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Améliorer la prise de décision avec l'apprentissage actif des préférences

Une nouvelle méthode améliore la prise de décision grâce aux retours des utilisateurs dans des systèmes complexes.

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Dans plein de domaines, on doit souvent prendre des décisions avec des infos limitées ou floues. Ça arrive surtout quand on bosse avec des systèmes complexes où les détails exacts sont pas faciles à choper ou à comprendre. Cet article parle d'une méthode appelée Active Preference Learning qui vise à améliorer la Prise de décision dans ces genres de situations.

Optimisation Black-box

Quand on parle d'optimisation black-box, on évoque un scénario où la fonction qu'on veut optimiser est pas visible ou accessible. Par exemple, imaginons qu'on doit choisir le meilleur produit. En général, on connaît pas tous les détails sur comment ce produit fonctionne ; on se base plutôt sur des tests ou des avis d'utilisateurs. Dans beaucoup de cas, la seule façon d'évaluer différentes options, c'est de les essayer et de voir lequel fonctionne le mieux. Cette approche d'essayer et d'échouer nous permet de comprendre quelles choix sont préférables.

Implication des Humains

L'avis des humains est super important dans plein de problèmes d'optimisation, surtout quand on conçoit des produits pour les utilisateurs. Prenons les technologies de santé, par exemple, comprendre ce que les utilisateurs veulent et ont besoin peut mener à des produits qui sont utilisés plus souvent et plus efficacement. Ce concept s'aligne avec une philosophie de design qui place les utilisateurs au centre du processus de conception.

Par exemple, quand on conçoit des robots pour diverses tâches, avoir des retours d'utilisateurs assure que le robot se comporte d'une manière qui répond aux attentes des utilisateurs. Dans un autre cas, avoir les avis des utilisateurs sur à quel point un simulateur de fauteuil roulant est réaliste peut aider à améliorer son efficacité pour la réhabilitation. Recueillir des retours sur de nouvelles technologies peut aussi aider à informer des améliorations d'ergonomie.

Développements Récents en Active Preference Learning

Au fil des années, les chercheurs ont cherché des moyens d'optimiser la prise de décision en utilisant les Préférences humaines parmi plusieurs options. Une méthode récente, appelée Active Preference Learning basée sur la fonction de base radiale, utilise les données des préférences des utilisateurs pour créer une approximation plus simple de la fonction qu'on veut optimiser. Essentiellement, cette approche simplifie la recherche de la meilleure option en suggérant de nouveaux choix basés sur les retours reçus des comparaisons précédentes.

Bien que cette méthode ait montré du potentiel, les premiers tests utilisaient des questionnaires simples qui prenaient pas en compte l'incertitude ou la complexité des retours réels. Cette limite soulève des questions sur comment améliorer les questionnaires et comment utiliser les infos supplémentaires qui pourraient être obtenues.

Défis de la Prise de Décision Humaine

Quand il s'agit de choix humains, il y a des défis à considérer. Des recherches montrent que les gens se débrouillent mieux quand ils sont confrontés à un nombre limité d'options. Trop de choix peut créer de la confusion et de l'insatisfaction. Même des études sur l'activité cérébrale soutiennent cette idée, indiquant que moins d'options peuvent mener à de meilleurs résultats dans la prise de décision.

Cependant, trop peu d'options peuvent aussi limiter la satisfaction. La psychologie marketing suggère qu'une sélection plus large peut aider les utilisateurs à trouver le choix qui correspond le mieux à leurs besoins. L'équilibre entre avoir assez d'options sans submerger les utilisateurs est crucial. Des facteurs comme les contraintes de temps et l'incertitude des préférences peuvent encore compliquer le processus de décision.

Vers un Meilleur Système de Requête de Préférence

Dans cette étude, une échelle de type Likert à 5 points est utilisée pour recueillir des retours d'utilisateurs, permettant une compréhension plus approfondie des préférences des utilisateurs. L'échelle permet aux utilisateurs d'indiquer à quel point ils préfèrent une option par rapport à une autre, capturant différents degrés de préférence. De plus, les chercheurs examinent comment intégrer les niveaux de certitude dans les retours des utilisateurs. Par exemple, après avoir fait un choix, on pourrait demander aux utilisateurs à quel point ils sont sûrs de leur décision.

