We propose a novel Bayesian optimization (BO) procedure aimed at identifying the "profile optima" of a deterministic black-box computer simulation that has a single control parameter and multiple nuisance parameters. The profile optima capture the optimal response values as a function of the control parameter. Our objective is to identify these optima across the entire plausible range of the control parameter. Classic BO, which targets a single optimum over all parameters, does not explore the entire control parameter range. Instead, we develop a novel two-stage acquisition scheme to balance exploration across the control parameter and exploitation of the profile optima, leveraging deep and shallow Gaussian process surrogates to facilitate uncertainty quantification. We are motivated by a computer simulation of a diffuser in a rotating detonation combustion engine, which returns the energy lost through diffusion as a function of various design parameters. We aim to identify the lowest possible energy loss as a function of the diffuser's length; understanding this relationship will enable well-informed design choices. Our "profile Bayesian optimization" procedure outperforms traditional BO and profile optimization methods on a variety of benchmarks and proves effective in our motivating application against state-of-the-art multi-objective optimization.


翻译:我们提出了一种新颖的贝叶斯优化(BO)程序,旨在识别具有单一控制参数和多个干扰参数的确定性黑箱计算机模拟的“轮廓最优值”。轮廓最优值将最优响应值表示为控制参数的函数。我们的目标是在控制参数的整个合理范围内识别这些最优值。针对所有参数寻找单一最优值的经典BO方法,无法探索整个控制参数范围。为此,我们开发了一种新颖的两阶段采集方案,以平衡在控制参数上的探索与对轮廓最优值的利用,并利用深层和浅层高斯过程代理模型促进不确定性量化。我们的研究动机来自旋转爆震燃烧发动机中扩散器的计算机模拟,该模拟以各种设计参数为函数返回通过扩散损失的能量。我们旨在根据扩散器长度确定可能的最低能量损失;理解这一关系将有助于做出明智的设计选择。我们的“轮廓贝叶斯优化”程序在多个基准测试中优于传统BO及轮廓优化方法,并在实际应用中证明其性能优于最先进的多目标优化方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【牛津大学】贝叶斯优化用于自动化机器学习,321页pdf
专知会员服务
31+阅读 · 2024年5月17日
【2023新书】贝叶斯优化实战,426页pdf
专知会员服务
90+阅读 · 2023年12月20日
【2023新书】贝叶斯优化:使用Python的理论和实践,243页pdf
【ETH博士论文】贝叶斯深度学习,241页pdf
专知
10+阅读 · 2022年1月16日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
31+阅读 · 2020年8月27日
以BERT为例,如何优化机器学习模型性能?
专知
10+阅读 · 2019年10月3日
一文读懂机器学习中的贝叶斯统计学
数据分析
26+阅读 · 2019年5月8日
【深度】让DL可解释?这一份66页贝叶斯深度学习教程告诉你
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年8月11日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
贝叶斯网络入门
论智
15+阅读 · 2017年11月19日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月1日
Arxiv
0+阅读 · 3月27日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
9+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
6+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
6+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
9+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
14+阅读 · 7月31日
相关资讯
【ETH博士论文】贝叶斯深度学习,241页pdf
专知
10+阅读 · 2022年1月16日
【干货书】贝叶斯推断随机过程,449页pdf
专知
31+阅读 · 2020年8月27日
以BERT为例,如何优化机器学习模型性能?
专知
10+阅读 · 2019年10月3日
一文读懂机器学习中的贝叶斯统计学
数据分析
26+阅读 · 2019年5月8日
【深度】让DL可解释?这一份66页贝叶斯深度学习教程告诉你
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年8月11日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
贝叶斯网络入门
论智
15+阅读 · 2017年11月19日
相关基金
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员