Fix lack of diversity in population (same individuals)

[gkirgizov]

Problem is captured by the following, where we see too many individuals with the same structure:

Comment from @valer1435 on a possible cause: стоит посмотреть внимательно, как выглядит популяция до этого метода и после. Как будто он запихивает в популяцию лучшие индивиды, не учитывая, что они там могут уже быть

• [ ] The issue must be reproduced in GOLEM.
• [ ] Algorithm must be fixed
• [x] We must have a new integration test that checks structural diversity in a population using some diversity metric (e.g. edit distance)

[YamLyubov]

Небольшой анализ для случая поиска молекул выявил, что наиболее значительную роль в накапливании дубликатов играет наследование. Наследование же в свою очередь основано на отборе. На данный момент отбор имеет некоторый механизм избавления от дубликатов, однако он не работает так, как ожилается. Данный механизм пытается выявить дубликаты по uid индивида, однако различные uid индиводов не гарантируют различие в структуре их графов.

График доли уникальных индивидов после применения каждого оператора по поколениям: Видно, что сильнее всего уникальность снижается после применения оператора наследования.

После костыльной попытки исправить упомянутый выше механизм избавления от дубликатов при отборе, были получены следующие результаты:

Before fix	After fix

По одному запуску нельзя слелать вывод об улучшении метрики, однако видно, что фронт парето стал более разнообразным. После фикса видно, что мутация так же может значительно снижать разнообразие популяции. Ниже есть пара предположений о возможных причинах (пункт 2).

Другие возможные проблемы, которые не так значительно влияют на уникальность:

1. Повторы возникают еще на этапе расширения начальной популяции (происходит проверка на равество, а она не корректная). Проверка графов на равенство зависит от корней графов. Так как при адаптации напрвление ребер выбирается случайным образом у одних и тех же молекул могут быть получены разные наборы корней.

Original molecule	Possible OptGraph 1	Possible OptGraph 1

2. (Скорее всего минимально влияет на проблему) Многие мутации (не только для молекул) реализованы таким образом, что иногда они могут возвращать тот же граф (например, была выбрана мутация, для которой не оказалось доступных действий). Однако, оператор в таком случае будет считать, что операция была применена и добавит тот же граф в новую популяцию.

[gkirgizov]

Need to research how the lines in question (with filtering dublicates of unsuccessful mutations) influences diversity & the work of reproduction controller.

See discussion there: https://github.com/aimclub/GOLEM/pull/148#issuecomment-1676868821