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2015 Fiscal Year Research-status Report

競合-協調系が創発する群のダイナミクスと進化計算

Research Project

Project/Area Number 15K00338
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

畠中 利治  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (10252884)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords進化計算 / 粒子群最適化 / ホタルのアルゴリズム
Outline of Annual Research Achievements

関数最適化における進化計算、特に、粒子群最適化(PSO, Particle Swarm Optimization)とホタルのアルゴリズム(FA, Firefly Algorithm)についての検討を進めてきた。
PSOについては、探索点が探索における移動の向きと大きさを決定する際に群で共有する情報(局所ベスト)の共有範囲を可変することが性能の改善に寄与する理由を定量的に説明し、実装したアルゴリズムで、実際にどの程度の性能であるかを最新のベンチマーク問題を用いて検証を行った。本成果を用いた多目的最適化法について、IEEEの進化計算に関する国際会議で発表を行った。また、FAについては、多峰性関数における複数の局所最適解を同時に発見する問題において、複数解の探索性能を強化するハイブリッド手法を提案し、その有用性を示した。
また、PSOとFAとが異なる力学系であることに注目し、それらの利点を組み合わせたよりよいアルゴリズムを開発する目的で、ハイブリッド化について実験的に検証を進めている。その成果の一部をまとめた論文は平成28年度のIEEEの進化計算に関する国際会議で発表する予定である。
2015年のIEEEの進化計算に関する国際会議において、進化計算の探索モデルの力学系について議論するSpecial Sessionとして、Recent Advances in Evolutionary Algorithms as Nonlinear Dynamical Systems を日本工業大学の神野教授、東京都市大学の中野准教授と共同で企画し、7件の発表からなるセッションを実施した。その議論から本課題の研究を進展させる有益な知見を得て、探査と探索のバランスをはかる作用をもつ一般化モデルによる関数最適化についての研究を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通りに国際会議論文を投稿できる形で研究が進んでいると考えている。進化計算の一般化モデルについての着想を得て、本課題の主題である協調と競合の作用を明示的に表現できる可能性も高くなったと考えられるため、おおむね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

一般化モデルについての検討を進めていく予定である。研究の遂行にあたって、当初の想定以上に計算資源が必要である可能性が予想されるため、計算環境の構築についての検討も進めていく。

非線形力学系としての進化計算をより理解するため、両コミュニティの合同研究会を企画するとともに、定期的に議論を行う場を設けていくことを予定している。

  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 関数最適化における進化計算2015

    • Author(s)
      田邊遼司, 串田淳一, 畠中利治
    • Journal Title

      計測と制御

      Volume: 8 Pages: 567/572

    • DOI

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl/54/8/54_567/_article/-char/ja/

  • [Presentation] Heterogenous Swarm with First and Second Order Dynamics for Function Optimization2016

    • Author(s)
      Heng Xiao, Toshiharu Hatanaka
    • Organizer
      2016 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Centre, Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PSO-FAハイブリッドに関する考察2016

    • Author(s)
      肖恒, 畠中利治
    • Organizer
      第10回進化計算学会研究会
    • Place of Presentation
      富士通株式会社 川崎工場 (神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [Presentation] FAに進化戦略を組み込んだ複数解探索法2016

    • Author(s)
      大井允人, 畠中利治
    • Organizer
      第10回進化計算学会研究会
    • Place of Presentation
      富士通株式会社 川崎工場 (神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [Presentation] A Study on Multi-objective Particle Swarm Model by Personal Archives with Regular Graph2015

    • Author(s)
      Takeshi Uchitane, Toshiharu Hatanaka
    • Organizer
      2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • Place of Presentation
      Sendai International Center, Sendai, Japan
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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