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2014 年度 実施状況報告書

粒子法マルチエージェントシミュレーション開発に関する萌芽的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25600159
研究機関神戸大学

研究代表者

臼井 英之  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10243081)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードマルチエージェントシミュレーション / 粒子法 / 並列計算
研究実績の概要

本研究では, 複雑な社会の動きや経済システムの数値解析を行う手法として注目を浴びているマルチエージェントシミュレーション(MAS)にプラズマ物理分野で用いられる粒子法の応用を試みる.粒子法では、空間にランダムに存在する膨大な数の粒子の情報をそれぞれ近くの空間格子点に配分し,その情報をもとに格子システム全体で環境変位を求める. 更新された環境情報は再度各粒子に反映され, それをもとに粒子情報を更新する.この繰り返しにより粒子群とそれらが存在するマクロ環境が自律的に変化する. 本研究では、各粒子をエージェントに置き換えて,エージェントの自己組織化やマクロ環境の相互作用をよりセルフコンシステントに解き進めることにより,マルチエージェントシミュレーションの高機能化および大規模計算を目指す.
26年度は, 代表的なMASとしてSugar Scapeモデルを採用した. まずは, 1次元空間の粒子シミュレーションと対応させるために,個々のエージェントである蟻を多数の粒子に置き換え, また砂糖を1次元空間の各格子点に空間的に分布させた.エージェントは現在位置における砂糖量の空間勾配に比例した力を受け, 砂糖量が多い方向に力を受けるものとし, 各時間ステップにおいて運動方程式を解きエージェントの速度変化および位置変化を逐次解き進める. これを繰り返すことによりエージェント群が時間的にどのような動きをするか確かめその妥当性を検証した. また,各領域とそこに存在するエージェント群を各プロセスに割り当てる領域分割型の並列計算も実施し, 動作確認も行った.

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

Sugarscapeモデルエージェントシミュレーションを粒子シミュレーション手法により再現することができた。また、シミュレーションの領域分割並列化も実施し、大規模並列化への道筋をつけることが出来た。

今後の研究の推進方策

引き続きSugarScapeエージェントシミュレーションに着目し、 適合格子細分化法の導入によるシミュレーションの局所高解像度化や空間の多次元化, および膨大な数のエージェント数の導入による大規模シミュレーションを実施する。同時に, シミュレーションの効率化にも目を向けプログラムチューニングも実施する予定である。

次年度使用額が生じた理由

粒子シミュレーション実行のために京都大学のスーパーコンピュータ利用を計画し、そのための計算機CPU使用料を計上していたが、ローカルコンピュータおよび学内のスパコンを用いたプログラム開発およびその動作テストが主体となったため、今年度は大型スパコンを利用する必要がなかった。このため経費利用は最小限に抑えることが出来た。

次年度使用額の使用計画

次年度は、SugarScapeマルチエージェントシミュレーションを主体とした大規模並列シミュレーションの実行、解析を行う予定であり、そのために京都大学のスーパーコンピュータの計算機使用料を支出する予定である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] マルチエージェントを用いた並列パンデミックシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      福士雄太, 臼井英之
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告. ICS, [知能と複雑系]

      巻: 2015 ページ: 1-7

  • [学会発表] マルチエージェントを用いた並列パンデミックシミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      福士雄太, 臼井英之
    • 学会等名
      第178回知能システム研究発表会 (社会システムと情報技術研究ウィーク)
    • 発表場所
      ルスツリゾート
    • 年月日
      2015-03-01 – 2015-03-04

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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