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相互作用する複数の個から構成される知的システムの学習と進化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350212
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 システム工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

平澤 宏太郎  早稲田大学, 大学院・情報生産システム研究科, 教授 (70253474)

研究分担者 古月 敬之  早稲田大学, 大学院・情報生産システム研究科, 助教授 (50294905)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2004年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2003年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2002年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
キーワード学習 / 進化 / 共生 / 強化学習 / 遺伝的アルゴリズム / 知的システム / 相互作用 / マルチエージェント / ニューラルネットワーク / 遺伝的プログラミング / 知的エージェント / 複雑システム / 共生学習 / 共生進化 / ネットワーク構造
研究概要

本研究では、知的システムの構築に必要な、知的工一ジェントの構築、エージェント問の相互作用の構築、マルチエージェントシステムの学習と進化をテーマに研究を推進してきた。
1.知的工一ジェントの構築:有向グラフ構造でプログラムを構成する遺伝的ネットワークプログラミング(GNP)を開発し、エージェントの行動生成における性能評価を行ったところ、従来手法と比べて良い性能を示すことが明らかになった。
2.エージェント間の相互作用の構築:GNPで構成される複数のエージェント間の知的相互作用を構築するため、共利、競争、搾取、利他という生態系における共生の概念を応用した、共生学習進化アルゴリズム(Masbiole)を開発した。タイルワールド問題を用いたシミュレーションの結果、提案手法が共生戦略を導入したことによる複雑なエージェント間の相互作用を示すことを明らかにした。
3.マルチエージェントシステムの学習と進化:一般に、生物は長い世代を通じて行われる進化と、一生の間に試行錯誤を通じて行われる学習が相互に影響しあってその発達を促進していると考えられる。この考え方を基に、上記1で提案したGNPと強化学習と呼ばれる学習アルゴリズムを組み合わせることで、より効率的な処理ができるプログラムを自動生成する手法を開発した(学習進化型GNP)。複数の個体問で選択、交叉、突然変異を行うことで良い個体が生成される進化に加え、各個体の処理実行中にもオンライン学習によるプログラムの改善が行えることにより、進化のみのGNPおよび従来の進化型計算手法(遺伝的プログラミング)より性能が良くなることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] Functional Localization of Genetic Network Programming2005

    • 著者名/発表者名
      S.Eto, K.Hirasawa, J.Hu
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.125-C, No.2

      ページ: 329-336

    • NAID

      10014302173

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 機能局在型Genetic Network Programmingの構成2005

    • 著者名/発表者名
      江藤慎治, 平澤宏太郎, 古月敬之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 125巻、2号

      ページ: 329-336

    • NAID

      10014302173

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己組織化機能局在型ニューラルネットワーク2005

    • 著者名/発表者名
      笹川隆史, 古月敬之, 平澤宏太郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 41巻、1号

      ページ: 67-74

    • NAID

      10014324225

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of Symbiotic Evolutional Model in Multiagent Systems2004

    • 著者名/発表者名
      T.Eguchi, K.Hirasawa, T.Furuzuki
    • 雑誌名

      Trans.on Mathematical Modeling and its Applications (TOM), The Information Processing Society of Japan (IPSJ) Vol.45, No.SIG 2

      ページ: 144-156

    • NAID

      110002712332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic Network Programming with Automatically Generated Macro Nodes2004

    • 著者名/発表者名
      H.Nakagoe, S.Mabu, K.Hirasawa, T.Furuzuki
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.124-C, No.8

      ページ: 1619-1625

    • NAID

      10013325286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic Network Programming with Evolution and Learning2004

    • 著者名/発表者名
      S.Mabu, K.Hirasawa, J.Hu
    • 雑誌名

      T.Sice Vol.40, No.11

      ページ: 1105-1113

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 進化学習型遺伝的ネットワークプログラミングとそのタイルワールド問題への適用2004

    • 著者名/発表者名
      間普真吾, 平澤宏太郎, 古月敬之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 40巻、11号

      ページ: 1105-1113

    • NAID

      10014124829

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 一般化学習ネットワークの教師付学習による連想記憶モデルの構築2004

    • 著者名/発表者名
      平澤宏太郎, 渋田敬子, 古月敬之, 大田典子
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 124巻、11号

      ページ: 2359-2367

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] マクロノードつき遺伝的ネットワークプログラミング2004

    • 著者名/発表者名
      中越洋, 間普真吾, 平澤宏太郎, 古月敬之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 124巻、8号

      ページ: 1619-1625

    • NAID

      10013325286

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 共生学習進化型マルチエージェントシステムとその応用2003

    • 著者名/発表者名
      平澤 宏太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 123・1

      ページ: 67-74

    • NAID

      130000089475

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ノード数可変型Genetic Network Programming2003

    • 著者名/発表者名
      片桐 広伸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 123・1

      ページ: 57-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Online Learning of Genetic Network Programming and its Application to Prisoner's Dilemma Game2003

    • 著者名/発表者名
      S.Mabu
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 123・3

      ページ: 535-543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic Network Programmingを用いた共生学習進化型マルチエージェントシステム2003

    • 著者名/発表者名
      江口 徹
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 123・3

      ページ: 517-526

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi Agent Systems with Symbiotic Learning and Evolution -Masbiole- and Its Application2003

    • 著者名/発表者名
      K.Hirasawa, K.Nakanishi, T.Eguchi, J.Hu
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.123-C, No.1

