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強化学習を用いたサイバーフィジカルシステムのフレキシブルな開発技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K06424
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 制御・システム工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

松本 啓之亮  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (90285304)

連携研究者 森 直樹  大阪府立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90295717)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードサイバーフィジカルシステム / 機械学習 / エージェント / モデル駆動開発 / システム情報(知識)処理
研究成果の概要

サイバーフィジカルシステムを自律的に行動するマルチエージェントシステムとしてモデル化し,また強化学習を改善して他のエージェントの行動履歴を共有し,学習の高速化を図る新しい強化学習法を開発した. さらにソフトウェアの設計図となるモデルを開発の中心に置き, モデルの再利用や異なる種類のモデルへの変換, モデルから実装成果物の自動生成を可能とするモデル駆動開発手法を用いると,提案手法はシステムを現実の世界に応用した場合のフレキシブルな開発技術として実用化に耐えうる技術であるとの見通しを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者が開発したシステム効用の最大化を図る交渉プロトコルを適用することにより,システム評価を最大化でき,さらに実フィールド環境では不確実性や計測不能な未知パラメータが存在するため,試行錯誤を通して環境に適応する強化学習を採用した.これらによりネットワーク通信技術と組み合わせシステムを正当な状況下で運用させることができ,信頼性・安全性が大幅に向上する.またマルチエージェントによるシミュレーションを利用するため,想定外の状況が創発される可能性をもつ点で他の手法より優位性を持つ.

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

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] ストーリー解析のための文の分散表現に基づく小説の自動セグメンテーション手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      福田清人, 森直樹, 松本啓之亮, 岡田真
    • 雑誌名

      芸術科学会論文誌

      巻: 印刷中

    • 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] Intelligent Software Development Method Based on Model Driven Architecture2018

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, K. Nakoshi, and N. Mori
    • 雑誌名

      International Journal on Advances in Software

      巻: 11 ページ: 88-96

    • 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] Learning Method by Sharing Activity Histories in Multiagent Environment2017

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, T. Gohara, and N. Mori
    • 雑誌名

      International Journal on Advances in Intelligent Systems

      巻: Vol. 10 ページ: 71-80

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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2017

    • 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: Vol. 8 ページ: 52-60

    • NAID

      130006342387

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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: Vol. 7 ページ: 13-23

    • NAID

      130005420390

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Parameter-less Population Pyramid on the Local Distribution of Inferior Individuals2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hasegawa, Y. Araki, N. Mori and K. Matsumoto
    • 雑誌名

      Intelligent and Evolutionary Systems - Adaptation, Learning and Optimization

      巻: 8 ページ: 149-164

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CMA-ES with Surrogate Model Adapting to Fitness Landscape2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukada, T. Hasegawa, N. Mori and K. Matsumoto
    • 雑誌名

      Intelligent and Evolutionary Systems - Adaptation, Learning and Optimization

      巻: 8 ページ: 417-429

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Agent Predicting Werewolf with Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kondoh, K. Matsumoto, and N. Mori
    • 学会等名
      15th International Symposium 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] A Novel Sentence Vector Generation Method Based on Autoencoder and Bi-Directional LSTM2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, N. Mori and K. Matsumoto
    • 学会等名
      15th International Symposium 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] Recognizing the Order of Four-Scene Comics by Evolutionary Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fujino, N. Mori and K. Matsumoto
    • 学会等名
      15th International Symposium 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] Relaxation Method of Convolutional Neural Network for Natural Language Processing2018

    • 著者名/発表者名
      R. Iwasaki, T. Hasegawa, N. Mori, and K. Matsumoto
    • 学会等名
      15th International Symposium 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] LSTMを用いた人狼予測と人狼ゲーム分析2018

    • 著者名/発表者名
      近藤まなみ, 長谷川拓, 森直樹, 松本啓之亮
    • 学会等名
      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] U-Martシステムを基盤としたエネルギー取引シミュレータの提案2018

    • 著者名/発表者名
      中野洋志,大嶺貴晃,森 直樹,松本啓之亮,平野秀明,北村聖一,森 一之
    • 学会等名
      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] LSTMを用いた人狼ゲームエージェントの戦略獲得手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      近藤まなみ, 森直樹, 松本啓之亮
    • 学会等名
      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] 深層強化学習を用いたデイトレード戦略獲得手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      森大典,森直樹,松本啓之亮,渡邊順一朗
    • 学会等名
      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] Intelligent Software Development Method by Model Driven Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, K. Nakoshi, and N. Mori
    • 学会等名
      6th International Conference on Intelligent Systems and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 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
      T. Hasegawa, N. Mori, and K. Matsumoto
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Agent of Werewolf Game Applying Deep Learning Predictions2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kondoh, K. Fukuda, T. Hasegawa, K. Matsumoto, and N. Mori
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Information Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーツの組合せによる印象を考慮した自動キャラクタデザインシステム2017

    • 著者名/発表者名
      山本元気,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 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決定木の最適化2017

    • 著者名/発表者名
      田中良幸,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた人狼エージェントの行動予測2017

    • 著者名/発表者名
      近藤まなみ,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning Method by Sharing Activity Logs in Multiagent Environment2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, T. Gohara, and N. Mori
    • 学会等名
      10th International Conference on Advanced Engineering Computing and Applications in Sciences
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 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] 株式市場における人工市場と現実市場の類似度指標についての考察2016

    • 著者名/発表者名
      住田和也,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学 (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] アクティビティ図の再利用のための検索法2016

    • 著者名/発表者名
      丸本晃大,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第60回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 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単語と画像の印象的相関関係に基づく顔画像生成システム2016

    • 著者名/発表者名
      山本元気,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第60回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 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 株価データの解析におけるDeep Learningの導入2016

    • 著者名/発表者名
      住田和也,松本啓之亮,森直樹
    • 学会等名
      第60回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 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 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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