In building practical applications of evolutionary computation (EC), two optimizations are essential. First, the parameters of the search method need to be tuned to the domain in order to balance exploration and exploitation effectively. Second, the search method needs to be distributed to take advantage of parallel computing resources. This paper presents BLADE (BLAnket Distributed Evolution) as an approach to achieving both goals simultaneously. BLADE uses blankets (i.e., masks on the genetic representation) to tune the evolutionary operators during the search, and implements the search through hub-and-spoke distribution. In the paper, (1) the blanket method is formalized for the (1 + 1)EA case as a Markov chain process. Its effectiveness is then demonstrated by analyzing dominant and subdominant eigenvalues of stochastic matrices, suggesting a generalizable theory; (2) the fitness-level theory is used to analyze the distribution method; and (3) these insights are verified experimentally on three benchmark problems, showing that both blankets and distribution lead to accelerated evolution. Moreover, a surprising synergy emerges between them: When combined with distribution, the blanket approach achieves more than $n$-fold speedup with $n$ clients in some cases. The work thus highlights the importance and potential of optimizing evolutionary computation in practical applications.


翻译:在构建应用遗传算法的实用应用中,有两个关键的优化:第一,需要将搜索方法的参数调整到特定领域的状态,以实现有效的探索和开发的平衡;第二,需要将搜索方法分布式处理以利用并行计算资源。本文提出了BLADE(BLAnket Distributed Evolution)作为一种同时实现两个目标的方法。BLADE使用盖子(即遗传表示上的蒙版)来调整搜索中的进化算子,并通过中心与集线器的分布式方法实现搜索。本文(1)针对(1+1)EA情况下正式化盖子方法,作为马尔可夫链过程,并通过分析随机矩阵的占优和次占优特征值来验证其有效性,从而提出了可推广的理论;(2)使用适用水平理论分析了分发方法;(3)在三个基准问题上进行实验验证,展示了盖子和分布式方法带来的进化加速效果。此外,两者之间出现了意想不到的协同效应:在某些情况下,结合分布,盖子方法在n个客户端的情况下实现了超过n倍的加速。该研究凸显了在实用应用中优化进化算法的重要性和潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

【元宇宙】“The State Of The Metaverse”26页报告
专知会员服务
45+阅读 · 2022年5月25日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
108+阅读 · 2020年5月3日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
已删除
将门创投
12+阅读 · 2018年6月25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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月26日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
【元宇宙】“The State Of The Metaverse”26页报告
专知会员服务
45+阅读 · 2022年5月25日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
108+阅读 · 2020年5月3日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
TorchSeg:基于pytorch的语义分割算法开源了
极市平台
20+阅读 · 2019年1月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
已删除
将门创投
12+阅读 · 2018年6月25日
相关基金
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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员