2021 Fiscal Year Research-status Report
トポロジカルクラスタリング手法による進化型多目的最適化手法の探索能力の改善
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19K20358
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
増山 直輝 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00815607)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 多目的進化計算 / クラスタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，理論的側面から進化型多目的最適化手法を再考し，（A）成長型トポロジカルクラスタリング手法によるパレートフロント形状の近似情報をもとに，効果的な遺伝的操作を実現する新しい手法の考案，および（B）工学的応用を視野に実世界の問題への適用を行い，提案手法の有効性の確認や拡張性を調査することを目的としている．
令和3年度は，（A）に関連する研究として，パレートフロントの形状近似にAdaptive Resonance Theory（ART）を基にしたクラスタリング手法を適用する進化型多目的最適化手法を提案し，手法の特性や性能，および利点/欠点を調査した．さらに，提案手法の発展として，クラスタリングにより得られる解情報の関係性を基に遺伝的操作を行うことで，提案手法の探索性能の向上を実現した．また，進化型多目的最適化手法の探索性能の定量的評価手法に関する議論を行い，提案手法の強みを明示的に示す方法論を検討した．（B）に関連する研究として，コロナ禍における特別給付金の政策に関連する実世界問題において，進化型多目的最適化手法より得られる解集合にクラスタリング手法を適用し，問題の特性解析や可視化を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の実施計画では，令和3年度における活動として，クラスタリング手法の一つであるCIM-based ART (CA) を適用した進化型多目的最適化手法の探索性能の向上を目的とした改良と，最新の比較手法との比較実験を挙げている．
探索性能の向上のための具体的な方法として，CAによって抽出される情報から，パレートフロントの景観（個数，形状など）を推定する機構を提案した．しかしながら，特定のテスト問題において探索性能が低下する問題が発生した．この問題の解決に時間を要したことと，コロナ禍の研究活動の制限の影響で，比較実験の実施や論文執筆などの進捗に遅れが発生したため，研究期間の延長を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究として，令和3年度に提案した手法と他の最新の手法の探索性能を定量的に比較する．実験結果から，提案手法の利点と欠点を考察し，今後のさらなる改良の具体策を提案する．また，本研究で得られた成果の論文化を行う．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由： 旅費の支出が無かったため．
次年度使用額の使用計画： 学会参加費および事務作業などの雇用に対する謝金に利用する予定である．
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