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個と集団間の相互作用に着目した統合的協調手法の研究

Research Project

Project/Area Number 16J11980
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

杉山 歩未  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)

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: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsマルチエージェントシステム / 分業創発 / 継続性 / 自律性 / マルチエージェント / 継続協調巡回問題 / 変化への柔軟性 / 持続可能性 / 自己組織化 / 自律分散システム / タスク割り当て問題
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,多様な能力を持つエージェント群においてミクロ的な視点の(1)自律的行動決定,(2)「個」と「個」の協調と,マクロ的な視点の(3)集団としての協調・集団間の協調との相互作用に着目し,これらを統合することで,(4)変化に柔軟で低コストかつ高効率な自律分散システムを実現する基本メカニズムを解明することを目的とし,具体的な問題としてマルチエージェント巡回問題を扱ってきた.
本年度は,計画通り昨年までに検証した分業創発の知見をタスク割当問題および巡回問題における領域交渉手法への応用を通じて評価した.複雑な通信・交渉を利用せず,個々が独立に学習する中で全体での協調状態を創発させるという本質の部分は応用可能であるという示唆を得た.
また,最終年度であるため成果をとりまとめ対外的に公表することにも尽力した.昨年までの複数の結果に新たな結果を加えて体系的に整理し,筆頭著者として1件の国際論文誌と1件の国際会議に採択された.これらの成果は学位論文としてもとりまとめ,受理されている.
当初の計画では実機での検証を行う予定であった.しかし,検討段階で実機応用のためには自律的な時間的分業が必要だと分かり,そちらを優先して取り組んだ.これまでの成果から,連続活動時間の制約がある環境では空間的分業だけではなく,いつ巡回するかという時間的な視点が重要だと分かった.しかし,多くの研究では継続性のための時間的な行動調整は議論されていなかった.そこで本年度は,エージェントが自身の活動と休止の周期を学習する手法を提案し,空間的だけでなく時間的にも行動を調整する手法を提案した.評価実験の結果,環境に応じて異なる活動周期を学習し,適切な活動周期が不明な場合でも全体として効率的な巡回を実現した.本成果および問題提起は継続的なシステム実現のため重要であり,本課題のみならず広く分野での発展が期待される.

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

    (27 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Learning of Activity Cycle Length Based on Battery Limitation in Multi-Agent Continuous Cooperative Patrol Problems2019

    • Author(s)
      Ayumi Sugiyama, Lingying Wu, Toshiharu Sugawara
    • Journal Title

      Proceedings of the 11th International Conference on Agents and Artificial Intelligence

      Volume: - Pages: 62-71

    • DOI

      10.5220/0007567400620071

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Task Allocation Method with Shared Task Utility and the Learning of Individual Preference2018

    • Author(s)
      飯嶋 直樹, 杉山 歩未, 早野 真史, 菅原 俊治
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J101-D Issue: 9 Pages: 1265-1275

    • DOI

      10.14923/transinfj.2017SAP0009

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2018-09-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 通信制限のある複数エージェントの協調連続巡回問題における担当領域の重複とその抑制手法の提案2018

    • Author(s)
      吉村 祐, 杉山 歩未, 菅原 俊治
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌数理モデル化と応用

      Volume: 11 Pages: 50-62

    • NAID

      170000149657

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emergence of divisional cooperation with negotiation and re-learning and evaluation of flexibility in continuous cooperative patrol problem2018

    • Author(s)
      Sugiyama Ayumi、Sea Vourchteang、Sugawara Toshiharu
    • Journal Title

      Knowledge and Information Systems

      Volume: 速報版のため未定 Issue: 3 Pages: 1587-1609

    • DOI

      10.1007/s10115-018-1285-8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frequency-Based Multi-agent Patrolling Model and Its Area Partitioning Solution Method for Balanced Workload2018

    • Author(s)
      Sea Vourchteang、Sugiyama Ayumi、Sugawara Toshiharu
    • Journal Title

      Springer Lecture Note in Computer Science

      Volume: 10848 Pages: 530-545

    • DOI

      10.1007/978-3-319-93031-2_38

    • ISBN
      9783319930305, 9783319930312
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of Robustness to Environmental Changes by Autonomous Divisional Cooperation in Multi-Agent Cooperative Patrol Problem2017

    • Author(s)
      Ayumi Sugiyama and Toshiharu Sugawara
    • Journal Title

      LNCS

      Volume: -

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] マルチエージェント継続巡回問題における分割的協調のための効率的な自律的タスク割当手法2016

    • Author(s)
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 菅原 俊治
    • Journal Title

      エージェント合同シンポジウム (JAWS2016)予稿集

      Volume: -

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effective Task Allocation by Enhancing Divisional Cooperation in Multi-Agent Continuous Patrolling Tasks2016

