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複数の多層人工神経回路網を用いた群深層学習

研究課題

研究課題/領域番号 17K12734
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能情報学
研究機関東京工業大学

研究代表者

田村 康将  東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (50773701)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード半教師あり学習 / 群知能 / 深層学習 / 機械学習 / 合意形成 / 自己学習 / 分散学習
研究成果の概要

深層学習の適用において,膨大な訓練データを作成する作業は非常に高コストである.訓練データ数を削減しながら精度の高いモデルを生成することを目的とし,群知能研究の知見を応用した複数のニューラルネットワークによる半教師あり学習の手法を提案し,いくつかのタスクについて有効性の検証を行なった.
提案手法は,特定のタスクにおいて計算量の増大を許容できる場合という制限つきではあるものの,競合手法と同等の精度でモデルを構築できることを示した.一方で,手法中で扱う複数のニューラルネットワークは必ずしも同一の構造を持っている必要がないため,最適な構造を事前に決定するコストの削減に寄与する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

深層学習はいまやAI研究の根幹をなす技術であり,自動運転車における周辺環境の知覚タスクや,カメラ映像などを入力とした自動監視システムなど,さまざまな実応用がなされている.今後さまざまな新たなサービスやシステムへの適用も期待される技術である一方,特に新規参入分野では訓練データの収集や最適なネットワーク構造の設計などに多大なコストを要求される.本研究は,こうしたコストを削減することが期待できる.提案手法は,訓練データ数の削減については競合手法と同程度の性能を保ちつつ,複数の有望なネットワーク構造の並列学習によって,利用者に最終的に使用するモデルについて複数の選択肢を与えることが可能である.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 群ロボットシステムにおける集団意思決定と故障ロボット2020

    • 著者名/発表者名
      田村 康将
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 59 号: 2 ページ: 119-124

    • DOI

      10.11499/sicejl.59.119

    • NAID

      130007799578

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • 年月日
      2020-02-10
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Crossover using Backpropagation for Evolutionary Artificial Neural Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Tamura
    • 学会等名
      ROBOMECH 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Eventual consensus on bio-inspired collective systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Tamura
    • 学会等名
      Workshop on Distributed Algorithms for Low-Functional Robots
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physical Test Platforms for Multi Robots Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Tamura
    • 学会等名
      The 3rd Japan-Taiwan Workshop on Secure and Dependable IoT Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ビザンチン故障に対する集団意思決定戦略の障害許容性2018

    • 著者名/発表者名
      田村康将
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチエージェントシステムにおけるマルコフ性を満たす深層強化学習2018

    • 著者名/発表者名
      田中智,田村康将,Defago Xavier
    • 学会等名
      第18回複雑系マイクロシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Collective Learning with Deep Neural Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Tamura, Xavier Defago
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics (SWARM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 群知能に基づく深層学習アルゴリズムの検討2017

    • 著者名/発表者名
      田村康将
    • 学会等名
      第13回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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