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2020 年度 実績報告書

確率可制御性縮約による機械学習援用制御手法の可解釈性獲得

研究課題

研究課題/領域番号 18H01461
研究機関京都大学

研究代表者

加嶋 健司  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (60401551)

研究分担者 辻野 博文  大阪大学, 薬学研究科, 助教 (10707144)
山下 沢  武庫川女子大学, 薬学部, 准教授 (70398246)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード制御工学 / 機械学習 / 情報通信工学 / 薬学 / 確率
研究実績の概要

基盤となる理論研究に関しては、まず、前年度に着手した確率システムに対するスパース最適制御理論の凸緩和可能性に関する結果、ネットワーク制御系に特化した差分プライバシー解析を制御性能に対するトレードオフの観点で特徴づけた結果がともに国際論文誌Automaticaに採択された。また、裾の厚い時系列雑音を採用した動的システムのプライバシー保護に関する結果を拡張し、現在、国際論文誌にて査読中である。ガウス過程回帰状態空間モデルに対して、可制御性関数の概念を導入し、モデルのスパース化の可解釈性向上する研究は、収束性の証明が終了し論文投稿の準備をすすめている。また新規に、深層強化学習にもとづく自己駆動型制御システム設計、軌道の位相的性質を活用する動的システム学習、モデル予測制御のための非線形システム同定手法の開発などに着手し、それぞれの成果が国際会議査読中である。通信ネットワークに関する研究課題では、人流ダイナミクスの利活用に関する研究もすすめ、成果を論文投稿する準備を進めている。薬学応用に関する研究に関しては、再実験により解析精度の向上をめざしたものの、想定していた結果は得られなかったため、その原因と対策の検討をすすめている。また突発的な天候変動が深刻な影響を与える風力発電を有する電力ネットワークの安定性解析手法を拡張し、論文の採択が決定しているほか、動的システムのレアイベントのモデリング・解析・制御手法に関する解説を執筆した。アウトリーチ活動としては、機械学習とシステム制御の境界領域における研究動向に関する招待講演をおこなった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Technion, Israel Institute of Technology(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      Technion, Israel Institute of Technology
  • [国際共同研究] University of Groningen(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      University of Groningen
  • [雑誌論文] Sparse Optimal Stochastic Control2021

    • 著者名/発表者名
      Kaito Ito, Takuya Ikeda, Kenji Kashima
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 125 ページ: 109438

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2020.109438

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modular control under privacy protection: Fundamental trade-offs2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Kawano, Kenji Kashima, Ming Cao,
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 127 ページ: 109518

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2021.109518

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Controllability Gramian of nonlinear Gaussian process state space models with application to model sparsification2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kashima, Misaki Imai
    • 学会等名
      21th IFAC World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] A fundamental performance limit of cloud-based control in terms of differential privacy level2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Kawano, Kenji Kashima, Ming Cao
    • 学会等名
      21th IFAC World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuity of the value function for stochastic sparse optimal control2020

    • 著者名/発表者名
      Kaito Ito, Takuya Ikeda, Kenji Kashima
    • 学会等名
      21th IFAC World Congress
  • [学会発表] 裾の重い雑音を利用した線形システムの差分プライバシー保証メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤海斗,河野佑,加嶋健司
    • 学会等名
      第64回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [学会発表] 線形システムに対する裾の重い雑音を用いたプライバシー保護2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤海斗,河野佑,加嶋健司
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
  • [学会発表] システム制御理論と機械学習2020

    • 著者名/発表者名
      加嶋健司
    • 学会等名
      情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML)第41回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習と調和する制御理論2020

    • 著者名/発表者名
      加嶋健司
    • 学会等名
      第4回SICEポストコロナ未来社会ワークショップ 人間行動と社会のモデリング
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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