IVF/NSGA-III: Uma Metaheurística Evolucionária Many-Objective com Busca Guiada por Balizas e Fertilização In Vitro
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Goiás
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Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
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| Departamento: |
Instituto de Informática - INF (RMG)
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Brasil
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| Palavras-chave em Inglês: | |
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| 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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Camilo Junior, Celso Gonçalveshttp://lattes.cnpq.br/6776569904919279Camilo Junior, Celso GonçalvesLima Neto, Fernando Buarque deLeite, Karla Tereza FigueiredoRodrigues, Vagner José do SacramentoOliveira, Sávio Salvarino Teles deCamilo Juniorhttp://lattes.cnpq.br/8298486891093090Sampaio, Sávio Menezes2024-11-13T15:29:57Z2024-11-13T15:29:57Z2024-04-11SAMPAIO, SÁVIO. M. IVF/NSGA-III: Uma Metaheurística Evolucionária Many-Objective com Busca Guiada por Balizas e Fertilização In Vitro. 2024. 220 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13650ark:/38995/001300000fn4tSampaio, 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.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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 |
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