遺伝的プログラミングを用いた対話型進化計算による創発デザインシステムの研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15300040
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊庭 斉志 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (40302773)
• 研究分担者: 石塚 満 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (50114369)
• キーワード: 遺伝的アルゴリズム / 遺伝的プログラミング / 進化論的計算手法 / 創発デザイン / 対話型進化計算 / 創造支援 / 進化型ハードウェア

研究概要

創発デザインシステムの基本部分の設計を行った。特に進化を効率的に導くための的確な遺伝子表現「進化的線形言語」を開発し、様々なベンチマーク問題に対して空間/時間計算量を従来のシステムと比較し、探索能力を解析した。
また構築したシステムをさらに発展させると共に、さまざまな設計に適用可能なデザインシステムの枠組を実現した。特に今年度には以下の2つの分野でめざましい成果が上がっている。
(1)音楽デザインのための生成的インターラクション:
思考を外化する際の可能性探索ツールとしてヒューマン-コンピュータインタラクションを捉え、決定論的なコンピュータの中で自律的で多様性を持った生成的プロセスとのインタラクションの手法を提案し、音楽システムを試作することによりその有効性を示した。
(2)3次元アニメーションの対話的設計:
ユーザの評価による対話型進化計算法によって3D-CG Avatarのアニメーションを生成するAVICEシステムを実現した。これにより従来のモーションキャプチャなどの高価なシステムに比べて容易に、かつ専門的な知識なしにアニメーションを作成することが可能になった。

研究成果

• [文献書誌] 井上豊, 伊庭斉志: "遺伝的アルゴリズムによる電柱配置の自動設計"電気学会論文誌D(IEEJ Trans.IA). 123・5. 582-590 (2003)
• [文献書誌] 安藤晋, 伊庭斉志: "タグ付遺伝子型を用いたネットワーク構造の進化型学習と最適化"人工知能学会論文誌. 18・H. 305-315 (2003)
• [文献書誌] N.Y.Nikokaev, H.Iba: "Learning Polynomial Feedforward Neural Networks by Genetic Programming and Backpropagation."IEEE Transaction on Newral Networks. 14・2. 337-350 (2003)
• [文献書誌] S.Ando, M.Ishizuka, H.Iba: "Evolving Analog Circuits by Variable Length Chromosomes."Advances in Evolutionary Computing-Theory and Applications. 643-662 (2003)
• [文献書誌] H.Iba, S.Saeki, K.Asai, K.Takahashi, Y.Ueno, K.Isono: "Inference of Euler Angles for Single-particle Analysis by Means of Evolutionary Algorithms."Biosystems. 72/1-2. 43-55 (2003)