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fitness景観からの進化計算のための知識獲得に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19J11792
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関九州大学

研究代表者

余 俊  九州大学, 芸術工学府, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード進化計算 / 高速化 / fitness景観 / 推定モデル
研究開始時の研究の概要

進化計算のfitness景観を近似するモデルを構築し,このfitness景観モデルから抽出した情報を用いて進化計算の高度化を行う.
第1に,既知の複数探索点と非線形回帰手法を用いてfitness景観全体を近似推定するfitness景観モデルを構築し,このモデルから本来のfitness景観に隠れている景観情報を抽出する.
第2に,抽出したfitness景観情報を様々な進化計算の探索に組み合わせて探索を効率化し,進化計算の高度化を実現する.
第3に,fitness景観を数理的に近似するfitness景観モデルを解析する方法を研究し,ヒューリステックな進化計算探索をより理論的に把握する手掛かりを得る.

研究実績の概要

本研究の目的は,進化計算の探索点情報を使ってfitness景観をモデル化する方法を確立し,推定モデルからfitness景観の知識を抽出し,探索に反映させることで最適化性能を向上させることである.今年度の研究は以下のサブテーマを遂行中である.
1.複数のノンパラメトリック回帰手法を用いて同じ問題の手法毎に近似モデルを作り,各モデルの信頼度に応じた加重平均で複数のモデルの総合近似モデルを構成することにより近似誤差を軽減する;2.潜在的領域を徐々に探し出し,高精度のモデリングを行う.換言すれば,まず大域的にfitness景観をモデル化し,そのモデルから潜在的な局所領域を切り出し,その領域の分解能を上げてより高精度のモデリングを行う.つまり,モデリング空間を段階的に詳細化することにより,最終的に最適解の可能な位置を見出す;3.高次元問題の推定モデルを可視化するために,次元数分の最適化設計変数から2変数を取り出し,複数の2次元問題の組み合わせに分割することを試みている.最後に,すべての2次元最適化問題に分解した中での最適変数の組み合わせを,本来の高次元問題の推定最適解とする方法である;4.収束点推定法と推定モデルを組み合わせて最適解を推定し,進化計算高速化手法開発する.この方法は特にノイズ問題または高計算コスト問題に対して有利に働くと期待される.
上記サブテーマに加えて,研究遂行過程で新たな研究方向であるニッチ最適化にも取り組んだ.第1にはfitness情報を活用した多峰性問題の複数局所領域の切り出し手法の開発し,第2には,花火アルゴリズムの特性を利用した距離ベース排他戦略導入によるニッチ花火アルゴリズムを開発した.今後も,計画外の新しい課題が見いだされ研究を展開していくことになる.
研究業績として,雑誌論文2編,書籍の章分担1編,国内会議論文3編,国際会議論文5編の発表を行った.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Accelerating Evolutionary Computation Using a Convergence Point Estimated by Weighted Moving Vectors2019

    • 著者名/発表者名
      YU Jun, LI Yuhao, PEI Yan, and TAKAGI Hideyuki
    • 雑誌名

      Complex and Intelligent Systems

      巻: 6 号: 1 ページ: 55-65

    • DOI

      10.1007/s40747-019-0111-6

    • NAID

      120006630505

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-component energy modeling and optimization for sustainable dry gear hobbing2019

    • 著者名/発表者名
      Qinge Xiao, Congbo Li, Ying Tang, Jian Pan, Jun Yu, Xingzheng Chen
    • 雑誌名

      Energy

      巻: 187 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.energy.2019.115911

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 多種生成戦略を導入した植物進化アルゴリズム2020

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      第17 回 進化計算学会研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fireworks Algorithm for Multimodal Optimization Using a Distance-based Exclusive Strategy2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Hideyuki Takagi, Ying Tan
    • 学会等名
      2019 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerating Fireworks Algorithm with Weight-based Guiding Sparks2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhao Li, Jun Yu, Hideyuki Takagi, Ying Tan
    • 学会等名
      10th International Conference on Swarm Intelligence
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Analysis of Vegetation Evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      The 2019 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Niche Method Complementing the Nearest-better Clustering2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhao Li, Jun Yu, Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      The 2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerating Vegetation Evolution with Mutation Strategy and Gbased Growth Strategy2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Hideyuki Takagi
    • 学会等名
      The 2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nearest-better Clustering法の補完ニッチ手法2019

    • 著者名/発表者名
      李宇豪, 余俊, 高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 花火個体数の適応型花火アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      余俊, 高木英行
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Handbook of Research on Fireworks Algorithms and Swarm Intelligence2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yu, Hideyuki Takagi
    • 総ページ数
      471
    • 出版者
      IGI Global
    • ISBN
      9781799816591
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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