    • Author(s)
      Ayumi Sugiyama, Sea Vourchteang and Toshiharu Sugawara
    • Journal Title

      Proceedings of the 28th IEEE International Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI 2016)

      Volume: - Pages: 33-40

    • DOI

      10.1109/ictai.2016.0016

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analysis of Task Allocation Based on Social Utility and Incompatible Individual Preference2016

    • Author(s)
      Naoki Iijima, Masashi Hayano, Ayumi Sugiyama and Toshiharu Sugawara
    • Journal Title

      Proceedings of the 21st Conference on Technologies and Applications of Artificial Intelligence (TAAI 2016)

      Volume: - Pages: 24-31

    • DOI

      10.1109/taai.2016.7880161

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マルチエージェント巡回問題における効果的な領域分割配置による効率化2019

    • Author(s)
      服部 克哉,杉山 歩未,菅原 俊治
    • Organizer
      社会システムと情報技術研究ウィーク
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 巡回問題における能力の異なる複数エージェントの自律的な行動決定手法2019

    • Author(s)
      岩田 裕登,杉山 歩未,菅原 俊治
    • Organizer
      社会システムと情報技術研究ウィーク
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント継続協調巡回問題における位置情報を利用したふるまいの類似度推定2018

    • Author(s)
      杉山 歩未, Vourchteang Sea, 菅原 俊治
    • Organizer
      電子情報通信学会 人工知能と知識処理研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント継続協調巡回問題における知識の引き継ぎのためのふるまいの類似度推定2018

    • Author(s)
      杉山 歩未, 菅原 俊治
    • Organizer
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント探索問題における粗視化とフィルタリングの統合手法による領域分割について2018

    • Author(s)
      湯徳 尊久, 杉山 歩未, 菅原 俊治
    • Organizer
      第80回情報処理全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 通信制限のある複数エージェントの協調巡回清掃問題における担当領域の 重複とその抑制手法の提案2018

    • Author(s)
      吉村 祐, 杉山歩未, 菅原俊治
    • Organizer
      第117回情報処理学会数理モデル化と問題解決研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント継続協調巡回問題における分業によるロバスト性の向上2017

    • Author(s)
      杉山 歩未, 菅原 俊治
    • Organizer
      第31回人工知能学会全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of Robustness to Environmental Changes by Autonomous Divisional Cooperation in Multi-Agent Cooperative Patrol Problem2017

    • Author(s)
      Ayumi Sugiyama and Toshiharu Sugawara
    • Organizer
      15th International Conference on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adaptive Task Allocation Based on Social Utility and Individual Preference in Distributed Environments2017

    • Author(s)
      Naoki Iijima, Ayumi Sugiyama, Masashi Hayano and Toshiharu Sugawara
    • Organizer
      21st International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 継続協調巡回問題における分業創発と環境変化への追従性2017

    • Author(s)
      杉山歩未, Vourchteang Sea, 早野真史, 菅原俊治
    • Organizer
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 分散環境における希望順位戦略の学習機能を備えたタスク割り当て手法の提案と評価2017

    • Author(s)
      飯嶋直輝, 杉山歩未, 早野真史, 菅原俊治
    • Organizer
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント継続協調巡回における分業の創発と変化に対する柔軟性の評価2017

    • Author(s)
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 早野 真史, 菅原 俊治
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 効率的なタスク割り当てのための希望順位戦略の自律的学習法の提案2017

    • Author(s)
      飯嶋 直輝, 杉山 歩未, 早野 真史, 菅原 俊治
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第34回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 領域分割を用いたマルチエージェントの巡回清掃問題における重複抑制手法の提案2017

    • Author(s)
      吉村 祐, 杉山歩未, 菅原俊治
    • Organizer
      人工知能と知識処理研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント継続巡回問題における分割的協調のための効率的な自律的タスク割当手法2016

    • Author(s)
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 菅原 俊治
    • Organizer
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム(日本ソフトウエア科学会, 電子情報通信学会, 人工知能学会, 情報処理学会)
    • Place of Presentation
      岐阜羽島
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチエージェント巡回清掃における直接的な通信を用いた分業促進手法2016

    • Author(s)
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 菅原 俊治
    • Organizer
      人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2016-06-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 優先度の存在する領域における強化学習を用いたマルチエージェントパトロール手法2016

    • Author(s)
      小瀬木晴信, 杉山歩未, 菅原俊治
    • Organizer
      人工知能と知識処理研究会(電子情報通信学会)
    • Place of Presentation
      湯布院
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 探索問題におけるフィルタリングと粗視化を用いたマルチエージェント強化学習について2016

    • Author(s)
      湯徳 尊久, 杉山 歩未, 菅原 俊治
    • Organizer
      人工知能と知識処理研究会(電子情報通信学会)
    • Place of Presentation
      湯布院
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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

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