s upe r i o r   pe r f o r m a n c e   o v e r   pa r a l l e l   r e s e a r c h   a l go r i t hm s   f o r   s t a t i c   F C H/C H  a n d   m o bi le   s e n s o r   c o nf i gur a t i o n s ,   w i t h   f ut ur e   w o r k  f o c us i n g  on   d y na m i c   m o bil i t y   o f   C H  n o de s   i n   W S Ns .       F UN DI NG  I N F ORM AT I ON   T h e   a ut h o r s   de c l a r e   n o   f i na n c i a l   c o m pe t i n g  i n t e r e s t s .       AU T HO R  CONT RI B UT I ONS   S T AT E M E NT   T hi s   j o ur n a l   u s e s   t h e   C o n t r i b ut or   R o l e s   T a x o n o m y   ( C R e d i T )   to  r e c o gni z e   i n d i v i dua l   a ut h o r   c o n t r i b ut i o ns ,   r e duc e   a ut h or s hi p  d i s put e s ,   a n d  f a c il i t a t e   c o l l a b o r a t i o n .     Nam e   of   Aut h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   S a ga r   M e ka l a                               Na ga r a j u  K a r i na ga ppa                               M o h a n   Dh o vl a n                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l ,  Vo l .   1 5 ,   N o.   4 ,  D e c e m be r   20 2 6 :   1736 - 1745   1744   C   :    C o n c e pt ua li z a ti o n   M   :    M e th o d o l o g y   So   :    So f twa r e   Va   :    Va li da ti o n   Fo   :    Fo r ma l  a na l y s is   I   :    I nve s ti ga ti o n   R   :    R e s o u r c e s   D   :   D a ta  C ur a ti o n   O   :   W r it in g  -   O r ig in a l  D r a f t   E   :   W r it in g  -   R e v i e w  &   E di ti ng   Vi   :    Vi s ua li z a ti o n   Su   :    Su pe r v is io n   P   :    P r o j e c t  a dmi ni s tr a ti o n   Fu   :    Fu ndi ng a c qui s it i o n         CONF L I CT   OF   I NT E RE S T   S T AT E M E NT   T h e   a ut h o r s   s t a t e   n o   c o nf li c t   o f   i n t e r e s t .   T h e   r e s e a r c h   wa s   c o n duc t e d  i n   t h e   a bs e n c e   o f   a n y  c o m m e r c i a l   o r   f i na nc i a l   r e l a t i o n s hi p s   t h a t   c o ul d  b e   c o n s t r ue d   a s   a   p ot e n t i a l   c o nf li c t   o f   i n t e r e s t .       DA T A  AV AI L AB I L I T Y   T h e   s i m u l a t i o n   da t a   t h a t   s upp o r t  t h e   f i nd i ng s   o f   t hi s   s t ud y   a r e   a v a il a bl e   o n   r e que s t   f r o m   t h e   c o r r e s po n d i n g  a ut h o r ,   S a ga r   M e ka l a .   De r i v e d  s im u l a t i o n   da t a   s upp o r t i n g  t h e   f i nd i ngs   o f   t hi s   s t ud y   a r e   a v a il a bl e   f r o m   t h e   c o r r e s p o n d i n g  a ut h o r ,   S a ga r   M e ka l a ,   o n   r e que s t .   Ot h e r   t h a n   s im u l a t i o n   da t a ,   a v a il a bil i t y   do e s   n ot  a pp l y   t o  t hi s   pa pe r   a s   n o   n e w  da t a   we r e   c r e a t e d   o r   a n a ly z e d  i n   t hi s   s t ud y .       RE F E R E NC E S   [ 1]   M .  T r ig ka   a nd  E .  D r it s a s ,   “ W ir e le s s   s e ns o r   ne tw o r ks :  f r o m  f unda m e nt a ls   a nd  a ppl ic a ti o ns   to   in n ov a ti o ns   a nd  f ut ur e   tr e n ds ,”     I E E E  A c c e s s , v ol . 