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代数幾何学的手法を用いた探索個体群の収束点推定による進化計算の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 15K00340
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関九州大学

研究代表者

高木 英行  九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (50274543)

研究協力者 裴 岩  
余 俊  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード進化計算 / アルゴリズム / 高速化 / 数理的手法 / 推定収束点 / firework algorithm / 局所最適解領域の分離 / 進化計算の高速化 / 収束点推定 / 個体の移動ベクトル
研究成果の概要

進化計算の多点探索点の移動方向から収束点を数理的に推定する手法を2014年に発表した.本研究はこの手法の推定精度を向上させ多くの進化計算適用分野に適用できるようにすることを目的に,以下の項目を実施した.(1)この手法の推定収束点精度を向上させる仕組みを考案し,(2)一般的な多峰問題にも適用できるよう最適化問題の局所最適解領域毎に分割する手法を開発し,(3)推定収束点を進化計算に組み込むことで進化計算の探索を高速化できることを性質の異なる多数のベンチマーク関数で評価し,(4)進化計算応用であるニッチ手法(複数の局所最適解探索),多目的最適化,対話型進化計算での推定収束点導入の効果を評価した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

進化計算の収束点を事前に推定できる手法は進化計算を原理的に高速化できる可能性を持っている.しかし実際の進化計算の問題に利用するためには,多峰性問題,多目的最適化問題,ニッチ問題,対話型進化計算など多くの進化計算の分野で利用できるようにする必要がある.本研究はこの原理的可能性を実際にこれらの幅広い応用分野に適用できるようにしたという意味で学術的意義がある.
進化計算は産業応用(新幹線,ジェット機,自動車,航空宇宙の各種設計など)も多いが,一つの探索解を評価するコストが多大になる実問題もあり,いかに進化計算の解探索を高速化するが実用的な課題である.本研究成果はこの社会的要請に直接応えるものである.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Search Acceleration of Evolutionary Multi-Objective Optimization Using an Estimated Convergence Point2019

    • 著者名/発表者名
      Pei Yan、Yu Jun、Takagi Hideyuki
    • 雑誌名

      Mathematics

      巻: 7 号: 2 ページ: 129-129

    • DOI

      10.3390/math7020129

    • NAID

      120006551563

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-layer Explosion Based Fireworks Algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Jun、Takagi Hideyuki、Tan Ying
    • 雑誌名

      International Journal of Swarm Intelligence and Evolutionary Computation

      巻: 07 号: 03 ページ: 1-9

    • DOI

      10.4172/2090-4908.1000173

    • NAID

      120006550158

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 距離ベース排他戦略導入によるニッチ花火アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      第15回進化計算学会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Accelerating the Fireworks Algorithm with an Estimated Convergence Point2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Ying Tan, and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      9th International Conference on Swarm Intelligence (ICSI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scouting Strategy for Biasing Fireworks Algorithm Search to Promising Directions2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Ying Tan, and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      The Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion (GECCO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 個体間距離順位とフィットネス順位に基づく局所解領域の推定2017

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      第12 回進化計算学会研究会 (pp.203-206)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of Convergence Points of Population Using an Individual Pool2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      10th International Workshop on Computational Intelligence & Applications(IWCIA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration for Fireworks Algorithm Based on Amplitude Reduction Strategy and Local Optima-based Selection Strategy2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      8th International Conference on Swarm Intelligence (ICSI2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 花火アルゴリズムへの偵察戦略導入2017

    • 著者名/発表者名
      余俊, 譚営,高木英行
    • 学会等名
      第14 回 進化計算学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 信頼性重みを導入した個体群の収束点推定精度の向上2017

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      第13 回 進化計算学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 推定収束点を用いた対話型進化計算高速化の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      第33回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 強制約条件付き最適化問題の2段階探索2017

    • 著者名/発表者名
      余俊,高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 推定収束点を用いた多目的最適化の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      裴岩,高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimated Convergence Points Applied to Evolutionary Computation2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会ECOmp研究部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 局所個体群のfitnessに基づくfitness景観の勾配推定を導入した花火アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      余俊,高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム2016 (pp.131-137)
    • 発表場所
      長生郡一宮町
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Accelerating Evolutionary Computation Using Estimated Convergence Point2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Yan Pei and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      IEEE Congress on Evolutionary Computation (pp.1438-1444)
    • 発表場所
      Vanvouver, Canada
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 推定収束点を用いた進化計算高速化の評価2015

    • 著者名/発表者名
      裴岩,余俊,高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2015
    • 発表場所
      愛知県西尾市
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Clustering of Moving Vectors for Evolutionary Computation2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu and Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      7th International Conference on Soft Computing and Pattern Recognition (SoCPaR2015)
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多峰性最適化問題での局所最適解推定高度化のための補正法 -- 局所最適解が2個の場合 --2015

    • 著者名/発表者名
      余俊,高木英行
    • 学会等名
      第9回進化計算研究会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Analytical Estimation of the Convergence Point of Populations2015

    • 著者名/発表者名
      Noboru Murata, Ryuei Nishii, Hideyuki Takagi, and Yan Pei
    • 学会等名
      2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Multi-layer Explosion Based Fireworks Algorithm

    • URL

      https://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/opac_download_md/2186203/takagi_2186203.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 推測収束点による多目的最適の高速化(英論文)

    • URL

      https://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/opac_download_md/2197528/mathematics-07-00129-v2.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 推測収束点によるFWAの高速化(英論文)

    • URL

      https://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/opac_download_md/1932638/ICSI2018.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] FWAのための斥候戦略(英論文)

    • URL

      https://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/opac_download_md/1916247/GECCO2018.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 距離ベース排他戦略導入によるニッチ花火アルゴリズム

    • URL

      https://catalog.lib.kyushu-u.ac.jp/opac_download_md/2230945/ECmeeting030719.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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