With the development of hardware accelerators and their corresponding tools, evaluations have become more affordable through fast and massively parallel evaluations in some applications. This advancement has drastically sped up the runtime of evolution-inspired algorithms such as Quality-Diversity optimization, creating tremendous potential for algorithmic innovation through scale. In this work, we propose MAP-Elites-Multi-ES (MEMES), a novel QD algorithm based on Evolution Strategies (ES) designed for fast parallel evaluations. ME-Multi-ES builds on top of the existing MAP-Elites-ES algorithm, scaling it by maintaining multiple independent ES threads with massive parallelization. We also introduce a new dynamic reset procedure for the lifespan of the independent ES to autonomously maximize the improvement of the QD population. We show experimentally that MEMES outperforms existing gradient-based and objective-agnostic QD algorithms when compared in terms of generations. We perform this comparison on both black-box optimization and QD-Reinforcement Learning tasks, demonstrating the benefit of our approach across different problems and domains. Finally, we also find that our approach intrinsically enables optimization of fitness locally around a niche, a phenomenon not observed in other QD algorithms.


翻译:随着硬件加速器及其相应工具的开发,通过在一些应用中快速和大规模平行的评价,评价变得更加负担得起。这一进展大大加快了由进化启发的算法的运行时间,例如质量-多样性优化,为通过规模的算法创造巨大的潜力。在这项工作中,我们提议MAP-Elites-Multi-ES(MEMES),这是基于为快速平行评价而设计的演进战略的新型QD算法。ME-Multi-ES(ME-Multi-ES)在现有的MAP-Elites-ES算法之上发展,通过大规模平行地保持多种独立的ES线来扩大它。我们还为独立的ES的寿命引入了新的动态重新设定程序,以自主地最大限度地提高QD人口的改善。我们实验性地显示MES(MEMES)比照了现有的梯度和客观的QD算法(ES)。我们用黑箱优化和QD强化学习任务进行这种比较,通过大规模平行的同步化来扩大它的规模。我们还为独立的ES的寿命设置新的动态重置程序,以显示我们的方法在不同的问题和领域上所观察到的优势。最后,我们也发现了其他的Sqialimalimalals。</s>

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