2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Large Scale Multi-Agent Simulation Platform and its application to Social Simulation
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18K04623
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
芳賀 博英 同志社大学, 理工学部, 教授 (30268114)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マルチエージェントモデリング / 偏微分方程式 / 数値計算 / GPU |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度前半は，在外研究先のCentraleSupelec（フランス）のGPU研究グループと共同で，GPUを用いたシミュレータの実装方式の検討を行った．その結果実装にあたっては，現在事実上の標準となっている汎用中間語であるLLVMを用いることにより，マルチエージェントシミュレーション用の領域特化言語(DSL)の実装が可能であることを確認した．実装については帰国後に実施することとした．またこの過程で，ソフトウエア開発に必須のバージョン管理システムについての知見も得たので，それを学会論文誌として発表した．
9月に帰国後には具体的なアプリケーションの開発を通して，マルチエージェントモデリングに求められる具体的な要件の確認を行った．これまでマルチエージェントモデリングの対象となっていたのは，主としてシミュレーションであるが，今年度は少し異なった領域のモデリングを行った．それは数値計算，特に偏微分方程式の数値計算である．偏微分方程式は様々な対象のモデリングに広く使われていて，もちろん社会行動のモデリングにも使われている．従って偏微分方程式がマルチエージェントモデリングで解ければ，様々な分野でマルチエージェントモデリングが利用できる可能性が生まれてくる．
今回検討した方法は，従来からある「対象の数理モデルの作成->数式での表現->数式の解法->対象の現象の観察」というステップではなく，対象のモデルをマルチエージェントモデルで作成することにより，直接シミュレーションで解を得るという方式である．この方法の有効性を評価するために，すでに数値的な解が得られている熱伝導方程式（放物型偏微分方程式）と波動方程式（双曲型偏微分方程式）の数値計算を行った．その結果，従来の方法と遜色ない結果が得られることを確認した．得られた結果は2018年12月の国際学会で発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画した大規模シミュレーション用のプラットフォームの開発のための言語システムは順調に進んでいる．一方で，シミュレーション対象については，日本の選挙制度を対象としたモデリングが完了し，一部のシミュレーションが終わっている．この成果は近々国際学会で報告する予定である．すでに一部はWorkshopで口頭発表している．
シミュレータの処理方式のめどは立ち，対象のモデリングについても順調に進んでいるため，おおむね順調と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度はプラットフォーム開発に本格的に着手する．これについてはすでに処理方式はほぼ確立しており，あとは具体的な実装をおこなうだけである．実装にあたっては，従来から研究されてきたコンパイラの技術を適用できるため，技術的に大きな課題は無いと考えている．現在のところ，2019年度内に実装が完了すると考えている．
またシミュレーション対象のモデルについては，2018年度におこなった選挙制度のモデリングをより詳細に行い，実際の結果との照合をおこなうことにより，モデルの有効性を検証する予定である．
また，マルチエージェントモデルの代表的な応用領域である多数の移動物体（人や車など）が存在する対象をモデル化するために，特に人の行動原理のモデル化を行う予定である．すでに人の移動のモデル化はある程度行われているが，必ずしも十分ではない．そこで主としてSocial Force Modelと呼ばれる移動モデルの改良を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
(1) シミュレーション用のデータ整理等にアルバイトの雇用を予定していたが，さほど大きな作業にならずに，雇用の必要性がなくなったため．
(2) 旅費の実費が当初の予想よりも低かったため．
今年度以降は研究の進捗に応じてアルバイト等の雇用をおこなうとともに，学外発表の回数を増やす予定である．
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