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Simulation Sciences for Crowded Space Management Through Artificial Society Approach

Research Project

Project/Area Number 18H03825
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

兼田 敏之  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10192543)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森山 甲一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10361776)
高橋 雅和  山口大学, 大学院技術経営研究科, 准教授 (20621105)
夏目 欣昇  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40362321)
市川 学  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (60553873)
家入 祐也  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 講師(任期付) (60910966)
坂平 文博  大阪工業大学, 情報科学部, 准教授 (70578129)
太田 明  東京都市大学, 都市生活学部, 准教授 (10963837)
崔 明姫  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60734910)
高橋 大志  慶應義塾大学, 経営管理研究科(日吉), 教授 (60420478)
菱山 玲子  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70411030)
倉橋 節也  筑波大学, ビジネスサイエンス系, 教授 (40431663)
壽崎 かすみ  龍谷大学, 国際学部, 准教授 (70351335)
内田 瑛  青山学院大学, 情報メディアセンター, 助手 (60782323)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥43,680,000 (Direct Cost: ¥33,600,000、Indirect Cost: ¥10,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Keywords歩行者 / エージェント / モデリング / 賑わい / 人工社会 / モデリング&シミュレーション / Covid-19 / ディスタンシング / 視界駆動型 / シミュレーション / 視界駆動型エージェント / EVA / 三次元都市空間 / 隣接確率評価 / 群集事故 / 賑わい分布 / 歩行者エージェントモデル / 機能的階層 / 都市モバイルエージェンモデル / 混成流シミュレーション / 視界駆動 / 「自然な動き」
Outline of Annual Research Achievements

(1)Covid-19状況におけるパーソナルスペーシング(ディスタンシング)のエージェントシミュレーション分析の成果論文が学術誌に掲載された。近接作用層モデルの妥当性評価枠組みの研究が国際会議で発表された。エージェント技術研究の成果として強化学習による回避行動の自動生成研究が国内学会で発表された。また、コロナ禍における公園でのアクティビティ調査とともにそのデータを用いてのグループスペシングのエージェントシミュレーション分析が国内学会で発表された。コミュニケーション層の基礎研究にあたる非常時避難における自然言語処理分析の研究が学術誌に掲載された。
(2)三次元都市空間内での視界駆動型歩行者エージェントのモデリング&シミュレーション研究の成果としてVD19研究が国際会議で発表された。歩行者エージェントの行動データ採取のための仮想空間ならびに仮想現実感のゲーミング実験についても国内学会で発表されている。住環境への応用シミュレーション分析もまた国内学会で発表された。
(3)都市のミドルスケール規模の賑わい計測のための携帯電話位置データを用いた研究として、岡崎市中心地の研究が国際会議で発表された。また名古屋都心域を対象とした計測と立地予測のシミュレーション研究が国際会議で発表されるとともに、学術誌への投稿が予定されている。ポイント型データの分析研究が国内学会で発表されている。データマイニングの分析研究が国際会議で発表された。新しい賑わい計測の萌芽として地域POSの研究が国際会議で発表された。
(4)成果発信としてゲーミングシステムの基礎にあたる英文書籍”Simulation & Gaming for Social Design”が刊行された。内容には概説、認知エージェントの基礎理論としてのハイパーゲーム、アジスアベバにおける都市問題への適用などを含んでいる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ禍2年目である今年度も、オンラインを除き国際交流に制約がかかっており、また研究者の研究時間減少、市中調達の遅れや制限の影響を受けたため、フィールドワークよりはデータワーク中心、また、成果発信活動も国際会議開催は取止め、英文書籍刊行中心に実施した。
(A) コロナ禍における公園利用者の空間行動に関する観察調査ならびにモデリング&シミュレーション研究が順調に進捗した。近接作用層モデルについては、妥当性評価枠組みの研究や自動モデリングに資する強化学習研究に進捗がみられた。また空間認知層モデルとして三次元都市空間プラットフォーム内における視界駆動エージェントのうち、三次元視認を扱うVD21を用いての地下鉄駅構内でのサイン設置を含む経路探索(wayfinding)研究に引き続きの進展がみられたとともに、次年度も学術誌への投稿など更なる進捗が見込まれる。また多彩な空間行動データ収集の方法としてのゲーミング実験システムについて今年度も複数の試作が行われ、また今年度はVRを用いた実験が本格化するなどの進展がみられた。
(B) 今年度は人工社会型歩行者エージェントシミュレータのうち、シミュレーションプラットフォームとしてartisoc cloudを選定して基盤モジュールを開発した。今年度は三次元都市空間のオープンデータならびに携帯電話位置データの統計モデリングを活用しての、名古屋市大須地区ならびに東京都西新宿地区を事例とした試作開発に取り組みたいと考えている。
(C) 成果公表と研究交流については、一昨年8月刊行の英文書籍のダウンロード数が昨年度約600、今年1月刊行の英文書籍が4ヶ月間で約1400、国際会議での発表数は6、国内学会での発表数は10であった。

