論文の概要: Batch Bayesian Optimization for Replicable Experimental Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01195v1
- Date: Thu, 2 Nov 2023 12:46:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-03 13:34:32.393456
- Title: Batch Bayesian Optimization for Replicable Experimental Design
- Title(参考訳): レプリカブル実験設計のためのバッチベイズ最適化
- Authors: Zhongxiang Dai, Quoc Phong Nguyen, Sebastian Shenghong Tay, Daisuke
Urano, Richalynn Leong, Bryan Kian Hsiang Low, Patrick Jaillet
- Abstract要約: 多くの実世界の設計問題は、大規模で異質な観測ノイズのため、複数の実験条件を並列に評価し、各条件を複数回再現する。
本稿では,3つのアルゴリズムを含むReplicable Experimental Designフレームワークのバッチトンプソンサンプリングを提案する。
我々は,アルゴリズムの有効性を,精密農業とAutoMLの2つの実世界の応用例で示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 56.64902148159355
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Many real-world experimental design problems (a) evaluate multiple
experimental conditions in parallel and (b) replicate each condition multiple
times due to large and heteroscedastic observation noise. Given a fixed total
budget, this naturally induces a trade-off between evaluating more unique
conditions while replicating each of them fewer times vs. evaluating fewer
unique conditions and replicating each more times. Moreover, in these problems,
practitioners may be risk-averse and hence prefer an input with both good
average performance and small variability. To tackle both challenges, we
propose the Batch Thompson Sampling for Replicable Experimental Design
(BTS-RED) framework, which encompasses three algorithms. Our BTS-RED-Known and
BTS-RED-Unknown algorithms, for, respectively, known and unknown noise
variance, choose the number of replications adaptively rather than
deterministically such that an input with a larger noise variance is replicated
more times. As a result, despite the noise heteroscedasticity, both algorithms
enjoy a theoretical guarantee and are asymptotically no-regret. Our
Mean-Var-BTS-RED algorithm aims at risk-averse optimization and is also
asymptotically no-regret. We also show the effectiveness of our algorithms in
two practical real-world applications: precision agriculture and AutoML.
- Abstract(参考訳): 多くの実世界の実験設計問題
a)複数の実験条件を平行して評価すること
b) 大型で異種な観測ノイズにより、各条件を複数回再現する。
固定的な総予算を考えると、これは自然に、より独特な条件の評価と、各条件の複製の回数の削減と、より少ない独特な条件の評価と、各条件の複製の間のトレードオフを引き起こす。
さらに、これらの問題では、実践者はリスク回避であり、それゆえ、良い平均パフォーマンスと小さな変動性の両方の入力を好む。
両課題に対処するため、3つのアルゴリズムを含むBatch Thompson Smpling for Replicable Experimental Design (BTS-RED)フレームワークを提案する。
我々のBTS-RED-KnownとBTS-RED-Unknownアルゴリズムは、既知のノイズ分散と未知のノイズ分散のそれぞれに対して、より大きいノイズ分散の入力が複数回複製されるように決定的にではなく、適応的に複製数を選択する。
その結果、ノイズの不整合性にもかかわらず、両方のアルゴリズムは理論的保証を享受し、漸近的に非回帰である。
我々の平均値-BTS-REDアルゴリズムはリスク逆最適化を目標とし、漸近的に非回帰である。
また,精度農業とAutoMLの2つの実世界の応用において,アルゴリズムの有効性を示す。
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