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Evolving Artificial Intelligence for Swarm Robotics on Cloud Computing

Research Project

Project/Area Number 17K00302
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Matsumura Yoshiyuki  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (50362108)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsクラウド計算 / GPU計算 / エージェントシミュレーション / 複雑ネットワーク / 繊維・アパレル産業 / 企業間取引関係 / ネットワーク分析 / 企業間取引 / 人工社会 / エージェントベースモデリング / ネットワーク構造形成過程の再現 / 分散計算環境 / マルチエージェントシミュレーション / 群挙動の創発 / 人工知能 / 人工社会シミュレーション / モデル産業 / 企業間取引ネットワーク分析 / ハブ企業 / クラウド計算環境 / スワームロボティクス / 創発的群挙動 / 社会システムデザインへの応用 / エージェント / システム工学 / 機械学習 / ネットワーク
Outline of Final Research Achievements

Cloud computing (including GPU) was used to design artificial neural network for swarm robotic system. The various levels of agent-based modeling have been addressed to build new theory of plastic swarm intelligent systems for the emergence of the collective behavior. Especially, in this research, textile industry was focused on as the model of industry in the artificial society. The agent-based model was designed and tested based on qualitative information on Japanese textile and apparel industries.
Consequently, network analysis revealed power-law properties and the structures of centralized hub companies. Moreover, in the simulation experiments, the centralizations of the networks generated by the agent-based model due to innovation in ICT and logistics technology were illustrated. Therefore, one of the predicted cases regarding changes that occur in the B2B networks was explained as centralizations to hub companies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

空間の影響の増大に応じて、ネットワーク直径は正に反応し、集団中最大の次数中心性は負に反応した。また、空間の影響を国内産業の文脈で置き換えるために、JPY/USD為替変動との実際のネットワーク指標の関係を相関分析によって再分析も実施し、学術的意義を示せた。
産業を企業のネットワークと見なした複合的な観点に基づくネットワーク分析や、企業の振る舞いを模したネットワーク生成のシミュレーション実験が、多様な産業の連携を実現する社会設計の手法として有用であることも示し、社会的意義があった。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] A Case Study of the Formation of BtoB Networks Caused by the Information Industrialization of the Japanese Textile and Apparel Industry2020

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之、星野 雄介
    • Journal Title

      JOURNAL of the JAPAN RESEARCH ASSOCIATION for TEXTILE END-USES

      Volume: 61 Issue: 7 Pages: 533-541

    • DOI

      10.11419/senshoshi.61.7_533

    • NAID

      130007879843

    • ISSN
      0037-2072, 1884-6599
    • Year and Date
      2020-07-25
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 深層強化学習とDeep Neuroevolutionによるロボティックスワームの群れ行動生成と解析2020

    • Author(s)
      森本大智、平賀元彰、大倉和博、松村嘉之
    • Journal Title

      システム制御情報学会論文誌

      Volume: Vol. 33, No. 5 Pages: 163-170

    • NAID

      130007887748

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Centralized Business-to-Business Networks in the Japanese Textile and Apparel Industry: Using Network Analysis and an Agent-Based Model2019

    • Author(s)
      Y. Ogai, Y. Matsumura, Y. Hoshino, T. Yasuda, K. Ohkura
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 31 Issue: 4 Pages: 546-557

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0546

    • NAID

      130007691501

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • Year and Date
      2019-08-20
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 繊維・アパレル産業における取引関係の経年変化 (2005-2010) ―複雑ネットワークのマクロ的指標に基づく為替変動との回帰分析―2019

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之、星野雄介
    • Journal Title

      日本繊維製品消費科学会誌

      Volume: Vol. 60, No. 5 Pages: 29-35

    • NAID

      130007653190

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 繊維・アパレル産業におけるハブ企業に着目した企業間取引ネットワークの変化(2005-2010) ―中心性に基づく為替変動との回帰分析―2019

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之、星野雄介
    • Journal Title

      日本繊維製品消費科学会誌

      Volume: Vol. 60, No. 6 Pages: 41-47

    • NAID

      130007666682

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changing Structures of BtoB Networks on Japanese Textile and Apparel Industry: Economic Relations between Core-Networks and Periphery-Networks from the Perspective of Complex Systems2019