13, pp. 96365 – 96399, 2025, d o i:  10.1109/A C C E S S .2025.3572328.   [ 2]   F .  T o s s a ,  Y .  F a ga ,  W .  A bdo u,  E .  C .  E z in ,   a nd  P .  G o ut o n,   “ W ir e l e s s   s e ns o r   n e tw o r k   de pl oy m e nt :   a r c h it e c tu r e ,   o bj e c ti ve s ,    a nd me th o d o l o gi e s ,”   Se ns or s , v ol . 25, n o . 11,   p. 3442, M a y  202 5, do i:  10.3390/s 25113442.   [ 3]   R .   P r i y a d a r s hi , R .  R .   K um a r , R .  R a nj a n,   a nd   P . V .   K um a r , “ A I - ba s e d r o ut i ng  a lg o r it h m s  i m pr o ve   e ne r g y   e f f ic ie nc y ,  l a te nc y ,  a nd   d a ta   r e l ia bi li ty  i n  w ir e le s s   s e n s o r  ne t w o r k s , ”   S c i e nt i fi c  R e po r ts , v o l.  15 ,  no .  1 ,   p.  2 22 92 ,  J u l.  2 02 5,  do i :  10 .1 03 8/ s 4 15 98 - 0 25 - 08 67 7 - w.   [ 4]   R . K . Y a da v a nd R . P . M a ha pa tr a , “ H y br id  m e ta he u r is ti c  a lg or i th m  f o r   o pt im a l  c lu s te r  he a d s e l e c t i o n i n w i r e l e s s  s e ns or  n e tw o r k,”   P e r v as iv e  and M obi le  C om put in g , vo l.  79, p. 101504, J a n. 2022, do i:   10.1016/j .p mc j. 2021.101504.   [ 5]   W .  R .  H e in z e lm a n,  A .  C ha ndr a ka s a n,  a nd  H .   B a la kr is hna n,  “ E ne r g y - e f f i c i e nt   c o mm un ic a ti o n   pr o t oc o l  f or   w ir e le s s   mi c r o s e ns o r   ne tw o r ks ,”   in   P r oc e e di ngs   of   th e   33 r d  annual  H aw ai i  in te r nat io nal   c onf e r e nc e   on  s y s te m   s c ie nc e s ,  I E E E   C o mpu t.   S oc ,  2 000,     p. 223. do i:  10.1109/hi c s s .2000.926982.   [ 6]   W .  S .  K ir a n,  S .  S m y s ,   a nd  V .  B in dhu,  “ E nha n c e m e nt   of   n e tw o r k   li f e ti m e   us in g  f uz z y   c lu s t e r in g  a nd  mu lt id ir e c ti o na l  r o u ti n g  f o r   w ir e l e s s  s e ns o r  n e tw o r ks ,”   Sof t  C om put in g , vo l.  24, n o . 15, pp.  11 805 – 11818, Aug. 2020, d o i:  10.1007/s 00500 - 020 - 04900 - 0.   [ 7]   S .  G oe l  e t  al . ,  “ E ne r g y   e f f i c i e nt   c lu s te r in g  p r o t o c ol   in   w ir e l e s s   s e ns o r   n e tw o r ks   us in g  a n  a da pt iv e   h y b r id   o p ti mi z a ti o n  a lg or it h m,”   Sc ie nt if ic  R e por t s , v o l.  16, n o . 1, p. 6300, J a n. 2026, d o i:  10.1 0 38/ s 41598 - 026 - 36957 - 6.   [ 8]   D .  A gr a w a l  a nd  S .  P a nde y ,  “ F U C A :  F u z z y - ba s e d  un e qua l  c lu s te r in g  a lg o r it hm   t o   pr o l o ng   th e   li f e ti m e   of   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks ,”   I nt e r nat io nal  J our nal  of  C om m uni c at io n Sy s te m s , v o l.  31, n o . 2, J a n. 2018, doi:  10.1002/dac .3448.   [ 9]   G .  K p o nhi nt o ,  S .  K h e mi r i - K a ll e l,   A .  A .  A bba   A r i,   A .  M .  G ue r o ui ,  O .  T hi a r e ,  a nd  J .  H w a ng,  “ A   hy b r id   bi o l o gi c a ll y - in s p ir e d  o pt im i z a ti o n  a lg o r i th m  f o r   da ta   ga th e r in g  in   I oT   s e ns o r   n e t w o r ks ,”   J our nal   o f   N e tw or k   and  Sy s t e m s   M anage m e nt ,  v o l.   33,  n o.  2,   p. 23 , A pr . 