A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Towards explainable interactive multiobjective optimization : R-XIMO (2022)
Misitano, G., Afsar, B., Lárraga, G., & Miettinen, K. (2022). Towards explainable interactive multiobjective optimization : R-XIMO. Autonomous Agents and Multi-Agent Systems, 36(2), Article 43. https://doi.org/10.1007/s10458-022-09577-3
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Misitano, Giovanni; Afsar, Bekir; Lárraga, Giomara; Miettinen, Kaisa
Lehti tai sarja: Autonomous Agents and Multi-Agent Systems
ISSN: 1387-2532
eISSN: 1573-7454
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 13.08.2022
Volyymi: 36
Lehden numero: 2
Artikkelinumero: 43
Kustantaja: Springer Science and Business Media LLC
Julkaisumaa: Alankomaat
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1007/s10458-022-09577-3
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/82603
Tiivistelmä
In interactive multiobjective optimization methods, the preferences of a decision maker are incorporated in a solution process to find solutions of interest for problems with multiple conflicting objectives. Since multiple solutions exist for these problems with various trade-offs, preferences are crucial to identify the best solution(s). However, it is not necessarily clear to the decision maker how the preferences lead to particular solutions and, by introducing explanations to interactive multiobjective optimization methods, we promote a novel paradigm of explainable interactive multiobjective optimization. As a proof of concept, we introduce a new method, R-XIMO, which provides explanations to a decision maker for reference point based interactive methods. We utilize concepts of explainable artificial intelligence and SHAP (Shapley Additive exPlanations) values. R-XIMO allows the decision maker to learn about the trade-offs in the underlying problem and promotes confidence in the solutions found. In particular, R-XIMO supports the decision maker in expressing new preferences that help them improve a desired objective by suggesting another objective to be impaired. This kind of support has been lacking. We validate R-XIMO numerically, with an illustrative example, and with a case study demonstrating how R-XIMO can support a real decision maker. Our results show that R-XIMO successfully generates sound explanations. Thus, incorporating explainability in interactive methods appears to be a very promising and exciting new research area.
YSO-asiasanat: optimointi; monitavoiteoptimointi; interaktiivisuus; tekoäly; koneoppiminen; päätöksenteko; päätöksentukijärjestelmät; johtaminen; metsänkäsittely
Vapaat asiasanat: interactive methods; multiple criteria optimization; explainable artificial intelligence; decision making; reference point
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Yliopistojen profiloitumisen vahvistaminen kilpaillulla rahoituksella. Profilointitoimet JYU:ssä, 3. kierros
- Hämäläinen, Keijo
- Suomen Akatemia
- Datapohjainen päätöksenteon tuki monitavoiteoptimoinnin avulla (DAEMON)
- Miettinen, Kaisa
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2022
JUFO-taso: 2