      ページ: 67-74

    • NAID

      130000089475

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Variable Size Genetic Network Programming2003

    • 著者名/発表者名
      H.Katagiri, K.Hirasawa, H.Jinglu, J.Murata
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.123-C, No.3

      ページ: 57-66

    • NAID

      130000089474

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Online Learning of Genetic Network Programming and its Application to Prisoner's Dilemma Game2003

    • 著者名/発表者名
      S.Mabu, K.Hirasawa, J.Hu, J.Murata
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.123-C, No.3

      ページ: 535-543

    • NAID

      130000089347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multi Agent Systems with Symbiotic Learning and Evolution using GNP2003

    • 著者名/発表者名
      T.Eguchi, K.Hirasawa, Jinglu Hu, J.Murata
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.123-C, No.3

      ページ: 517-526

    • NAID

      130000089345

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolutional Acquisition of Communication Between Agents Using Genetic Network Programming2003

    • 著者名/発表者名
      S.Eto, T.Eguchi, K.Hirasawa, J.Hu
    • 雑誌名

      J.Machine Intelligence & Robotic Control Vol.5, No.1

      ページ: 25-32

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Co-evolution of Hetero Multiagent Systems using Genetic Network Programming2003

    • 著者名/発表者名
      K.Hirasawa, M.Okubo, J.Hu, J.Murata, Y.Matsuya
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.123-C, No.3

      ページ: 544-551

    • NAID

      130000089348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Network Structure Oriented Evolutionary Model : Genetic Network Programming -Its Comparison with Genetic Programming2002

    • 著者名/発表者名
      H.Katagiri
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 38・5

      ページ: 485-494

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic Network Programmingとそのマルチエージェントシステムヘの応用2002

    • 著者名/発表者名
      片桐 広伸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 122・12

      ページ: 2149-2156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Network Structure Oriented Evolutionary Model : Genetic Network Programming -Its Comparison with Genetic Programming2002

    • 著者名/発表者名
      H.Katagiri, K.Hirasawa, J.Hu, J.Murata, M.Kosaka
    • 雑誌名

      T.Sice Vol.38, No.5

      ページ: 485-494

    • NAID

      10008466498

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetic Network Programming, Its Application to the Multiagent System2002

    • 著者名/発表者名
      H.Katagiri, K.Hirasawa, J.Hu, J.Murata
    • 雑誌名

      Trans.IEE of Japan Vol.122-C, No.12

      ページ: 2149-2156

    • NAID

      10010454696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Qingyu Xiong, Kotaro Hirasawa, Jinglu Hu: "A Functions Localized Neural Network with Branch Gates"Neural Networks. Vol.16. 1461-1481 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jiangming Mao, Kotaro Hirasawa, Jinglu Hu: "Increasing Robustness of Binary-Coded Genetic Algorithm"電気学会論文誌C. 123巻、9号. 1625-1630 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Weishui Wan, Kotaro Hirasawa, Jinglu Hu: "Enhancing the Generalization Ability of Neural Networks by Using Gram-Schmidt Orthogonalization Algorithm"計測自動制御学会論文集. 39巻、7号. 697-698 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平津宏太郎, 山下貴志, 古月敬之, 李大字: "パラメータ可変一般化学習ネットワークの理論検討"信号処理. 7巻、6号. 411-420 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平津宏太郎, 大久保雅文, 胡敬炉: "Genetic Network Programmingによるヘテロマルチエージェントシステムの構成"電気学会論文誌C. 123巻、3号. 544-551 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 江口徹, 平澤宏太郎, 胡敬炉: "Genetic Network Programmingを用いた共生学習進化型マルチエージェントシステム"電気学会論文誌C. 123巻、3号. 517-526 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shingo Mabu, Kotaro Hirasawa, Jinglu Hu: "Online Learning of Genetic Network Programming and its Application to Prisoner's Dilemma Game"電気学会論文誌C. 123巻、3号. 535-543 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Dazi Li, Kotaro Hirasawa, Jinglu Hu: "Hybrid Universal Learning Networks"電気学会論文誌C. 123巻、3号. 552-559 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古月敬之, 平澤宏太郎: "非線形システムの制御のためのニューラルネットワーク予測モデル"計測自動制御学会論文集. 123巻、2号. 168-175 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 片桐広伸, 平澤宏太郎, 胡敬炉: "ノード数可変型Genetic Network Programming"電気学会論文誌C. 123巻、1号. 57-65 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平津宏太郎, 中西賢精, 江口徹, 胡敬炉: "共生学習進化型マルチエージェントシステムとその応用"電気学会論文誌C. 123巻、1号. 67-74 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平澤 宏太郎: "マルチエージェントシステムの共生学習進化(Masbiole)の基礎検討"電気学会論文誌. 122-C. 346-354 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 間普 真吾: "遺伝的ネットワークプログラミングのオンライン学習"電気学会論文誌. 122-C. 355-362 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 片桐 広伸: "Network Structure Oriented Evolutionary Model: Genetic Network Programming -Its Comparison with Genetic Programming -"計測自動制御学会論文集. 38. 485-494 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 片桐 広伸: "Genetic Network Programmingとそのマルチエージェントシステムへの応用"電気学会論文誌. 122-C. 2149-2156 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 片桐 広伸: "ノード数可変型Genetic Network Programming"電気学会論文誌. 123-C. 57-66 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 平澤 宏太郎: "共生学習進化型マルチエージェントシステムとその応用"電気学会論文誌. 123-C. 67-74 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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