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2016 年度 実績報告書

マルチエージェントシステムにおける自律的組織化と割当問題の効率化の相互作用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25280087
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) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードノルム / 負荷分散 / 強化学習 / 大規模分散システム / 提携形成 / マルチエージェントシステム / 分散システム / 自己組織化
研究実績の概要

本研究の目的は、異なる能力を持つエージェントが処理を通じて自律的にグループを構成し、その中で適切なリソース/タスクを配分することで、効率的かつ効果的な分散割当法を提案し、その評価、特に大規模エージェントシステムでの効率化とエージェント間の相互作用による影響を解明することにある。
本研究期間は、昨年度提案した互恵エージェントの導入に新たなモデルとしてより計算機システムサービスに近い非同期チームを導入し、そこにおける互恵エージェントの効果と、複数行動戦略の混在による効率化の調査、さらに各エージェントがそれぞれの状況や能力、タスクのデッドラインなどに合わせて実行タスクを各自が希望する戦略を複数導入し、適切な戦略を自律的に選択する学習法を提案した。具体的には以下の3点である。第1に、チームの脱退を非同期に行うモデルを導入した。これまでの同期モデルは、たとえば災害ロボットなどでは妥当ではあるが、センサーや計算機を想定したIoT関連の応用ではやや柔軟性に欠けるためである。ここでは昨年の知見で得られた互恵性合理性が混在するエージェント構成が効率を上げることを確認した。第2は、タスクを他から与えられるのではなく、自らその候補を選択し希望を反映させる手法と統合させた。実験から、タスクの特徴(デッドラインの有無、効用と処理完了時刻の関係、タスクの粒度・不均衡度など)に依存して希望順位を決定する最適戦略が変わることを確認した。さらに、各エージェントが最大効用を得るための希望順位決定戦略を学習し、全体としては多様な戦略が混在し環境の変化に強く、効率的な手法を提案した。
上記の戦略の選択学習で、やや複雑なジレンマ構造が見いだされ、十分に能力が発揮できない場面が観測できた。この結果を踏まえ、今後は、社会的ジレンマの環境でも頑健に協調を生み出す仕組みを提案したい。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 謝辞記載あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Improvement of Robustness to Environmental Changes by Autonomous Divisional Cooperation in Multi-Agent Cooperative Patrol Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Sugiyama and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. of 15th International Conference on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems (LNCS)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adaptive Switching Behavioral Strategies for Effective Team Formation in Changing Environments2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Hayano, Yuki Miyashita and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Agents and Artificial Intelligence (LNCS)

      巻: 10162 ページ: 37-55

    • DOI

      10.1007/978-3-319-53354-4_3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coordinated Area Partitioning Method by Autonomous Agents for Continuous Cooperative Tasks2017

    • 著者名/発表者名
      Vourchteang Sea, Chihiro Kato and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 25-1 ページ: 75-87

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.25.75

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Direct Reciprocity on Continuing Prosperity of Social Networking Services2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Osaka, Fujio Toriumi, and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Complex Networks and Their Applications V (tudies in Computational Intelligence)

      巻: 693 ページ: 411-422

    • DOI

      10.1007/978-3-319-50901-3_33

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Task Allocation Based on Social Utility and Incompatible Individual Preference2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Iijima, Masashi Hayano, Ayumi Sugiyama and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st Conference on Technologies and Applications of Artificial Intelligence (IEEE Xplore)

      巻: - ページ: 24-31

    • DOI

      10.1109/TAAI.2016.7880161

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective Task Allocation by Enhancing Divisional Cooperation in Multi-Agent Continuous Patrolling Tasks2016

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Sugiyama, Sea Vourchteang and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 28th IEEE International Conference on Tools with Artificial Intelligence(IEEE Xplore)

      巻: - ページ: 33-40

    • DOI

      10.1109/ICTAI.2016.0016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] エージェントの行動戦略選択による組織化とタスク処理効率化の実現2016

    • 著者名/発表者名
      早野真史, 宮下裕貴, 菅原俊治
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 31-6 ページ: AG-F_1-11

