遺伝的プログラミングを用いたヒューリスティックの機械学習

• 研究課題/領域番号: 20700131
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能情報学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 福永 Alex (福永 ALEX) 東京工業大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (90452002)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 人工知能 / 進化計算 / 探索

研究概要

ロボットや自律エージェントにおけるタスク割り当てや自動行動計画等の最適化問題および制約充足問題に対する有用なアルゴリズムを開発するのは困難である。本研究は自動プログラミング法の遺伝的プログラミングを用いて、このような問題に対するヒューリスティック(限られた時間内に準最適解を求める場合有用な手法)を自動的に検出・作成するシステムの構築に取り組んだ。大規模クラスタを用いた並列遺伝的プログラミングシステムを実装して、制約充足問題(SAT)に対する新たなヒューリスティックを自動作成した。更に、遺伝的プログラミングを用いて展示場案内ロボットの行動決定ヒューリスティック(コントローラー)を作成した。尚、複数ナップサック問題に対する新たな厳密アルゴリズム、及び、ヒューリスティック法を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Evolving an Effective Robot Tour Guide. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiruma H, Fukunaga A, Komiya K, Iba H.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distributed Island-Model Genetic Algorithms Using Heterogeneous Parameter Settings. (2011)
  • 著者名/発表者名: Gong Y, Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Branch-and-Bound Algorithm for Hard Multiple Knapsack Problems. (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A.
  • 雑誌名: Annals of Operations Research(Springer) Vol.184, No.1 ページ: 97-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distributed Island-Model Genetic Algorithms Using Heterogeneous Parameter Settings (2011)
  • 著者名/発表者名: Gong Yiyuan, Fukunaga Alex
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolving an Effective Robot Tour Guide (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiruma Hideru
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Transposition Tables for Single-Agent Search and Planning : Summary of Results. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akagi Y, Kishimoto A, Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of Third Annual Symposium on Combinatorial Search ページ: 2-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolving a Goal Selection Strategy for a Robot Tour Guide. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A, Hiruma Hideru, Komiya Kazuki, Iba Hitoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the 14^<th> Asia Pacific Symposium on Intelligent and Evolutionary Systems ページ: 172-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search Spaces for Min-Perturbation Repair. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming (CP-2009), Lecture Note in Computer Science(Springer) Vol.5732 ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Massively Parallel GP for Discovering Satisfiability Solvers. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC09) ページ: 1478-1485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combining Multiple Representations in a Genetic Algorithm for the Multiple Knapsack Problem. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A, Tazoe S.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC09) ページ: 2423-2430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fault Tolerance in Distributed Genetic Algorithms with Tree Topologies. (2009)
  • 著者名/発表者名: Gong Y, Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC09) ページ: 968-975
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Parallel, Lisp-Based Genetic Programming System for Discovering Satisfiability Solvers. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A.
  • 雑誌名: Proceedings of International Lisp Conference ページ: 137-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Massively Parallel GP for Discovering Satisfiability Solvers (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga Alex
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation ページ: 1478-1485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combining Multiple Representations in a Genetic Algorithm for the Multiple Knapsack Problem (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga Alex, Tazoe Satoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation ページ: 2423-2430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search Spaces for Min-Perturbation Repair (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga Alex
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] A parallel, Lisp-based genetic programming system for discovering satisfiability solvers (2009)
  • 著者名/発表者名: Alex Fukunaga
  • 雑誌名: Proceedings of the 2009 International Lisp Conference 1 ページ: 137-148
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝的プログラミングを用いたロボット案内の最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 比留間英, 小宮一樹, Fukunaga A, Bollegala D, 伊庭斉志
  • 学会等名: 第28回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] ロバストな分散GA (2010)
  • 著者名/発表者名: Gong Yiyuan, 福永Alex
  • 学会等名: 人工知能学会第5回進化計算フロンティア研究会
  • 発表場所: 東京工業大学(大岡山キャンパス)
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 遺伝的プログラミングによる展示物案内ロボットの経路最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小宮一樹, 比留間英, Fukunaga A, 伊庭斉志
  • 学会等名: 第4回進化計算フロンティア研究会(SIG-ECF)
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] ロバストな分散GA第4回進化計算フロンティア研究会(SIG-ECF)(ポスター) (2010)
  • 著者名/発表者名: Gong Y, Fukunaga A.
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [学会発表] IDA*探索におけるトランスポジションテーブルについて (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木維磨, 岸本章宏, Fukunaga A.
  • 学会等名: 第24回人工知能学会全国大会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
• [学会発表] 仮想マシン再配置問題に対する厳密アルゴリズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 田添聡士、Fukunaga A.
  • 学会等名: 情報処理学会 数理モデル化と問題解決(MPS)研究会弟76回研究会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 進化プログラミングを用いた制約充足問題に対する間接的な解決法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福永Alex
  • 学会等名: 人工知能学会第2回進化計算フロンティア研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] A parallel, Lisp-based genetic programming system for discovering satisfiability solvers (2009)
  • 著者名/発表者名: Alex Fukunaga
  • 学会等名: 2009 International Lisp Conference
  • 発表場所: Cambridge, Massachussetts, USA
  • 年月日: 2009-03-25
• [学会発表] 進化プログラミングを用いた制約充足問題に対する間接的な解決法 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A.
  • 学会等名: 人工知能学会第2回進化計算フロンティア研究会(SIG-ECF)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] 伝的プログラミングを用いた巡回案内ロボットの行動学習 (2009)
  • 著者名/発表者名: 執行恵太, Fukunaga A, 柳瀬利彦, 伊庭斉志
  • 学会等名: 人工知能学会第2回進化計算フロンティア研究会(SIG-ECF)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] 大勢の聴衆に対応するガイドロボットのゴール選択法について (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A, 伊庭斉志, 柳瀬利彦
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
• [学会発表] VM再配置問題に対する厳密手法及びハイブリッド手法 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga A, 網代育大
  • 学会等名: 第23回人工知能学会全国大会
  • 発表場所: 香川県高松市
• [備考] ホームページ等
• [備考] CL-MPI (Common Lisp MPI Bindings)プロジェクトホームページ
  • URL: http://code.google.com/p/cl-mpi