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センサ協調による廃棄物系バイオマス還元物流の適応的モーダルシフト

研究課題

研究課題/領域番号 16K12537
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ウェブ情報学・サービス情報学
研究機関千葉大学

研究代表者

荒井 幸代  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10372575)

研究分担者 和嶋 隆昌  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00380808)
矢入 郁子  上智大学, 理工学部, 准教授 (10358880)
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
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードロジスティクス最適化 / 還元物流 / センサネットワーク / マルチエージェントシステム / リサイクル / 強化学習 / 多目的計画 / センサーネットワーク / エージェント / 多目的最適化 / バイオマス / バイオマス燃料 / 食品廃棄物 / モーダルシフト / スマートゴミ箱 / スマートセンサ情報システム / 廃棄物再資源化 / 人工知能 / 機械学習
研究成果の概要

本課題は,廃棄物系バイオマスの活用に向けて,「リサイクル技術」と「発生から利用まで一連の施設をつなぐ還元物流」の最適化を目的として推進してきた.自治体ごとに異なるリサイクル施設の数,処理能力の違いを調査し,廃棄物の種類に基づいた発生パターンの予測可能性を示した.
また,モーダルシフトによる還元物流の最適化については,異種モビリティを組み合わせることによって,夜間リソースの有効活用を目的とした最適化問題として定式化した.具体的には,スマートデバイス間の連携による (1) 発生量,場所の管理,(2) 廃棄量と処理施設能力との関係から配送先候補の選定が可能な管理システムのプロトタイプを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

廃棄物系バイオマスのエネルギー利用技術は,既に実用化レベルにあるにもかかわらず,運用に至っていない.この学術的背景の下,廃棄物の収集や保管場所の確保,いわゆる還元物流がボトルネックである点に着目した.一方,社会的には, 2020年の東京オリンピック開催で予想される食品廃棄物の急増,さらに安価で高性能なセンサ技術の発達を背景に,効果的な還元物流モデルを示すことの意義は大きい.モーダルシフトは,一般に車から鉄道,船舶へのシフトを指すが,ここでは廃棄物発生量,それを収容可能な保管・処理施設と交通手段,目的地の選定を含む柔軟な配送シフトをマルチエージェントモデルの学習によって獲得する方法を示した.

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

    (31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 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Desalination of seawater using natural zeolite for agricultural utilization2019

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 雑誌名

      International Journal of GEOMATE

      巻: 16 号: 56 ページ: 21-26

    • DOI

      10.21660/2019.56.4538

    • 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] 状態表現と報酬関数の相互設計法における実験的考察2018

    • 著者名/発表者名
      本木 雄斗、荒井 幸代、吉永 和史
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J101-D 号: 9 ページ: 1295-1304

    • DOI

      10.14923/transinfj.2017SAP0015

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2018-09-01
    • 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] Desalination property of various calcined layered double hydroxides from seawater2018

    • 著者名/発表者名
      D. Tsutsui, T. Wajima
    • 雑誌名

      Internatonal Journal of Environmental and Agriculture Research

      巻: 4 ページ: 15-21

    • DOI

      10.5281/ZENODO.1745082

    • 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] Selective Removal of Cl- and SO42- from Seawater using Ag- and Pb-exchanged Natural Clinoptilolite Zeolites2018

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 雑誌名

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      巻: 72 ページ: 332-333

    • NAID

      130007708864

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Desalination of Seawater using Ca-A Zeolite for Agricultural Utilization2018

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 雑誌名

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      巻: 72 ページ: 325-328

    • NAID

      130007708899

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Desalination Properties of a Natural Zeolite and Calcined Hydrotalcite Mixture in Seawater2018

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 雑誌名

      International Journal of Chemical Engineering and Applications

      巻: 9 号: 4 ページ: 128-134

    • DOI

      10.18178/ijcea.2018.9.4.712

    • 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] Charge Control of Regenerative Power for Energy Saving in Railway Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yoshida , Sachiyo Arai
    • 雑誌名

      The 3rd IEEE International Conference on Agents

      巻: 3 ページ: 64-74

    • DOI

      10.1109/agents.2018.8460096

    • NAID

      130007426130

    • 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] Detection of Features Affording a Certain Action via Analysis of CNN2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nakata, Yuki Kitazato, Sachiyo Arai
    • 雑誌名

      The 3rd IEEE International Conference on Agents

      巻: 3 ページ: 28-31

    • DOI

      10.1109/agents.2018.8460062

    • 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] 逆強化学習による最適な報酬と特徴空間設計に向けた実験的考察2017

    • 著者名/発表者名
      本木雄斗,吉永和史,荒井幸代
    • 雑誌名

      電子情報通信学会,日本ソフトウェア学会,情報処理学会,人工知能学会共催,IEEE Computer Society Japan Chapter後援pp. 197--204, (2017.9).