Strategy for Future Research Activity

もともとの研究計画では今年度は昨年度までに遅延した分野での研究に重点的に取り組むとあった。
(1)歩行者の空間行動(activity-based)に関する観察調査ならびにシミュレーション研究をより進展させる。(2)近接作用層モデルによる歩行者シミュレーションの応用トピックの更なる開拓や、(3)その自動モデリングに資する強化学習研究の進捗を促す。(4)三次元都市空間プラットフォーム内における視界駆動エージェントVDシリーズについて、経路探索(wayfinding)の研究を進捗させるとともに成果を学術誌に掲載する。(5)多彩な空間行動のデータ収集の方法としてVRを導入したゲーミング実験システムの研究を進展させる。(6)自然言語処理やマイニング技法を用いたコミュニケーション層やBDI(高次知能)層を扱うエージェントの基礎的研究を前進させる。
(7)最終年度に研究を進展させたい人工社会型エージェントシミュレータは、これまでの研究成果を体系的に盛り込んだ分かりやすいものにしたいと考えており、名古屋市大須地区と東京都西新宿地区を対象に地区内空間行動を扱うもので、携帯電話位置データを用いた統計モデリングにより、実データと「密」な整合性を持ち、都市のミドルスケールで生じうる事象に焦点を合わせ、ただしエージェント数は千以上のプロトタイプを目指したい。この試作のためにとくに(8)地区レベルの賑わいについての政策手段を検討するために、再開発プロジェクト、REIT、テナント賃料にかかわる諸研究も含めてゆきたい。とくに(9)エージェントモデリングでは、歩行者行動ルールを組み込む統計モデリングと整合したマイニング技術の確立を目指したい。
成果公表と研究交流については、コロナ禍は今年度も影響を受けると考え、活動の主軸をオープンアクセス化を強く意識した書籍や論文に重点を移したい。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(93 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (36 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 11 results) Presentation (52 results) (of which Int'l Joint Research: 19 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] A STUDY ON ESTIMATION OF PEDESTRIAN PROXIMITY PROBABILITY IN AN ATRIUM INSIDE A STATION DURING THE COVID-19 PANDEMIC USING AGENT-BASED SIMULATION2021

    • Author(s)
      LIU Yuanyuan、KANEDA Toshiyuki
    • Journal Title

      J. Archit. Plann.

      Volume: 86 Issue: 789 Pages: 2517-2528

    • DOI

      10.3130/aija.86.2517

    • NAID

      130008110318

    • ISSN
      1340-4210, 1881-8161
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simulation and Gaming as Instrument for Social Design2021

    • Author(s)
      Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Simulation and Gaming for Social Design"

      Volume: - Pages: 3-25

    • DOI

      10.1007/978-981-16-2011-9_1

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      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Learning Process Analysis on Hypergame for Understanding Cognitive Conflict2021

    • Author(s)
      Kaneda Toshiyuki、Kitani Shinobu
    • Journal Title

      In Book "Simulation and Gaming for Social Design"

      Volume: - Pages: 27-51

    • DOI

      10.1007/978-981-16-2011-9_2

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      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Designing a Right-Conversion Game for Affordable Housing in Addis Ababa2021

    • Author(s)
      Hirpo Biya Girma、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Simulation and Gaming for Social Design"

      Volume: - Pages: 53-71

    • DOI

      10.1007/978-981-16-2011-9_3

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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Designing cascading disaster networks by means of natural language processing2021

    • Author(s)
      Sakahira Fumihiro、Hiroi U
    • Journal Title

      International Journal of Disaster Risk Reduction

      Volume: 66 Pages: 102623-102623

    • DOI

      10.1016/j.ijdrr.2021.102623

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Creating a Disaster Chain Diagram from Japanese Newspaper Articles Using Mechanical Methods2021

    • Author(s)
      Sakahira Fumihiro、Hiroi U
    • Journal Title

      J. Adv. Comput. Intell. Intell. Inform.

      Volume: 25 Issue: 3 Pages: 277-284

    • DOI

      10.20965/jaciii.2021.p0277

    • NAID

      130008040675

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Factor Analysis of Rent Using Space Syntax Measures: Comparative Analysis by Building Use around Shibuya Station2021

    • Author(s)
      Ota Akira、Takahashi Hiroshi、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Frontiers of Real Estate Science in Japan"

      Volume: 0 Pages: 237-257

    • DOI

      10.1007/978-981-15-8848-8_16

    • NAID

      130007620614

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      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 強化学習による歩行者シミュレーションにおける行動規則の自動生成.2021

    • Author(s)
      小林姫華, 森山甲一, 松井藤五郎, 武藤敦子, 犬塚信博:
    • Journal Title

      計測自動制御学会 第48回知能システムシンポジウム, B4-3, 2021/03.

