To gain a better theoretical understanding of how evolutionary algorithms (EAs) cope with plateaus of constant fitness, we propose the $n$-dimensional Plateau$_k$ function as natural benchmark and analyze how different variants of the $(1 + 1)$ EA optimize it. The Plateau$_k$ function has a plateau of second-best fitness in a ball of radius $k$ around the optimum. As evolutionary algorithm, we regard the $(1 + 1)$ EA using an arbitrary unbiased mutation operator. Denoting by $\alpha$ the random number of bits flipped in an application of this operator and assuming that $\Pr[\alpha = 1]$ has at least some small sub-constant value, we show the surprising result that for all constant $k \ge 2$, the runtime $T$ follows a distribution close to the geometric one with success probability equal to the probability to flip between $1$ and $k$ bits divided by the size of the plateau. Consequently, the expected runtime is the inverse of this number, and thus only depends on the probability to flip between $1$ and $k$ bits, but not on other characteristics of the mutation operator. Our result also implies that the optimal mutation rate for standard bit mutation here is approximately $k/(en)$. Our main analysis tool is a combined analysis of the Markov chains on the search point space and on the Hamming level space, an approach that promises to be useful also for other plateau problems.


翻译:为了更好地了解进化算法(EAs)如何应对常态健身高原,我们建议以美元-美元-元平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面,并分析美元(1+1)美元-美元平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面。高平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
YOLOv3:An Incremental Improvement 全文翻译
极市平台
12+阅读 · 2018年3月28日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月31日
Implicit Maximum Likelihood Estimation
Arxiv
7+阅读 · 2018年9月24日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
深度卷积神经网络中的降采样
极市平台
12+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
YOLOv3:An Incremental Improvement 全文翻译
极市平台
12+阅读 · 2018年3月28日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员