    • Author(s)
      Y. Ogai, Y. Matsumura, Y. Hoshino
    • Journal Title

      Fashion and Textile

      Volume: Vol. 7, No. 5 Issue: 1 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1186/s40691-019-0198-9

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 繊維・アパレル産業における取引関係の経年変化 (2005-2010) ―複雑ネットワークのマクロ的指標に基づく為替変動との回帰分析―2019

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之、 星野雄介
    • Journal Title

      日本繊維製品消費科学会

      Volume: -

    • NAID

      130007653190

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  • [Journal Article] 繊維・アパレル産業におけるハブ企業に着目した 企業間取引ネットワークの変化(2005-2010) ―中心性に基づく為替変動との回帰分析―2019

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之、 星野雄介
    • Journal Title

      日本繊維製品消費科学会

      Volume: -

    • NAID

      130007666682

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Approaching Indirectly to Complementors and Taking Neutral Position in Platform: Exploratory Research on the Progression from a Start-Up to a Platform Leader2018

    • Author(s)
      Yusuke Hoshino and Yoshiyuki Matsumura
    • Journal Title

      International Journal of Entrepreneurship and Small Business

      Volume: 35 Issue: 3 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1504/ijesb.2018.10010393

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      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complex Network Analyses on BtoB networks on Japanese Textile and Apparel Industry2017

    • Author(s)
      小粥勇作,松村嘉之,大谷毅,高寺政行,星野雄介,保田俊行,大倉和博
    • Journal Title

      JOURNAL of the JAPAN RESEARCH ASSOCIATION for TEXTILE END-USES

      Volume: 58 Issue: 7 Pages: 590-598

    • DOI

      10.11419/senshoshi.58.7_590

    • NAID

      130005858762

    • ISSN
      0037-2072, 1884-6599
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Swarm視点でのAI群戦略の有効性について:繊維関連業界取引関係データから生存戦略を捉えるには?2020

    • Author(s)
      松村嘉之
    • Organizer
      第24回ナノテク高機能テキスタイル基盤技術研究会
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    • Invited
  • [Presentation] Predator-Preyモデルにおける群れ行動生成とその定量的計測手法2020

    • Author(s)
      福頼征弥、平賀元彰、大倉和博、松村嘉之
    • Organizer
      システム制御情報学会研究発表講演会
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  • [Presentation] DQNとDeep-Neuroevolutionによるロボティックスワームの群れ行動生成と解析2020

    • Author(s)
      森本大智、平賀元彰、大倉和博、松村嘉之
    • Organizer
      システム制御情報学会研究発表講演会
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  • [Presentation] 深層強化学習によるロホティックスワームの群れ行動生成とその制御器解析2020

    • Author(s)
      鉄山法隆、森本大智、平賀元彰、大倉和博、松村嘉之
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
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  • [Presentation] Deep Neuroevolutionによるロボティックスワームの二点間往復タスクにおける群れ行動の生成2020

    • Author(s)
      森本大智、平賀元彰、大倉和博、松村嘉之
    • Organizer
      人工知能学会全国大会
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  • [Presentation] BtoB Networks in the Japanese Textile and Apparel Industry2019

    • Author(s)
      Y. Matsumura and Y. Ogai
    • Organizer
      The Fiber Society’s Spring 2019 Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trends based on Emotion and Reach on Twitter2019

    • Author(s)
      Y. Matsumura, S. Fukawa, N. Izyang and Y. Ogai
    • Organizer
      Comfort and Smart Textile International Symposium (CSTIS)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes in the BtoB Networks with Exchange Rate: A case of Japanese Textile and Apparel Industry2019

    • Author(s)
      Y. Ogai, Y. Matsumura and Y. Hoshino
    • Organizer
      Textile Bioengineering and Informatics Symposium (TBIS)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Information on Photos and Its Reflection of Cultural Differences: A Case Study of Visual Content on Instagram2019

