論文の概要: Quality-Diversity Optimization as Multi-Objective Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.00478v1
- Date: Sat, 31 Jan 2026 03:01:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-03 19:28:33.212843
- Title: Quality-Diversity Optimization as Multi-Objective Optimization
- Title(参考訳): 多目的最適化としての品質多様性最適化
- Authors: Xi Lin, Ping Guo, Yilu Liu, Qingfu Zhang, Jianyong Sun,
- Abstract要約: QD(Quality-Diversity)最適化は、多様な振る舞いを同時に示すハイパフォーマンスなソリューションの集合を見つけることを目的としている。
本研究は,多目的最適化問題としてQD最適化をキャストすることで,新たな再構成を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.499045742095582
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Quality-Diversity (QD) optimization aims to discover a collection of high-performing solutions that simultaneously exhibit diverse behaviors within a user-defined behavior space. This paradigm has stimulated significant research interest and demonstrated practical utility in domains including robot control, creative design, and adversarial sample generation. A variety of QD algorithms with distinct design principles have been proposed in recent years. Instead of proposing a new QD algorithm, this work introduces a novel reformulation by casting the QD optimization as a multi-objective optimization (MOO) problem with a huge number of optimization objectives. By establishing this connection, we enable the direct adoption of well-established MOO methods, particularly set-based scalarization techniques, to solve QD problems through a collaborative search process. We further provide a theoretical analysis demonstrating that our approach inherits theoretical guarantees from MOO while providing desirable properties for the QD optimization. Experimental studies across several QD applications confirm that our method achieves performance competitive with state-of-the-art QD algorithms.
- Abstract(参考訳): QD(Quality-Diversity)最適化は、ユーザ定義の振る舞い空間内で多様な振る舞いを同時に示すハイパフォーマンスなソリューションの集合を見つけることを目的としている。
このパラダイムは、重要な研究の関心を刺激し、ロボット制御、創造的デザイン、敵のサンプル生成を含む領域で実用性を実証してきた。
設計原則が異なる様々なQDアルゴリズムが近年提案されている。
この研究は、新しいQDアルゴリズムを提案する代わりに、多数の最適化目標を持つ多目的最適化(MOO)問題として、QD最適化をキャストすることで、新しい再構成を導入する。
この接続を確立することで、よく確立されたMOO手法、特にセットベーススカラー化手法を直接適用して、協調探索プロセスを通じてQD問題を解決することができる。
さらに,提案手法がMOOから理論的保証を継承し,QD最適化に望ましい特性を提供することを示す理論解析を行った。
いくつかのQDアプリケーションを対象とした実験により,本手法が最先端QDアルゴリズムと競合する性能を実現することを確認した。
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