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パラメータの適応的調整を許した遺伝的アルゴリズムのハードウェア化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10680356
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関広島大学

研究代表者

若林 真一  広島大学, 工学部, 助教授 (50210860)

研究分担者 小出 哲士  東京大学, 大規模集積システム設計教育研究センター, 助教授 (30243596)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1998年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード遺伝的アルゴリズム / 遺伝パラメータ / 専用ハードウェア / パラメータ調整 / 適応的遺伝的アルゴリズム / GAパラメータ
研究概要

本研究では,遺伝的アルゴリズム(GA)の既存の問題点に対処するために,(1)GAのパフォーマンスに大きな影響を持つ遺伝パラメータ値をアルゴリズムの実行中に動的に変更するパラメータ値調整機能を持ち,(2)ハードウェアで実現することを前提としたGAを開発することを目的とした.
平成10年度においては,個体の優劣度に基づいて交差手法と突然変異確率を適応的に選択する機能を持つGAハードウェア(GAA-II)を開発した.GAA-IIは単体でGAハードウェアのコアプロセッサとして動作すると共に,複数のGAA-IIを相互接続することにより並列GAとしても動作する.Verilogハードウェア記述言語を用いてGAA-IIのハードウェア設計を行なった.シミュレーションの結果,GAA-IIはソフトウェアで実現されたGAと比較して,同等の解をソフトウェアの20〜50倍高速に求めることを確認した.GAA-IIのLSI試作を東京大学大規模集積システム設計教育研究センター(VDEC)に依頼し,試作チップは平成11年9月に納入された.
平成11年度においては,試作が完了したLSIチップの評価を行なうための評価ボードを開発し,ハードウェアとしての評価を行なった.平成12年3月現在,まだデバッグ中であるが,チップの基本的な機能は仕様どおりに動作することを確認している.また,GAA-IIの拡張として,並列GAのパラメータ値調整機能についても研究を進め,階層人工モデルに基づく並列適応的GAを新たに提案した.提案並列GAでは並列GAを構成するプロセッサ間で遺伝パラメータ値の適応的調整を行なうことにより,より優れた解を短時間で求めることを可能とした.
本研究で得られた結果については国際会議,国内研究会,論文誌論文等で公表した.本研究により,遺伝パラメータの適応的調整機能を持つGAハードウェアに関する多くの知見が得られた.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] 八田浩一: "遺伝的アルゴリズムにおける交差手法の適応的選択の一手法"電子情報通信学会論文誌D-I. J81-D-I・7. 900-909 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinichi Wakabayashi: "GAA:AVLSI ganetic algorithm accelerator with on-the-fly adaptation of crossover pterators"Proc.1998 International Symposium on Circuits and Systems. Vol.2. 268-271 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Hatta: "Adapting Prameters based on pedigree of individuals in a genetic algorithm"Proc.1998 Genetic Programming Conference. 510-517 (1998)

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  • [文献書誌] 若林真一: "交差手法の動的選択を伴う適応的遺伝的アルゴリズムのVLSIによる実現とその評価"情報処理学会DAシンポジウム'98論文集. 137-142 (1998)

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  • [文献書誌] Koichi Hatta: "Solving the capacitor placement problem in a radial distribution system using an adaptive genetic algorithm"Rroc.Parallel Problem Solving from Nature IV. 1028-10367 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 八田浩一: "遺伝的アルゴリズムにおける個体エリート度に基づく遺伝的オペレータとGAパラメータの適応的調整"電子情報通信学会論文誌D-I. J82-D-I・9. 1135-1143 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinichi Wakabayashi: "An LSI inplementation of an adaptive genetic algorithm with on-the-fly crossover operator selection"Proc.Asia-South Pacific Design Autmation Conference. 37-40 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Hatta: "Solving the rectangular packing problem by an adaptive GA based on seguence-pair"Proc.Asia-South Pacific Design Automation Conference. 143-148 (1999)

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  • [文献書誌] 中矢真吾: "適応的遺伝的アルゴリズムに基づくフロアプランニング手法"情報処理学会DAシンポジウム'99論文集. 137-142 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 若林真一: "遺伝的アルゴリズムアクセラレータGAA-IIの設計"情報処理学会DAシンポジウム'99論文集. 143-148 (1999)

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  • [文献書誌] 中矢真吾: "適応的遺伝的アルゴリズムとシーケンスペアに基づくフロアプランニング手法"電子情報通信学会コンピュータシステム研究会技術研究報告. CPSY99-94. 81-88 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 利根直佳: "遺伝パラメータの適応的調整機能をもつ並列遺伝的アルゴリズム"電子情報通信学会コンピュテーション研究会技術研究報告. COMP99-58. 17-25 (1999)

