スパース最適制御理論によるバイオメカニクスのためのスパースモデリング
Publicly Offered Research
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
26120521
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
永原 正章 京都大学, 情報学研究科, 講師 (90362582)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | スパースモデリング / 最適制御 / 凸最適化 / 離散値性 / 離散値信号復元 / 圧縮センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スパースモデリングのアイデアと制御理論を融合させた「動的スパースモデリング」を提案し，微分方程式または差分方程式で表される動的モデルの入出力のサンプル値からもとの連続時間信号を推定する新しい手法を提案した．もとの連続時間信号に対して，そのスパース性（関数としての台の長さが短い性質）を仮定したうえで，L1最適制御理論により解を導出できることを示した．L1最適制御問題は適切な離散化のもと，有限次元の凸計画問題として記述できるため，近接分離法など，スパースモデリングの分野で近年発展した高速アルゴリズムを使うことができる．また，理論的には動的モデリングにおける最適制御問題の解の一意性や存在性などを証明した．
バイオメカニクスへの応用に関しては，鳥の波状飛行のメカニズムが動的スパースモデリングで説明可能であることを発見し，山階鳥類研究所の協力のもとで波状飛行メカニズムの理解が飛躍的に向上した．
また，スパース性のアイデアを「離散値性」に拡張し，離散的な値をとるような連続時間信号の推定問題にも動的スパースモデリングの手法が使えることを示した．また，この定式化により，特にネットワーク化制御系で重要なAD変換における離散化誤差をゼロにするような制御系設計が可能になることも示した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(42 results)
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[Presentation] ネットワーク上の制御と信号処理2016
Author(s)
永原
Organizer
第３回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
Place of Presentation
南山大学名古屋キャンパス（愛知県・名古屋市）
Year and Date
2016-03-10
Related Report
Invited
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[Presentation] 合意制御と分散最適化2016
Author(s)
永原
Organizer
2016年1月電子情報通信学会信号処理研究会
Place of Presentation
関西学院大学大阪梅田キャンパス（大阪府・大阪市）
Year and Date
2016-01-18
Related Report
Invited
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