創発型計算環境Artificial Cellular Machine : ACMの構築

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13780296
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 遠藤 聡志 琉球大学, 工学部, 助教授 (00223686)
• キーワード: セルオートマトン / MMXテクノロジ / CAインタプリタ / 共進化計算 / CAルール自動獲得

研究概要

平成13年度は,次の2つの基礎的な研究を行い,以下の結果を得た.
課題1:セルオートマトン(CA)の遷移規則学習アルゴリズムの構築および性能評価
課題2:セルオートマトンモデルの設計環境である,CA専用インタプリタの開発
課題1の成果:
CAの遷移規則学習のテスト問題として『密度分類タスク』がある.この問題に対して,機械学習の一アプローチである進化計算が用いられてきたが,単純GAでは,ハンドコーディングルールであるGKLルールの精度を越えることができなかった.本研究では,進化計算アルゴリズムに共進化の概念と,進化の同調の概念を導入することによりGKLルールの分類精度を大幅に越えるCAルールの獲得に成功した.
課題2の成果:
CAシミュレーションのモデル設計は,現実の現象を再現するCA遷移規則を如何に効率的に構成するかが重要である.多くのCAモデル研究者は,試行錯誤的にこの作業を行っている.この作業を支援するための計算環境として,CA専用のインタプリタが有効である.インタプリタのメリットは,ルール変更によるモデルの変化が即時的・視覚的に確認され,この結果がルールの洗練に直ちに反映できる点にある.本研究では,C言語ライクな言語仕様,構文上の誤りチェック,視覚化ツール等の特徴を備えたCAインタプリタの試作を行った.

研究成果

• [文献書誌] 亀島力, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルオートマトン・ルール最適化に有効な進化計算の設計"計測自動制御学会第11回FANインテリジェントシステムシンポジウム講演論文集. 49-54 (2001)
• [文献書誌] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "インタプリタ型セルオートマトン・シミュレータの開発"計測自動制御学会第11回FANインテリジェントシステムシンポジウム講演論文集. 285-288 (2001)
• [文献書誌] Yuhei Akamine, Satoshi Endo, Koji Yamada: "The Development of an Interpreter for Cellular Automata"Intelligent Engineering Systems through Artificial Neural Networks (ASME PRESS). Vol.11. 411-416 (2001)
• [文献書誌] 亀島力, 遠藤聡志, 山田孝治: "種分類を用いた進化計算によるセルオートマトン・ルール自動設計"日本機械学会セルオートマトン・シンポジウム講演論文集. 162-167 (2001)
• [文献書誌] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルオートマトン・シミュレータ用インタプリタに関する検討"日本機械学会セルオートマトン・シンポジウム講演論文集. 80-83 (2001)
• [文献書誌] 赤嶺有平, 遠藤聡志, 山田孝治: "セルラ・オートマトン・シミュレータ用インタプリタの開発"人工知能学会誌. 第17巻4号(掲載決定). (2002)