多次元ファジィ集合の安価な超並列計算

• Project/Area Number: 22500199
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Sensitivity informatics/Soft computing
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 西野 順二 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (00281030)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2012: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2011: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2010: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: ファジィ理論 / GPGPU / 多次元ファジィ集合 / 並列計算 / ソフトコンピューティング / システム工学 / 知能ロボティックス

Research Abstract

23年度は、以下に掲げる2つの内容について開発および実験、研究を行った。全体としてGPGPUによる多次元ファジィ集合の超並列計算による高速演算と精度の追求が主な作業であった。同時に多次元ファジィ集合をもちいた動的な行動および運動制御の実現法の追求により実応用へ向けた実験も行った。
1)高速演算と精度の追求
1-1)動的高速なロボットの行動制御に堪える速度および精度のGPGPU計算開発
1-2)安価にするための並列度および精度とその計算量と効率の探求。
1-3)複数の並列計算アルゴリズムの実装とその性能評価
2)多次元ファジィ集合にもとづく理解しやすい動的な行動表現の実現
2-1)ロボットの制御空間上でのファジィ集合データの言語化
2-2)多次元ファジィ制御のGPGPUシステムによる動的安定化の実現
2-3)シミュレーションロボットのモーション制御実験
これらの研究を遂行するため必要な計算機等の購入とソフトウェアの調整開発を行った。
以上の結果についてまとめ、7件の学会発表を行った。そのうち第27回ファジィシステムシンポジウムでのデモ発表がポスターデモセッション優秀賞(約40件から2件)を受賞した。
演算の高速化と精度の追求では、多次元ファジィ集合処理における3つのフェーズにおける効果を比較し、モデリング、データ化、に比べ、最も使用頻度の高いファジィメンバーシップ値の算出での高速化が有効であることを示した。
多次元ファジィ集合の応用ではロボットシステムの行動計画に適用しその有用性を示した。また動的システムの安定化制御にも人の知識を獲得することで適用可能であることを示した。

Research Products

• [Presentation] 多次元ファジィを用いた実機人型ロボットモーションの作成 (2012)
  • Author(s): 小熊哲史, 奥山宇樹, 西野順二
  • Organizer: 第32回東海ファジィ研究会
  • Place of Presentation: 日間賀島公民館
  • Year and Date: 2012-02-11
• [Presentation] 多次元ファジィ集合を用いた人の制御知識の獲得 (2012)
  • Author(s): 川城信彦, 中川雅貴, 西野順二
  • Organizer: 第32回東海ファジィ研究会
  • Place of Presentation: 日間賀島公民館
  • Year and Date: 2012-02-11
• [Presentation] あいまい姿勢知識生成統合システムOSC (2012)
  • Author(s): 奥山宇樹, 長谷川健, 西野順二
  • Organizer: 第32回東海ファジィ研究会
  • Place of Presentation: 日間賀島公民館
  • Year and Date: 2012-02-11
• [Presentation] このへんファジィとそのあたり (2011)
  • Author(s): 西野順二, 川城信彦, 奥山宇樹
  • Organizer: 第27回ファジィシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 福井大学
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] 多次元ファジィ集合を用いた倒立振子制御知識の獲得 (2011)
  • Author(s): 川城信彦, 奥山宇樹, 西野順二
  • Organizer: 第27回ファジィシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 福井大学
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] あいまい姿勢知識を用いたヒューマノイドロボットの行動生成 (2011)
  • Author(s): 奥山宇樹, 川城信彦, 西野順二
  • Organizer: 第27回ファジィシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 福井大学
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] GPGPUによる多次元ファジィ人間モデルの高速計算 (2011)
  • Author(s): 西野順二, 糟谷朋広
  • Organizer: 第27回ファジィシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 福井大学
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] 多次元ファジィ集合による倒立振子を動かす人のモデリング (2011)
  • Author(s): 糟谷朋広、西野順二
  • Organizer: 第30回東海ファジィ研究会in周間賀島
  • Place of Presentation: 日間賀島
• [Presentation] ロボットの多次元ファジィ姿勢表現と生成編集システムOSC (2011)
  • Author(s): 奥山宇樹、西野順二
  • Organizer: 第30回東海ファジィ研究会in日間賀島
  • Place of Presentation: 日間賀島
• [Presentation] ファジィ目標位置を用いたヒューマノイドのなめらかなアプローチ動作 (2010)
  • Author(s): 川城信彦、西野順二
  • Organizer: 第20回インテリジェントシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 首都大学東京
• [Presentation] ロボットのファジィ姿勢集合生成およびその編集 (2010)
  • Author(s): 奥山宇樹、西野順二
  • Organizer: 第20回インテリジェントシステムシンポジウム
  • Place of Presentation: 首都大学東京
• [Presentation] CPGPUによる多次元ファジィ集合の高速生成 (2010)
  • Author(s): 糟谷朋広、西野順二
  • Organizer: 第26回ファジィシステムシンポジウムWF3-2
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 多次元ファジィ集合人間行動モデリング (2010)
  • Author(s): 西野順二
  • Organizer: 第26回ファジィシステムシンポジウムwrs-a
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] ファジィ姿勢集合生成によるなめらかなヒューマノイド行動制御 (2010)
  • Author(s): 奥山宇樹, 川城信彦, 糟谷朋広, 西野順二
  • Organizer: 第31回人工知能学会AJチャレンジ研究会SIG-Challenge SIG-Challenge-BOU1-7
  • Place of Presentation: 大阪工業大学