Skip to main content
SUPERVISOR
مهران صفایانی (استاد مشاور) عبدالرضا میرزایی دمابی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farshid Farhadi Khoozani
فرشید فرهادی خوزانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Using Surrogate Model in Covariance Matrix Adaptation Evolutionary Strategy
One of the challenges in science, especially in computational science, is the optimization problem. Therefore, different methods have been presented for assessment and resolving of these problems. One of the methods which has recently been in the center of attention is evolutionary optimization method. This method attempts to resolve optimization problems by mimicking the mechanisms of biological evolution and behavior of organisms. Evolutionary optimization algorithms are usually subject to defects and shortcomings which make the evolution processes complicated or even prevent them from reaching the global optimum. One of the aforementioned defects is the high number of function evaluations leading to the desired solution. This defect becomes especially obvious where the optimization problem is complex. However, recent research on using machine learning methods, in particular surrogate models in evolutionary optimization show that this combination (machine learning with evolutionary algorithms) could improve different aspects of the evolutionary algorithms. According to the available research in the field of the evolutionary algorithm, covariance matrix adaptation evolutionary algorithm (CMA-ES) is more favored than the remaining evolutionary algorithms. This is due to the use of the Gaussian distribution for calculation of the evolution on one hand and performing the adaptation with its optimization parameters on the other. Thus, the process requires less user effort for adjustment of the initial parameters. In this study, we seek to use surrogate models in covariance matrix adaptation evolutionary strategy to use a successful initial surrogate model construct for adapting the optimization parameters of CMA-ES. Experimental validation shows that the proposed algorithm has advantages over the currently available algorithms due to the remarkable decrease of the function evaluation. Key Words evolutionary optimization, covariance matrix adaptation evolutionary strategy, machine learning , surrogate models
مسائل بهینه‌سازی همواره یکی از اصلی‌ترین چالش‌های پیش روی علوم مختلف بالاخص علم محاسبات بوده است و همواره روش‌های گوناگونی جهت ارزیابی و رفع مشکلات آن ارائه شده است. امروزه روش‌های بهینه‌سازی تکاملی که با الهام از رفتار وتکامل زیستی موجودات در طبیعت سعی در انجام مسائل بهینه سازی دارند، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌اند. الگوریتم‌های بهینه‌سازی تکاملی همواره با کمبودها ونواقصی روبه رو بوده‌اند که این نواقص ممکن است گاهی روند تکامل را پیچیده کرده ویا حتی مارا از رسیدن به بهینه سراسری باز دارد. تعداد بسیار بالای محاسبات تابع مورد نیاز جهت رسیدن به راه‌حل مناسب برای مسئله‌ی بهینه‌سازی، یکی از این ویژگی‌ها یا نواقصی است که بیشتر الگوریتم‌های تکاملی دارا می‌باشند و این ویژگی زمانی اهمیت پیدا می‌کند که مسئله‌ی بهینه‌سازی پیچیده باشد. اما تحقیقات اخیر روی استفاده از روش‌های یادگیری ماشین بالاخص استفاده از مدل‌های جایگزین در بهینه‌سازی تکاملی نشان دهنده‌ی این مهم بوده است که این ترکیب(یادگیری ماشین با بهینه‌سازی تکاملی) باعث بهبود یافتن الگوریتم‌های تکاملی از جهات مختلف می‌شود. با توجه به تحقیقاتی که در زمینه‌ی الگوریتم‌های تکاملی صورت‌گرفته است، الگوریتم استراتژی تکاملی تطبیق ماتریس کواریانس از محبوبیت بیشتری نسبت به الگوریتم‌های تکاملی دیگر برخوردار است، به‌دلیل اینکه از خواص توزیع نرمال به‌منظور پیشبرد تکامل استفاده می‌کند و هم‌چنین به‌علت تطبیقی که بر روی پارامترهای بهینه‌سازیش صورت می‌گیرد نیاز کمتری به تنظیم پارامترهای بهینه‌سازی توسط کاربر برای شروع الگوریتم ‌دارد. چیزی که ما در این پژوهش به دنبال آن هستیم ترکیب مدل‌ جایگزین با استراتژی تکاملی تطبیق ماتریس کواریانس است ‌به این صورت که پس از ساخت مدل جایگزین، بهینه‌ی مدل جایگزین درصورت خوب‌بودن به‌منظور تطبیق پارامترهای بهینه‌سازی الگوریتم استراتژی تکاملی تطبیق ماتریس کواریانس مورد استفاده قرار می‌گیرد. آزمایشات انجام‌گرفته بروی الگوریتم پیشنهادی و مقایساتی که با الگوریتم‌های دیگر صورت‌گرفته است نشان از برتری الگوریتم پیشنهادی به‌جهت کاهش قابل‌توجه تعداد محاسبات تابع می‌باشد. واژه‌های کلیدی: بهینه‌سازی تکاملی، استراتژی تکاملی تطبیق ماتریس کواریانس ، یادگیری ماشین ، مدل‌های جایگزین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی