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2019 年度 実績報告書

未知解探索のための大規模最適化基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K00335
研究機関東京工業大学

研究代表者

小野 功  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (00304551)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードブラックボックス最適化 / 大域的多峰性 / 関数最適化 / 進化計算 / 自然進化戦略 / 逐次状態推定問題 / 政策最適化
研究実績の概要

本研究課題の目的は,多峰性を有する大規模ブラックボックス最適化問題において良質な未知解の発見を可能とする高性能最適化基盤を構築することである.本年度の主な研究成果は以下の研究1~7のようにまとめられる.
研究1では,昨年度提案した非連結なUV関数を考慮した進化計算手法が,クラス1のUV関数において探索に失敗するという問題点を克服した手法を提案し,数値実験により有効性を確認した.研究2では,大域的多峰性景観において,複数の進化計算プロセスによる並行探索の枠組みおよび各進化計算プロセスの反復世代数を適応的に割り当てる手法を提案し,数値実験により有効性を確認した.研究3では,非明示制約付き多峰性関数最適化において,最適解が実行不可能領域付近に存在している場合に,自然進化戦略CR-FM-NESの探索性能が劣化する問題点に対処した手法を提案し,数値実験により有効性を確認した.研究4では,多峰性関数最適化において集団サイズの調整が不要な自然進化戦略を提案し,多峰性の度合いや次元が変わっても高い確率で最適解を発見できること,有力な既存手法であるリスタート戦略よりも効率よく最適解を発見できることを確認した.研究5では,昨年度提案した微分方程式系推定のための分布学習アルゴリズムを,ノイズおよび分数式を含む差分方程式を扱えるように拡張し,数値実験により有効性を確認した.研究6では,粒子フィルタと自然進化戦略による非線形状態空間モデルの状態とパラメータの逐次推定手法を提案し,数値実験により有効性を確認した.研究7では,多峰性の報酬空間を考慮した深層強化学習のための進化計算手法を提案し,数値実験により有効性を検証した.
上記の研究に加えて,多峰性景観の最適化の困難さを測る指標の検討,巡回セールスマン問題のためのエッジの多様性に着目した遺伝アルゴリズムの検討などを行った.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (10件)

  • [学会発表] 多峰性の報酬空間を考慮した深層強化学習のための進化計算手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      蒋 亦陳,小野 功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 非明示制約付き多峰性ブラックボックス関数最適化のための自然進化戦略2020

    • 著者名/発表者名
      狩野盛浩,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 複数の進化計算による並行探索の枠組みの提案2020

    • 著者名/発表者名
      戸田浩司,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] UV構造を有する非明示制約付きブラックボックス関数最適化のための進化計算手法2020

    • 著者名/発表者名
      鎌田一樹,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 集団サイズの調整が不要な自然進化戦略の提案2020

    • 著者名/発表者名
      加藤拓也,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 時系列モデリングのための進化計算に基く非線形差分方程式推定手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      朝日諒,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 実数値進化計算のためのTopological Mode Analysisを用いた関数景観解析2020

    • 著者名/発表者名
      崎原雄大,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 巡回セールスマン問題のためのエッジの多様性に着目した遺伝アルゴリズムの提案2020

    • 著者名/発表者名
      勝間田友輔,小野功
    • 学会等名
      第17回進化計算学会研究会
  • [学会発表] 粒子フィルタと自然進化戦略による非線形状態空間モデルの状態とパラメータの逐次推定2019

    • 著者名/発表者名
      小林彦槻,小野功
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2019(SSI2019)
  • [学会発表] 非明示制約付き大域的多峰性ブラックボックス関数最適化のためのCPIEによる複数機月最適着陸地点の探索2019

    • 著者名/発表者名
      鎌田一樹, 加藤拓也, 小野功, 井上博夏, 山本光生, 大山聖, 大嶽久志
    • 学会等名
      第13回進化計算シンポジウム2019

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公開日: 2021-01-27  

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