Integrating Reinforcement Learning and Optimization Task - Evaluating an Agent to Dynamically Select PSO Communication Topology

Jul 15, 2023·
Rodrigo Lira
Rodrigo Lira
,
Mariana Macedo
,
Hugo Valadares
,
Carmelo Bastos-Filho
· 0 min read
Abstract
A recent study catalogued hundreds of meta-heuristics proposed over the past three decades in Swarm Intelligence (SI) literature. This scenario makes it difficult for the practitioner to choose the most suitable meta-heuristic (RL) for a specific problem. This paper shows that Reinforcement Learning could be a powerful tool for SI. First, we describe a Reinforcement Learning environment to solve an optimization problem. Then, we investigate the usage of Proximal Policy Optimization to dynamically set the Particle Swarm Optimization topology accordingly to the simulation states. Our RL proposal reached competitive fitness values, even when evaluated in non-trained scenarios. In addition, we show the actions’ distribution by simulation in the Rastrigin. The paper demonstrates how RL could be integrated to improve meta-heuristics capabilities, opening new research paths where RL will be used to improve meta-heuristics or select them accordingly to their strengths.
Date
Jul 15, 2023 11:10 AM
Event
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Rodrigo Lira
Authors
Professor

Professor no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (IFPE) com doutorado em Engenharia da Computação pela Universidade de Pernambuco (2025) na área de Inteligência de Enxames e Aprendizado de Máquina. Possui Mestrado (2014) e Bacharelado (2013) em Engenharia da Computação pela mesma instituição. Realiza pesquisa de pós-doutorado em Engenharia de Sistemas na UPE. É conselheiro do Conselho Superior (CONSUP) do IFPE, atual coordenador de curso do Tecnológo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas do Campus Paulista, possuitambém experiência coordenador da Divisão de Pesquisa e Extensão.

É membro da Sociedade Brasileira de Computação (SBC), IEEE e Complexity Systems Society. Desde 2023, participa de projetos de inovação tecnológica da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP). Já coordenou projetos de pesquisa e extensão no IFPE em parceria com instituições como FACEPE, SiDi, IPA, SOFTEX, NIC.BR e Prefeitura de Paulista.