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多様性と収束性のバランスを自動調整する進化型多目的最適化アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17300075
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 感性情報学・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

石渕 久生  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (60193356)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,400千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 1,500千円)
2007年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2005年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード進化型計算 / 遺伝的アルゴリズム / 多目的最適化 / 進化型多目的最適化 / 遺伝的局所探索 / ハイブリッド・アルゴリズム / 収束性 / 多様性 / ハイブリッドアルゴリズム
研究概要

本研究では,まず,多様性と収束性のバランスを自動調整するメカニズムを開発するための準備として,代表的な進化型多目的最適化アルゴリズムであるNSGA-IIを多目的最適化問題に適用し,個体群に含まれる重複解の数を調べた.数値実験により,多目的関数最適化問題では重複解がほとんど存在しないのに対して,多目的組合せ最適化問題では多数の重複解が存在するという結果が得られた.このような結果に基づき,目的関数空間および決定変数空間での重複個体削除の効果を調べたが,効果は限定的であった.そこで,進化型多目的最適化アルゴリズムの探索性能を大きく改善するために,加重和最適化手法などのスカラー化手法とのハイブリッド・アルゴリズムを提案した.具体的には,スカラー適応度関数を親個体の選択および世代更新に確率的に使用するというアイディアをNSGA-IIの枠組みで実装した.種々の多目的組合せ最適化問題に対する数値実験により,スカラー適応度関数の確率的な使用がNSGA-IIの探索性能を劇的に改善することを明らかにした.また,パレートフロントの一部に限定した集中的な探索を行うために,類似した複数のスカラー適応度関数を目的関数として用いる方法を提案した。この方法の応用として,与えられた目的関数の周囲に類似した複数の目的関数を生成することで多目的化を行う方法も提案した.一方,既存の進化型多目的最適化アルゴリズムの性能を改善するために,非距離型交叉操作および目的関数空間内での類似度に基づく親個体選択手法の使用を提案し,個体群の多様性と収束性のバランスの維持に有効であることを明確にした.さらに,パレート最適解集合の全体的な評価指標に基づく繰り返し型の進化型多目的最適化アルゴリズムの提案も行った.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (17件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] An empirical study on similarity-based mating for evolutionary multiobjective combinatorial optimization2008

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research Vol.188

      ページ: 57-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An empirical study on similarity-based mating for evolutionary multiobjective combinatorial optimization2008

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research Vol.188

      ページ: 57-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimization of scalarizing functions through evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4403

      ページ: 51-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of interpretability-accuracy tradeoff of fuzzy systems by multiobjective fuzzy genetics-based machine learning2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Approximate Reasoning Vol.44

      ページ: 4-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metaheuristics2007

    • 著者名/発表者名
      Eitaro, Aiyoshi
    • 雑誌名

      The Institute of Electrical Engineers of Japan

      ページ: 432-432

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimization of scalarizing functions through evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4403

      ページ: 51-65

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of interpretability-accuracy tradeoff of fuzzy systems by multiobjective fuzzy genetics-based machine learning2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Approximate Reasoning Vol.44

      ページ: 4-31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of interpretability-accuracy tradeoff of fuzzy systems by multiobjective fuzzy genetics-based machine learning2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Approximate Reasoning Vol.44,No.1

      ページ: 4-31

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Incorporation of scalarizing fitness functions into evolutionary multiobjective optimization algorithms2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4193

      ページ: 493-502

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of using two neighborhood structures in cellular genetic algorithms for function optimization2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4193

      ページ: 949-958

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finding simple fuzzy classification systems with high interpretability through multiobjective rule selection2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4252

      ページ: 86-93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-Objective Machine Learning2006

    • 著者名/発表者名
      Yaochu, Jin
    • 雑誌名

      Springer

      ページ: 660-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Incorporation of scalarizing fitness functions into evolutionary multiobjective optimization algorithms2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4193

      ページ: 493-502

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of using two neighborhood structures in cellular genetic algorithms for function optimization2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4193