2025, do i:  10.1007 /s 10922 - 025 - 09899 - z.   [ 10]   P .  R a w a t,   P .  K u ma r ,  a nd  S .  C ha uha n,  “ F u z z y   l o gi c   a nd  pa r ti c l e   s w a r m  o pt im i z a ti o n - ba s e d  c lu s te r in g  pr o t oc o l  in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r k,”   Sof t  C om put in g , vo l.  27, n o . 9, pp. 5177 – 5193, M a y   2023, do i:  10.1007 /s 00500 - 023 - 07833 - 6.   [ 11]   S .  H a r ih a r a   G o pa la n,  M .  M uz a mm il   P a r ve z ,  A .  M a ni ka nda n,  a nd  S .  R a ma li nga m,  “ C o gn it i ve   r a di o   s p e c tr um   a ll oc a ti o n   u s in g   N a s h  e qui li br iu m  w it h  mul ti pl e   s c he dul in g  r e s o ur c e   s e l e c ti o n  a lg o r it h m,”   A in   Shams   E ngi ne e r in g  J our nal ,  v o l.   15,   n o .  5,     p. 102688, M a y  2024, d o i :  10.1016/j .a s e j. 2024.102688.   [ 12]   B .  R .  P a r v a th a la ,  A .  M a ni ka nda n,  P .  V ij a y a la ks hmi ,  M .  M uz a mm il   P a r ve z ,  S .  H a r ih a r a   G o pa la n,  a nd   S .  R a ma li ng a m,     “ B i o - in s pi r e d  me ta he ur is ti c   a lg o r it hm  f or   ne tw or k  in tr us i o n  de t e c t i o n  s y s te m   of   a r c hi te c tu r e ,”   in   B io - I ns pi r e d  I nt e ll ig e nc e   f o r   Sm ar t  D e c i s io n - M ak in g ,  R .  J a ga na th a n,   S .  M e ht a ,  a nd R .  K r is ha n,  E ds .,  in   A dv a nc e s   in   C o mput a ti o na l  I nt e ll ig e n c e   a nd  R o b o t ic s .  , I G I  G l o ba l,  2024, pp. 62 – 84. doi:  10.4018/979 - 8 - 3693 - 5276 - 2 .c h004.   [ 13]   G .  M a ha la ks hmi ,  S .  R a ma li nga m,  a nd  A .  M a ni ka nda n,  “ A n   e ne r g y   e f f i c i e nt   da ta   f a ul t  pr e di c ti o n  ba s e d  c lu s t e r in g  a nd  r o ut in g  pr o t oc o l  us in g  h y br id   A S S O   w it h  M E R N N   in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r k,”   T e le c om m uni c at io n  Sy s te m s ,  v o l.   86,  n o .  1,  pp.  61 – 82,  M a y  2024, d o i :  10 .1007/s 11235 - 024 - 01109 - 6.   [ 14]   V .  N iv e dhi th a ,  P .   T hi r umur uga n,  A .  G o pi   S a mi na th a n,  a nd   V .  E s w a r a moor th y ,  “ C ombi na ti o n  of   im pr ove d  H a r r is ’ s   ha w k   o pt im i z a ti o n   w it h  f u z z y   t o  im pr ove   c lu s t e r in g   in   w i r e l e s s   s e n s o r   n e tw o r k,”   J our nal   of   I nt e ll ig e nt   and  F uz z y   Sy s t e m s ,  vo l.   41,    no . 6, pp. 5969 – 5984, D e c . 2021, d oi :  10.3233/J I F S - 202098.   [ 15]   Y .  X iu w u,  Z .  Z i x ia ng,  P .   W e i,   a nd  L .  Y o ng,   “ A   n ov e l  mul ti - h o p  c lu s te r in g  r o ut in g  a lg o r i th m  ba s e d  o n   pa r ti c l e   s w a r m   o pt im i z a ti o n  f or   w ir e l e s s   s e ns o r s   ne tw or ks ,”   W ir e le s s   P e r s o nal   C om m uni c at io ns ,  v o l.   130,  no .  2,  pp.  935 – 956,  M a y   2 023,    do i:  10.1007/s 11277 - 023 - 10314 - 6.   [ 16]   J .  