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2012 年度 実績報告書

自律的遺伝演算子に基づく進化型計算の理論的拡張および応用

研究課題

研究課題/領域番号 22500208
研究機関大阪府立大学

研究代表者

森 直樹  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90295717)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード自律的遺伝演算子 / 進化型計算 / 遺伝的アルゴリズム / 遺伝的プログラミング / サポートベクターマシン / タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズム / エピスタシス / 対話型進化型計算
研究概要

本研究の主テーマである,進化型計算における自律的遺伝演算子の構築に関して,本年度は,まず遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm, GA) の拡張手法として
タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズム(Dictyostelium based GA, DGA)を提案し探索性能の優位性および探索ダイナミクスの解析をした.
DGAは多様な問題において非常に高い性能を示しているが,ナップサック問題やだまし問題では,移動演算子とよばれる局所探索型演算子を導入すると可調整パラメータによって性能が劣化する.Nk問題においては移動演算子は有効であり移動演算子の探索の影響についての解析が必要とされている.
そこで今年度は,遺伝子座ごとのエピスタシスに基づく新たな指標を提案し,DGA の探索ダイナミクスを移動演算子の局所探索量,移動演算子の適用時期,探索性能に関する数値実験結果を示して解析した.
この他には,遺伝的プログラミング(Genetic Programming: GP) への SVM ノードの導入について検討し,学習データに対して GP のノードが自律的に適応するシステムによる実市場での取引実験をした.最後に,自然言語処理における対話的進化型計算について実験し,マシン-ヒューマンインタラクションにおける遺伝演算子の自律性の重要性を確認した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究は,大きく分けて自律的遺伝演算子の必要性を明らかにすることと,ソフトウェアライブラリの作成の2つの目的がある.
これまでのところ,前者についてはタマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムにおける移動演算子の提案を中心に,具体的な手法を複数提案し,そのいずれについても十分な成果が上がっている.
本年度は,新たに遺伝的プログラミングにおいて,ノードがサポートベクターマシンにより自律的に学習し,問題構造を反映した適切な遺伝子表現を可能とする斬新な手法および自然言語処理への応用についても検討している.
後者に関しては,個々のアプリケーションは完成しており,後はその統合をするのみという状態である.
以上の理由より本研究はおおむね順調に進展していると考えている.

今後の研究の推進方策

今年度も,前年度と引き続きタマホコリカビ型遺伝的アルゴリズム(DGA)による最適化手法,SVM ノードを有する GP, 自然言語処理における対話型進化型計算の3 つの課題を柱に,具体的な研究を推進する予定である.
DGA についてはエピスタシスと自律的遺伝演算子の融合を中心により複雑な実問題への適用を考える.特に,移動の自律的なアルゴリズムについては十分な検討をする.GP については,問題に適した SVM カーネルを自律的に得る手法を考案し,探索性能の向上を図る.自然言語処理については感性工学との融合を目指し,人間の認知に根ざした自律的遺伝演算子理論の構築をする.特に,これまで扱いが不可能とされてきた絵に関する内容の自律的進化について枠組みをまとめ,フィールドワークと併せて研究を進める.
最終年度なので,上記の内容を学会および論文にて発表し,最終的には自利的遺伝演算子の概念を取り入れたライブラリーの作成をする.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Picture information shared conversation agent: Pictgent2012

    • 著者名/発表者名
      Miki Ueno, Naoki Mori, Keinosuke Matsumoto
    • 雑誌名

      Advances in Distributed Computing and Artificial Intelligence Journal

      巻: 1 ページ: 53-61

    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝的プログラミングを用いた株価予測手法へのSVMの導入2013

    • 著者名/発表者名
      西村智貴,三浦秀之,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 発表場所
      常翔学園 大阪センター
    • 年月日
      20130119-20130119
  • [学会発表] 進化型計算によるSupport Vector Machineの素性ベクトルの最適化2013

    • 著者名/発表者名
      廣田健敏,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 発表場所
      常翔学園 大阪センター
    • 年月日
      20130119-20130119
  • [学会発表] 自然言語を入力とした画像生 成手法の提案2013

    • 著者名/発表者名
      上野 未貴, 森 直樹, 松本 啓之亮
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 発表場所
      常翔学園 大阪センター
    • 年月日
      20130119-20130119
  • [学会発表] タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムにおける移動演算子の解析2013

    • 著者名/発表者名
      井上 和之,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 発表場所
      常翔学園 大阪センター
    • 年月日
      20130118-20130118
  • [学会発表] タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムにおける探索ダイナミクスの解析2012

    • 著者名/発表者名
      井上 和之,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      電気学会調査専門委員会研究発表会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      20121202-20121202
  • [学会発表] 自然言語入力を利用した半自動絵生成手法 の検討2012

    • 著者名/発表者名
      上野 未貴, 森 直樹, 松本 啓之亮
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会 (第26回)
    • 発表場所
      山口県教育会館,ゆ~あいプラザ山口県社会福祉会館,山口県自治会館
    • 年月日
      20120613-20120615
  • [学会発表] タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムシステムを用いた組合せ最適化問題の解法2012

    • 著者名/発表者名
      井上 和之,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      第56回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120521-20120523
  • [学会発表] 陽線陰線フィルタを用いた取引エージェントの進化2012

    • 著者名/発表者名
      西村智貴,祖田佳典,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第56回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120521-20120523
  • [学会発表] 絵情報共有型会話エージェント Pictgent におけるシナリオの状態遷移2012

    • 著者名/発表者名
      上野 未貴, 森 直樹, 松本 啓之亮
    • 学会等名
      第56回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120521-20120523
  • [学会発表] センチメント解析における分野特徴を考慮した辞書拡張の研究2012

    • 著者名/発表者名
      福田 清人,森 直樹,松本 啓之亮
    • 学会等名
      第56回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      20120521-20120523

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公開日: 2014-07-24  

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