      ページ: 949-958

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finding simple fuzzy classification systems with high interpretability through multiobjective rule selection2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science Vol.4252

      ページ: 86-93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Interpretability-Accuracy Tradeoff of Fuzzy Systems by Multiobjective Fuzzy Genetics-Based Machine Learning2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Approximate Reasoning Vol.43(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Handling of Overlapping Objective Vectors in Evolutionary Multiobjective Optimization2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Intelligence Research Vol.1

      ページ: 1-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Iterated Prisoner's Dilemma Game Strategies in Structured Demes under Random Pairing in Game-Plaving2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Evolutionary Computation Vol.9

      ページ: 552-561

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Handling of Overlapping Objective Vectors in Evolutionary Multiobjective Optimization2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Intelligence Research Vol.1

      ページ: 1-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of Iterated Prisoner's Dilemma Game Strategies in Structured Demes under Random Pairing in Game-Playing2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Evolutionary Computation Vol.9

      ページ: 552-561

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of Iterated Prisoner's Dilemma Game Strategies in Structured Demes under Random Pairing in Game-Playing2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Evolutionary Computation Vol.9, No.61

      ページ: 552-561

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Handling of Overlapping Objective Vectors in Evolutionary Multiobjective Optimization2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Intelligence Research Vol.1, No.1

      ページ: 1-18

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Choosing extreme parents for diversity improvement in evolutionary multiobjective optimization algorithms2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2007 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 発表場所
      カナダ モントリオール
    • 年月日
      2007-10-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Choosing extreme parents for diversity improvement in evolutionary multiobjective optimization algorithms2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2007-10-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Hot issues in evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2007 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Hot issues in evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effects of the use of non-geometric binary crossover on evolutionary multiobiective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2007 Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      英国 ロンドン
    • 年月日
      2007-07-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effects of the use of non-geometric binary crossover on evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2007-07-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effbcts of the use of non-geometric binary crossover on evolutionary multiobjective optimization2007

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2007 Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      英国 ロンドン
    • 年月日
      2007-07-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of decision maker's preference into evolutionary multiobjective optimization algorithms2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2006 Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      米国 シアトル
    • 年月日
      2006-07-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Comparison between single-objective and multi-objective genetic algorithms:Performance comparison and performance measures2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2006 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      カナダ バンクーバー
    • 年月日
      2006-07-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Comparison between single-objective and multi-objective genetic algorithms: Performance comparison and performance measures2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2006-07-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Incorporation of decision maker's preference into evolutionary multiobjective optimization algorithms2006

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2006-07-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Spatial implementation of evolutionary multiobjective algorithms with partial Lamarckian repair for multiobiective knapsack problems2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      5th International Conference on Hybrid Intelligent Systems
    • 発表場所
      ブラレル リオデジャネイロ
    • 年月日
      2005-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Spatial implementation of evolutionary multiobjective algorithms with partial Lamarckian repair for multiobjective knapsack problems2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      5th International Conference on Hybrid Intelligent Systems
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2005-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Comparison of evolutionary multiobjective optimization with reference solution-based single-objective approach2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2005 Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      米国 ワシントンDC
    • 年月日
      2005-06-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An empirical study on the handling of overlapping solutions in evolutionary multiobjective optimization2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao Ishibuchi
    • 学会等名
      2005 Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      米国 ワシントンDC
    • 年月日
      2005-06-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Comparison of evolutionary multiobjective optimization with reference solution-based single-objective approach2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2005-06-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An empirical study on the handling of overlapping solutions in evolutionary multiobjective optimization2005

    • 著者名/発表者名
      Hisao, Ishibuchi
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2005-06-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] メタヒューリスティクスと応用2007

    • 著者名/発表者名
      相吉 英太郎
    • 総ページ数
      432
    • 出版者
      電気学会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Multi-Objective Machine Learning2006

    • 著者名/発表者名
      Yaochu Jin
    • 総ページ数
      660
    • 出版者
      Springer
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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