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進化計算における制御パラメタの効率的な設定方法の開発と応用

Research Project

Project/Area Number 14J09528
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Soft computing
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田邊 遼司  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords進化計算 / Differential Evolution / 関数最適化問題 / パラメータチューニング / パラメータ適応 / パラメタチューニング / パラメタ適応
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は, 進化アルゴリズムにおける制御パラメータの効率的な設定方法の開発と応用である. 前年度から引き続き, 本年度においても関数最適化問題に対する進化アルゴリズムの中でも最も強力な手法の1つである適応的Differential Evolution (DE) の解析に取り組んできた. 主な研究成果は以下のようにまとめられる:
(1) 異なる最大評価回数におけるDEアルゴリズムのパラメータ設定の調査
本研究では異なる最大評価回数に対するDEの適切なパラメータ設定を, 自動パラメータチューナーを用いて解析した. その結果, (i) 最大評価回数の設定ごとに適切なパラメータ設定は大きく異なること, (ii) 自動チューナーにより得られたパラメータ設定は, 訓練環境とテスト環境での最大評価回数の設定が異なる場合は不適切となることがわかった. 本研究にて得られたこれらの知見は, 今後DEを含む進化アルゴリズムを解の評価に時間がかかる問題に適用する際に有益である. さらに, 本研究で得られた知見を, 実問題である油槽シミュレータのパラメータ最適化問題へ応用した.
(2) 適応DEの適応メカニズムの解析
前年度において開発した, SHADEに決定的集団数減少法を導入したL-SHADEは, IEEE CEC 2014にて開催された関数最適化に対する近似手法のコンペティションにて優勝するなど, 既存手法と比べ良好な性能が報告されている. しかし, そのパラメータ適応手法に関する知見は乏しい. そこで, SHADEを含む5つの適応DEのパラメータ適応手法を (i) ベンチマーク問題集における性能評価, (ii) 本研究にて提案する新たなシミュレーション法により解析した. その結果から, SHADEが優れた性能を示す理由が明らかになった. 得られた知見は, 今後のパラメータ適応手法開発に有益である.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Heriot-Watt University(英国)

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  • [Journal Article] Reevaluating Exponential Crossover in Differential Evolution2015

    • Author(s)
      田邊遼司, 福永Alex
    • Journal Title

      Transaction of the Japanese Society for Evolutionary Computation

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 42-52

    • DOI

      10.11394/tjpnsec.6.42

    • NAID

      130005070463

    • ISSN
      2185-7385
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    • Author(s)
      田邊遼司, 福永Alex
    • Journal Title

      Transaction of the Japanese Society for Evolutionary Computation

      Volume: 6 Issue: 2 Pages: 67-81

    • DOI

      10.11394/tjpnsec.6.67

    • NAID

      130005102443

    • ISSN
      2185-7385
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    • Author(s)
      Ryoji Tanabe
    • Journal Title

      Proceedings of ACM Genetic and Evolutionary Computation Conference 2015

      Volume: 1 Pages: 1493-1494

    • DOI

      10.1145/2739482.2764671

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    • Author(s)
      Claus de Castro Aranha, Ryoji Tanabe, Romain Chassagne, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      Volume: 1 Pages: 877-884

    • DOI

      10.1109/cec.2015.7257133

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    • Author(s)
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation

      Volume: 1 Pages: 2018-2025

    • DOI

      10.1109/cec.2015.7256983

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    • Author(s)
      田邊遼司, 串田淳一, 畠中利治
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      Journal of The Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 54 Issue: 8 Pages: 567-572

    • DOI

      10.11499/sicejl.54.567

    • NAID

      130005094579

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
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      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
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      Proceedings of Parallel Problem Solving from Nature (PPSN-2014)

      Volume: 1 Pages: 201-210

    • DOI

      10.1007/978-3-319-10762-2_20

    • ISBN
      9783319107615, 9783319107622
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  • [Journal Article] On the Pathological Behavior of Adaptive Differential Evolution on Hybrid Objective Functions2014

    • Author(s)
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of ACM Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO-2014)

      Volume: 1 Pages: 1335-1342

    • DOI

      10.1145/2576768.2598322

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  • [Journal Article] Improving the Search Performance of SHADE Using Linear Population Size Reduction2014

    • Author(s)
      Ryoji Tanabe, Alex Fukunaga
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC-2014)

      Volume: 1 Pages: 1658-1665

    • DOI

      10.1109/cec.2014.6900380

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      田邊遼司, 福永Alex
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      富士通株式会社川崎工場(神奈川県川崎市)
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      第10回進化計算学会研究会
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      富士通株式会社川崎工場(神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      2016-03-17
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  • [Presentation] 適応DEの適応メカニズムの解析2015

    • Author(s)
      田邊遼司, 福永Alex
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      第9回進化計算学会研究会
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      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-09-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Expensive Optimizationにおける進化アルゴリズムのEvolvabilityについて2015

    • Author(s)
      田邊遼司, 福永Alex
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      第29回人工知能学会全国大会,
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学(北海道函館市)
    • Year and Date
      2015-05-30
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Expensive Scenario での多峰性関数における進化アルゴリズムの Evolvability について2015

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      田邊遼司, 福永Alex
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      第42回知能システムシンポジウム
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      北野プラザ六甲荘 (兵庫県神戸市)
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      2015-03-17 – 2015-03-18
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  • [Presentation] Application of Auto-Adaptive Evolutionary Algorithms to the History Matching Problem,2014

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      Claus de Castro Aranha, Romain Chassagne, Ryoji Tanabe
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      進化計算シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      安芸グランドホテル (広島県廿日市)
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      2014-12-20 – 2014-12-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 解の評価に時間がかかる問題におけるDEのParameter Study2014

    • Author(s)
      田邊遼司, 福永Alex
    • Organizer
      進化計算シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      安芸グランドホテル (広島県廿日市)
    • Year and Date
      2014-12-20 – 2014-12-21
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      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 (SSI-2014)
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス (岡山県岡山市)
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      2014-11-21 – 2014-11-23
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  • [Presentation] DEにおけるExponential Crossoverの再評価2014

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      第7回進化計算学会研究会
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      近畿大学東大阪キャンパス (大阪府東大阪市)
    • Year and Date
      2014-08-28 – 2014-08-29
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  • [Presentation] Linear Population Size Reductionを用いたSHADE2014

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      田邊遼司, 福永Alex
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      第5回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-02
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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] Ryoji Tanabe's Home Page

    • URL

      https://sites.google.com/site/tanaberyoji/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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