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[AI学术] 颠覆性的多目标贝叶斯优化算法生成:LLM驱动的进化策略

发布于:2026-07-13 22:00 最后更新:2026-07-14 12:04
#algorithm #AI #optimization

在设计有效的多目标贝叶斯优化(MOBO)算法时,需要平衡许多相互依赖的设计选择,其最佳配置依赖于具体问题,通常需要深厚的专业知识。我们将LLaMEA框架扩展到MOBO,利用大型语言模型作为进化策略中的变异和交叉算子,以生成完整的算法实现,并将SMAC超参数优化集成到进化循环中。

通过九次进化运行,我们生成了大约900个算法,并在十二个合成问题(ZDT、DTLZ、WFG)和三个实际工程问题(RE)上进行了基准测试,使用BoFire qParEGO实现作为最先进的贝叶斯优化基线。在合成测试集中,最强的生成算法获得了最高的平均归一化超体积(0.971,qParEGO为0.869),同时消耗的墙钟时间大约减少了60倍。Friedman检验及后续分析将两者归为同一顶级表现组,逐个问题的测试发现生成的算法在12个问题中有7个明显优于qParEGO,且没有一个问题表现更差,以更低的成本匹配了最先进的准确性。

在三个未见过的实际工程问题中,生成的算法获得了最佳的平均归一化超体积(0.985,qParEGO为0.971)——在三个问题中有两个明显优于qParEGO,且墙钟时间成本约低3.4倍,确认了这种改进超越了合成领域。因此,基于LLM的进化搜索能够发现难以通过手动设计达到的帕累托效率设计。

博主点评: 该研究展示了大型语言模型在算法生成中的潜力,通过进化策略优化贝叶斯算法,显著提升了效率与效果。这一方法不仅降低了专家知识的依赖,还拓宽了算法设计的边界,预示着未来自动化算法设计的广阔前景。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2607.08791

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