1991 Fiscal Year Annual Research Report
動的システムの定性解析のソウトウェア化に関する研究
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02680024
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西田 豊明 京都大学, 工学部, 助教授 (70135531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河原 達也 京都大学, 工学部, 助手 (00234104)
山田 篤 京都大学, 工学部, 助手 (20240004)
山崎 進 岡山大学, 工学部, 教授 (10026354)
堂下 修司 京都大学, 工学部, 教授 (00025925)
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| Keywords | 定性推論 / 力学系 / 常識推論 / 工学的問題解決 / 人工知能 / 微分方程式 |
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| Research Abstract |
工学的問題解決では系の挙動が非線形の連立常微分方程式によって表される動的システムの挙動解析は最も基本的な問題の一つである。本研究では2元連立1階常微分方程式を対象として、定性推論の技術を中心に、知識工学的手法と数値計算・数式処理を統合して、微分程式の定性的な挙動の自動解析を行うソフトウェアの設計と試作を行った。平成3年度には次のような成果を得た。
(1)計算機上の推論に適した軌道の幾何学的特徴の表現法として、流れパタ-ンという記号的な表現方法を考案した。また、軌道の幾何学的特徴に関する知識表現として、可能な流れパタ-ンを形式文法によって記述する流れ文法という手法を考察した。
(2)定性解析と定量解析のインタ-フェ-スの方法として、ボトムアップとトップダウンの二つのモ-ドで動作する挙動解析法を考察した。この挙動解析法では、まずボトムアップモ-ドが起動される。ボトムアップモ-ドでは予め設定された手順で解析を進める。ボトムアップモ-ドでの解析の途中で異常が生じるとトップダウンモ-ドに切換えられる。トップダウンモ-ドでは流れ文法と部分的に得られる情報から観測結果と整合性のある最も単純な解釈を生成する。
(3)以上のアイデアを実証するために、2次元ユ-クリッド空間で定義された一般の非線形微分方程式の挙動の定性解析を行うシステムPSX2NLの設計と試作を行ない、いくつかの代表的な微分方程式を対象に実験を行い、有効性を確認した。
(4)以上の成果をさらに発展させて、3次元ユ-クリッド空間上の常微分方程式の挙動の定性解析法について考察を行い、一部分の試作を行った。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Toyoaki Nishida and Shuji Doshita: "Reasoning abont Global Behavior of Ordinary Differential Eguations by Conbining Qnalitative and Quantitative Analysis" Proc.Second Annual Conferenceon AI,Simulation and Planning in High Autonomy Systems. 98-107 (1991)
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[Publications] 西田 豊明,堂下 修司: "2次元区分線形微分方程式の挙動の定性解析(1)考え方と2次元区分線形微分方程式の挙動の特性の解析" 人工知能学会誌. 6(4). 545-558 (1991)
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[Publications] 西田 豊明,堂下 修司: "2次元区分線形微分方程式の挙動の定性解析(2)局所解析アルゴリズム" 人工知能学会誌. 6(4). 559-568 (1991)
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[Publications] 西田 豊明,堂下 修司: "2次元区分線形微分方程式の挙動の定性解析(3)大城解析アルゴリズムと例題" 人工知能学会誌. 6(4). 569-579 (1991)
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[Publications] Toyoaki Nishida,Kenji Mizutani,Atsushi Kubota,and Shuji Doshita: "Automated Phase Portrait Analysis by Integrating Qualitative and Quantitative Analysis" Proc.AAAIー91. 811-816 (1991)
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[Publications] Toyoaki Nishida and Shuji Doshita: "A Geometric Approach to Total Envisioning" Proc.IJCAIー91. 1150-1155 (1991)
