昆虫脳を模倣する制限付きカーネルマシンの開発と最大電力点追従装置への応用

• 研究課題/領域番号: 24500184
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能情報学
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 山内 康一郎 中部大学, 工学部, 教授 (00262949)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 制限付き学習法 / 昆虫脳 / 組み込み用学習アルゴリズム / MPPTマイクロコンバータ / 太陽電池 / learning on a budget / 組み込み用学習エンジン / モデルベース制御 / 昆虫脳のアルゴリズム / マイクロコンバータ / 追加学習 / kernel perceptron / 一般回帰ニューラルネットワーク / incremental learning

研究成果の概要

昆虫脳のように微小な神経回路であっても高度な学習能力が実現されている。この事実を元に、微小な機械学習手法を開発した。本手法は、重要な知識だけを取捨選択して制限容量以内に保存する能力を持つ。
これを組み込み用マイクロコンピュータに組み込み、太陽電池の発電効率を高めるマイクロコンバータを製作した。太陽電池は電流源であり、その両端電圧を適切な値にセットしなければ発電能力を十分に発揮できない。この両端電圧は気温、日射強度によって決まるものであるが、個々の太陽電池パネル毎によっても微妙に異なっている。そこでこれを発電中に学習し、日射強度の急激な変動があった際にその両端電圧を予測して高速制御する。

研究成果

• [雑誌論文] Incremental Learning on a budget and a quick calculation method using a tree-search algorithm (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Kato, Hirohito Kawahara, Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: Proceedings of International Joint Conference on Neural Networks 2015 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Incremental Learning on a Budget and its Application to Quick Maximum Power Point Tracking of Photovoltaic Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Advanced Computational Inteligence and Intelligent Informatics 巻: 18
  • NAID: 130007673226
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Dynamic Pruning Strategy for Incremental Learning on a Budget (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kondo and Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: Neural Information Processing 21st International Conference, ICONIP 2014 Kuching, Malaysia, November 3-6, 2014 Proceedings, Part I 巻: I ページ: 295-303
  • DOI: 10.1007/978-3-319-12637-1_37
  • ISBN: 9783319126364, 9783319126371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of reinforcement learning via game-based renewal energy management system (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Igushi, Takaya Ogiso and Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: Proceedings of SCIS&ISIS 2014 巻: なし
  • 査読あり
• [雑誌論文] 昆虫脳をヒントにした学習エンジンとその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内康一郎
  • 雑誌名: ARENA 巻: 17
• [雑誌論文] Incremental learning on a budget and its application to quick maximum power point tracking of photovoltaic systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: JACIII 巻: vol.18, No.4
  • NAID: 130007673226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incremental learning on a budget and its application to power electronics (2013)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi, Yusuke Kondo, Akinari Maeda, Kiyotaka Nakano, Akihira Kato
  • 雑誌名: Lecture Notes on Computer Science 巻: LNCS8826
  • 査読あり
• [雑誌論文] An importance weighted projection method for incremental learning under unstationary environments (2013)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 雑誌名: Neural Networks (IJCNN), The 2013 International Joint Conference on 巻: なし ページ: 1-9
  • DOI: 10.1109/ijcnn.2013.6706779
  • 査読あり
• [学会発表] Soft-ProjectionによるGRNNの制限付きオンライン学習法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤晶久, 山内康一郎
  • 学会等名: 第１７回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2014)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [学会発表] 重み付き射影法によるリソース制限下での追加学習 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内康一郎
  • 学会等名: 平成26年度 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 中京大学
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] Supervised Actor-Critic法を活用した分身エージェントの生成と自動取引への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤 和義, 伊串 健太, 小木曽 貴也, 山内康一郎
  • 学会等名: 平成26年度 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 中京大学
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] Improved Limited General Regression Neural Network for Embedded Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Kato, Hirohito Kawahara, Koichiro Yamauchi
  • 学会等名: JNNS2014
  • 発表場所: Future University Hakodate
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-29
• [学会発表] スマートグリッドゲームと強化学習を組み合わせた売電制御法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊串健太, 山内康一郎
  • 学会等名: 第29回ファジィシステムシンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際大学枚方キャンパス
• [学会発表] 組み込み用学習法LGRNNとその探索木を用いた高速計算法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤 晶久, 山内康一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 岐阜大学サテライトキャンパス
• [学会発表] ページ置き換えアルゴリズムを導入したLimited General Regression Neural Network (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤 勇祐, 山内康一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 玉川大学工学部
• [学会発表] An importance weighted projection method for incremental learning under unstationary environments (2013)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 学会等名: The International Joint Conference on Neural Networks 2013
  • 発表場所: Fair Mont Hotel, Dallas, TX
• [学会発表] A limited general regression neural network and its application to a quick maximum power point tracker (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi, Yusuke Kondo
  • 学会等名: The 22th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] A Quick Maximum Power Point Tracking Converter for Photovoltaic Systems Using A Limited General Regression Neural Network (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kondo, Koichiro Yamauchi
  • 学会等名: The 22th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Soft-projection method for incremental learning on a budget (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 学会等名: 第15回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2012)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎
• [学会発表] Incremental learning on a budget and its application to quick maximu power point tracking of photovoltaic systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Yamauchi
  • 学会等名: Soft Computing and Intelligent Systems (SCIS) and 13th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS), 2012 Joint 6th International Conference on
  • 発表場所: Kobe Convention Center
• [備考] 山内研究室の研究紹介
  • URL: http://sakura.cs.chubu.ac.jp/research-renewal-energy-j.html
• [産業財産権] 太陽光発電ユニット (2012)
  • 発明者名: 山内康一郎
  • 権利者名: 中部大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-251792
  • 出願年月日: 2012-11-16