論文の概要: Partition-Guided Distance Saliency: Bridging Decision and Objective Spaces in Many-Objective Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.30836v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 19:04:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-01 18:27:18.989339
- Title: Partition-Guided Distance Saliency: Bridging Decision and Objective Spaces in Many-Objective Optimization
- Title(参考訳): 分割誘導距離サリエンシ:多目的最適化におけるブリッジ決定と客観空間
- Authors: Cláudio Lúcio do Val Lopes, Flávio Vinícius Cruzeiro Martins, Elizabeth Fialho Wanner,
- Abstract要約: 本稿では,連続最適化ランドスケープ用に設計された新しいXAIアプローチであるPGDS(Partition-Guided Distance Saliency)フレームワークを紹介する。
まず,決定空間における幾何学的距離が,対象空間の近さにどのように対応しているかを学習する代理モデルを用いる。
第二に、高次元における手動目標選択の難しさに対処するため、この枠組みは、対象の景観を個別の領域に自動的に分割し、局所的な支配点を特定する」。
第3に、各変数に対する摂動によって引き起こされる距離シフトを測定することにより、解の位置が各決定変数にどれほど敏感であるかを定量化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.7136933021609075
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Explainability in Many-Objective Optimization (MaO) is currently hindered by the escalating complexity of the Pareto front, which renders the relationship between high-dimensional decision variables and objective outcomes increasingly opaque. As the number of objectives exceeds the limits of traditional visualization, decision-makers encounter a ``cognitive drought'' in identifying relevant trade-offs or specifying target regions without a priori knowledge. To bridge this interpretability gap, we introduce the {Partition-Guided Distance Saliency (PGDS)} framework, a novel XAI approach designed for continuous optimization landscapes. Our framework automates the explanation process through a three-stage pipeline that prioritizes geometric intuition over abstract rules. First, we employ a surrogate model that learns how geometric distances in the decision space map to proximity in the objective space. Second, to address the difficulty of manual target selection in high dimensions, the framework automatically partitions the objective landscape into distinct regions and identifies local ``Dominating Points'' to serve as automated targets for improvement. Third, we quantify how sensitive a solution's position is to each decision variable by measuring the distance shifts induced by perturbations to each variable. This allows PGDS to categorize features as either ``Drivers'' which facilitate convergence toward preferred regions, or ``Blockers'' which represent geometric constraints hindering further progress. Validation on 10-objective benchmarks and a physics-informed engineering problem (Welded Beam) demonstrates that PGDS provides differentiated, actionable insights that traditional visualization and rule-based XAI methods fail to provide.
- Abstract(参考訳): 多目的最適化(MaO)の説明可能性は現在、高次元決定変数と客観的結果の関係がますます不透明になるパレートフロントのエスカレートする複雑さによって妨げられている。
目標の数が従来の視覚化の限界を超えているため、意思決定者は、関連するトレードオフを特定したり、事前知識のないターゲット領域を指定する際に、‘認知的干ばつ’に遭遇する。
この解釈可能性のギャップを埋めるために、連続的な最適化景観のために設計された新しいXAIアプローチである {Partition-Guided Distance Saliency (PGDS) フレームワークを導入する。
本フレームワークは,抽象ルールよりも幾何学的直観を優先した3段階パイプラインによる説明プロセスを自動化する。
まず,決定空間における幾何学的距離が,対象空間の近さにどのように対応しているかを学習する代理モデルを用いる。
第二に、高次元における手動のターゲット選択の難しさに対処するため、このフレームワークは、目的のランドスケープを個別の領域に自動的に分割し、改善のための自動化されたターゲットとして、ローカルの 'Dominate Points'' を識別する。
第3に、各変数に対する摂動によって引き起こされる距離シフトを測定することにより、解の位置が各決定変数にどれほど敏感であるかを定量化する。
これにより、PGDSは機能を、好ましい領域への収束を促進する ``Drivers'' または、さらなる進歩を妨げる幾何学的制約を表す ``Blockers' に分類することができる。
10オブジェクトのベンチマークと物理インフォームドエンジニアリング問題(Welded Beam)に対する検証は、PGDSが従来の可視化とルールベースのXAIメソッドでは提供できない、差別化され実行可能な洞察を提供することを示した。
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