In the metric distortion problem there is a set of candidates $C$ and voters $V$ in the same metric space. The goal is to select a candidate minimizing the social cost: the sum of distances of the selected candidate from all the voters, and the challenge arises from the algorithm receiving only ordinaL input: each voter's ranking of candidate, while the objective function is cardinal, determined by the underlying metric. The distortion of an algorithm is its worst-case approximation factor of the optimal social cost. A key concept here is the (p,q)-veto core, with $p\in \Delta(V)$ and $q\in \Delta(C)$ being normalized weight vectors representing voters' veto power and candidates' support, respectively. The (p,q)-veto core corresponds to a set of winners from a specific class of deterministic algorithms. Notably, the optimal distortion of $3$ is obtained from this class, by selecting veto core candidates using uniform $p$ and $q$ proportional to candidates' plurality scores. Bounding the distortion of other algorithms from this class is an open problem. Our contribution is twofold. First, we establish upper bounds on the distortion of candidates from the (p,q)-veto core for arbitrary weight vectors $p$ and $q$. Second, we revisit the metric distortion problem through the \emph{learning-augmented} framework, which equips the algorithm with a (machine-learned) prediction regarding the optimal candidate. The quality of this prediction is unknown, and the goal is to optimize the algorithm's performance under accurate predictions (consistency), while simultaneously providing worst-case guarantees under arbitrarily inaccurate predictions (robustness). We propose an algorithm that chooses candidates from the (p,q)-veto core, using a prediction-guided q vector and, leveraging our distortion bounds, we prove that this algorithm achieves the optimal robustness-consistency trade-off.


翻译:在度量失真问题中,候选集合$C$与投票者集合$V$处于同一度量空间。目标在于选择一位候选者以最小化社会成本:即所选候选者与所有投票者距离的总和,而算法的挑战在于仅接收序数输入:每位投票者对候选者的排序,但目标函数却由底层度量决定的基数性质。算法的失真度即其最坏情况下相对于最优社会成本的近似因子。此处的核心概念是$(p,q)$-否决核,其中$p\in \Delta(V)$与$q\in \Delta(C)$是归一化权重向量,分别代表投票者的否决权与候选者的支持度。$(p,q)$-否决核对应于一类特定确定性算法产生的获胜者集合。值得注意的是,通过使用均匀的$p$和与候选者得票率成比例的$q$来选择否决核候选者,可从该类算法中获得最优失真度$3$。界定该类中其他算法的失真度仍是一个开放问题。我们的贡献有两点。首先,我们针对任意权重向量$p$和$q$,建立了$(p,q)$-否决核中候选者失真度的上界。其次,我们通过\emph{学习增强}框架重新审视度量失真问题,该框架为算法提供了关于最优候选者的(机器学习)预测。此预测的质量未知,目标是在预测准确时优化算法性能(一致性),同时在预测任意不准确时提供最坏情况保证(鲁棒性)。我们提出一种从$(p,q)$-否决核中选择候选者的算法,该算法使用预测引导的$q$向量,并借助我们的失真度上界证明该算法达到了最优的鲁棒性-一致性权衡。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年8月22日
Arxiv
0+阅读 · 2024年8月21日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
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
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 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员