论文

HMACE:面向组合优化的异构多智能体协同进化

HMACE: Heterogeneous Multi-Agent Collaborative Evolution for Combinatorial Optimization

智能体系统上下文与知识记忆Agent 协作Agent记忆

摘要

大语言模型最近已成为 NP 难组合优化问题的自动启发式设计的有前途的范例。尽管取得了这些进展,现有的基于LLM的方法通常依赖于受严格模板约束的整体工作流程,从而限制了记忆引导的探索并触发过早收敛到局部最优。为了设计一个自主协作的架构,我们引入了 HMACE,这是一种异构多智能体协作进化框架,它将启发式搜索重新概念化为组织设计问题。 HMACE 将每个进化代分解为一个自治的、角色专门化的循环,具有四个协调代理:用于策略探索的提议者、用于可执行启发式综合的生成器、用于经验评估的评估器和用于存档支持的内存更新的反射器。通过耦合行为感知检索、轻量级候选过滤和基于适应性的档案更新,HMACE 引导搜索走向多样化且有前途的启发式行为,同时避免冗余评估。对代表性 COP(包括 TSP、Online BPP、MKP 和 PFSP)的广泛评估表明,与最先进的单智能体和多智能体基线相比,HMACE 实现了有利的质量效率权衡。在匹配的 LLM 驱动的参考比较中,HMACE 在 TSP 和 Online BPP 上实现了最低的平均差距(分别为 0.464\% 和 0.223\%),而这两项任务仅需要 0.13M 和 0.42M 令牌,大大少于比较的基线。

HMACE:面向组合优化的异构多智能体协同进化:论文配图
图 1:基于 LLM 的 COP 求解器的架构进展。 (1) 固定进化搜索:LLM仅充当严格的、人为的全局循环中的生成模块。 (2)自主单智能体进化:整体智能体按顺序执行所有认知操作,这不可避免地导致认知纠缠。 (3)同质多智能体进化:同质智能体与共享记忆并行探索,但仍然缺乏专门的认知焦点。 (4)异构多智能体进化:通过将问题解决解耦为专门的、交互的角色,稳健地消除角色干扰,实现系统化、多样化的探索。