      Volume: 0 Pages: 00-00

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Individual Excitement Level Curve: Visualization of Changes in Excitement Level Using Emotional Data in Tourism2021

    • Author(s)
      家入 祐也、蔡 弘亞、菱山 玲子、藤ノ木 耀平
    • Journal Title

      The Transactions of Human Interface Society

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 121-134

    • DOI

      10.11184/his.23.1_121

    • NAID

      130007991298

    • ISSN
      1344-7262, 2186-8271
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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Review of a Shop-Around Behavior Survey in the Osu District2020

    • Author(s)
      Kaneda Toshiyuki、Inagaki Sohei
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 3-25

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_1

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analyses on Transition Factors of Shop Tenants Inside Osu Shopping District2020

    • Author(s)
      Kobayashi Yoshiyuki、Harasaki Masaya、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 27-49

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_2

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Customer’s Spatial Behaviors Inside a Supermarket2020

    • Author(s)
      Takahashi Masakazu、Kitazawa Masaki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 51-61

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_3

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analysis of the Correlation Between Underground Spatial Configurations and Pedestrian Flows Using Space Syntax Measures: A Case Study of the Sakae District Underground Mall Complex2020

    • Author(s)
      Ota Akira、Mizuno Rikako、Uriel Garrido Gadea、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 65-83

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_4

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Comparative Study of Factors of Land Price Index by Space Syntax Measures in Nagoya CBD Between 1935 and 1965: Case Study on Nagoya Downtown Area During Pre- and Post-war Period2020

    • Author(s)
      Ota Akira、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 85-102

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_5

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Factor Analysis of Office Rent in the Area Around Kanda Station Using Space Syntax Theory: A Comparison with an Analysis of Shibuya Station2020

    • Author(s)
      Ota Akira、Takahashi Hiroshi、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 103-117

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_6

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] ASSA: Agent-Based Simulation Model for Shop-Around Agent Model2020

    • Author(s)
      Yoshida Takumi
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 121-147

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_7

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Policy Simulation Trials of the Shop-Around Agent Model2020

    • Author(s)
      Yoshida Takumi、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 149-165

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_8

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Modeling and Simulation of Downtown Dynamics2020

    • Author(s)
      Kaneda Toshiyuki、Shohmitsu Masahiro、Chang Shuang
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 167-184

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_9

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Potential of Vision-Driven Agent Simulation: The VD-Walker2020

    • Author(s)
      Susaki Kasumi、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 187-205

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_10

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Applying Vision-Driven Agent to Simulate Pedestrian Trajectory Under Furniture Layouts in Public Squares2020

    • Author(s)
      Kaneda Toshiyuki、Morita Yuri、Ohashi Satoshi、Mizuno Takayuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 207-219

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_11

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Virtual Space Gaming Experiment System for Analyzing Waiting Behavior in a Public Square2020

    • Author(s)
      Kino Tomohiko、Ohashi Satoshi、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 221-234

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_12

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Wayfinding Simulation of Sign Layout in a Public Square by a Vision-Driven Pedestrian Agent in a Virtual Space2020

    • Author(s)
      Yokoyama Yoji、Maekawa Yotaro、Kaneda Toshiyuki
    • Journal Title

      In Book "Downtown Dynamics"

      Volume: 0 Pages: 235-250

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54901-7_13

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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 敷地併合と空地創出のインセンティブルールを扱う 都心地区動態シミュレーションに関する研究 名古屋市栄地区を事例として2020

    • Author(s)
      二羽駆、兼田敏之
    • Journal Title

      日本建築学会情報システム・シンポジウム

      Volume: 0 Pages: 00-00

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploring Urban Park Use Intention for a Sustainable Society from the Posts on the Social Network2020