Cette prise en compte de la certitude est importante, car simplement demander si quelqu'un préfère l'option A à l'option B ne capture pas les nuances de la vraie prise de décision. En demandant en plus aux utilisateurs à quel point ils sont certains de leurs choix, les chercheurs visent à créer une image plus claire des préférences des utilisateurs.

Algorithme d'Apprentissage Multi-Préférences Actif

Cet algorithme proposé est conçu pour recueillir plus d'infos détaillées et pratiques des utilisateurs durant le processus d'optimisation. En permettant plusieurs résultats et en intégrant les niveaux de confiance des utilisateurs dans leurs réponses, l'algorithme vise à tirer parti de plus d'infos que les approches traditionnelles. Cette addition pourrait mener à de meilleures décisions et Optimisations.

Le principal objectif de l'algorithme est de suggérer des options itérativement, améliorant ainsi le processus de prise de décision global. Cette approche est particulièrement précieuse dans les situations où les tests impliquent des participants humains, car ces expérimentations peuvent être gourmandes en ressources en termes de temps, de complexité et même de confort des participants.

Test de la Nouvelle Méthode

Dans l'étude, l'algorithme a été testé sur plusieurs problèmes d'optimisation standards. L'objectif était de comparer ses performances avec les méthodes existantes. En utilisant des fonctions bien connues, l'algorithme a évalué les préférences des utilisateurs et fourni des retours sur les vecteurs de décision. Les résultats ont montré que le nouvel algorithme était plus efficace pour explorer l'espace de solutions et pouvait donner de meilleurs résultats en moins d'essais.

Conclusion

En conclusion, la recherche se concentre sur une nouvelle approche pour optimiser des problèmes complexes impliquant les préférences humaines. En utilisant une échelle de type Likert à 5 points pour les requêtes de préférence et en tenant compte des niveaux de certitude des utilisateurs, l'algorithme d'Apprentissage Multi-Préférences Actif améliore la qualité des retours recueillis. Cette méthode ouvre la porte à de meilleures décisions dans divers domaines, notamment là où le Retour des utilisateurs est essentiel.

Les résultats montrent que cette nouvelle approche offre des améliorations par rapport aux méthodes précédentes. Les travaux futurs consisteront à tester l'algorithme dans des scénarios réels et à continuer à affiner la méthode pour gérer des entrées plus complexes. En combinant les insights humains avec des techniques d'optimisation avancées, on peut avancer vers des solutions plus efficaces dans différents domaines.

Source originale

Titre: Experience in Engineering Complex Systems: Active Preference Learning with Multiple Outcomes and Certainty Levels

Résumé: Black-box optimization refers to the optimization problem whose objective function and/or constraint sets are either unknown, inaccessible, or non-existent. In many applications, especially with the involvement of humans, the only way to access the optimization problem is through performing physical experiments with the available outcomes being the preference of one candidate with respect to one or many others. Accordingly, the algorithm so-called Active Preference Learning has been developed to exploit this specific information in constructing a surrogate function based on standard radial basis functions, and then forming an easy-to-solve acquisition function which repetitively suggests new decision vectors to search for the optimal solution. Based on this idea, our approach aims to extend the algorithm in such a way that can exploit further information effectively, which can be obtained in reality such as: 5-point Likert type scale for the outcomes of the preference query (i.e., the preference can be described in not only "this is better than that" but also "this is much better than that" level), or multiple outcomes for a single preference query with possible additive information on how certain the outcomes are. The validation of the proposed algorithm is done through some standard benchmark functions, showing a promising improvement with respect to the state-of-the-art algorithm.

Auteurs: Le Anh Dao, Loris Roveda, Marco Maccarini, Matteo Lavit Nicora, Marta Mondellini, Matteo Meregalli Falerni, Palaniappan Veerappan, Lorenzo Mantovani, Dario Piga, Simone Formentin, Matteo Malosio

Dernière mise à jour: 2023-02-27 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.14630

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.14630

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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