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A modeling and evaluation method for large-scale systems using scene transition nets

Research Project

Project/Area Number 16K06198
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionAichi University of Technology

Principal Investigator

Tateyama Takeshi  愛知工科大学, 工学部, 教授(移行) (70336527)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsモデリング / シミュレーション / 大規模システム / 離散・連続混合システム / 場面遷移ネット / 機械学習 / マルチエージェントシステム / 最適化 / マルチエージェント / 強化学習 / 情報システム / system of systems / System of Systems
Outline of Final Research Achievements

The goal of this research is to evaluate large-scale systems using scene transition nets (STN), which is a modeling and simulation method for discrete-continuous hybrid systems. The applicant obtained the following results. (1)Many large-scale systems include a variety of uncertainties (e.g. behaviors of humans) and unobservable states (hidden states) for users. In such cases, it is essential to predict the hidden states and to examine the effects by using simulation. I proposes a modeling method using STN and hidden Markov models (HMM) for large-scale systems including hidden states. (2)The proposed method treats large-scale systems as complicated multi-agent and discrete-continuous hybrid systems. I propose a new strategy using exploitation agents and exploration agents for parallel reinforcement learning to optimize the multi-agent systems. (3)In order to speed up STN simulation, I constructed a base of simulation systems using GPU.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象とするシステムは、System of Systems(SoS)の対象となるような大規模・複雑システムであることが学術的特色の一つである。また、産業システムは今後さらに大規模・複雑化が進む傾向にあると予想されるため、本研究の成果は学術および産業の発展に大きく寄与できる可能性があり、意義深いものであるといえる。また、本研究で開発するモデリング・シミュレーションシステムは、既存の多種多様なシミュレータを統合し,それぞれの相互作用を実現するという位置づけであるため、既存研究で開発されたモデリング・シミュレーション技術の適用範囲を広め、さらに発展性を高めるという可能性があるという特色も持つ。

Report

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

    (13 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (13 results)

  • [Presentation] 実社会システムの高度なAI化を目指した機械学習技術の応用に関する研究 (第2報)2018

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      電気学会システム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 探索の役割分担の概念を導入した経験共有マルチエージェント強化学習システム2018

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      平成30年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習による画像認識を用いた自動製品検査システム(第2報)2018

    • Author(s)
      舘山武史, 成田浩久, 永野佳孝, 高橋諒士, 藤本英雄
    • Organizer
      第28回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 舘山武史: 学習経験共有型マルチエージェント強化学習の探索戦略に関する一提案2018

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 役割分担を考慮して組織学習を行う経験共有マルチエージェント強化学習システム2018

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      電気学会システム研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習による画像認識を用いた自動製品検査システム2018

    • Author(s)
      舘山武史, 成田浩久, 永野佳孝, 高橋諒士, 山磨誠治, 藤本英雄
    • Organizer
      電気学会システム研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 探索エージェントを導入した経験共有マルチエージェント強化学習の大規模環境への適用可能性の検討2018

    • Author(s)
      舘山 武史, 鈴木 星斗
    • Organizer
      計測自動制御学会第45回知能システムシンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 場面遷移ネットを用いた離散・連続混合システムのモデリング2017

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      パーティクルフィルタ研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 実社会システムの高度なAI化を目指した機械学習技術の応用に関する研究2017

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      電気学会システム研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 場面遷移ネットと隠れマルコフモデルを用いた不確定要素を含むサービスシステムのモデリング手法2017

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      平成29年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 学習状況および環境の変化に適応可能な組織論に基づくマルチエージェント強化学習システム2017

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2017(SSI2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大規模・複雑システムの最適化・効率化を実現するために機械学習技術に関する研究(第2報)2016

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      電気学会システム研究会
    • Place of Presentation
      電力中央研究所
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 場面遷移ネットを用いた大規模複雑システムのモデリングとシミュレーション2016

    • Author(s)
      舘山武史
    • Organizer
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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

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