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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

研究課題

研究課題/領域番号 11J06532
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能情報学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大谷 隆浩  名古屋大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード進化的計算手法 / 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
研究概要

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。

現在までの達成度 (区分)
理由

最終年度

今後の研究の推進方策

最終年度

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] DE/isolated/1 : a new mutation operator for multimodal optimization with differential evolution2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Otani, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Learning and Cybernetics

      巻: (印刷中)(in press) 号: 2 ページ: 99-105

    • DOI

      10.1007/s13042-012-0075-y

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of a probabilistic model-building co-evolutionary algorithm2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Otani, Takaya Arita
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 16 号: 3 ページ: 373-377

    • DOI

      10.1007/s10015-011-0954-4

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大谷隆浩
    • 学会等名
      第13回人工知能若手の集い(MYCOM2012)
    • 発表場所
      ホテル海望(石川県七尾市)
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大谷隆浩
    • 学会等名
      第32回東海ファジィ研究会
    • 発表場所
      日間賀島公民館(愛知県)
    • 年月日
      2012-02-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DE/isolated/1 : a new mutation operator for multimodal optimization with differential evolution2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Otani
    • 学会等名
      The 24th Australasian Joint Conference on Artificial Intelligence
    • 発表場所
      Mercure Perth Hotel (Perth, AUSTRALIA)
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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