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進化型計算における新たな適応度景観予測手法の提案

Research Project

Project/Area Number 16J10941
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Soft computing
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

長谷川 拓  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords進化計算 / 劣個体数分布 / deep learning / 進化型計算 / 適応度景観 / 遺伝的プログラミング / Deep Learning / 劣個体分布 / CMA-ES / DII-Analysis
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,まず進化型計算の deep learning への適用研究について検討をした.研究計画通り,階層構造によるネットワークの表現を用いた構造最適化手法についても検討し,学習コストの観点から実現可能性を検討した.
また,初年度から続けている P3-DII の研究について実応用のためのアルゴリズムの並列化に関する研究に取り組んだ.並列化手法の実現について,いくつかのアイディアを検討し,そのうちの1つである島モデル型の手法を実装した.この手法についてベンチマーク問題を用いて従来手法と比較検討することにより,計算を効率化することが可能な上,本来P3がもつ探索性能も維持できるという有用性を示した.
続いて,多目的最適化のためのパレートフロント推定手法として,ベジエ単体を用いた近似手法に対して確率モデルを導入することにより,ノイズがある解集合を効率的に利用する手法を提案した.ベンチマーク問題を用いた数値実験により,従来手法と比べて良い性能であることを示し,その有用性を発表した.
さらに,昨年から引き続き行っていた遺伝的プログラミングの新しい手法について,オープンソースとして一般に公開をするため,手法を整理し再構築した..
その他の研究として,前述の deep learning を実問題へ適用する際に,入力に欠測が起こりうる場合における,効率的な学習法を提案し有効性を示した.加えて,理論的に解析をしたことにより,学習時の理想的な代入値を導くことに成功し,さらにその推定手法も提案することにより,提案手法の応用範囲を拡大した.これにより,多くの実問題に対応することが可能となった.一方で,理論値を導いた際に問題に対していくつかの仮定を置いたため,その仮定を満たさない状況下における代入値に関する議論は今後の課題となっている.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results)

  • [Int'l Joint Research] Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg(Germany)

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    • Author(s)
      長谷川拓,森直樹,松本啓之亮
    • Journal Title

      Transaction of the Japanese Society for Evolutionary Computation

      Volume: 8 Issue: 2 Pages: 52-60

    • DOI

      10.11394/tjpnsec.8.52

    • NAID

      130006342387

    • ISSN
      2185-7385
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 劣個体分布に基づく DII analysis の提案と応用2016

    • Author(s)
      長谷川拓,井上和之,荒木悠太,森直樹,松本啓之亮
    • Journal Title

      進化計算学会論文誌

      Volume: 7 Pages: 13-23

    • NAID

      130005420390

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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      Taku Hasegawa, Takuya Fukushima and Tomoharu Nakashima
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      Taku Hasegawa, Tomoharu Nakashima
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  • [Presentation] Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure for Software Evolution2018

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      Taku Hasegawa, Naoki Mori, Keinosuke Matsumoto
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      Hironori Yamamoto, Taku Hasegawa, Mori Naoki, Keinosuke Matsumoto
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      2018年度 人工知能学会全国大会
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  • [Presentation] 欠損値のない学習用データが利用可能な 場合における欠損値に対してロバストな 学習法2018

    • Author(s)
      福島 卓弥,長谷川 拓,中島 智晴
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      第14回 コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
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  • [Presentation] Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure2017

    • Author(s)
      Taku Hasegawa, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
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      Naoki Mori, Kento Tsukada, Taku Hasegawa and Keinosuke Matsumoto
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      Genetic and Evolutionary Computation Conference 2017 (GECCO 2017)
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  • [Presentation] Automatic Music Composition System Based on Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure2017

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      Hironori Yamamoto, Taku Hasegawa, Kaiki Tsuchie, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
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      The 6th Asian Conference on Information Systems
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      Manami Kondoh,Kiyohito Fukuda,Taku Hasegawa,Keinosuke Matsumoto and Naoki Mori
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      The 6th Asian Conference on Information Systems
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  • [Presentation] 離散最適化における近傍範囲を考慮した局所探索の解析2017

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      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      第 61 回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI’17)
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      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会 システム 産業計測制御合同研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 多層個体群を有する遺伝的プログラミングの提案2016

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      長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      進化計算シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      千葉県九十九里
    • Year and Date
      2016-12-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] RSEモデルを導入したCMA-ESの拡張2016

    • Author(s)
      塚田 健斗,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • Place of Presentation
      伊豆高原 五景館
    • Year and Date
      2016-12-01
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多層個体群を有する遺伝的プログラミングを用いた音楽自動生成システムの提案2016

    • Author(s)
      土江 海輝,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • Place of Presentation
      伊豆高原 五景館
    • Year and Date
      2016-12-01
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散問題における近傍範囲を考慮した局所探索の解析2016

    • Author(s)
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • Place of Presentation
      伊豆高原 五景館
    • Year and Date
      2016-12-01
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of Parameter-Less Population Pyramid on the Local Distribution of Inferior Individuals2016

    • Author(s)
      Taku Hasegawa, Yuta Araki, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • Organizer
      IES2016
    • Place of Presentation
      Canberra
    • Year and Date
      2016-11-16
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CMA-ES with Surrogate Model Adapting to Fitness Landscape2016

    • Author(s)
      Kento Tsukada, Taku Hasegawa, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto:
    • Organizer
      IES 2016
    • Place of Presentation
      Canberra
    • Year and Date
      2016-11-16
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Convolutional Neural Network Model Based on an Evolutionary Approach For Interactive Picture Book2016

    • Author(s)
      Saya Fujino, Taku Hasegawa, Miki Ueno, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • Organizer
      IES2016
    • Place of Presentation
      Canberra
    • Year and Date
      2016-11-16
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] P3-DII における劣個体数分布の推定手法の解析2016

    • Author(s)
      長谷川 拓,荒木 悠太,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会C部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学 六甲台第2キャンパス
    • Year and Date
      2016-08-31
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] RSEモデルを導入したCMA-ESによる実数値最適化2016

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      塚田 健斗,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      電気学会 C部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学 六甲台第2キャンパス
    • Year and Date
      2016-08-31
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 解空間における劣個体分布に基づく適応度景観の解析2016

    • Author(s)
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • Organizer
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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