S in gh  e t  al . ,   “ E ne r g y - e f f i c i e nt   c lu s te r in g  a nd  r o ut in g  a lg o r it hm  us in g  hy b r id   f uz z y   w it h  gr e y   w o l f   o pt im iz a ti o n  in   w ir e le s s   s e ns o r  n e tw o r ks ,”   Se c ur it y  and C o m m uni c at io n N e tw or k s , v o l.   2022, pp. 1 – 12, M a y  2022, d o i :  10.1155/2022/ 9846601.   [ 17]   R .  B a ndi ,  V .  R .  A na nt hul a ,  a nd  S .  J a na ki r a ma n,  “ S e l f   a da pt in g  di f f e r e nt ia l  s e a r c h  s tr a t e gi e s   im pr ove d  a r ti f i c ia l  be e   c o l o n y  a lg o r it h m - ba s e d  c lu s te r   h e a d  s e l e c ti o n  s c h e m e   f o r   W S N s ,”   W i r e le s s   P e r s onal   C om m uni c at io ns ,   v ol .  121,  no .  3,  pp.  2251 – 22 72,   D e c . 2021, d oi :  10.1007/s 11277 - 021 - 08821 - 5.   [ 18]   B .  R a mba bu,  A .  V e nug o pa l  R e dd y ,  a nd  S .  J a na ki r a ma n,  “ H y br id   a r ti f i c ia l  b e e   c o l o n y   a nd  m o na r c h y   but te r f l y   o pt i mi z a t io n   a lg o r it h m  ( H A BC - M B O A ) - ba s e d  c lu s t e r  h e a d s e l e c ti o n  f or  W S N s ,”   J our nal  o f  K in g Saud Univ e r s it y   -   C om put e r  and I nf or m at io n   Sc ie nc e s , v o l.  34, n o . 5, pp. 1895 – 1905, M a y  2022, d o i:  10.101 6/ j. jk s uc i. 2019.12.006.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776       E ne r gy   a w a r e   c lus ter ing  and  r outi ng  f or   w i r e les s   s e ns or   ne t w o r k s   us ing  me taheur i s ti c s   …  ( Saga r   M e k ala )   1745   [ 19]   S .  Z ha ng,  X .  L iu ,  a nd  M .  T r ik ,  “ E n e r g y   e f f i c i e nt   mul ti   h o p   c lu s te r in g  us in g  a r ti f i c ia l  B e e   C o l o n y   m e ta h e ur is ti c   in   W S N ,”   Sc ie nt if ic  R e por t s , v o l.  15, n o . 1, p. 26803, J ul . 2025, d o i:  10.10 38/ s 41598 - 025 - 12321 - y.   [ 20]   H .  H u,  X .  F a n,  a nd C .  W a ng, “ E f f ic ie nt   c lu s te r - ba s e d  r o ut in g  pr o to c o l  f o r   w ir e le s s   s e ns o r   ne two r ks   by   us in g  c o ll a bo r a ti ve - in s pi r e d  H a r r is  H a w k  o pt im iz a ti o n a n d f uz z y  l o gi c ,”   P L oS O N E , v o l.  19, no . 4, p . e 0301 470,  A pr .  202 4, do i:  1 0.13 71/ jo ur na l .po ne .03014 70.   [ 21]   M .  A .  T a w f e e k,  I .   A lr a s hdi ,  M .  A lr uw a il i,   L .  J a me l,   G .   F .  E l ha d y ,  a nd  H .  E lwa hs h,  “ I mpr ov in g  e n e r g y   e f f ic ie n c y   a nd  r o u ti ng   r e li a bi li t y   in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw or ks   us in g  mo di f i e d  a nt   c o l o n y   o pt im i z a ti o n,”   E ur as ip   J our nal   on   W ir e le s s   C om m uni c at i ons   and N e tw o r k in g , vo l.  2025, n o . 1, p. 22, Apr . 2025, d o i:  10.118 6/ s 13638 - 025 - 02449 - w.   [ 22]   C .  K ur a ngi ,  K .  K .  P a id ip a ti ,  A .  S .  K .  R e dd y ,  J .  U th a y a kuma r ,   G .  K a di r a v a n,  a nd  S .  