動的逆最適化手法の開発と実システム上での検証

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680453
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 章 宏 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助手 (30235709)
• 研究分担者: 石川 眞澄 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (60222973)
• キーワード: 逆最適化 / 2点到達運動 / 離散時間2次形制約条件 / 時系列データ解釈

研究概要

第一段階では、動画像処理システムの実験から得た水平面内の2点到達運動の時系列データに対して、提案した離散時間2次形制約条件の生成法を適用することにより、2点到達運動の時系列データの時空間特徴を表現可能な数値モデルを獲得することができた。その際、数値モデルを生成する問題点として、時系列データに運動指令のノイズが含まれているため、時間ステップ上のバラツキを抑えるには各々の時系列データに対して平均データ長に合わせてデータ補間を行う必要があり、また、部分データ集合を構築するパラメータの決定も必要であると思われる。
第二段階では、得られた数値モデルを逆最適化問題を解く際の制約条件とする。この場合、時系列データに対して離散化した静的逆最適化問題の解法を適用することによりそれを最適とする評価関数を推定することができる。このことは、ニューラルネットワークの学習を通じて2点到達運動の時系列データを最適とする評価関数を推定し、結果を確認した。これにより、腕のキネマディックな特徴を解釈する各規範モデルに対して分析可能であると判明した。
動的逆最適化手法の開発およびその検証に関する研究は、今後とともにますます重要性を増すことと予想されるので、本研究の結果がこの分野に関心を持つ研究者の参考になれば幸いである。

研究成果

• [文献書誌] 章 宏, 石川 眞澄: "静的逆最適化による大規模実データの効率的解釈"電気学会論文誌. 123-C・6. 1173-1182 (2003)
• [文献書誌] 章 宏, 石川 眞澄: "離散化した静的逆最適化による時系列データ解釈"日本応用数理学会2003年度年会予稿集. 382-383 (2003)
• [文献書誌] 章 宏, 石川 眞澄: "ニューラルネットワークによる2次形制約下での静的逆最適化問題の解法"電気学会論文誌. 123-C・10. 1901-1907 (2003)
• [文献書誌] Hong Zhang, Masumi Ishikawa: "A Method for Interpreting Time Series Data by a Chain of Static Inverse Optimization"Proceedings (CD) of the 33^<rd> International Conference on Computers & Industrial Engineering. 1-6 (2004)
• [文献書誌] Hong Zhang, Masumi Ishikawa: "Recent Development in Theories & Numerics - International Conference on Inverse Problems (Y.Bon, M.Yamamoto, J.Cheng, J.Lee (Eds))"World Scientific. 420-429 (2003)