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進化型計算における新たな適応度景観予測手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 16J10941
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 ソフトコンピューティング
研究機関大阪府立大学

研究代表者

長谷川 拓  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード進化計算 / 劣個体数分布 / deep learning / 進化型計算 / 適応度景観 / 遺伝的プログラミング / Deep Learning / 劣個体分布 / CMA-ES / DII-Analysis
研究実績の概要

本年度は,まず進化型計算の deep learning への適用研究について検討をした.研究計画通り,階層構造によるネットワークの表現を用いた構造最適化手法についても検討し,学習コストの観点から実現可能性を検討した.
また,初年度から続けている P3-DII の研究について実応用のためのアルゴリズムの並列化に関する研究に取り組んだ.並列化手法の実現について,いくつかのアイディアを検討し,そのうちの1つである島モデル型の手法を実装した.この手法についてベンチマーク問題を用いて従来手法と比較検討することにより,計算を効率化することが可能な上,本来P3がもつ探索性能も維持できるという有用性を示した.
続いて,多目的最適化のためのパレートフロント推定手法として,ベジエ単体を用いた近似手法に対して確率モデルを導入することにより,ノイズがある解集合を効率的に利用する手法を提案した.ベンチマーク問題を用いた数値実験により,従来手法と比べて良い性能であることを示し,その有用性を発表した.
さらに,昨年から引き続き行っていた遺伝的プログラミングの新しい手法について,オープンソースとして一般に公開をするため,手法を整理し再構築した..
その他の研究として,前述の deep learning を実問題へ適用する際に,入力に欠測が起こりうる場合における,効率的な学習法を提案し有効性を示した.加えて,理論的に解析をしたことにより,学習時の理想的な代入値を導くことに成功し,さらにその推定手法も提案することにより,提案手法の応用範囲を拡大した.これにより,多くの実問題に対応することが可能となった.一方で,理論値を導いた際に問題に対していくつかの仮定を置いたため,その仮定を満たさない状況下における代入値に関する議論は今後の課題となっている.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 11件)

  • [国際共同研究] Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 多層個体群を有する遺伝的プログラミングの提案およびBoolean問題への適用2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川拓,森直樹,松本啓之亮
    • 雑誌名

      進化計算学会論文誌

      巻: 8 号: 2 ページ: 52-60

    • DOI

      10.11394/tjpnsec.8.52

    • NAID

      130006342387

    • ISSN
      2185-7385
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 劣個体分布に基づく DII analysis の提案と応用2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川拓,井上和之,荒木悠太,森直樹,松本啓之亮
    • 雑誌名

      進化計算学会論文誌

      巻: 7 ページ: 13-23

    • NAID

      130005420390

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Robust Prediction against Missing Values by Intentional Value Substitution2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa, Takuya Fukushima and Tomoharu Nakashima
    • 学会等名
      The International Symposium on Integrated Uncertainty in Knowledge Modelling and Decision Making
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 意図的代入法における最適代入値の理論的解析2019

    • 著者名/発表者名
      福島 卓弥,長谷川 拓,中島 智晴
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Study on a Parallelization of Parameter-less Population Pyramid2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa, Tomoharu Nakashima
    • 学会等名
      International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure for Software Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa, Naoki Mori, Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT SOFTWARE METHODOLOGIES, TOOLS, AND TECHNIQUES
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relaxation Method of Convolutional Neural Networks for Natural Language Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Iwasaki, Taku Hasegawa, Naoki Mori, Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      International Conference on Distributed Computing and Artificial Intelligence
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Music Composition System Based on Genetic Programming and Surrogate Model with Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Hironori Yamamoto, Taku Hasegawa, Mori Naoki, Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      2018年度 人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 欠損値のない学習用データが利用可能な 場合における欠損値に対してロバストな 学習法2018

    • 著者名/発表者名
      福島 卓弥,長谷川 拓,中島 智晴
    • 学会等名
      第14回 コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference 2017 (GECCO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Scaling for Fitness Landscape Learning Evolutionary Computation based on CMA-ES2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mori, Kento Tsukada, Taku Hasegawa and Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference 2017 (GECCO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Music Composition System Based on Genetic Programming with Multi-Layered Population Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Hironori Yamamoto, Taku Hasegawa, Kaiki Tsuchie, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Information Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Agent of Werewolf Game Applying Deep Learning Predictions2017

    • 著者名/発表者名
      Manami Kondoh,Kiyohito Fukuda,Taku Hasegawa,Keinosuke Matsumoto and Naoki Mori
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Information Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 離散最適化における近傍範囲を考慮した局所探索の解析2017

    • 著者名/発表者名
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      第 61 回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 階層型個体群の解析に基づく P3 の改良2017

    • 著者名/発表者名
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会 システム 産業計測制御合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多層個体群を有する遺伝的プログラミングの提案2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム2016
    • 発表場所
      千葉県九十九里
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] RSEモデルを導入したCMA-ESの拡張2016

    • 著者名/発表者名
      塚田 健斗,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • 発表場所
      伊豆高原 五景館
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多層個体群を有する遺伝的プログラミングを用いた音楽自動生成システムの提案2016

    • 著者名/発表者名
      土江 海輝,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • 発表場所
      伊豆高原 五景館
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 離散問題における近傍範囲を考慮した局所探索の解析2016

    • 著者名/発表者名
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会 システム/産業計測合同研究会
    • 発表場所
      伊豆高原 五景館
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Parameter-Less Population Pyramid on the Local Distribution of Inferior Individuals2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa, Yuta Araki, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      IES2016
    • 発表場所
      Canberra
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CMA-ES with Surrogate Model Adapting to Fitness Landscape2016

    • 著者名/発表者名
      Kento Tsukada, Taku Hasegawa, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto:
    • 学会等名
      IES 2016
    • 発表場所
      Canberra
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Convolutional Neural Network Model Based on an Evolutionary Approach For Interactive Picture Book2016

    • 著者名/発表者名
      Saya Fujino, Taku Hasegawa, Miki Ueno, Naoki Mori and Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      IES2016
    • 発表場所
      Canberra
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P3-DII における劣個体数分布の推定手法の解析2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川 拓,荒木 悠太,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      神戸大学 六甲台第2キャンパス
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] RSEモデルを導入したCMA-ESによる実数値最適化2016

    • 著者名/発表者名
      塚田 健斗,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会 C部門大会
    • 発表場所
      神戸大学 六甲台第2キャンパス
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 解空間における劣個体分布に基づく適応度景観の解析2016

    • 著者名/発表者名
      荒木 悠太,長谷川 拓,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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