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Development of new computational intelligence techniques fusing the optimization techniques using nonlinear dynamics and the machine learning technologies for the real applications

Research Project

Project/Area Number 16K00324
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Soft computing
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Okamoto Takashi  千葉大学, グローバルプロミネント研究基幹, 特任准教授 (40451752)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords大域的最適化 / システム工学 / ソフトコンピューティング / 機械学習 / 計算知能 / ニューラルネットワーク / 非線形力学
Outline of Final Research Achievements

In this research, new computational intelligence techniques fusing the optimization techniques using nonlinear dynamics and the machine learning technologies for the real applications has been developed. Specifically, a fast solver for the network routing problems using a redundant paths removing techniques and the sequential minimal optimization has been developed. Applications of the optimization techniques using the nonlinear dynamics to the deep learning have been investigated, and then, a new deep learning algorithm has been developed. A new Pareto solution visualization method using the self-organizing maps and its derived method has been developed. A new optimization techniques using the nonlinear dynamics without the parameter tuning and its parallelization have been developed. Then, the computational intelligence techniques including the developed methods in this research have been applied to the real problems; consequently, their effectiveness have been confirmed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昨今,人工知能技術が大きな注目を集めているが,その根幹をなすのが,機械学習と最適化技術を中心とする計算知能技術である。本研究課題は,この計算知能技術のうち,非線形力学系を用いた最適化手法と機械学習の融合技術の開発に関するものである。また,その有用性を実問題を用いて検証しており,計算知能技術,ひいては人工知能技術の発展に資する研究成果であるといえる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Optimization of Water Supply Pump Operation Scheduling Using Branch and Bound Method2018

    • Author(s)
      竹内 一生,小圷 成一,岡本 卓,伊藤 智義,下馬場 朋禄
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 138 Issue: 10 Pages: 1287-1288

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.1287

    • NAID

      130007491060

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • Year and Date
      2018-10-01
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An efficiency improvement of the equilibrium solution search on the selfish routing game by removing redundant paths2016

    • Author(s)
      K. Yoshida, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 234-241

    • DOI

      10.9746/jcmsi.9.234

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      金谷 凌,小圷 成一,岡本 卓,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • Organizer
      電気学会 システム/産業計測制御合同研究会
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      電気学会 システム/産業計測制御合同研究会
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      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
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      K. Toyoda, T. Okamoto, S. Koakutsu
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      SICE Annual Conference 2017
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      長谷川 翼,岡本 卓,仲吉 良彰,矢野 和隆,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
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      電気学会 システム/産業計測制御合同研究会
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      S. Minami, T. Okamoto, S. Koakutsu, T. Shimobaba, T. Ito
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      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一
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      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
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      薗部 達哉,岡本 卓,小圷 成一
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      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
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      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一
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      第56回 システム工学部会研究会
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      大阪府大阪市
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  • [Presentation] SMOを用いた利己的経路選択ゲーム問題の均衡解探索の高速化2016

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      樋田 一博,吉田 皓一,岡本 卓,小圷 成一
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      第10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
      富山県富山市
    • Year and Date
      2016-12-16
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  • [Presentation] 遺伝的プログラミングを用いた多点型準カオス最適化手法のパラメータ調整則設計2016

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      笛田 翔,岡本 卓,小圷 成一
    • Organizer
      進化計算シンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      千葉県長生郡一宮町
    • Year and Date
      2016-12-10
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 冗長経路の除去によるネットワーク経路選択問題の解探索の高速化2016

    • Author(s)
      吉田 皓一,岡本 卓,小圷 成一
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2016
    • Place of Presentation
      滋賀県大津市
    • Year and Date
      2016-12-06
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  • [Presentation] パラメータ最適化を伴ったSOM-NGを用いたパレート解の可視化2016

    • Author(s)
      小林 祐介,岡本 卓,小圷 成一
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2016
    • Place of Presentation
      滋賀県大津市
    • Year and Date
      2016-12-06
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  • [Presentation] A pareto optimal solution visualization method using SOM-NG with learning parameter optimization2016

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • Organizer
      IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics 2016
    • Place of Presentation
      Budapest, Hungary
    • Year and Date
      2016-10-09
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] "An efficient improvement of the optimal routing search on the network routing problem by removing redundant paths2016

    • Author(s)
      K. Yoshida, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2016
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2016-09-20
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GPUを用いた多点型カオス最適化手法の高速化2016

    • Author(s)
      唐子 顕児, 岡本 卓, 小圷 成一
    • Organizer
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2016-08-31
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  • [Presentation] ラグランジュ関数の鞍点探索法を用いたサポートベクターマシンの学習2016

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      村上 敬祐, 岡本 卓, 小圷 成一
    • Organizer
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2016-08-31
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  • [Presentation] A Basis Function Consolidation Method of Radial Basis Function Networks2016

    • Author(s)
      T. Shimizu, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • Organizer
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2016-08-31
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  • [Presentation] 学習データの分布に基づいた楕円形基底関数を用いたラジアル基底関数ネットワーク2016

    • Author(s)
      杉浦 宏樹, 岡本 卓, 小圷 成一
    • Organizer
      第9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
      千葉県千葉市
    • Year and Date
      2016-07-08
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      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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