One of the main reasons for the success of Evolutionary Algorithms (EAs) is their general-purposeness, i.e., the fact that they can be applied straightforwardly to a broad range of optimization problems, without any specific prior knowledge. On the other hand, it has been shown that incorporating a priori knowledge, such as expert knowledge or empirical findings, can significantly improve the performance of an EA. However, integrating knowledge in EAs poses numerous challenges. It is often the case that the features of the search space are unknown, hence any knowledge associated with the search space properties can be hardly used. In addition, a priori knowledge is typically problem-specific and hard to generalize. In this paper, we propose a framework, called Knowledge Integrated Evolutionary Algorithm (KIEA), which facilitates the integration of existing knowledge into EAs. Notably, the KIEA framework is EA-agnostic (i.e., it works with any evolutionary algorithm), problem-independent (i.e., it is not dedicated to a specific type of problems), expandable (i.e., its knowledge base can grow over time). Furthermore, the framework integrates knowledge while the EA is running, thus optimizing the use of the needed computational power. In the preliminary experiments shown here, we observe that the KIEA framework produces in the worst case an 80% improvement on the converge time, w.r.t. the corresponding "knowledge-free" EA counterpart.


翻译:进化算法(EAs)成功的主要原因之一是其通用性,也就是说,它们可以直截了当地应用于广泛的优化问题,而没有事先的具体知识。另一方面,另一方面,已经表明,将先验性知识,如专家知识或经验发现等纳入一个先验性知识,可以大大改善EA的绩效。然而,将知识纳入EAs带来了许多挑战。通常的情况是,搜索空间的特征并不为人所知,因此很难使用与搜索空间特性相关的任何知识。此外,先验性知识通常针对问题,难以概括。在本文件中,我们提出了一个框架,称为“知识综合进化进化算法(KIEA)”,便利将现有知识纳入EAs。值得注意的是,KIEA框架是EA的简单化(即它与任何进化算法相结合),问题最差(即它不专门处理特定类型的问题),可以扩展(即,其先验知性知识通常针对特定类型的问题),(即IEIA),很难加以概括。此外,它的知识基础可以在80个时间上增长,而我们所展示的A值也在初步计算。

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