ВІДТВОРЮВАНИЙ КАРКАС І СТАТИСТИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ НЕЙРОКЕРОВАНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ПОШУКУ

Анотація

У роботах із нейрокерованої комбінаторної оптимізації якість навченого методу часто оцінюють за окремим вдалим запуском. За такого підходу складно відокремити властивості програмної реалізації від випадкових коливань результату. У статті описано програмний каркас, який дає змогу повторювати обчислювальні експерименти та перевіряти перевагу методу статистично. Як приклад використано конструктивне згортання білкових послідовностей у гідрофобно полярній моделі на квадратній та кубічній ґратках. Каркас об’єднує шість методів спільним інтерфейсом, розділяє обчислювальне ядро і веб-сервіс та задає локальні генератори випадкових чисел явним параметром seed. Для оцінювання застосовано 27 еталонних задач і по 20 запусків на пару задачі та методу. Частку від відомого оптимуму і частку успішних запусків розраховано за однаковими правилами. Середні енергії двох варіантів старту алгоритму Монте Карло порівняно на десяти задачах у парному дизайні; для середніх наведено 95% перцентильні бутстреп інтервали, а для парних різниць застосовано двобічний критерій знакових рангів Вілкоксона. За даними експерименту, алгоритм Монте Карло отримав середню частку оптимуму 80,26%, жадібний метод 63,85%, випадковий вибір 30,46%, а автономний навчений гібрид 25,49%. Навчений початковий стан не дав статистично підтвердженого покращення Монте Карло на жодній із десяти задач: найменше значення p становило 0,164. Водночас обмеження конструктивного алгоритму забезпечували структурну коректність завершених конформацій незалежно від якості політики. Цей результат показує, чому коректність розв’язку та його енергію слід аналізувати окремо. Практичний внесок статті становить узгоджений протокол порівняння, за яким негативний результат щодо навченого компонента можна повідомити без вибіркового добору запусків. Межі висновків визначають наявний набір задач, обчислювальні бюджети й обмежений обсяг абляційних експериментів; перенесення на інші класи задач потребує окремої перевірки.

Ключові слова: відтворюваність, конструктивний пошук, гідрофобно полярна модель, Wave Function Collapse, бутстреп, критерій Вілкоксона, Монте Карло.