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IVF/NSGA-III: Uma Metaheurística Evolucionária Many-Objective com Busca Guiada por Balizas e Fertilização In Vitro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Sampaio, Sávio Menezes lattes
Orientador(a): Camilo Junior, Celso Gonçalves lattes, Camilo Junior
Banca de defesa: Camilo Junior, Celso Gonçalves, Lima Neto, Fernando Buarque de, Leite, Karla Tereza Figueiredo, Rodrigues, Vagner José do Sacramento, Oliveira, Sávio Salvarino Teles de
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/38995/001300000fn4t
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
Departamento: Instituto de Informática - INF (RMG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13650
Resumo: Sampaio, Sávio Menezes. The In Vitro Fertilization Genetic Algorithm (IVF/GA) demonstrates robust applicability to single-objective optimization problems, particularly those that are complex and multimodal. This work proposes the expansion of the IVF method to many-objective optimization, which deals with more than three simultaneous objectives. The study introduces new activation criteria, selection, assisted exploration, and transfer mechanisms, consolidating innovation through the integration of the IVF method with NSGA-III, here referred to as IVF/NSGA-III. This approach incorporates the Beacon-Guided Search strategy in a Steady State configuration, aiming to overcome the inherent challenges of many-objective optimization. It focuses on dynamic convergence to promising regions of the solution space and adopts an adaptive scale factor within the context of Differential Evolution, providing an alternative methodology to conventional intensification methods. Experiments conducted with the many-objective benchmarks DTLZ, MaF, WFG show that IVF/NSGA-III significantly enhances performance compared to the standard NSGA-III algorithm across various tested problems, validating its potential as a valuable contribution to the field of Many-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs). The study suggests new directions for the development of many-objective memetic strategies and offers significant insights for researchers seeking more effective and adaptable optimization methods.. Goiânia-GO, 2024. 220p. PhD. Thesis Relatório de Graduação. Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás.
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This work proposes the expansion of the IVF method to many-objective optimization, which deals with more than three simultaneous objectives. The study introduces new activation criteria, selection, assisted exploration, and transfer mechanisms, consolidating innovation through the integration of the IVF method with NSGA-III, here referred to as IVF/NSGA-III. This approach incorporates the Beacon-Guided Search strategy in a Steady State configuration, aiming to overcome the inherent challenges of many-objective optimization. It focuses on dynamic convergence to promising regions of the solution space and adopts an adaptive scale factor within the context of Differential Evolution, providing an alternative methodology to conventional intensification methods. Experiments conducted with the many-objective benchmarks DTLZ, MaF, WFG show that IVF/NSGA-III significantly enhances performance compared to the standard NSGA-III algorithm across various tested problems, validating its potential as a valuable contribution to the field of Many-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs). The study suggests new directions for the development of many-objective memetic strategies and offers significant insights for researchers seeking more effective and adaptable optimization methods.. Goiânia-GO, 2024. 220p. PhD. Thesis Relatório de Graduação. Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás.O Algoritmo Genético de Fertilização In Vitro (IVF/GA) demonstra aplicabilidade robusta em problemas de otimização mono-objetivo, particularmente aqueles que são complexos e multimodais. Este trabalho propõe a expansão do método IVF para a otimização many-objective, que lida com mais de três objetivos simultâneos. O estudo introduz novos critérios de ativação, seleção, exploração assistida e mecanismos de transferência, consolidando a inovação através da integração do método IVF ao NSGA-III, aqui referido como IVF/NSGA-III. Este trabalho incorpora a estratégia de Busca Guiada por Balizas em uma configuração de Steady State, visando superar desafios inerentes à otimização many-objective. Este enfoque se concentra na convergência dinâmica para regiões promissoras do espaço de soluções e adota um fator de escala adaptativo no contexto de Evolução Diferencial, proporcionando uma metodologia alternativa aos métodos convencionais de intensificação. Experimentos conduzidos com os benchmarks many-objective DTLZ, MaF e WFG mostram que o IVF/NSGA-III melhora significativamente o desempenho em relação ao algoritmo NSGA-III padrão em diversos problemas testados, validando seu potencial como contribuição valiosa ao campo dos Algoritmos Evolutivos Many-Objective (MOEAs). O estudo sugere novas direções para o desenvolvimento de estratégias meméticas many-objective e oferece insights significativos para pesquisadores que buscam métodos de otimização mais eficazes e adaptáveis.porUniversidade Federal de GoiásPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)UFGBrasilInstituto de Informática - INF (RMG)Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessBusca guiada por balizasIn Vitro Fertilization MethodAlgoritmos Meméticos multi-objetivo e Many-ObjectiveAlgoritmos evolucionários multi-objetivo e ManyObjectiveAlgoritmos genéticosEvolução diferencialNSGA-IIIBeacon-guided searchIn Vitro Fertilization MethodMulti-objective and Many-objective Memetic AlgorithmsMulti-Objective and Many-Objective Evolutionary AlgorithmsGenetic algorithmsDifferential evolutionNSGA-IIICIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOIVF/NSGA-III: Uma Metaheurística Evolucionária Many-Objective com Busca Guiada por Balizas e Fertilização In VitroIVF/NSGA-III: A Many-Objective Evolutionary Metaheuristic with Beacon-Guided Search and In Vitro Fertilizationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGORIGINALTese - Sávio Menezes Sampaio - 2024.pdfTese - Sávio Menezes Sampaio - 2024.pdfapplication/pdf7404473http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/70e4fdb8-a10b-4d98-b0f7-1fd821d966d2/download52f6b7e766caed06c17b9bc255841d6cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/59ee6c92-92a8-430a-ae5b-8b4b4939309d/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/b0a13106-863b-4dec-90d4-8aada123a22c/download4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD53tede/136502024-11-13 12:29:58.011http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalopen.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tede/13650http://repositorio.bc.ufg.br/tedeRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.bc.ufg.br/tedeserver/oai/requestgrt.bc@ufg.bropendoar:oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/12342024-11-13T15:29:58Repositório Institucional da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)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Sampaio, Sávio Menezes
Busca guiada por balizas
In Vitro Fertilization Method
Algoritmos Meméticos multi-objetivo e Many-Objective
Algoritmos evolucionários multi-objetivo e ManyObjective
Algoritmos genéticos
Evolução diferencial
NSGA-III
Beacon-guided search
In Vitro Fertilization Method
Multi-objective and Many-objective Memetic Algorithms
Multi-Objective and Many-Objective Evolutionary Algorithms
Genetic algorithms
Differential evolution
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CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
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