Many real-world tasks require optimizing expensive black-box functions accessible only through noisy evaluations, a setting commonly addressed with Bayesian optimization. While Gaussian processes(GPs) and Bayesian neural networks have driven significant progress, GP-based methods scale cubically with observations, and BNN-based approaches remain burdened by expensive posterior sampling such as Hamiltonian Monte Carlo, and inner-loop acquisition optimization in high-dimensional setting. In this work, we propose VBO-MI, a fully gradient-based BO framework that requires no assumptions on a Gaussian prior or a variational posterior family over $f$. While our framework uses gradient-based updates to train the internal action and information-estimation networks, it treats the objective function $f$ as a strict black box, requiring only zeroth-order evaluations. To enable end-to-end gradient flow, we employ an actor-critic architecture consisting of an action-net to navigate the input space and a variational critic to estimate a surrogate information signal for exploration. Additionally, we design a lightweight surrogate that approximates the objective from observed data using a replay buffer, which reduces the total required real function queries to one batch per iteration. We provide theoretical analysis for our framework, establishing convergence of its training objective and surrogate estimator, and showing, that near-optimal solutions exist. We evaluate our method on a diverse suite of benchmarks, including high-dimensional synthetic function and complex real-world tasks such as Rover Trajectory planning optimization, the Lunar Lander, and Pest Control problems. Our experiments demonstrate that VBO-MI provides the same or superior optimization performance over the various baselines.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

AAAI 2026教程:基于离线数据集的黑盒优化
专知会员服务
16+阅读 · 1月23日
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
【CMU博士论文】黑盒和多目标优化策略,151页pdf
专知会员服务
53+阅读 · 2022年11月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+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
1+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
7+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
AAAI 2026教程:基于离线数据集的黑盒优化
专知会员服务
16+阅读 · 1月23日
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
【CMU博士论文】黑盒和多目标优化策略,151页pdf
专知会员服务
53+阅读 · 2022年11月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+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
1+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员