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2003 年度 実績報告書

進化型免疫機構の開発と工学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 14550453
研究機関武蔵工業大学

研究代表者

野原 勉  武蔵工業大学, 工学部, 教授 (80339530)

キーワード免疫システム / 記憶 / 進化 / 学習 / 免疫応答ネットワークシステム / ニューラルネットワーク / 遺伝的アルゴリズム / 行動型人工知能
研究概要

社会構造の複雑化に伴い制御システムの果たす役割は益々増大しており,さらに,その機能の高度化が要求されている.キーワードは自律であり,例えば,自律型ロボットは,人間を単純作業や過酷な労働から解放し,また,人間には,不可能な環境での作業も可能となる.しかしながら,ロボットの置かれた環境は時々刻々変化するため,ミッションを遂行するには,環境の認識・判断に基づいた動作計画の立案といった高度な自律機能を与えてやらなければならない.このような問題に対し,複雑かつ変動する環境下においてもロバストに対処できる制御法の一つとして,行動型人工知能があるが,複数の要素行動間の調停をいかに適切に決定するかが未解決の問題であったが,本研究では免疫系を工学的にとらえ複数の要素行動間の調停機構として作用させる手法を提案し確立した.具体的な成果は次の通りである.
(1)免疫系をネットワークとしてのシステムとして捉えた場合,工学的には,連立微分方程式を実時間で解く問題に帰着される.実用を考えた場合,機器に搭載されるコンピュータの性能にもよるが,連立微分方程式の実時間計算がネックになる.そのため,免疫学的記憶機構を導入し,これをニューラルネットワークで実現し,免疫ネットワークと結びつけることにより,連立微分方程式の実時間計算の負荷を激滅させ,実用レベルにした.
(2)非ネットワーク型免疫システムにおいて,抗体の設計の難しさは特に抗原の数が増大するにつれて爆発的に増加する.これに対して,機械的にすべての抗体を造りだし,その後,遺伝的アルゴリズムを利用して,適切な抗体を設計していくという自動設計を実現した.
(3)免疫応答ネットワークシステムに,抗原に対する適切な抗体を獲得するα学習機能と競合状態を解消するための調停機能を高めるβ学習機能を付加した進化型行動調停システムを実現した.

  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] 徳岡祐人, 藤川英司, 志田晃一郎, 野原勉: "静的障害物と動的障害物回避における新しい制御スキームの提案"電気学会産業計測制御研究会資料. IIC-02-4. 19-24 (2002)

  • [文献書誌] 野原 勉: "記憶機構を保持した免疫ネットワークに基づく自律移動ロボットの行動調停機構"電気学会技術報告. 928. 12-19 (2003)

  • [文献書誌] 櫻内貴彦, 藤川英司, 野原勉: "非ネットワーク型免疫システムにおける抗体の自律獲得法"電気学会産業計測制御研究会資料. IIC-04-59. 69-74 (2004)

  • [文献書誌] 岸田太一, 藤川英司, 野原勉: "免疫情報処理機構に基づく進化型行動調停システム"電気学会産業計測制御研究会資料. IIC-04-59. 74-80 (2004)

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公開日: 2005-04-18   更新日: 2016-04-21  

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