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確率モデル構築型共進化アルゴリズムの開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 11J06532
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

大谷 隆浩  名古屋大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords進化的計算手法 / 差分進化法 / 構造同定問題 / 最適化 / 共進化 / 分布推定アルゴリズム / Differential Evolution
Research Abstract

前年度までの研究成果を踏まえて、より実応用的な問題にも進化的アルゴリズムが効果的に適用可能であるか確認するための発展研究を行った。具体的問題例として、弾性波動場の構造同定問題を取り上げ、前年度の研究で用いた差分進化法(Differential Evolution)を適用し、計算機実験により問題の分析とアルゴリズムの性能評価を行った。なお、本年度に取り扱った課題については名古屋大学情報科学研究科・石井克哉研究室において以前から取り組まれており、共同で研究を行った。
本研究では、人工的に生成した弾性波を構造物に照射し、構造物に設置した複数の観測点から得られる周波数応答データを基に、内部の状態(媒質の物性や亀裂の位置など)を同定する問題を進化的アルゴリズムの応用例として取り扱った。このような振動生成・観測システムを地盤に設置し、地下構造解析に用いることを目的として、精密制御定常信号システム(ACROSS)が開発されている。近年は、様々な人工構造物内部の詳細な構造パラメータ解析や、その時間変化の常時監視システムとしても有用であると考えられているが、実応用については計測の手法とデータ解析手法の両面で改良の余地がある。このような課題の解決につなげるという点も考慮して本研究を行った。弾性波動場構造同定問題について、共同研究先の石井研究室では遺伝的アルゴリズムを用いた研究をすでに行なっていた。本研究では前年度に行った研究の成果を踏まえ、差分進化法をこの問題に適用した。差分進化法は実数値関数の最適化を行うアルゴリズムの一種であり、プログラムの実装が簡単であり、かつ高い性能を示す手法として注目されている。本研究では計算機実験による構造同定問題の特性分析、及びアルゴリズムの性能評価・比較を行った。

Current Status of Research Progress
Reason

最終年度

Strategy for Future Research Activity

最終年度

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] DE/isolated/1 : a new mutation operator for multimodal optimization with differential evolution2012

    • Author(s)
      Takahiro Otani, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • Journal Title

      International Journal of Machine Learning and Cybernetics

      Volume: (印刷中)(in press) Issue: 2 Pages: 99-105

    • DOI

      10.1007/s13042-012-0075-y

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implementation of a probabilistic model-building co-evolutionary algorithm2011

    • Author(s)
      Takahiro Otani, Takaya Arita
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics

      Volume: 16 Issue: 3 Pages: 373-377

    • DOI

      10.1007/s10015-011-0954-4

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 最適測定計画系による大自由度構造常時監視の実現に向けて-進化的計算を用いた弾性波動場の構造推定-2012

    • Author(s)
      大谷隆浩
    • Organizer
      第13回人工知能若手の集い(MYCOM2012)
    • Place of Presentation
      ホテル海望(石川県七尾市)
    • Year and Date
      2012-12-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 孤立個体に基づく変異操作を導入したDifferential Evolutionによる多峰性関数最適化2012

    • Author(s)
      大谷隆浩
    • Organizer
      第32回東海ファジィ研究会
    • Place of Presentation
      日間賀島公民館(愛知県)
    • Year and Date
      2012-02-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] DE/isolated/1 : a new mutation operator for multimodal optimization with differential evolution2011

    • Author(s)
      Takahiro Otani
    • Organizer
      The 24th Australasian Joint Conference on Artificial Intelligence
    • Place of Presentation
      Mercure Perth Hotel (Perth, AUSTRALIA)
    • Year and Date
      2011-12-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.alife.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~t-otani/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.alife.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~t-otani/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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