創発型計算環境Artificial Cellular Machine:ACMの構築

• Project/Area Number: 13780296
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent informatics
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 遠藤 聡志 琉球大学, 工学部, 助教授 (00223686)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2001: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: セルオートマトン / CAインタプリタ / CAコンパイラ / 共進化計算 / EvCA / MMXテクノロジ / CAルール自動獲得

Research Abstract

平成14年度は,次の研究を行い,以下の成果を得た.
課題1:セルオートマトン(CA)の遷移規則学習アルゴリズムの改良
課題2:セルオートマトンモデルの計算環境の一部である,CA専用インタプリタの実装
課題3:セルオートマトンモデルの計算環境の一部である,CA専用コンパイラの開発
課題4:CAを用いた応用研究
課題1の成果:13年度に開発した共進化型学習アルゴリズムに,種の概念を導入し,クラスタリングによる種分類から,先見知識を必要としない汎用的遷移則学習アルゴリズムを開発した.また,ルール分析法を提案し,「密度分類タスク」について,得られたルールを分析した.この結果,人による遷移ルールに比べて,きわめて複雑な構造をもつルールを獲得していることが分かった.
課題2の成果:13年度の試作システムに,GUI部,誤り検出部を加え実装した.CAモデルの遷移則を試行錯誤的に開発する際の,有効な支援ツールとして利用できる.
課題3の成果:MMXテクノロジによる並列化コードを生成するCA用コンパイラの開発を行った.PCに標準的に用意されているSIMDを,アセンブラの知識を必要とせずに利用可能である.
課題4:開発した計算環境により,交通網システムをCA上でモデル化し,交差点設計に関する応用研究を行った.この研究では,交差点の制御系として十字路型とロータリー型が自動生成され,従来の交通網で採用されている交差点の形式を獲得できた.本アプローチの妥当性を検証することができた.

Research Products

• [Publications] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルラ・オートマトン・シミュレータ用インタプリタの開発"人工知能学会論文誌. 17巻4号D. 380-389 (2002)
• [Publications] Yuhei Akamine, Satoshi Endo, Koji Yamada: "The Development of a Compiler for the Cellular Automata Simulator using MMX Technology"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks. Vol.12. 969-974 (2002)
• [Publications] 遠藤聡志, 山田孝治, 亀島 力: "セルオートマトンの近傍則獲得に対する進化計算の利用"第9回MPSシンポジウム-進化的計算シンポジウム2002講演論文集. (2002)
• [Publications] 伊地信人, 遠藤聡志, 山田孝治, 赤嶺有平: "セルオートマトンによる交差点モデルの自動設計に関する検討"FAN Intelligent Systems Symposium 講演論文集. (2002)
• [Publications] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "MMXテクノロジを用いたセルオートマトン・シミュレータ用並列コンパイラの開発"情報技術レターズ,(社)電子情報通信学会および情報処理学会. Vol.1. 105-106 (2002)
• [Publications] 亀島力, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルオートマトン・ルール最適化に有効な進化計算の設計"計測自動制御学会第11回FANインテリジェントシステムシンポジウム講演論文集. 49-54 (2001)
• [Publications] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "インタプリタ型セルオートマトン・シミュレータの開発"計測自動制御学会第11回FANインテリジェントシステムシンポジウム講演論文集. 285-288 (2001)
• [Publications] Yuhei Akamine, Satoshi Endo, Koji Yamada: "The Development of an Interpreter for Cellular Automata"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks (ASME PRESS). Vol.11. 411-416 (2001)
• [Publications] 亀島力, 遠藤聡志, 山田孝治: "種分類を用いた進化計算によるセルオートマトン・ルール自動設計"日本機械学会セルオートマトン・シンポジウム講演論文集. 162-167 (2001)
• [Publications] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルオートマトン・シミュレータ用インタプリタに関する検討"日本機械学会セルオートマトン・シンポジウム講演論文集. 80-83 (2001)
• [Publications] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルラ・オートマトン・シミュレータ用インタプリタの開発"人工知能学会誌. 第17巻4号(掲載決定). (2002)