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2014 年度 実施状況報告書

機械学習を導入した適応度景観推定型進化型計算フレームワークの提案

研究課題

研究課題/領域番号 26330282
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) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード進化型計算 / 適応度景観 / 機械学習 / Support Vector Machine / タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズム / 適応度推定 / Surrogate Model / 適応度景観推定型進化型計算
研究実績の概要

まず,既に提案中であるタマホコリカビ型遺伝的アルゴリズム(DGA)に基づき進化型計算における適応度景観および適応度の理論的解析的研究として,P-I類似度指標に基づく適応度景観の解析手法を提案し,多様性,エピスタシス,中立度といった概念を用いた適応度景観と適応度評価回数に関する理論的解析をした.また,ここで得られた適応度景観に関する知見に基づき Surrogate Model のひとつとして適応度評価に機械学習機構を導入した進化型計算の基礎部分を構築し,具体的に適応度景観推定型進化型計算(FLLEC)として提案した.
提案手法では,適応度評価を部分的に機械学習(Support Vector Machine: SVM)に代替させることで,適応度評価回数を大幅に削減しながら高い探索性能を発揮することを,離散値問題および実数値問題を例題として示した.
提案手法の応用としては,人間の感性に基づく絵と小説を対話型進化型計算により半自動生成する手法を提案し,有効性を示した.また提案手法を用いた株式取引における戦略の進化についても検討した.

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

適応度景観について,P-I 類似度指標と呼ばれる独自指標を提案し,その有効性を示せた.
SVM を導入した適応度景観推定型進化型計算(FLLEC)を提案し,その有効性を国際学会において示した.
離散値のみならず,実数値問題においても有効性を示せた.
対話型進化型計算と株式取引における戦略進化に関する応用研究ができた.

今後の研究の推進方策

提案中のFLLECの成果を理論応用両面において国際的に示し,計算時間等の実問題に適用した場合を想定した発展を目指す.また,ライブラリを整え,誰でも使える形で成果を還元する.
理論的な研究としては,P-I類似度指標に基づく適応度景観の推定手法を複数の問題クラスに適用可能なように拡張し,FLLEC において SVM 以外の機械学習手法の導入について検討する.
また,絵,音楽,小説などの自動生成に提案手法を応用し,対話型進化型計算におけるユーザ負荷の軽減を実現する.

次年度使用額が生じた理由

本年度の会計はほぼ確定しており,少量の残額を無理に使用するよりも次年度の計算機器購入に使用したほうが研究遂行上合理的なため.

次年度使用額の使用計画

今年度の予算と合算して計算機を購入する.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] 機械学習アルゴリズムを導入した 適応度景観推定型進化型計算の提案2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川拓,森直樹,松本啓之亮
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 28 ページ: 189-197

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2-scene Comic Creating System based on the Distribution of Picture State Transition2014

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

      Distributed Computing and Artificial Intelligence, Advances in Soft Computing, Springer

      巻: 290 ページ: 459-467

    • 査読あり
  • [学会発表] 対話型進化計算のスケッチ画像への適用2015

    • 著者名/発表者名
      安井 瑛彦,上野 未貴,畑中 太一,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
      大阪大学,大阪
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-16
  • [学会発表] 進化的手法に基づくDeep Architecture の構造決定2014

    • 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 システム・情報部門 学術講演会(SSI2014)
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-23
  • [学会発表] 適応度景観推定型進化型計算による探索の統計的解析2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川拓,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学(島根)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [学会発表] タマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムを用いた中立性を含む問題の解析2014

    • 著者名/発表者名
      井上和之,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学(島根)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [学会発表] Novel Virtual Fitness Evaluation Framework for Fitness Landscape Learning Evolutionary Computation2014

    • 著者名/発表者名
      Taku Hasegawa,Kaname Matsumura, Kaiki Tsuchie, Naoki Mori,Keinosuke Matsumoto
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference(GECCO2014)
    • 発表場所
      Vancouver (Canada)
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-16
  • [学会発表] A Novel Genetic Algorithm based on the Life Cycle of Dictyostelium2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Inoue, Naoki Mori, Matsumoto Keinosuke
    • 学会等名
      Genetic and Evolutionary Computation Conference(GECCO2014)
    • 発表場所
      Vancouver (Canada)
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-16
  • [学会発表] 適応度景観学習型進化型計算における機械学習アルゴリズムの検討2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川拓,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] 多様なデータに基づく株取引エージェントの戦略的進化2014

    • 著者名/発表者名
      三浦秀之,塚田健斗,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] 感性と画像の相互変換に基づくエンターテイメントシステム2014

    • 著者名/発表者名
      安井瑛彦,上野未貴,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] パラメータ感度に基づくタマホコリカビ型遺伝的アルゴリズムの解析2014

    • 著者名/発表者名
      井上和之,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] 機械学習を用いた文自動生成システムにおける文評価手法の提案2014

    • 著者名/発表者名
      福田清人, 森直樹, 松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] アンサンブル学習を利用したSVMの高速化2014

    • 著者名/発表者名
      廣田健敏,森直樹,松本啓之亮
    • 学会等名
      第58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(京都)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] 文テンプレートに基づく個体表現を用いた IEC の提案2014

    • 著者名/発表者名
      福田清人, 森直樹, 松本啓之亮
    • 学会等名
      第 28 回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      ひめぎんホール(愛媛)
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15

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公開日: 2016-05-27  

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