    • DOI

      10.1527/tjsai.AG-F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 繰り返し信頼ネットワーク生成によるグループワークの公平な相互評価法の提案2016

    • 著者名/発表者名
      芝 夢乃, 菅原 俊治
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 31-6 ページ: AG-C_1-10

    • DOI

      10.1527/tjsai.AG-C

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spread of Cooperation in Complex Agent Networks Based on Expectation of Cooperation2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Shibusawa, Tomoaki Otsuka and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th International Conference on Principles and Practice of Multi-Agent Systems (LNCS)

      巻: 9862 ページ: 76-91

    • DOI

      10.1007/978-3-319-44832-9_5

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cooperation-dominant Situations in SNS-norms Game on Complex and Facebook Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hirahara, Fujio Toriumi and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      New Generation Computing

      巻: 34-3 ページ: 273-289

    • DOI

      10.1007/s00354-016-0305-z

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of Association Structures Based on Reciprocity and Their Performance in Allocation Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Miyashita, Masashi Hayano and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Coordination, Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems XI (LNCS)

      巻: 9628 ページ: 262-281

    • DOI

      10.1007/978-3-319-42691-4_15

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solving Coalition Structure Generation Problem with Double-Layered Ant Colony Optimization2016

    • 著者名/発表者名
      Chia Wei Yeh and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IEEE Xplore)

      巻: - ページ: 65-70

    • DOI

      10.1109/IIAI-AAI.2016.57

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Assignment Problem with Preference and an Efficient Solution Method Without Dissatisfaction2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Saito and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Technologies and Applications, Smart Innovation, Systems and Technologies Series

      巻: 58 ページ: 33-44

    • DOI

      10.1007/978-3-319-39883-9_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emergence of Cooperation in Complex Agent Networks Based on Expectation of Cooperation2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Shibusawa, Tomoaki Otsuka and Toshiharu Sugawara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 15th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS2016)

      巻: - ページ: 1333-1334

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 非同期チーム編成における互恵編成戦略の提案と評価2017

    • 著者名/発表者名
      早野真史, 菅原俊治
    • 学会等名
      第79回情報処理全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] 優先度の存在する領域における強化学習を用いたマルチエージェントパトロール手法2016

    • 著者名/発表者名
      小瀬木晴信, 杉山歩未, 菅原俊治
    • 学会等名
      人工知能と知識処理研究会技術研究報告(電子情報通信学会)
    • 発表場所
      湯布院
    • 年月日
      2016-12-09
  • [学会発表] マルチエージェント継続巡回問題における分割的協調のための効率的な自律的タスク割当手法2016

    • 著者名/発表者名
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 菅原 俊治
    • 学会等名
      エージェント合同シンポジウム (日本ソフトウエア科学会、電子情報通信学会、人工知能学会、 情報処理学会共催、査読あり)
    • 発表場所
      岐阜羽島
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] カメラによる人数推定を考慮したエレベータ群管理システム2016

    • 著者名/発表者名
      井手 理菜, 菅原 俊治
    • 学会等名
      エージェント合同シンポジウム (日本ソフトウエア科学会、電子情報通信学会、人工知能学会、 情報処理学会共催、査読あり)
    • 発表場所
      岐阜羽島
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] 協調期待戦略による協調促進の頑健性について2016

    • 著者名/発表者名
      大塚 知亮, 菅原 俊治
    • 学会等名
      エージェント合同シンポジウム (日本ソフトウエア科学会、電子情報通信学会、人工知能学会、 情報処理学会共催、査読あり)
    • 発表場所
      岐阜羽島
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [学会発表] 人数を観測可能な環境におけるエレベータ群管理システム2016

    • 著者名/発表者名
      井手 理菜, 菅原 俊治
    • 学会等名
      人工知能と知識処理研究会技術研究報告(電子情報通信学会)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-06-27
  • [学会発表] マルチエージェント巡回清掃における直接的な通信を用いた分業促進手法2016

    • 著者名/発表者名
      杉山 歩未, Sea Vourchteang, 菅原 俊治
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-09

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公開日: 2018-01-16  

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