لتطوير هياكل أنظمة مبتكرة، كانت تقنيات النمذجة والتحسين في صميم عملية تصميم الهيكل وتحديد مشاكل التحسين والنمذجة. وفي هذا السياق، يُنصح باستخدام نهج متخصصة فعالة (غالبًا ما تكون محاكاة قائمة على الفيزياء) لنظام الأنظمة لخفض التعقيد الحاسوبي للتطبيقات المستهدفة. ومع ذلك، قد تشكل استكشاف هياكل جديدة باستخدام هذه النهج المتخصصة تحديات للخوارزميات التحسينية، بما في ذلك زيادة تكاليف التقييم والإخفاقات المحتملة. لمواجهة هذه التحديات، ظهرت خوارزميات التحسين بالاستناد إلى الوكيل، مثل التحسين البيزي الذي يستخدم نماذج العملية الجاوسية (Gaussian Process Models).