論文の概要: Cultivating Archipelago of Forests: Evolving Robust Decision Trees through Island Coevolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13762v1
- Date: Wed, 18 Dec 2024 11:59:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-19 16:49:41.604316
- Title: Cultivating Archipelago of Forests: Evolving Robust Decision Trees through Island Coevolution
- Title(参考訳): 森林群落の耕作:島間共進化によるロバスト決定木の形成
- Authors: Adam Żychowski, Andrew Perrault, Jacek Mańdziuk,
- Abstract要約: 決定木は、その単純さと解釈可能性のために機械学習で広く使用されているが、敵の攻撃やデータ摂動に対する堅牢性に欠けることが多い。
本稿では,ロバストな決定木アンサンブルを構築するための島型共進化アルゴリズム(ICoEvoRDF)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.246596695310176
- License:
- Abstract: Decision trees are widely used in machine learning due to their simplicity and interpretability, but they often lack robustness to adversarial attacks and data perturbations. The paper proposes a novel island-based coevolutionary algorithm (ICoEvoRDF) for constructing robust decision tree ensembles. The algorithm operates on multiple islands, each containing populations of decision trees and adversarial perturbations. The populations on each island evolve independently, with periodic migration of top-performing decision trees between islands. This approach fosters diversity and enhances the exploration of the solution space, leading to more robust and accurate decision tree ensembles. ICoEvoRDF utilizes a popular game theory concept of mixed Nash equilibrium for ensemble weighting, which further leads to improvement in results. ICoEvoRDF is evaluated on 20 benchmark datasets, demonstrating its superior performance compared to state-of-the-art methods in optimizing both adversarial accuracy and minimax regret. The flexibility of ICoEvoRDF allows for the integration of decision trees from various existing methods, providing a unified framework for combining diverse solutions. Our approach offers a promising direction for developing robust and interpretable machine learning models
- Abstract(参考訳): 決定木は、その単純さと解釈可能性のために機械学習で広く使用されているが、敵の攻撃やデータ摂動に対する堅牢性に欠けることが多い。
本稿では,ロバストな決定木アンサンブルを構築するための島型共進化アルゴリズム(ICoEvoRDF)を提案する。
このアルゴリズムは複数の島で動作し、それぞれが決定木の個体群と敵の摂動を含む。
島々の個体群は独立して進化し、島々間の最上級の決定木が周期的に移動した。
このアプローチは多様性を高め、解空間の探索を強化し、より堅牢で正確な決定木アンサンブルをもたらす。
ICoEvoRDFは、アンサンブル重み付けに混合ナッシュ均衡という一般的なゲーム理論を使い、その結果をさらに改善する。
ICoEvoRDFは20のベンチマークデータセットで評価され、敵の精度とミニマックスの後悔を最適化する最先端の手法よりも優れた性能を示している。
ICoEvoRDFの柔軟性により、様々な既存のメソッドから決定木を統合することができ、多様なソリューションを統合するための統一されたフレームワークを提供する。
私たちのアプローチは、堅牢で解釈可能な機械学習モデルを開発するための有望な方向を提供する。
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