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汕頭大學廣東省數字信號與圖像處理技術重點實驗室在約束多目標優化算法方面取得重要科研结果
2019-09-14 23:58

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今年5月,葡京手机版app下载广东省数字信号与图像处理惩罚技能重点实验室主任范衠教授指导的博士研究生李文姬与南京航空航天大学蔡昕烨教授、西安交通大学李辉教授(MOEA/D发明人之一)、葡京手机版app下载韦才敏教授、香港都市大学张青富(Qingfu Zhang)教授(进化盘算领域顶级学者,IEEE Fellow)、密歇根州立大学Kalyanmoy Deb教授(进化盘算领域顶级学者,IEEE Fellow)和美国BEACON国度科技中心主任Erik Goodman教授配合完成的研究论文“Difficulty Adjustable and Scalable Constrained Multi-objective Test Problem Toolkit”被进化盘算领域顶级期刊(SCI盘算机科学--理论与要领学科1区)《Evolutionary Computation》录用。首次对约束问题的难度类型进行了界说,提出了三种难度的约束类型,即多样性困难、可行性困难和收敛性困难。论文一经录用,就引起了遍及的存眷,甚至在ArXiv上颁发时,就已经得到了大量的引用。葡京手机版app下载为该论文的第一完成单位。

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在現實世界中,受限于資源、環境等因素的約束,實際工程優化中的問題不可制止的是一個帶約束條件的多目標(節能、環保、經濟等目標)優化問題。目前在學術界,在約束多目標優化方面的研究事情不僅由于其難度大而相對較少,甚至缺乏能夠有效測試約束多目標進化算法性能的測試問題集。值得注意的是,在最近美國的商業管束清單中,在人工智能方面,明確把進化和遺傳計算(例如遺傳算法和遺傳編程)列爲僅次于神級網絡和深度學習的管束技術,這從另一個側面也說明了約束多目標進化優化研究的重要意義。

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帶約束條件的多目標優化進化算法和測試問題集方面的研究是汕頭大學人工智能與機器人實驗室的一個特色。實驗室研究團隊在約束多目標進化優化方面已發表SCI期刊論文共5篇,其中SCI一區期刊3篇,SCI二區期刊2篇。5篇論文的第一完成單位均是汕頭大學,這表明汕頭大學在約束多目標進化優化領域持續取得重要亮點结果。

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具体来说,在约束多目标进化算法研究方面,实验室研究团队提出了一种基于Push和Pull相结合的搜索算法“Push and Pull Search for Solving Constrained Multi-objective Optimization Problems”,研究结果颁发在SCI人工智能1区期刊《Swarm and Evolutionary Computation》。该项事情一经颁发便受到加拿大阿尔伯塔大学Witold Pedrycz教授(进化盘算领域的权威,SCI一区期刊《Information Science》期刊主编),Ponnuthurai Nagaratnam Suganthan教授(进化盘算领域的权威,SCI一区期刊《Swarm and Evolutionary Computation》期刊主编)团队的存眷和引用。

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另外,经典的约束处理惩罚要领往往太过存眷解的可行性而忽略了种群的多样性保持,为此提出了一种基于角度信息的约束处理惩罚要领,相关论文“MOEA/D with angle-based constrained dominance principle for constrained multi-objective optimization problems”颁发在SCI人工智能2区期刊《Applied Soft Computing》。别的,为提高进化历程中种群的收敛性,提出了一种改造的Epsilon约束处理惩罚要领,相关论文“An Improved Epsilon Constraint-handling Method in MOEA/D for CMOPs with Large Infeasible Regions”颁发在人工智能2区期刊《Soft Computing》。上述事情受到南方科技大学Hisao Ishibuchi教授(进化盘算领域的权威,SCI一区期刊《Computational Intelligence Magazine》期刊主编)的存眷,相关算法的代码也与他们团队进行了分享。

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这些结果可以很好地应用于呆板人系统的设计优化,结合实验室开发的《呆板人系统设计自动化》软件(已得到软件著作权),在六自由度机器臂及平衡示教机器臂开发方面已经得到了具体的应用,在SCI人工智能一区期刊《Swarm and Evolutionary Computation》颁发了相关论文“Analysis and multi-objective optimization of a kind of teaching manipulator”。其中平衡示教机器臂已经作为开发的产物销售到企业进行应用。

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該項事情得到了國家自然科學基金、中央軍委科技委基礎研究項目、華中科技大學數字制造裝備與技術國家重點實驗室、廣東普通高校國際暨港澳台相助創新及國際相助重大項目的資助。範衠教授受到廣東省“揚帆計劃”拔尖人才項目和國家級高層次青年人才項目的支持。

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論文下載鏈接:http://imagelab.stu.edu.cn/Content.aspx?type=content&Content_ID=5441

相關論文信息如下:

[1]????? Zhun Fan, Wenji Li, Xinye Cai*, Hui Li, Caimin Wei, Qingfu Zhang, Kalyanmoy Deb, and Erik Goodman. Difficulty Adjustable and Scalable Constrained Multi-objective Test Problem Toolkit, Evolutionary Computation, DOI: 10.1162/evco_a_00259, 2019. (SCI盘算机科学——理论与要领学科1区, IF=3.469)

[2]????? Zhun Fan, Wenji Li, Xinye Cai*, Hui Li, Caimin Wei, Qingfu Zhang, Kalyanmoy Deb, and Erik Goodman. Push and Pull Search for Solving Constrained Multi-objective Optimization Problems, Swarm and Evolutionary Computation, vol. 44, no. 2, pp. 665-679, 2019. ( SCI人工智能1区,IF:6.33)

[3]????? Zhun Fan, Yi Fang, Wenji Li ,Xinye Cai*, Caimin Wei, Erik Goodman. MOEA/D with angle-based constrained dominance principle for constrained multi-objective optimization problems[J]. Applied Soft Computing, 2019, 74: 621-633.( SCI人工智能2区,IF:4.873 )

[4]????? Zhun Fan, Wenji Li, Xinye Cai*, Han Huang, Yi Fang, Yugen You, Jiajie Mo, Caimin Wei, and Erik Goodman, An improved epsilon constraint-handling method in MOEA/D for CMOPs with large infeasible regions. Soft Computing, 2019, 1-20. ( SCI人工智能2区,IF:2.784 )

[5]????? Zhun Fan, Yugen You , Xinye Cai*, Haodong Zheng, Guijie Zhu, Wenji Li, Akhil Garg, Kalyanmoy Deb and Erik Goodman. Analysis and multi-objective optimization of a kind of teaching manipulator[J]. Swarm and Evolutionary Computation, 2019, 50: 100554. ( SCI人工智能1区,IF:6.33 )

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(工学院) 责编 吴斌