In contrast to single-objective optimization (SOO), multi-objective optimization (MOO) requires an optimizer to find the Pareto frontier, a subset of feasible solutions that are not dominated by other feasible solutions. In this paper, we propose LaMOO, a novel multi-objective optimizer that learns a model from observed samples to partition the search space and then focus on promising regions that are likely to contain a subset of the Pareto frontier. The partitioning is based on the dominance number, which measures "how close" a data point is to the Pareto frontier among existing samples. To account for possible partition errors due to limited samples and model mismatch, we leverage Monte Carlo Tree Search (MCTS) to exploit promising regions while exploring suboptimal regions that may turn out to contain good solutions later. Theoretically, we prove the efficacy of learning space partitioning via LaMOO under certain assumptions. Empirically, on the HyperVolume (HV) benchmark, a popular MOO metric, LaMOO substantially outperforms strong baselines on multiple real-world MOO tasks, by up to 225% in sample efficiency for neural architecture search on Nasbench201, and up to 10% for molecular design.


翻译:与单一目标优化(SOO)相比,多目标优化(MOO)要求优化者找到Pareto边界,这是一系列可行的解决办法,而其他可行的解决办法并不主导。在本文件中,我们提议拉MOO,这是一个全新的多目标优化器,从观测到的样本中学习模型,以分割搜索空间,然后侧重于有可能包含Pareto边界子的有前景的区域。分割以主导数为基础,即测量数据点“如何接近”于现有样品中的Pareto边界。为了说明由于样本有限和模型不匹配而可能造成的分区差错,我们利用MCTS(MCTS)利用充满希望的区域,同时探索将来可能含有良好解决办法的亚最佳区域。理论上,我们证明在某些假设下通过LaMOO学习空间分割的功效。根据超波罗姆(HV)基准,即流行的MOO测量值,LaMOO大大超出多个实际MOO任务的强基线,在样本效率方面达到225 %,用于Nasbench1的分子结构设计1020。

0
下载
关闭预览

相关内容

【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
152+阅读 · 2020年8月7日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月29日
Arxiv
6+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
7+阅读 · 2018年12月26日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月11日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关VIP内容
【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
152+阅读 · 2020年8月7日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
相关论文
Top
微信扫码咨询专知VIP会员