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2023 年度 実績報告書

エージェントの自律的組織化学習アルゴリズムとシステム効率化の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H04245
研究機関早稲田大学

研究代表者

菅原 俊治  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70396133)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードマルチエージェントシステム / 組織行動 / 社会学習 / 機械学習 / 深層強化学習 / グループ化・組織化 / マルチエージェントプランニング
研究実績の概要

2023年度(最終年度)は、計画通り、目的2「行動規範の自律的選択による最適組織化の実現」と目的3「能力の相互バランスと相互補完を実現する共同グループ構成 」の研究を進めた。
昨年度の後半から着手した他のエージェントのモデル化による組織行動の学習、modeling others as a plyer (MOP)の研究に進展があった。組織・グループ内で適切な協調行動の実現のために他のエージェントを内部にモデル化する手法(modeling other agents, MOA)の研究は存在するが、エージェント数増加とともに計算コストも上がる。我々のMOPでは、各エージェントが自分にもっとも重要で影響すると判断したエージェントとのみ通信し、その予定行動と内部に履歴(過去に巡り会ったエージェントの情報が反映)を受取り、Stackelberg equilibriumを求めて自己の行動を決める。競争と協調が混在したpredator-prey環境で、他の手法より効率が向上すること、組織として合理的な行動を起こせることを確認した。加えて、全エージェントが自己利益を最大化すると社会的な利得が不可となる問題において、一部のエージェントが全体(他のグループメンバ)のために直接には利得とならない作業を実行するよう学習できることも確認した。
一方、グループ作業において、管理者からエージェントの行動を一部操作を可能とする学習手法について試みた。
決定的なアルゴリズムによる複数エージェントのグループ行動の一例として扱う同時搬送問題の研究も継続的に進めた。今期は、衝突回避などの行動に加え、複数のグループ(異なる能力を持つ)に属するエージェント間で、自己の行動計画と交渉を兼ねた手法を提案した。また、経路を可能な範囲で先読みしながら、衝突回避を可能とするアルゴリズムも進行しており、今後、論文としてまとめる。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Scheduling and Negotiation Method for Double Synchronized Multi-Agent Pickup and Delivery Problem2024

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yuki、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Conference on Agents and Artificial Intelligence

      巻: 1 ページ: 321-332

    • DOI

      10.5220/0012390800003636

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Learning to Communicate Using Action Probabilities for Multi-Agent Cooperation2023

    • 著者名/発表者名
      Bai Yidong、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Proceeding of the 7th IEEE International Conference on Agents

      巻: IEEE Xplore ページ: 26-31

    • DOI

      10.1109/ICA58824.2023.00015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] User's Position-Dependent Strategies in Consumer-Generated Media with Monetary Rewards2023

    • 著者名/発表者名
      Ueki Shintaro、Toriumi Fujio、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      roceedings of the 2023 IEEE/ACM International Conference on Advances in Social Network Analysis and Mining

      巻: ACM digital Library ページ: 325-329

    • DOI

      10.1145/3625007.3627503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strategy-Following Multi-Agent Deep Reinforcement Learning through External High-Level Instruction2023

    • 著者名/発表者名
      Motokawa Yoshinari、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 225 ページ: 2798~2807

    • DOI

      10.1016/j.procs.2023.10.272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interpretation Using Classified Gradient-Based Saliency Maps for Two-Player Board Games2023

    • 著者名/発表者名
      Nakasone Gentoku、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE Conference on Games 2023 (IEEE CoG 2023)

      巻: IEEE Xplore ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/CoG57401.2023.10333188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] eDA3-X: Distributed Attentional Actor Architecture for Interpretability of Coordinated Behaviors in Multi-Agent Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Motokawa Yoshinari、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 13(14) 8454 ページ: 1-19

    • DOI

      10.3390/app13148454

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interpretability for Conditional Coordinated Behavior in Multi-Agent Reinforcement Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Motokawa Yoshinari、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2023 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2023)

      巻: IEEE Xplore ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/IJCNN54540.2023.10191825

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling Others as?a?Player in?Non-cooperative Game for?Multi-agent Coordination2023

    • 著者名/発表者名
      Zhong Junjie、Sugawara Toshiharu
    • 雑誌名

      Proceedings of 24th International Conference on Engineering Applications of Neural Networks

      巻: CCIS 1826 ページ: 520~531

    • DOI

      10.1007/978-3-031-34204-2_42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed Planning with Asynchronous Execution with Local Navigation for Multi-agent Pickup and Delivery Problem2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Miyashita, Tomoki Yamauchi and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS 2023)

      巻: - ページ: 914-922

    • DOI

      10.5555/3545946.3598729

  • [学会発表] 分散強化学習によるLifelong MAPF解決手法における近隣エージェントとの情報共有の改善2024

    • 著者名/発表者名
      藤澤陽祐, 菅原俊治
    • 学会等名
      2024 Winter Symposium on Multi Agent Systems for Harmonization (SMASH 2024 Winter) 日本ソフトウェア科学会/知能システム研究会 (情報処理学会)
  • [学会発表] クラスタリングと経験共有を用いたマルチエージェント強化学習の学習手法の提案2024

    • 著者名/発表者名
      井口 要 , 菅原 俊治
    • 学会等名
      2024 Winter Symposium on Multi Agent Systems for Harmonization (SMASH 2024 Winter) 日本ソフトウェア科学会/知能システム研究会 (情報処理学会)
  • [学会発表] Particle Swarm Optimizationによる重複回避を考慮したマルチエージェントフォーメーション形成手法の提案2024

    • 著者名/発表者名
      山田功太郎, 菅原俊治
    • 学会等名
      2024 Winter Symposium on Multi Agent Systems for Harmonization (SMASH 2024 Winter) 日本ソフトウェア科学会/知能システム研究会 (情報処理学会)
  • [学会発表] マルチエージェント深層強化学習によるモバイルエッジコンピューティングにおけるパフォーマンス改善2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木公平, 菅原俊治
    • 学会等名
      2024 Winter Symposium on Multi Agent Systems for Harmonization (SMASH 2024 Winter) 日本ソフトウェア科学会/知能システム研究会 (情報処理学会)
  • [学会発表] sfDA6-X:マルチエージェント深層強化学習における戦略指令に基づいた協調行動の操作性検証2023

    • 著者名/発表者名
      元川善就, 菅原俊治
    • 学会等名
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2023 (JAWS2023)
  • [学会発表] フィルター付き顕著性マップを用いたチェスエージェント解釈手法2023

    • 著者名/発表者名
      仲宗根元徳, 菅原俊治
    • 学会等名
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2023 (JAWS2023)
  • [学会発表] マルチエージェント搬送問題における柔軟な時間窓を利用した優先度継承法の拡張2023

    • 著者名/発表者名
      島田大輝, 宮下裕貴, 菅原俊治
    • 学会等名
      合同エージェントワークショップ&シンポジウム2023 (JAWS2023)

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公開日: 2024-12-25  

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