日前,由安徽大學(xué)張興義教授和田野博士、南方科技大學(xué)程然博士以及西湖大學(xué)可信及通用人工智能實(shí)驗(yàn)室主任金耀初教授編寫(xiě)的專(zhuān)著《Evolutionary Large-Scale Multi-Objective Optimization and Applications》由Wiley-IEEE出版社出版。該專(zhuān)著凝聚了作者在大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化領(lǐng)域近十年的研究成果,同時(shí)也是該領(lǐng)域的首部專(zhuān)著。
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進(jìn)化計(jì)算經(jīng)歷了三十余年的快速發(fā)展,在多目標(biāo)優(yōu)化領(lǐng)域取得了令人矚目的性能優(yōu)勢(shì)。然而在大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化這一更加現(xiàn)實(shí)且更具體挑戰(zhàn)性的難題上,進(jìn)化算法因遭遇“維數(shù)災(zāi)難”現(xiàn)象性能急劇下降。為此,包括該專(zhuān)著作者在內(nèi)的一批學(xué)者在近十年提出了解決大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的新型進(jìn)化優(yōu)化思想,顯著增強(qiáng)了進(jìn)化算法在大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題上的性能和效率。該專(zhuān)著詳細(xì)介紹了大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化的基本概念、問(wèn)題定義和度量方法,并重點(diǎn)描述了近十年具有代表性的大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化算法的設(shè)計(jì)思路和具體流程,同時(shí)闡述了大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化技術(shù)在智慧物流、智能電網(wǎng)、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域的重點(diǎn)應(yīng)用。
該專(zhuān)著共分九章,具體如下:
第一章介紹大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化的基本概念,包括問(wèn)題背景、問(wèn)題定義和多目標(biāo)進(jìn)化算法基本思想。
第二章介紹大規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)化的度量方法,包括基準(zhǔn)測(cè)試問(wèn)題和性能指標(biāo)的詳細(xì)定義。
第三章詳細(xì)描述四個(gè)代表性大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化算法,包括基于變量隨機(jī)分組、變量聚類(lèi)、問(wèn)題重構(gòu)和競(jìng)爭(zhēng)粒子群的進(jìn)化算法。
第四章詳細(xì)描述三個(gè)代表性稀疏大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化算法,包括基于雙層編碼、機(jī)器學(xué)習(xí)輔助和數(shù)據(jù)挖掘輔助的進(jìn)化算法。
第五章介紹大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化在社團(tuán)檢測(cè)任務(wù)上的應(yīng)用,包括優(yōu)化模型、面向社團(tuán)檢測(cè)的降維進(jìn)化算法和并行進(jìn)化算法。
第六章介紹大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化在智慧物流中的應(yīng)用,包括面向有容量約束車(chē)輛路徑的進(jìn)化算法和面向不確定環(huán)境下設(shè)施選址的進(jìn)化算法。
第七章介紹大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化在電壓互感器檢測(cè)任務(wù)上的應(yīng)用,包括問(wèn)題背景、優(yōu)化模型和電壓互感器檢測(cè)知識(shí)驅(qū)動(dòng)的協(xié)同進(jìn)化算法。
第八章介紹大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化在放射治療任務(wù)上的應(yīng)用,包括問(wèn)題挑戰(zhàn)、優(yōu)化模型和基于雙粒度編碼的協(xié)同進(jìn)化算法。
最后,第九章介紹大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化在深度學(xué)習(xí)中的應(yīng)用,包括面向深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的梯度引導(dǎo)進(jìn)化算法和面向神經(jīng)結(jié)構(gòu)搜索的動(dòng)作命令編碼進(jìn)化算法。
該專(zhuān)著作者張興義教授、程然博士、田野博士和金耀初教授長(zhǎng)期從事進(jìn)化計(jì)算尤其是大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化領(lǐng)域的研究工作。他們發(fā)表的大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化論文《A decision variable clustering-based evolutionary algorithm for large-scale many-objective optimization》曾獲進(jìn)化計(jì)算領(lǐng)域旗艦期刊IEEE Transactions on Evolutionary Computation的年度唯一杰出論文獎(jiǎng),同時(shí)他們也發(fā)表了大規(guī)模多目標(biāo)進(jìn)化優(yōu)化領(lǐng)域的ESI高被引綜述論文《Evolutionary large-scale multi-objective optimization: A survey》。更值得一提的是,他們開(kāi)發(fā)了進(jìn)化優(yōu)化領(lǐng)域的開(kāi)源平臺(tái)PlatEMO,目前擁有200多個(gè)代表性進(jìn)化算法以及500多個(gè)代表性?xún)?yōu)化問(wèn)題,包含該專(zhuān)著介紹的絕大部分算法、問(wèn)題和性能指標(biāo)的開(kāi)源代碼。
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