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2016 Fiscal Year Research-status Report

大域/局所設計情報間の潜在構造の可視化と数理モデル化ー現象理解と仮説導出に向けて

Research Project

Project/Area Number 16K00295
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

千葉 一永  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50450705)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords設計情報学 / データマイニング / 非定常空気力学データセット / 局所設計情報
Outline of Annual Research Achievements

既存のルールマイニングアルゴリズムで獲得される設計ルールを階層構造化する新たな手法を研究し,開発するに至った.これにより,これまで独立ばらばらに得られていた大域設計情報から局所設計情報の体系化された構造体を可視化することができるようになり,これまで困難だった局所設計情報に対する物理的解釈を行う手がかりを産出できるようになった.
この手法をハイブリッドロケット(JAXA宇宙科学研究所と共同研究している実問題)最適設計結果に適用した結果,目的関数空間の局所に存在する可能性のあった,適切な妥協領域(スイートスポット)の存在の明示,およびそれを実現するための局所設計情報を明示することに成功し,実用に耐えうる方法論であることを確認した.一方で,一般的なルールマイニングで用いる必要のある2つのパラメータ,すなわち確信度と支持度が階層構造化する際のボトルネックになっており,これらのパラメータ調整の際の恣意性を排除することが課題であることが明らかとなった.
また,手法の改良と並行してJAXA航空技術部門との共同研究を立ち上げるに至った.この共同研究は,本研究の実績が評価されたために立ち上げることができた.データマイニング応用研究における将来課題として考えていた,非定常大規模空気力学データセットに対してデータマイニングを実施することで,これまで死蔵していたデータセットから有益な知見,将来に繋がる革新的知見を抽出・生成するための道筋を付けることができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究実績に記載した通り,申請時点での計画より前倒しして研究を加速させることができている.当初の予定より多くの研究を推進できている状況に鑑みて判断した.

Strategy for Future Research Activity

本年度の研究で,階層構造化する際のパラメータである支持度と確信度の調整に恣意性を排除することが課題であることが明らかとなったため,最小支持度の自動設定化の研究を推進し,より汎用性のある手法に発展させる.
一方,ルール生成自体は既存の方法論で対処してきたが,進化的機械学習の方法論を取り入れることで,生成されるルールに対する精度向上や革新性を追究する.これにより,生成される階層構造体の質の向上を図る.この思想の実現により,データセットから設計情報を抽出するという考え方から生成するという考え方に変わる,つまりデータマイニングにおけるパラダイムシフトが実現できると期待する.
応用面では,本年度本研究の枠組みによって実現した共同研究のターゲットである非定常空気力学データセットへの適用を通じ,非定常空気力学現象の時間的空間的起点を定義することを次年度の目標に設定し,研究を推進する.将来的に,非定常空気力学現象の物理的メカニズムを明らかにし,その抑制機構の設計に結びつける.
当初の予定より前倒しして研究を推進できており,引き続き多様な研究を進め,将来に繋げたい.

  • Research Products

    (18 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Conceptual Design Methodology of a Hybrid Rocket Engine-Powered Launch Vehicle for Sub-Orbital Flight2017

    • Author(s)
      Kanazaki, M., Yoda, H., Chiba, K., Kitagawa, K., and Shimada, T.
    • Journal Title

      Journal of Aerospace Engineering

      Volume: 30 Pages: p.04017071

    • DOI

      10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000778

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] From Extraction to Generation of Design Information - Paradigm Shift in Data Mining via Evolutionary Learning Classifier System2017

    • Author(s)
      Chiba, K. and Nakata, M.
    • Journal Title

      Procedia Computer Science

      Volume: in print Pages: in print

    • DOI

      in print

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structurisation and Visualisation of Design Space for Launch Vehicle with Hybrid Rocket Engine2016

    • Author(s)
      Chiba, K., Kanazaki, M., Watanabe, S., Kitagawa, K., and Shimada, T.
    • Journal Title

      International Journal of Automation and Logistics

      Volume: 2 Pages: 26-44

    • DOI

      10.1504/IJAL.2016.074912

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extinction-Reignition Superiority in a Single-Stage Sounding Hybrid Rocket2016

    • Author(s)
      Chiba, K., Yoda, H., Kanazaki, M., and Shimada, T.
    • Journal Title