P a r ve e n,  “ M e ta he u r is ti c   o pt im iz a ti o n - b a s e d   c lu s te r in g  w it h  r o ut in g  pr o t oc o l  in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   o f   C o m m uni c at io n  Sy s t e m s ,  v o l.   37,  no .  16,   N ov . 2024, d o i:  10.1002/da c .5914.   [ 23]   S .  A mba r e e s h,  P .  C ha v a n,  S .  S upr e e th ,  R .  N a nda li ke ,  P .  D a y a na nda ,  a nd  S .  R o hi th ,  “ A   s e c ur e   a nd  e n e r g y - e f f ic ie nt   r o u ti ng  us in g  c o upl e d  e ns e m bl e   s e l e c t i o n  a ppr o a c h  a nd  o pt im a l  t y p e - 2  f u z z y  lo gi c   in   W S N ,”   Sc ie nt if ic   R e por t s ,  v o l.   15,  n o .  1,  p.  38,  J a n.  2025,   do i:  10.1038/s 41598 - 024 - 82635 - w.   [ 24]   H .  H a n,  J .  T a ng,  a nd  Z .  J in g,  “ W ir e l e s s   s e ns o r   n e tw o r k  r o u t in g  o pt im i z a ti o n  ba s e d  o n  im p r ov e d  a nt   c o l o n y   a lg o r it hm  in   th e   I nt e r ne t  of   T hi ngs ,”   H e li y on , vo l.  10, n o . 1, p.  e 23577, J a n. 2024, do i:  10.1016/j .h e li y on.2023. e 23577.   [ 25]   Z .  W a ng,  H .  D I ng,  B .   L i,   L .  B a o ,   a nd  Z .  Y a ng,  “ A n  e ne r g y   e f f ic i e nt   r o ut in g  pr ot o c o l   ba s e d  o n  im p r ov e d   a r ti f i c ia l  b e e   c o l o n y   al go r it h m  f o r  w ir e l e s s  s e ns o r  n e tw or ks ,”   I E E E   A c c e s s , v o l.  8, p p. 133577 – 133596, 2020, do i:  10.1109/AC C E S S .2020.301031 3.   [ 26]   L. - L .  H ung,  F . - Y .  L e u,  K . - L .  T s a i,   a nd  C . - Y .   K o ,  “ E n e r g y - e f f i c i e nt   c oo p e r a ti ve   r o ut in g  s c h e me   f or   he t e r o g e n e o us   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks ,”   I E E E  A c c e s s , vo l.  8, pp. 56321 – 56332, 2020, d o i:  1 0.1109/AC C E S S .2020.2980877.   [ 27]   R .  R e ka ,  A .  M a ni ka nd a n,  C .  V e nka ta r a ma na n,   a nd  R .  M a da na c hi tr a n,  “ A n  e n e r g y   e f f i c i e nt   c lu s te r in g  w it h  e nha n c e d  c hi c k e n  s w a r m  o pt im i z a ti o n  a lg or it hm  w it h  a da pt i v e   p o s i ti o n  r o ut in g  pr o t oc o l  in   m o bi l e   a dh oc   ne tw or k,”   T e le c om m uni c at io n  Sy s te m s ,  vo l.  84, n o . 2, pp. 183 – 202, O c t.  2023, d o i:  10.1007/s 11235 - 02 3 - 01041 - 1.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       Sa g a r   M ek a l a           re cei v ed   h i s   fi rs t   d e g r ee   fro m   J N T U H ,   C o m p u t e r  S c i en ce   an d   E n g i n ee r i n g ,   H y d e rab ad ,   i n   2 0 0 7 .   H e   h as   al s o   Mas t e r  d e g r ee   fr o m   J N T U H   U n i v e rs i t y ,   Co m p u t e r  S ci e n ce ,   H y d e rab ad ,   i n   2 0 1 0 .   T h e   Ph . D .   d eg ree   fr o m   t h e   D e p art men t   o f  C o m p u t e r   Sci en ce   at   J N T U H ,   In d i a ,   i n   2 0 2 2 .   H e   h as   b ee n   w o rk i n g   as   a n   A s s o ci at e   Pr o f e s s o r  i n   C V R  Co l l eg e  o f   E n g i n ee r i n g ,   H y d e rab ad   s i n ce   2 0 2 2 .   H e   h as   1 4   y e ars   o f  t e a c h i n g   a n d   r e s e ar ch   e x p e ri en ce   at   v ari o u s   r e p u t ed   U n i v e rs i t i e s   i n   H y d e rab ad .   