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  • [文献書誌] 若林真一: "交差手法の適応的選択機能を組み込んだ遺伝的アルゴリズムのLSIチップによる実現"情報処理学会論文誌. (2000)

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  • [文献書誌] Shinichi Wakabayashi: "Genetic algorithm Accelerator GAA-II"Proc.Asia-South Pacific Design Automation Conference. 9-10 (2000)

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  • [文献書誌] Shingo Nakaya: "An adaptive genetic algorithm for VLSI Floopplanning based on seguence-pair"Proc.2000 International Symposium on Circutes and Systems. (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hatta: "An Adaptive Method of Selecting Crossover Operators in a Genetic Algorithm"Trans. IEICE. J81-D-I.7. 900-909 (1998)

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  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "GAA:A VLSI Genetic Algorithm Accelerator with on-the-fly Adaptation of Crossover Operators"Proc. ISCAS. vol. 2. 268-271 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hatta: "Adapting Parameters Based on Pedigree of Individuals in a Genetic Algorithm"Proc. Genetic Programming Conf.. 510-517 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "VLSI Imprementation of an Adaptive Genetic Algorithm with on-the-fly Crossover Operator Selection and its Evaluation"IPS of Japan, DA Symposium. 137-142 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hatta: "Solving, the Capacitor Placement Problem in a Radial Distribution System Using an Adaptive Genetic Algorithm"Proc. Parallel Problem Solving from Nature 4. 1028-1037 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hatta: "Adapting Genetic Operators and GA Parameters Based on Elite Degree of an Individual in a Genetic Algorithm"Trans. IEICE. J82-D-I.9. 1135-1143 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "An LSI Implementation of an Adaptive Genetic Algorithm with on-the-fly Crossover Operator Selection"Proc. IEEE ASP-DAC 1999. 37-40 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hatta: "Solving the Rectangular Packing Problem by an Adaptive GA Based on Sequence-Pair"Proc. IEEE ASP-DAC 1999. 181-184 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakaya: "A Floorplanning Method Based on an Adaptive Genetic Algorithm"IPS of Japan, DA Symposium. 137-142 (199)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "Hardware Design of a Genetic Algorithm Accelerator GAA-II"IPS of Japan, DA Symposium. 143-148 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakaya: "An Adaptive Genetic Algorithm with Sequence-Pair Representation of Solutions for VLSI Floorplanning"Technical Report of IEICE. CPSY99-94. 81-88 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Toshine: "A Parallel Genetic Algorithm with Adaptive Adjustment for Genetic Algorithm"Technical Report of IEICE. COMP99-58. 17-25 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "An LSI Implementation of a Genetic Algorithm with Adaptive Selection of Crossover Operators"Trans. IPS of Japan. (to appear).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Wakabayashi: "Genetic Algorithm Accelerator GAA-II"Proc. IEEE ASP-DAC 2000. 9-10 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakaya: "An Adaptive Genetic Algorithm for VLSI Floorplanning Based on Sequence-Pair"Proc. IEEE ISCAS 2000. (to appear). (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 八田弘一: "遺伝的アルゴリズムにおける個体のエリート度に基づく遺伝オペレータとGAパラメータの適応的調整"電子情報通信学会論文誌 D-I. J82-D-J・9. 1135-1143 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 若林 真一: "遺伝的アルゴリズムアクセラレータGAA-IIの設計"情報処理学会DAシンポジウム'99論文集. 143-148 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 利根 直佳: "遺伝パラメータの適応的調整機能をもつ並列遺伝的アルゴリズム"電子情報通信学会技術研究報告. COMP 99-58. 17-24 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shin'ichi Wakabayashi: "Genetic Algorithm Accelerator GAA=II"Proc. 2000 Asia-South Pacific Design Automation Conf.. 9-10 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 八田浩一: "遺伝的アルゴリズムにおける交差手法の適応的選択の一手法" 電子情報通信学会論文誌D-I. J81D-1,7. 900-909 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shinichi Wakabayashi: "GAA : A VLSI genetic algorithm accelerator with or-the-fly adaotation of crossover cperators" Proceedings of 1998 IEEE Int.Synp.on Ciruits and Systems. 2. 268-271 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Hatta: "Adapting parameters based on pedigree of individnnls in a genetic algorithm" Proc.3rd Annual Genetic Programming Conf.510-517 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Hatta: "Solring the capacitor placement problem in a radial distribution system using an adaptive genetic algorithm" Proc.5rd Conf.on Parallel Problem Solring from Nature. 1028-1037 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shinichi Wakabayashi: "An LSI implementation of an adaptive genetic algorithm with on-the-fly crossover operator selection" Proc.1999 Asia-South Pacific Design Automation Conf.37-40 (1999)

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      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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