2022 Fiscal Year Annual Research Report
Online Desision Making Methods for Various Problems and Criteria
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22H03649
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
畑埜 晃平 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (60404026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧本 英二 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50236395)
中村 篤祥 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (50344487)
Hashima Sherief 国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (00865462)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | オンライン予測 / バンディット問題 / 通信工学 / 決定ダイアグラム / 最適化 / ブースティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通信工学上の問題群に対して，オンライン意思決定問題として定式化し，バンディット手法を応用した．
１．RISと呼ばれるミリ波の反射板のような機器を積んだUAVにをオンライン的に配置し，通信ネットワークを確立する問題を定式化した．この問題ではUAVのエネルギー消費量の上限も制約として組み込まれている．本研究では，エネルギー消費量と通信のスループット両方の指標を改良するバンディット手法を提案した．
２．ワイヤレス通信におけるバンド幅の選択問題をオンライン意思決定問題ととらえ，スループットとエネルギー消費量の２つの指標を同時に最大化するためのバンディットアルゴリズムを提案した．シミュレーション環境において，提案手法はナイーブな手法よりもいずれの指標に対しても良好な性能を示した．
３．RISで構成された通信ネットワーク上でのオンライン経路選択問題に対してバンディット手法を適用した．この問題においても，エネルギー消費量制約を満たしつつ通信のスループット改善することが出来た．
これらの成果以外にも，整数係数の線型不等式群を決定ダイアグラムで表現した上で等価な線型不等式群（拡張定式化）に変換する手法を開発した．提案手法は与えられた線型不等式群が”冗長”な場合により簡潔な不等式群に変換できる．特に，変数サイズと比較して，大規模な制約を持つ数理最適化問題（例：大規模データ上のソフトマージン最適化問題など）に対して有効であることを示した．
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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
当初の研究計画における，多様なオンライン意思決定問題の Blackwell ゲームへの帰着手法の研究は，適切な問題をターゲットに現在検討を進めている．通信工学への応用研究も順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
多目的最適化の問題群に対して Blackwell ゲームへの有効な帰着手法を開発する．すでに候補となる問題に対して解析に取り組んでおり，なんらかの成果が期待できる．また，通信工学上のある問題をすでに理論的に定式化しており，現在オンライン版の定式化へと拡張し，アルゴリズム開発を進めている．
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