H i s   m a i n   r e s e ar c h   i n t e r e s t s   fo cu s   o n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o rk s ,   b i o - i n s p i r e d   c o m p u t i n g ,   art i fi c i a l   i n t el l i g en ce   a n d   me t ah e u r i s t i c  mo d e l i n g   an d   o p t i mi zat i o n   i n   i o t   ap p l i c at i o n s ,   reco mm en d at i o n   s y s t em s ,   o p t i m i zat i o n   al g o r i t h m s ,   c r y p t o g rap h y   an d   n e t w o rk   s ecu ri t y .   H e  c a n   b e   co n t a c t ed   at   em ai l :   m s ag arp h d @ g m a i l . c o m .         N a g a r a ju   Ka ri n a g a ppa           rece i v e d   t h e   P h . D .   d e g r ee   f ro m   t h e   N at i o n al   In s t i t u t e   o f   T e ch n o l o g y   Cal i c u t .   H e   i s   c u rr en t l y   an   A s s i s t an t   Pro fe s s o r  w i t h   t h e   D e p art men t   o f  Co m p u t e r   Sci en ce   an d   E n g i n ee r i n g ,   I n d i a n   I n s t i t u t e   o f  I n f o rm at i o n   T ec h n o l o g y ,   D e s i g n   a n d   Man u fa c t u ri n g ,   K u r n o o l .   H i s   r e s e ar c h   i n t e r e s t s   i n cl u d e  w i r e l e s s   s en s o r  n e t w o r k s ,   art i f i ci al   i n t el l i g en ce ,   m a ch i n e   l e ar n i n g ,   d ee p   l e ar n i n g ,   n at u ra l   l a n g u ag e   p ro ce s s i n g ,   t h eo r y   o f  c o m p u t e r   s c i e n ce,   an d   r e a l - w o rl d   ap p l i c at i o n s   i n   t h e s e   ar e as .   H e  i s   o n   t h e   ed i t o r i al   b o ard s   o f  s e v e ral   j o u rn al s .   H e   c a n   b e  c o n t ac t e d   at   em ai l :   k n ag ara j u @ i i i t k . ac . i n .         D r.   M o h a n   D h o l v a n           i s   a   Pro f e s s o r  at   Sr een i d h i   I n s t i t u t e  o f   S c i en ce   &   T e ch n o l o g y   (SN I ST )  i n   H y d e rab ad ,   I n d i a.   H e   h as   2 3   y ears   o f  t e ac h i n g   e x p e ri en ce ,   i n c l u d i n g   9   y e ars   i n   re s e ar c h   i n   E l ec t ro n i c s   an d   Co mmu n i c at i o n   E n g i n ee r i n g .   H i s   i n t e r e s t s   i n c l u d e   s p eech   s i g n al   p ro ce s s i n g ,   n eu ral   n e t w o rk s ,   i m ag e   p ro ce s s i n g ,   d ee p   l e ar n i n g ,   a n d   m a c h i n e   l e arn i n g .   D r.   M o h a n   h as   p u b l i s h e d   m an y   p ap e rs   i n   n at i o n al   a n d   i n t e rn at i o n a l   j o u r n al s   a n d   c o n f e r e n ce s .   H e  h as   p ap e rs   i n   SC I ,   SCO PU S,   a n d   o t h e r  p u b l i c at i o n s .   H e   al s o   h o l d s   s ev en   p at en t s ,   w i t h   s i x   p u b l i s h ed   an d   o n e   g ran t e d .   A d d i t i o n a l l y ,   h e   h as   au t h o r e d   v ari o u s   b o o k s   o n   s i g n al   p ro ce s s i n g ,   i m ag e   p ro ce s s i n g ,   an d   ap p l i ed   e l ec t ro n i c s .   H e   c an   b e   c o n t ac t e d   at   em a i l :   mo h an . ar y a n 1 9 @ g m ai l . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.