論文の概要: Structural bias in multi-objective optimisation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06742v1
- Date: Fri, 06 Feb 2026 14:43:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-09 22:18:26.42592
- Title: Structural bias in multi-objective optimisation
- Title(参考訳): 多目的最適化における構造バイアス
- Authors: Jakub Kudela, Niki van Stein, Thomas Bäck, Anna V. Kononova,
- Abstract要約: 構造バイアス (Structure bias, SB) とは、探索空間の特定の領域に対して最適化アルゴリズムを体系的に選好することを指す。
SBは単目的最適化において広範囲に研究されているが、多目的最適化におけるその役割はほとんど解明されていない。
本稿では、構造バイアスの概念を多目的設定に拡張し、フィットネス駆動誘導から分離して研究する手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.869782631289138
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Structural bias (SB) refers to systematic preferences of an optimisation algorithm for particular regions of the search space that arise independently of the objective function. While SB has been studied extensively in single-objective optimisation, its role in multi-objective optimisation remains largely unexplored. This is problematic, as dominance relations, diversity preservation and Pareto-based selection mechanisms may introduce or amplify structural effects. In this paper, we extend the concept of structural bias to the multi-objective setting and propose a methodology to study it in isolation from fitness-driven guidance. We introduce a suite of synthetic multi-objective test problems with analytically controlled Pareto fronts and deliberately uninformative objective values. These problems are designed to decouple algorithmic behaviour from problem structure, allowing bias induced purely by algorithmic operators and design choices to be observed. The test suite covers a range of Pareto front shapes, densities and noise levels, enabling systematic analysis of different manifestations of structural bias. We discuss methodological challenges specific to the multi-objective case and outline how existing SB detection approaches can be adapted. This work provides a first step towards behaviour-based benchmarking of multi-objective optimisers, complementing performance-based evaluation and informing more robust algorithm design.
- Abstract(参考訳): 構造バイアス (Structure bias, SB) とは、目的関数とは独立に生じる探索空間の特定の領域に対して最適化アルゴリズムを体系的に選好することを指す。
SBは単目的最適化において広範囲に研究されてきたが、多目的最適化におけるその役割はほとんど解明されていない。
これは、支配関係、多様性の保存、パレートに基づく選択機構が構造的効果を導入または増幅する可能性があるため、問題である。
本稿では、構造バイアスの概念を多目的設定に拡張し、フィットネス駆動誘導から分離して研究する手法を提案する。
解析的に制御されたパレートフロントと意図しない目的値を用いた合成多目的テスト問題スイートを導入する。
これらの問題は、アルゴリズムの振る舞いと問題構造を分離するように設計されており、アルゴリズム演算子によって純粋に誘導されるバイアスと設計選択を観察することができる。
テストスイートは、パレート前面形状、密度、騒音レベルの範囲をカバーし、構造バイアスの異なる徴候の系統的解析を可能にする。
本稿では,多目的事例に特有な方法論的課題について論じ,既存のSB検出手法をどのように適用できるかを概説する。
この研究は、多目的オプティマイザの振る舞いベースのベンチマークへの第一歩として、パフォーマンスベースの評価を補完し、より堅牢なアルゴリズム設計を実現する。
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