    • Author(s)
      Sugahara Noriyuki、Takahashi Masakazu
    • Journal Title

      IEEJ Trans. EIS

      Volume: 140 Issue: 10 Pages: 1165-1170

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.140.1165

    • NAID

      130007920903

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
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      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] A STUDY ON FACTOR ANALYSES OF PEDESTRIANS' SPATIAL DISTRIBUTION IN KANAYAMA DISTRICT, NAGOYA2020

    • Author(s)
      兼田敏之、太田明、小林洵也
    • Journal Title

      J. Archit. Plann.

      Volume: 85-767 Issue: 767 Pages: 121-129

    • DOI

      10.3130/aija.85.121

    • NAID

      130007792130

    • ISSN
      1340-4210, 1881-8161
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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Modelling and Simulation of Urban Mobile Agents for Analyzing Mixed Flows in Urban Pedestrian Space.2020

    • Author(s)
      Kaneda, T., Shohmitsu, M., Sasabe, W., & Liu, Y.
    • Journal Title

      Collective Dynamics

      Volume: 5 Pages: 280-289

    • DOI

      10.17815/cd.2020.26

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      2019 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gaming exercise for rights-conversion-type urban redevelopment project in international cooperation context2020

    • Author(s)
      Kaneda, T., Cui, M., Sahab, S., & Sadiq, A. R
    • Journal Title

      Simulation & Gaming

      Volume: 51-2 Pages: 212-242

    • DOI

      10.1177/1046878119899417

    • NAID

      130007696204

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 消費者行動モデルに基づく商業地域コミュニ ティにおけるポイント付与効果の分析.2020

    • Author(s)
      家入 祐也, 中島 悠, 菱山 玲子
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 61-1 Pages: 123-133

    • NAID

      170000181610

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Using agent-based simulation for public space design based on the Shanghai Bund waterfront crowd disaster2019

    • Author(s)
      LIU, Yuanyuan, KANEDA, Toshiyuki
    • Journal Title

      AI EDAM

      Volume: 15 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1017/s0890060420000049

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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Gaming Exercise for Rights-Conversion Type Urban Redevelopment Project in International Cooperation Context2019

    • Author(s)
      兼田敏之
    • Journal Title

      STUDIES IN SIMULATION AND GAMING

      Volume: 29-1 Issue: 1 Pages: 2-9

    • DOI

      10.32165/jasag.29.1_2

    • NAID

      130007696204

    • ISSN
      1345-1499, 2434-0472
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      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Running Reinforcement Learning Agents on GPU for Many Simulations of Two-Person Simultaneous Games2019

    • Author(s)
      Koichi Moriyama, Yoshiya Kurogi, Atsuko Mutoh, Tohgoroh Matsui, and Nobuhiro Inuzuka
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Conference on Agents (ICA)

      Volume: - Pages: 50-55

    • DOI

      10.1109/agents.2019.8929206

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      Akira Ota, Gadea Uriel, Hiroshi Takahashi and Toshiyuki Kaneda
    • Journal Title

      Kurahashi, Takahashi (Eds.), Innovative Approaches in Agent-Based Modelling and Business Intelligence, Springer,

      Volume: - Pages: 173-187

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      Makoto Sonohara, Kohei Sakai, Masakazu Takahshi, and Toshiyuki Kaneda
    • Journal Title

      Kurahashi, Takahashi (Eds.), Innovative Approaches in Agent-Based Modelling and Business Intelligence, Springer,

      Volume: - Pages: 189-204

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      Kazuhiro Murakami, Koichi Moriyama, Atsuko Mutoh, Tohgoroh Matsui, and
    • Journal Title

      Proceedings of the 25th International Conference on Neural Information Processing

      Volume: - Pages: 204-213

    • DOI

      10.1007/978-3-030-04167-0_19

    • NAID

      130007423935

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      Masashi Shibata and Masakazu Takahashi
    • Journal Title

      LNAI 10838, Springer

      Volume: - Pages: 157-165

    • DOI

      10.1007/978-3-319-93794-6_11

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      家入祐也,中島悠,菱山玲子
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: 9 Issue: 9 Pages: 1325-1333

    • DOI

      10.14923/transinfj.2017SAP0018

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
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      Yuya Ieiri, Kaishu Yamaki, Sun Yue and Reiko Hishiyama
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      Pre-Proceedings of ABMUS2018: The 3rd International Workshop on Agent-Based Modelling of Urban Systems, (http://koenvandam.com/urbansystems/abmus2018/ABMUS2018-programme.pdf, 8pages)
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      Toshiyuki Kaneda
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    • Publisher
      Springer Japan KK, part of Springer Nature
    • ISBN
      9784431549000
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      https://www.facebook.com/kanelabo

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      https://ja-jp.facebook.com/kanelabo/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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