An evolutionary automatic programming method and its application to autonomous mobile robots

• Project/Area Number: 19300043
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent informatics
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: NAGAO Tomoharu Yokohama National University, 大学院・環境情報研究院, 教授 (10180457)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OGINO Shintaro 横浜国立大学, ベンチャービジネスラボラトリ, 講師 (00401703)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2008: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2007: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
• Keywords: 人工知能 / 知能ロボティクス / 機械学習 / 情報システム / 知能機械 / 自動プログラミング / 進化計算法 / 遺伝的プログラミング / 自律移動ロボット / 画像認識 / 知能情報学

Research Abstract

本研究では, 独自の進化計算法を用いてプログラムの構成要素を適切に組み替えることによって必要とされるコンピュータプログラムを自動構築する手法を開発した.また, 本手法を自律移動ロボットの行動決定, 特に画像処理・認識、障害物回避行動と異常検知などへ適用する実験を行なってその有効性を検証した.その結果, 本手法が複雑な処理を表現するプログラムを適切に自動構築することができることを確認した.

Research Products

• [Journal Article] Graph Structured Program Evolution with Automatically Defined Nodes (2009)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. Of GECCO'09, Montreal, Canada (in printing)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolutionary Image Segmentation Based on Multiobjective Clustering (2009)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. Of CEC2009(Trondheim, Norway) Pages: 2466-2473
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 移動障害物回避を実現する予測型強化学習の提案 (2009)
  • Author(s): 武田真人、長尾智晴
  • Journal Title: 電気学会論文誌C Vol.129, Sec.C(印刷中)
  • NAID: 10024775657
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic Image Network for Image Classification, Proc (2009)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Shiro Nakayama, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: of EvoIASP 2009(Tubingen, Germany) Pages: 395-404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of Search Algorithms Using Graph Structured Program Evolution (2009)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. of EuroGP 2009(Tubingen, Germany) Pages: 109-120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 移動障害物回避を実現する予測型強化学習の提案 (2009)
  • Author(s): 武田真人, 長尾智晴
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 129(印刷中)
  • NAID: 10024775657
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic Image Network for Image Classification (2009)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Shiro Nakayama, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. of 11th European Workshop on Evolutionary Computation in Image Analysis and Signal Processing(EvoIASP 2009) (印刷中)
  • NAID: 110006975901
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic Ant Programming for Automatic Construction of Programs (2008)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Shintaro Ogino, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering Vol.3 Pages: 540-548
  • NAID: 10025773390
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolutionary Algorithm Considering Program Size : Efficient Program Evolution using GRAPE (2008)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. Of GECCO-2008(Atlanta, Georgia, USA) Pages: 2217-2222
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FCN による自律エージェントの行動制御と行動解析 (2008)
  • Author(s): 田澤和子、白川真一、長尾智晴
  • Journal Title: 日本知能情報ファジィ学会誌 Vol.20 Pages: 800-809
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Graph Structured Program Evolution によるプログラムの自動生成 (2008)
  • Author(s): 白川真一、長尾智晴
  • Journal Title: 電気学会論文誌C Vol.128 Pages: 370-380
  • NAID: 10021131617
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic Matrix Algorithm, IEEJ Trans (2008)
  • Author(s): Wataru Fujishima, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: of Electrical & Electronic Engineering Vol.3 Pages: 84-91
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Graph Structured Program Evolutionによるプログラムの自動生成 (2008)
  • Author(s): 白川真一, 長尾智晴
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 128 Pages: 424-434
  • NAID: 10021131617
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Feed Forward Genetic Image Network Toward Efficient Automatic Construction of Image Processing Algorithm, Proc (2007)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: of ISVC 2007, Part II LNCS 4842 Pages: 287-297
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Graph Structured Program Evolution (2007)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa, Shintaro Ogino, Tomoharu Nagao
  • Journal Title: Proc. of GECCO-2007(London, England) Vol.2 Pages: 1686-1693
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic Image Network による画像変換の自動構築 (2007)
  • Author(s): 白川真一、荻野慎太郎、長尾智晴
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 : 数理モデル化と応用(TOM 19) Vol.48 Pages: 117-126
  • NAID: 110006248731
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RFCN による連続値空間上での自律エージェントの行動制御 (2007)
  • Author(s): 白川真一、長尾智晴
  • Journal Title: 電気学会論文誌C Vol.127 Pages: 762-769
  • NAID: 10019932156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RFCNによる連続値空間上での自律エージェントの行動制御 (2007)
  • Author(s): 白川真一
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 128 Pages: 762-769
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic Image Networkによる画像変換の自動構築 (2007)
  • Author(s): 白川真一
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌:数理モデル化と応用 48 Pages: 117-126
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GRAPE; GRAph structured Program Evolutionによるプログラムの自動生成 (2007)
  • Author(s): 白川真一
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 129 Pages: 70-80
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Genetic Image Network に基づく画像分類法の提案 (2008)
  • Author(s): 白川真一、中山史朗、長尾智晴
  • Organizer: 情処研報
  • Place of Presentation: 電気通信大学(2008)(Vol.2008-MPS-71)(9-12)
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] プログラムサイズを考慮した自動プログラミングのための進化アルゴリズムの提案 (2008)
  • Author(s): 白川真一、長尾智晴
  • Organizer: 情処研報
  • Place of Presentation: 道後温泉ホテル椿館、愛媛(2008)(Vol.2008-MPS-68)(17-20)
  • Year and Date: 2008-03-04
• [Presentation] Genetic Image Networkに基づく画像分類法の提案 (2008)
  • Author(s): 白川真一, 中山史朗, 長尾智晴
  • Organizer: 情報処理学会MPS研究会(2008-MPS-71)
  • Place of Presentation: 電気通信大学(調布市)
• [Presentation] 多目的クラスタリングに基づく進化的画像領域分割法 (2007)
  • Author(s): 白川真一、長尾智晴
  • Organizer: 進化計算シンポジウム2007 講演論文集(59-62)
  • Place of Presentation: 洞爺パークホテル、北海道(2007)
  • Year and Date: 2007-12-27
• [Presentation] Feed Forward Genetic Image Network: Toward Efficient Automatic Construction of Image Processing Algorithm (2007)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa
  • Organizer: 3rd International Symposium on Visual Computing (ISVC 2007)
  • Place of Presentation: U.S.A
  • Year and Date: 2007-11-26
• [Presentation] Evolution of sorting algorithm using GRAPE (2007)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa
  • Organizer: IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics (SMC 2007)
  • Place of Presentation: Canada
  • Year and Date: 2007-10-07
• [Presentation] Graph Structured Program Evolution による複雑なプログラムの自動生成とその解析 (2007)
  • Author(s): 白川真一、長尾智晴
  • Organizer: 情処研報
  • Place of Presentation: 名古屋大学 (2007)(Vol.2007-MPS-66)(21-24)
  • Year and Date: 2007-09-03
• [Presentation] Graph Structured Program Evolution (2007)
  • Author(s): Shinichi Shirakawa
  • Organizer: Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO-2007)
  • Place of Presentation: England
  • Year and Date: 2007-07-07
• [Presentation] Genetic Image Network による画像変換の自動構築 (2007)
  • Author(s): 白川真一、荻野慎太郎、長尾智晴
  • Organizer: 情処研報
  • Place of Presentation: ホテル大観荘、宮城(2007)(Vol.2007-MPS-63)(93-96)
  • Year and Date: 2007-03-04
• [Remarks] 「こちらラボ横浜国立大学長尾研究室」フジサンケイビジネスアイ、2007年6月23日
  • URL: http://www.nlab.sogo1.ynu.ac.jp/