Evolutionary algorithms (EAs) have proven to be effective in tackling problems in many different domains. However, users are often required to spend a significant amount of effort in fine-tuning the EA parameters in order to make the algorithm work. In principle, visualization tools may be of great help in this laborious task, but current visualization tools are either EA-specific, and hence hardly available to all users, or too general to convey detailed information. In this work, we study the Diversity and Usage map (DU map), a compact visualization for analyzing a key component of every EA, the representation of solutions. In a single heat map, the DU map visualizes for entire runs how diverse the genotype is across the population and to which degree each gene in the genotype contributes to the solution. We demonstrate the generality of the DU map concept by applying it to six EAs that use different representations (bit and integer strings, trees, ensembles of trees, and neural networks). We present the results of an online user study about the usability of the DU map which confirm the suitability of the proposed tool and provide important insights on our design choices. By providing a visualization tool that can be easily tailored by specifying the diversity (D) and usage (U) functions, the DU map aims at being a powerful analysis tool for EAs practitioners, making EAs more transparent and hence lowering the barrier for their use.

中文翻译：

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用 DU 映射揭示进化算法表示

进化算法 (EA) 已被证明可有效解决许多不同领域的问题。但是，用户通常需要花费大量精力来微调 EA 参数，以使算法正常工作。原则上，可视化工具可能对这项艰巨的任务有很大帮助，但当前的可视化工具要么是特定于 EA 的，因此几乎无法提供给所有用户，要么过于笼统而无法传达详细信息。在这项工作中，我们研究了多样性和使用地图（DU 地图），这是一种用于分析每个 EA 关键组件的紧凑型可视化，即解决方案的表示。在单个热图中，DU 图为整个运行可视化基因型在群体中的多样性以及基因型中每个基因对解决方案的贡献程度。我们通过将 DU 映射概念应用于使用不同表示（位和整数字符串、树、树的集合和神经网络）的六个 EA 来证明 DU 映射概念的通用性。我们展示了关于 DU 地图可用性的在线用户研究结果，该研究证实了所提议工具的适用性，并为我们的设计选择提供了重要的见解。通过提供可通过指定多样性 (D) 和使用 (U) 函数轻松定制的可视化工具，DU 图旨在成为 EA 从业者的强大分析工具，使 EA 更加透明，从而降低其使用障碍. 我们展示了关于 DU 地图可用性的在线用户研究结果，该研究证实了所提议工具的适用性，并为我们的设计选择提供了重要的见解。通过提供可通过指定多样性 (D) 和使用 (U) 函数轻松定制的可视化工具，DU 图旨在成为 EA 从业者的强大分析工具，使 EA 更加透明，从而降低其使用障碍. 我们展示了关于 DU 地图可用性的在线用户研究结果，该研究证实了所提议工具的适用性，并为我们的设计选择提供了重要的见解。通过提供可通过指定多样性 (D) 和使用 (U) 函数轻松定制的可视化工具，DU 图旨在成为 EA 从业者的强大分析工具，使 EA 更加透明，从而降低其使用障碍.