カオスダイナミクスに支配される粒子群による最適化手法の完全ディジタル化

• 研究課題/領域番号: 26630172
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 坪根 正 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50334694)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 粒子群最適化 / 非線形理論 / 非線形回路 / カオス

研究成果の概要

本申請研究は，群知能による最適化手法をディジタル技術で実現することを目的とした．以前に開発した人工神経回路を基にした確率要素を持たない決定論モデルを用いて，群知能のハードウェア化を念頭に置いた理論構築を目指した．その結果，2つのモデルを構築し，基本ダイナミクスであるニューラルカオス発振器を基にした準カオス発生系のパラメータと性能の関係を定量的に示し，設計指針を与えた．また，プログラマブルな回路上に粒子の動きを離散時間系としてハードウェア実装し，回路の挙動と最適化性能の関係を示すことができ，有効なパラメータの設計指針を確立できた．また，動的問題でも提案手法が有効であることを示すことが出来た．

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of an optimizer based on piecewise-rotational chaotic system (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol. E7-N, No. 4 ページ: 557-575
  • NAID: 130005605937
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The cylinder manifold piecewise linear system: Analysis and implementation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Kimura, Shotaro Suzuki, Tadashi Tsubone and Toshimichi Saito
  • 雑誌名: Non- linear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol. 6, No. 4 ページ: 488-498
  • NAID: 130005102334
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An optimizer using swarm of chaotic dynamical particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: 6 号: 1 ページ: 112-130
  • DOI: 10.1587/nolta.6.112
  • NAID: 130004960160
  • ISSN: 2185-4106
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Tracking optima in dynamical prob- lems by a chaotic population based optimizer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: 2016 International Sym- posium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: 神奈川，日本
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] 離散時間区分回転系の呈するカオスの分岐と回路実装 (2016)
  • 著者名/発表者名: 疋田葉留，山仲芳和，坪根正
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 兵庫，日本
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Synthesis and Analysis of Piecewise Rotational Chaos System for an Optimizer (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of 2015 International Sympo- sium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: 香港，中国
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] Population-based Optimization having de- terministic and discrete dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Kurita and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: proc. of 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation
  • 発表場所: 仙台，日本
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] A basic consideration of an opti- mizer based on piecewise rotational chaos system (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: proc. of 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation
  • 発表場所: 仙台，日本
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] A Basic Study of Integer Particle Swarm Optimization having Deterministic Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuya Kurita and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-08
• [学会発表] A Basic Study of Integer Particle Swarm Optimization having Deterministic Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: Luzern, Switzerland
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18