等式制約付き多峰性関数最適化のための進化計算手法を用いた遺伝子ネットワーク同定

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23700266
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 木村 周平 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20342777)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 遺伝的アルゴリズム / 遺伝子ネットワーク同定 / S-systemモデル / Vohradskyモデル

研究概要

本研究ではまず，制約無しの関数最適化のための任意の進化的アルゴリズムを，等式制約を持つ関数最適化のために拡張する方法を提案した．具体的には交叉によって生成される子個体の確率密度分布に着目し，これに基づく子個体をマルコフ連鎖モンテカルロ法を利用して生成することで，等式制約を満たす領域のみの子個体生成を実現した．この手法を利用して遺伝子ネットワーク同定の精度改善を試みる予定であったが，遺伝子ネットワーク同定問題を等式制約付き非線形関数最適化問題として定式化しなくても充分精度の高い同定が可能であることが判明した．そのため上記の最適化方法を使わない，主に２種類の遺伝子ネットワーク同定法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Inference of Vohradsky's Models of Genetic Networks by solving Two-dimensional Function Optimization Problems (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, M.Sato and M.Okada-Hatakeyama
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e83308(11 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Efficient Parameter Estimation Method for the Inference of Vohradsky's Neural Network Models of Genetic Networks (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, M.Sato and M.Okada-Hatakeyama
  • 雑誌名: Proc. of the 2013 International Joint Conference on Neural Networks ページ: 2676-2681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inference of S-system Models of Genetic Networks by Solving One-dimensional Function Optimization Problems (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, D.Araki, K.Matsumura and M.Okada-Hatakeyama
  • 雑誌名: Mathematical Biosciences 巻: Vol.235 ページ: 161-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inference of S-system Models of Genetic Networks by Solving Linear Programming Problems and Sets of Linear Algebraic Equations (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura, K.Matsumura and M.Okada-Hatakeyama
  • 雑誌名: Proc. of the 2012 International Joint Conference on Neural Networks ページ: 2000-2007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constrained Multimodal Function Optimization using a Simple Evolutionary Algorithm (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kimura and K.Matsumura
  • 雑誌名: Proc. of the 2011 Congress on Evolutionary Computation ページ: 447-454
  • 査読あり
• [学会発表] 遺伝子ネットワークのS-system モデル高速同定法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村周平
  • 学会等名: 平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 20110907-09