    • Author(s)
      N. Izyang, Y. Ogai, Y. Matsumura and Y. Hoshino
    • Organizer
      Asian Textile Conference (ATC)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スワーム:複雑系の観点からAI群戦略を繊維関連業界データをヒントに評価分析できないでしょうか?2019

    • Author(s)
      松村嘉之
    • Organizer
      第18回複雑系マイクロシンポジウム(CSMS2019)
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    • Invited
  • [Presentation] 進化する人工知能:ここ20年ぐらいの基礎研究レベルで”出来そうかな?”が見えてきた事例(複雑系の繊維関連業界の視点から)2019

    • Author(s)
      松村嘉之
    • Organizer
      2018年度機能性高分子材料研究総会
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    • Invited
  • [Presentation] 繊維産業の企業間取引ネットワークにおけるコア・ペリ構造としての国際企業と国内産業2019

    • Author(s)
      小粥勇作、松村嘉之
    • Organizer
      第18回複雑系マイクロシンポジウム(CSMS2019)
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  • [Presentation] 社会システムとしてのネットワーク構造の集中化と分散化2019

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      小粥勇作、松村嘉之
    • Organizer
      第61回システム工学部会研究会
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  • [Presentation] プロスポーツ選手の育成システムにおけるドラフト制度の影響2019

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      六川 雄真、松村 嘉之
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      第14回日本感性工学会春季大会
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  • [Presentation] プロスポーツ選手の育成システムに資する地域振興の考察 ー野球を題材にした出身地の地方間格差の視点からの分析を 通じてー2019

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      六川 雄真、松村 嘉之
    • Organizer
      日本機械学会 北陸信越支部 第56期総会・講演会
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  • [Presentation] 日本人とアメリカ人のツイートに対する意識の比較2019

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      府川周平、松村 嘉之
    • Organizer
      日本繊維製品消費科学会第53回卒業論文発表会
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  • [Presentation] Agent-Based Modeling and Complex Network Analysis for Clarifying Changes in the Japanese Textile and Apparel Industry B2B Networks2018

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      Yusaku Ogai, Yoshiyuki Matsumura, Yusuke Hoshino, Masanori Goka, Toshiyuki Yasuda, Kazuhiro Ohkura
    • Organizer
      The 22nd Asia Pacific Symposium on Intelligent and Evolutionary Systems (IES2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 技術革新がもたらす繊維・アパレル産業の企業間取引ネットワークの変遷2018

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      小粥勇作、松村嘉之
    • Organizer
      第21回日本感性工学会大会
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  • [Presentation] マダコの行動特性を考慮した人工社会モデルの構築2018

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      小粥勇作,清澤周平,森山徹,松村嘉之
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      ロボット・メカトロニクス講演会2018
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  • [Presentation] 距離の価値変化に着目した企業間取引ネットワーク構造変動に関する人工社会実験2018

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      小粥勇作、松村嘉之
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      システム制御情報学会研究発表講演会
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  • [Presentation] Twitterを用いた日本音楽業界の流行予測2018

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      大沼知世、小粥勇作、松村嘉之
    • Organizer
      第12回Webインテリジェンスとインタラクション研究会
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      小粥勇作、松村嘉之、 星野雄介
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      2018年度 精密工学会 北海道支部 学術講演会
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  • [Presentation] SNS における口コミとオンラインショップの売上に関するシミュレーション2018

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      星野雄介、松村嘉之
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      2018年度 精密工学会 北海道支部 学術講演会
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      小粥勇作,松村嘉之,高寺政行,大谷毅,星野雄介,保田俊行,大倉和博
    • Organizer
      日本繊維製品消費科学会2017 年度年次大会
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  • [Presentation] 繊維産業の企業間取引ネットワークの分析とマルチエージェント・シミュレーション実験2017

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      小粥勇作,松村嘉之
    • Organizer
      第27回インテリジェント・システム・シンポジウム
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  • [Presentation] 企業間取引ネットワークの歴史と生物進化におけるネットワークの集中化と分散化 ―学習アルゴリズムを実装した人工生命によるシミュレーション実験―2017

    • Author(s)
      小粥勇作,松村嘉之
    • Organizer
      第18回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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