Exploring Social Dynamics in a Reinforcement Learning-based Metaheuristic - A study using Improvement Frequency and Population Turnover

Nov 15, 2024·
Rodrigo Lira
Rodrigo Lira
,
Mariana Macedo
,
Hugo Valadares Siqueira
,
Carmelo J. A. Bastos-Filho
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Abstract
Swarm Intelligence (SI) metaheuristics have been extensively employed in optimisation, yet their social dynamics analysis has not been explored sufficiently. This paper addresses this gap by investigating inner dynamics in an RL-based metaheuristic using two recently proposed metrics, Improvement Frequency and Population Turnover. The goal is to reveal the underlying dynamics that rule the agents of the metaheuristic compared with other well-known metaheuristics. Our findings indicate that RL can effectively combine or replicate the social dynamics available across metaheuristics for multiple scenarios, making possible the creation of adaptive metaheuristics shaped for specific problems. We observed that the search behaviours exhibited by the RL-metaheuristics were closely related to the specific benchmark problems used in the experiments. Thus, our findings support the idea of using RL to create effective metaheuristics for problems that are still unknown – no clear evidence of which algorithm would be adequate.
Date
Nov 15, 2024 5:15 PM
Event
10th Latin America - Conference on Computation Intelligence (LA-CCI 2024)
events
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.