We develop approximation algorithms for set-selection problems with deterministic constraints, but random objective values, i.e., stochastic probing problems. When the goal is to maximize the objective, approximation algorithms for probing problems are well-studied. On the other hand, few techniques are known for minimizing the objective, especially in the adaptive setting, where information about the random objective is revealed during the set-selection process and allowed to influence it. For minimization problems in particular, incorporating adaptivity can have a considerable effect on performance. In this work, we seek approximation algorithms that compare well to the optimal adaptive policy. We develop new techniques for adaptive minimization, applying them to a few problems of interest. The core technique we develop here is an approximate reduction from an adaptive expectation minimization problem to a set of adaptive probability minimization problems which we call threshold problems. By providing near-optimal solutions to these threshold problems, we obtain bicriteria adaptive policies. We apply this method to obtain an adaptive approximation algorithm for the MIN-ELEMENT problem, where the goal is to adaptively pick random variables to minimize the expected minimum value seen among them, subject to a knapsack constraint. This partially resolves an open problem raised in Goel et. al's "How to probe for an extreme value". We further consider three extensions on the MIN-ELEMENT problem, where our objective is the sum of the smallest k element-weights, or the weight of the min-weight basis of a given matroid, or where the constraint is not given by a knapsack but by a matroid constraint. For all three variations we explore, we develop adaptive approximation algorithms for their corresponding threshold problems, and prove their near-optimality via coupling arguments.


翻译:我们为确定性制约下的定点问题开发了近似算法,但随机客观值,即随机的测试问题。当目标是最大限度地达到目标时,对调查问题的近似算法进行了很好研究。另一方面,很少有技术能够最大限度地达到目标,特别是在适应性环境下,在设定性限制过程中,随机目标的信息在设定性限制中被披露并允许影响它。特别是为了尽量减少问题,纳入适应性可能会对业绩产生相当大的影响。在这项工作中,我们寻求与最佳适应性政策比较的近似算法。我们开发了适应性最小化的新技术,将其应用到几个感兴趣的问题中。我们在这里开发的核心技术是从适应性期望最小化问题到一系列适应性概率最小化问题,我们称之为临界问题。通过提供近于最佳性的解决这些临界点问题的方法,我们获得了双标准性适应性适应性政策。我们使用这种方法来为MIN-ELIMO问题获得一种适应性近似的精确性算法。我们的目标是通过适应性选择随机变量,将预期的最低值降到接近最小值最小值的最小值最小值最小值,我们在这里开发了一个极限值的极限值。我们用来去研究一个极限值的极限值的极限值。我们如何解决一个硬度问题,我们的一个硬度,我们通过一个硬质变值的硬质的硬质质质的极限,我们通过三个的硬质的极限的极限, 。我们用来去去研究。

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