Semantics has become a key topic of research in Genetic Programming (GP). Semantics refers to the outputs (behaviour) of a GP individual when this is run on a data set. The majority of works that focus on semantic diversity in single-objective GP indicates that it is highly beneficial in evolutionary search. Surprisingly, there is minuscule research conducted in semantics in Multi-objective GP (MOGP). In this work we make a leap beyond our understanding of semantics in MOGP and propose SDO: Semantic-based Distance as an additional criteriOn. This naturally encourages semantic diversity in MOGP. To do so, we find a pivot in the less dense region of the first Pareto front (most promising front). This is then used to compute a distance between the pivot and every individual in the population. The resulting distance is then used as an additional criterion to be optimised to favour semantic diversity. We also use two other semantic-based methods as baselines, called Semantic Similarity-based Crossover and Semantic-based Crowding Distance. Furthermore, we also use the NSGA-II and the SPEA2 for comparison too. We use highly unbalanced binary classification problems and consistently show how our proposed SDO approach produces more non-dominated solutions and better diversity, leading to better statistically significant results, using the hypervolume results as evaluation measure, compared to the rest of the other four methods.
翻译:语义学已成为遗传学方案( GP) 研究的一个关键主题。 语义学是指在数据集上运行时, 一个 GP 个人的输出( 行为) 。 在单一目标 GP 中, 侧重于语义多样性的作品大多表明它在进化搜索中非常有益。 令人惊讶的是, 在多目标 GP ( MOG) 中, 在语义学学学学上进行了微小的研究。 在这项工作中, 我们超越了对 MOGP 语义学的理解, 并提出了 SDO: 以语义为基础的距离作为额外的评论。 这自然地鼓励 MOGP 的语义多样性。 要做到这一点, 我们发现在第一个Pareto 最不稠密的区域( 最有希望的前沿) 的语义多样性多样性。 然后, 在多目标性 GGP 中, 将基于 语系的语系多样性作为额外的标准。 我们还使用另外两种基于语义的语义法作为基线, 称为基于 语义的交叉和语系多样性的解决方案, 比较 和 Smantitical 比较 的 比较,, 将我们使用 的 SDOLA 的 的 进行 的 的 的 的 更显著的 SDRA,, 进行 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 进行 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的, 以 以 以 以 的 的 的 的 的 的 更 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 以 以 以 以 的 的 的 以 的 的 以 的 的 的 的 的 的 的 的 的 更 的 的 的 的 的 的 的 的 以 以 以 以 以 的 以 的 以 以 以 以 以 以 以 的 的 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 更 更 更 更 的 的