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実応用に向けた非線形力学系を用いた最適化手法と機械学習の融合技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00324
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
研究機関千葉大学

研究代表者

岡本 卓  千葉大学, グローバルプロミネント研究基幹, 特任准教授 (40451752)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード大域的最適化 / システム工学 / ソフトコンピューティング / 機械学習 / 計算知能 / ニューラルネットワーク / 非線形力学
研究成果の概要

本研究では,実問題に応用可能な非線形力学系モデルを用いた最適化手法と機械学習の融合技術の開発を行った。具体的には,冗長経路除去とSequential Minimal Optimizationを用いたネットワークルーティング問題の高速解法の開発,非線形力学系モデルを用いた最適化手法の深層学習問題への応用と新たな深層学習アルゴリズムの開発,自己組織化マップとその派生法を用いたパレート解可視化手法の開発,パラメータ調整を伴わない非線形力学系モデルを用いた最適化手法の開発と並列化を行った。そして,これらを含む計算知能技術の実問題への応用を行い,その有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昨今,人工知能技術が大きな注目を集めているが,その根幹をなすのが,機械学習と最適化技術を中心とする計算知能技術である。本研究課題は,この計算知能技術のうち,非線形力学系を用いた最適化手法と機械学習の融合技術の開発に関するものである。また,その有用性を実問題を用いて検証しており,計算知能技術,ひいては人工知能技術の発展に資する研究成果であるといえる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 分枝限定法を用いた上水道ポンプ運用計画問題の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      竹内 一生,小圷 成一,岡本 卓,伊藤 智義,下馬場 朋禄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 10 ページ: 1287-1288

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.1287

    • NAID

      130007491060

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficiency improvement of the equilibrium solution search on the selfish routing game by removing redundant paths2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 9 号: 6 ページ: 234-241

    • DOI

      10.9746/jcmsi.9.234

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Simulated AnnealingとGraph-based heuristicsを用いた自動ピッキングシステムの運用計画法2018

    • 著者名/発表者名
      金谷 凌,小圷 成一,岡本 卓,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱源機器運用計画のための最適化ベンチマーク問題の解探索とそれに基づく改良2018

    • 著者名/発表者名
      田中 康平,藤原 滉士,岡本 卓,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 冗長経路除去とSequential Minimal Optimizationを用いたネットワークルーティング問題の高速解法2018

    • 著者名/発表者名
      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 学会等名
      第28回 インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Autoencoderによる特徴抽出機構を伴ったニューラルネットワークの並列学習法2018

    • 著者名/発表者名
      松井 央佑,岡本 卓,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 学会等名
      第28回 インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A parallel learning method of neural networks with feature extraction mechanism by autoencoder2018

    • 著者名/発表者名
      O. Matsui, T. Okamoto, S. Koakutsu, T. Shimobaba, T. Ito
    • 学会等名
      平成30年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 勾配正規化と学習率自動調整機構を伴ったミニバッチ学習アルゴリズム2018

    • 著者名/発表者名
      上原 賢太,岡本 卓,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 学会等名
      平成30年 電気学会 電子・情報・システム部門大会 講演論文集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A learning algorithm with a gradient normalization and a learning rate adaptation for the mini-batch type learning2017

    • 著者名/発表者名
      D. Ito, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An optimal routing search method on the network routing problem using the sequential minimal optimization2017

    • 著者名/発表者名
      K. Toyoda, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 最適化手法を用いた形式不明データの自動分割法2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川 翼,岡本 卓,仲吉 良彰,矢野 和隆,小圷 成一,下馬場 朋禄,伊藤 智義
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] A safety discrimination of a bathroom monitoring system using the convolutional neural networks2017

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, T. Okamoto, S. Koakutsu, T. Shimobaba, T. Ito
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次最小問題最適化法を用いた経路選択問題の解探索法2017

    • 著者名/発表者名
      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ファイゲンバウム定数の計算法に基づくカオス最適化手法の初期離散化幅推定法の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      薗部 達哉,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SMOを用いた利己的経路選択問題の解法における変数選択法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      樋田 一博,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      第56回 システム工学部会研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] SMOを用いた利己的経路選択ゲーム問題の均衡解探索の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      樋田 一博,吉田 皓一,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      第10回 コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 発表場所
      富山県富山市
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝的プログラミングを用いた多点型準カオス最適化手法のパラメータ調整則設計2016

    • 著者名/発表者名
      笛田 翔,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2016
    • 発表場所
      千葉県長生郡一宮町
    • 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] 冗長経路の除去によるネットワーク経路選択問題の解探索の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 皓一,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] パラメータ最適化を伴ったSOM-NGを用いたパレート解の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      小林 祐介,岡本 卓,小圷 成一
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A pareto optimal solution visualization method using SOM-NG with learning parameter optimization2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 学会等名
      IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics 2016
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "An efficient improvement of the optimal routing search on the network routing problem by removing redundant paths2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPUを用いた多点型カオス最適化手法の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      唐子 顕児, 岡本 卓, 小圷 成一
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラグランジュ関数の鞍点探索法を用いたサポートベクターマシンの学習2016

    • 著者名/発表者名
      村上 敬祐, 岡本 卓, 小圷 成一
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Basis Function Consolidation Method of Radial Basis Function Networks2016

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Okamoto, S. Koakutsu
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 学習データの分布に基づいた楕円形基底関数を用いたラジアル基底関数ネットワーク2016

    • 著者名/発表者名
      杉浦 宏樹, 岡本 卓, 小圷 成一
    • 学会等名
      第9回 コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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