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Modelling of human decision making using inverse optimization

Research Project

Project/Area Number 19K04455
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21040:Control and system engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Murata Junichi  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (60190914)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords人のモデル / 人の判断 / 社会サービス / 個人化 / 逆強化学習 / 多目的最適化 / 対話型進化計算 / 人の判断基準 / 逆最適化
Outline of Research at the Start

IoT(モノのインターネット)の発達や持続可能な福祉・幸福への関心を受け,社会の機能・サービスは,人が納得する車の自動運転や無理がない節電誘導など,個人への適応や個人の満足の追求などの個人化を一層指向すると想定される.その実現には人の満足度ないし判断基準の把握が不可欠である.人が行動を決定する際には自分が持つ判断基準を参考にする.しかしこれを外部から知ることはできない.そこで,本研究では,外部から知ることができる人の行動結果のデータから逆最適化を利用して判断基準を推定する方法を開発する.

Outline of Final Research Achievements

Humans decide their actions and select the best one among available alternatives based on their own judgment criteria. The criteria can be utilized, for example, to design machines that compete with skilled craftsmen. We, however, cannot directly observe them. We only can observe the actions taken and the alternatives selected. The research proposes methods that estimate judgment criteria using those observable data. The biggest issue here is that the data only cannot determine the criteria uniquely. To solve this, the research proposed a method that determines a representation of judgment criterion with a complexity suitable for the amount of given data, and another method was developed that utilizes fluctuations in human actions, i.e., the fact that humans do not always take the best actions, as additional and useful information. Applications of these methods to example problems verified their validity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人が持つ判断基準を推定することができると,その人が好む意匠の発見支援,熟練者と同等の機能を持つ装置,人に不快感を感じさせない行動誘導,運転者個人の嗜好にあった車の自動運転などに活用することができ,大きな社会的意義を持つ.本研究で取り扱っている観測可能なデータから判断基準を推定する過程は,逆最適化問題として捉えることができる.逆最適化問題は唯一解が存在しない不良設定問題であるが,本研究では,表現方法の複雑さとデータの量のバランスをとる方法や,最適解以外の解も活用して利用する情報を増やす方法により,この問題点の解決を図っている.ここに大きな学術的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Estimation of Objective Functions: Modelling of Problems and Understanding of Decision-Making Processes towards the Spiral-Up Systems Approach2020

    • Author(s)
      村田 純一, 船木 亮平
    • Journal Title

      Journal of The Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 59 Issue: 12 Pages: 918-921

    • DOI

      10.11499/sicejl.59.918

    • NAID

      130007957632

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • Year and Date
      2020-12-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 人間の判断基準の推定2021

    • Author(s)
      村田純一, 船木 亮平
    • Organizer
      日本オペレーションズリサーチ学会「エネルギーシステムの進化とOR」研究部会 第5回研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 逆強化学習によるコスト関数推定に基づく自動運転の軌道最適化2021

    • Author(s)
      徐 士豪, 船木 亮平, 村田 純一
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆強化学習における報酬関数を表す基底関数群のベイズ最適化による決定2021

    • Author(s)
      内山 海渡, 船木 亮平, 村田 純一
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 行動頻度から推定した状態価値の相対的関係を活用した逆強化学習2020

    • Author(s)
      甲斐田 幸希, 船木 亮平, 村田 純一
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation Model for Demand Response Based on Integrated ANP-Entropy Method2020

    • Author(s)
      Chen Zhang, Ryohei Funaki, Junichi Murata
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 対話型進化計算における決定変数が評価に与える影響の個体群エントロピーを用いた推定2019

    • Author(s)
      杉本 顕武郎, 船木 亮平, 村田 純一
    • Organizer
      進化計算シンポジウム2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 対比較ベース対話型差分進化における優劣拮抗個体の探索への活用2019

    • Author(s)
      酒井 優也, 船木 亮平, 村田 純一
    • Organizer
      進化計算シンポジウム2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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