      巻: 2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄道システムの省エネルギー実現に向けた回生電力の充放電制御設計2018

    • 著者名/発表者名
      吉田賢央,荒井 幸代
    • 学会等名
      人工知能学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ChargeControl of Regenerative Power for Energy Saving in Railway Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yoshida, Sachiyo Arai
    • 学会等名
      2018 3rd IEEE International Conference on Agents
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多段・多目的最適化における解の網羅的発見2018

    • 著者名/発表者名
      山本慶佑,荒井幸代
    • 学会等名
      人工知能学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 守破離:型破りなAI実現に向けて ~見真似で師を超えるための仕掛け~2018

    • 著者名/発表者名
      荒井幸代
    • 学会等名
      計測自動制御学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of Features Affording a Certain Action via Analysis of CNN2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nakata
    • 学会等名
      2018 3rd IEEE International Conference on Agents
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高抽象度赤外線画像センサを用いた行動認識システムの研究2018

    • 著者名/発表者名
      村上 奨悟, 矢入 郁子
    • 学会等名
      人工知能学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring System with Ultra Low-Resolution Imaging and the Examination of Its Ease of Installation2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kimura, Shogo Murakami, Ikuko Egushi Yairi
    • 学会等名
      International Session of the 33rd Annual Conference of the Japanese Society for Art
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Desalination of seawater using natural zeolite for agricultural utilization2018

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 学会等名
      4th International Conference on Science, Engineering and Environment (SEE-Nagoya2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水酸化物を用いた竹からの効率的な炭化物吸着材の作成プロセス2018

    • 著者名/発表者名
      中畔幸次郎, 和嶋隆昌
    • 学会等名
      化学工学会室蘭大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Desalination of high salty water using natural zeolite for agricultural utilization2018

    • 著者名/発表者名
      T. Wajima
    • 学会等名
      2018 9th International Conference on Chemical Engineering and Applications (CCEA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 乾燥と脱臭への利用を指向した天然ゼオライトの改質2018

    • 著者名/発表者名
      久須美隼也,和嶋隆昌
    • 学会等名
      化学工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高抽象度赤外線画像センサを用いた行動認識システムの研究2017

    • 著者名/発表者名
      村上 奨悟, 加藤 友基,矢入 郁子
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェース学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] センサ情報を利用したごみ収集最適化のための強化学習アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      吉永和史, 北里勇樹,荒井幸代
    • 学会等名
      電子情報通信学会,日本ソフトウェア学会,情報処理学会,人工知能学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多目的強化学習によるごみ収集業務のパレート方策の獲得2017

    • 著者名/発表者名
      山本慶佑,荒井幸代
    • 学会等名
      電子情報通信学会,日本ソフトウェア学会,情報処理学会,人工知能学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多目的計画における代替案選択行動に基づく各目的の選好度推定,2017

    • 著者名/発表者名
      池永晶子, 石川翔太, 荒井幸代
    • 学会等名
      電子情報通信学会,日本ソフトウェア学会,情報処理学会,人工知能学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチエージェント深層強化学習による状態空間の爆発問題の回避2016

    • 著者名/発表者名
      久世 耕,荒井 幸代
    • 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
    • 発表場所
      滋賀,日本
    • 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] Parameter Estimation of Multi-Objective Reinforcement Learning to Reach Arbitrary Pareto Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Saitake, Sachiyo Arai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Agents (国際会議)
    • 発表場所
      Matsue, Japan
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 入力データ群の事前分類による バッチ強化学習の効率化2016

    • 著者名/発表者名
      木村祥,荒井幸代
    • 学会等名
      Joint Agent Workshop and Symposium 2016
    • 発表場所
      岐阜,日本
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 群衆における個の行動規範2016

    • 著者名/発表者名
      本木雄斗,荒井幸代
    • 学会等名
      Joint Agent Workshop and Symposium 2016
    • 発表場所
      岐阜 日本
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Faster Convergence to Cooperative Policy by Autonomous Detection of Interference States in Multiagent Reinforcement Learning2016

    • 著者名/発表者名
      Sachiyo Arai, Haichi Xu
    • 学会等名
      14th Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 報酬関数と状態表現の相互改善による徒弟学習の効率化2016

    • 著者名/発表者名
      吉永和史,荒井幸代
    • 学会等名
      第30回人工知能学会 全国大会
    • 発表場所
      北九州,日本
    • 年月日
      2016-06-06
    • 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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