2015 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
15K06077
|
|---|
| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
神野 健哉 日本工業大学, 工学部, 教授 (50286762)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
進藤 卓也 日本工業大学, 工学部, 助手 (90749110)
木村 貴幸 日本工業大学, 工学部, 助教 (80579607)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 粒子群最適化 / Levy分布 / 非線形最適化 / 確率分布 / havy tail / 決定論的 / 力学系理論 / 正準系 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は我々が提案したCD-PSO理論解析結果に基づき、優れた解探索性能を有するPSOを開発することである。これまでに我々は確率要素を排したCD-PSOを用いて動作の理論解析を行い、性能が向上するのは固有値が複素数で相空間内で回転運動を呈する場合であることを明らかにしている。更に減衰定数と回転角が果たす役割を明確にしている。これらの知見に基づき確率的要素を含んだ正準形PSO（以下CPSOと略す）を開発を目指している。確率的要素にLevy分布を用いると、極めて優れた解探索性能が得られることを明らかにするため、相空間内での動作を力学系理論を用いて解析を行った。その結果、hevy tailが大域探索に対して効果的に働くことを明らかにし、その働きを擬似的にCD-PSOに取り入れた場合にその性能が向上することも明らかにした。これらの成果は下記の国際会議で公表している。
[1] Yosuke Hariya, Takuya Kurihara, Takuya Shindo and Kenya Jin'no, "Levy flight PSO," 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC2015), pp. 2678-2684, 2015.
[2] Kenta Kohinata, Takuya Kurihara, Takuya Shindo, Kenya Jin'no, "A novel deterministic multi-agent solving method," 2015 IEEE International Symposium on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2015), pp. 1758-1762, 2015.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在のところ、研究計画書に記載した研究計画に沿って、概ね順調に研究を進めている。
CPSOの解探索性能を向上させる確率分布の検討に関しては、特に良好な探索結果が得られるLevy分布に関して、性能向上がhevy tailにあることを明らかにできている。
また目的関数ごとの最適な構造、及びパラメータの検討に関しては多目的最適化問題のパレート解を得る際に構造が重要になる点に着目し、解析を進めている。
これまでの研究成果に関しては4件の国際会議での発表、また国内口頭発表を通じて公表している。更に、確率分布と解探索性能との関係に関しては原著論文に現在まとめており、間もなく投稿予定である。以上のような状況から進捗状況は概ね順調であると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は主に確率分布に着目し、研究を進めてきたが、その過程で粒子群最適化法が有する目的関数の変数間依存性、悪スケール性などが明らかになってきた。このため現在、これらの問題の解決を目指した新たな手法の開発を当初研究計画と並行して行なっている。これらの問題は系に一種の擬似勾配を導入することで解決出来る見通しが立ってきており、これにより解探索性能の飛躍的な向上が望める。提案手法の性能を数値計算実験を行い確認を本年度は行う予定である。
また、実問題への適用、専用ハードウェアの設計、実装にも着手する予定である。
|
| Causes of Carryover |
研究計画では実験補助を計上していたが、本年度はその執行を行うことなく、当初計画通りに研究が遂行できたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は実問題への適用、ハードウェアの実装を予定しており、これに関連して人件費・謝金が発生する予定である。
|
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Levy flight PSO2015
Author(s)
Yosuke Hariya, Takuya Kurihara, Takuya Shindo, Kenya Jin'no
Organizer
2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation
Place of Presentation
東北大学i (宮城県, 仙台市)
Year and Date
2015-05-28
Int'l Joint Research
