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Imitation Learning for Multiobjective Optimization-AlphaMOEA

delete2025-11-01
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PRE
AI
T
Tianyang Li
G
Gary G. Yen *
Y
Ying Meng
Q
Qi, Xiang
DOI:10.1109/TCYB.2025.3630825delete
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摘要

摘要

En 中文
在过去十年中,为解决多目标优化问题(MOPs),已开发出多种具有特定增强功能的多目标进化算法(MOEAs)。在本文中,与MOEAs不同,我们提出了一种新的基于人工智能的方法来解决MOPs,该方法采用基于模仿学习的端到端方法,即AlphaMOEA。AlphaMOEA完全由神经网络组成,主要遵循多任务学习(MTL)架构。它包含两个训练阶段:监督学习(SL)阶段和强化学习(RL)阶段。在SL阶段,AlphaMOEA拟合由若干选定的MOEAs提供的决策空间中的解。由于AlphaMOEA中的神经网络由高维参数组成,拟合过程可视为将解从低维空间转换到高维空间。这使得AlphaMOEA能够从高维度视角获取不同的有价值知识。随后,AlphaMOEA在RL阶段进行训练,以在自驱动方式下获得针对各种问题特征的良好MOPs性能。RL阶段依赖于若干设计组件,包括基于相似性的状态设计以测量解之间的距离、基于进化算子的动作集以提供探索行为,以及基于指标引导的奖励以生成增量评估。实验结果表明,AlphaMOEA能够学习高维表示中决策空间的有价值信息,从而在探索与利用之间实现良好的平衡。AlphaMOEA还能在合理时间内进一步改善针对各种问题特征的MOPs求解性能。
Keyword:
Imitation learning
multiobjective evolutionary algorithm (MOEA)
multiobjective optimization
reinforcement learning (RL)

期刊

IEEE Transactions on Cybernetics 封面图
IEEE Transactions on Cybernetics
IF:
10.5
论文数:
1.1W
被引数:
5.0W

机构

N
northeastern university - china
学者数:
3.2W
论文数: 2.7W
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