設計の数理と物理を繋ぐ階層モデルベースのベイズ最適化による設計工学の変革型支援

2022 年度 審査結果の所見

• 研究課題/領域番号: 22H00184
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 下山 幸治 九州大学, 工学研究院, 教授 (80447185)
• 研究分担者: 山崎 渉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50598696) ; 小木曽 望 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (70295715)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31

研究の概要

近似誤差を加味した「ガウス過程」代替モデルについて、設計の「数理」と「物理」を繋ぐ新たなモデルを構築し、非線形物理法則に忠実な「ベイズ最適化」を行う研究である。高忠実度と低忠実度のデータから構築される2種類の「ガウス過程」代替モデルを階層化することによって、高精度と低コストを実現しようとしている。

学術的意義、期待される成果

物理的に妥当な解を取得するのに必要となる解析コストは、設計などのCAE応用の障壁となっている。既存の解データを学習することで、任意の入力条件に対する出力解の応答を代替するモデルを使った設計が進められているが、それらに最適化、不確かさ定量化などの考えを組み込んだ設計法の構築を目指している。最適化問題の論理構造の物理モデルベースでの説明が設計者の理解・意思決定支援への貢献に結びつくことが期待される。