      Aerospace Science and Technology

      Volume: 58 Pages: 437-444

    • DOI

      10.1016/j.ast.2016.09.010

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An Attempt for Detecting Transonic Buffet Signature via Unsteady Data Mining2017

    • Author(s)
      Chiba, K., Watanabe, S., Nakata, M., Umeda, Y., Hamada, N., Yasue, K., Suzuki, K., Kuchi-Ishi, S., Nakakita, K., and Ito, T.
    • Organizer
      The 2017 World Congress in Computer Science, Computer Engineering, and Applied Computing, The 13th International Conference on Data Mining
    • Place of Presentation
      Las Vegas, NV, USA
    • Year and Date
      2017-07-17 – 2017-07-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 航空宇宙機設計のための多次元可視化手法に対する一提案2017

    • Author(s)
      渡邉 彩華, 伊藤 貴之, 金崎 雅博, 千葉 一永
    • Organizer
      第15回日本データベース学会年次大会
    • Place of Presentation
      高山グリーンホテル(岐阜県・高山市)
    • Year and Date
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [Presentation] Knee Point Analysis of Many-Objective Pareto Fronts Based on Reeb Graph2017

    • Author(s)
      Hamada, N. and Chiba, K.
    • Organizer
      IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] From Extraction to Generation of Design Information - Paradigm Shift in Data Mining via Evolutionary Learning Classifier System2017

    • Author(s)
      Chiba, K. and Nakata, M.
    • Organizer
      International Conference on Computer Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非定常空力現象兆候検出へのデータマイニング試行2017

    • Author(s)
      千葉 一永, 渡邉 真也, 中田 雅也, 梅田 裕平, 濱田 直希, 保江 かな子, 鈴木 康司, 口石 茂, 中北 和之, 伊藤 健
    • Organizer
      第49回流体力学講演会/第35回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
  • [Presentation] Performance Evaluation of Altering-intensity Swirling-Oxidizer-Flow-Type Hybrid Rocket Using Multi-Disciplinary Optimization2017

    • Author(s)
      Kanazaki, M., Yoda, H., Chiba, K., Kitagawa, K., and Shimada, T.
    • Organizer
      7th European Conference for Aeronautics and Space Sciences
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Scatterplots Selection Technique for Multi-Dimensional Data Visualization Combining with Parallel Coordinate Plots2017

    • Author(s)
      Watanabe, A., Itoh, T., Kanazaki, M., and Chiba, K.
    • Organizer
      21st International Conference Information Visualisation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非劣解分析手法CIHSMにおける最小支持度自動設定の検討2016

    • Author(s)
      賀川 祐太朗, 渡邉 真也, 千葉 一永, 金崎 雅博, 棟朝 雅晴
    • Organizer
      進化計算シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      一宮シーサイドオーツカ(千葉県・長生郡一宮町)
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-11
  • [Presentation] Multidimensional Data Visualization for Airplane Design Optimization2016

    • Author(s)
      Watanabe, A., Itoh, T., Kanazaki, M., and Chiba, K.
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Big Data Visual Analytics
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2016-11-22 – 2016-11-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design Strategy Generation for a Sounding Hybrid Rocket via Evolutionary Rule-Based Data Mining System2016

    • Author(s)
      Nakata, M. and Chiba, K.
    • Organizer
      The 20th Asia-pacific Symposium on Intelligent and Evolutionary Systems
    • Place of Presentation
      Canberra, Australia
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reebグラフに基づく多数目的パレートフロントのニーポイントの検出法2016

    • Author(s)
      濱田 直希, 千葉 一永
    • Organizer
      進化計算学会第11回進化計算研究会
    • Place of Presentation
      甲南大学(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-15
  • [Presentation] On-demand Correlation-based Information Hierarchical Structuring Method (CIHSM) for Non-dominated Solutions2016

    • Author(s)
      Watanabe, S., Nakano, S., Chiba, K., and Kanazaki, M.
    • Organizer
      IEEE World Congress on Computational Intelligence
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physical Construction of Local Design Information for Sounding Hybrid Rocket Design via Correlation-based Information Hierarchical Structure2016

    • Author(s)
      Chiba, K., Watanabe, S., and Kanazaki, M.
    • Organizer
      IEEE World Congress on Computational Intelligence
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Intelligent and Evolutionary Systems2016

    • Author(s)
      Nakata, M. and Chiba, K.
    • Total Pages
      507
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2018-01-16  

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