研究内容

研究グループ

知的システムデザイン研究室では,知的照明システム,最適化(シミュレーテッドアニーリング,遺伝的アルゴリズム),クラスタ,グリッド,ソーシャルウェアなどの研究を行っております.このページは,知的システムデザイン研究室が行っている研究活動について紹介します.研究グループ名をクリックすると各研究グループのサイトをご覧いただけます.

知的照明(Intelligent Lighting Systems)

知的化の研究とは,人間にとってより高い効能をもたらす人工物を設計するための基礎研究です.人工物の機能,性能を拡張するためには,従来の人工物に備わっている機能,性能について総合的に考察する必要があります.そして,機能,性能の高度化とは異なった人工物の知能という観点からも人工物を捉える必要もあります.新しい人工物を設計する場合,人工物の目的,知的性質のメカニズムなどについて検討しておくことは非常に重要になります.知的化の研究では,新しい人工物を設計するための理論について検討し,その実装やシミュレーションを行っています.

クラスター(Cluster)

PCクラスタとは,一般市場で市販されているPCを複数台ネットワーク接続した並列計算機で,同程度の性能を持つスーパーコンピュータに比べてコストパフォーマンスが高いことが知られています.クラスタグループでは,PCクラスタの構築から性能評価,保守管理までを行い,またクラスタリングソフトウェアの開発も行なっています.

グリッド(Grid)

グリッドグループではおもに,広域ネットワーク上に分散して配置される多数の計算機やアプリケーション,サービスを統合的に利用できるグリッドミドルウェアの開発を通じ,構造最適設計などの大規模で複雑な最適化問題を解くことのできるシステムを開発しています.またApGridやOBIGridなどの代表的なグリッドテストベッドにも参加し,大規模なPCクラスタを提供することで,国内外のグリッドに関する研究に貢献しています.

シミュレーテッドアニーリング(Simulated Annealing)

シミュレーテッドアニーリング(Simulated Annealing:SA)は,高温で融解状態にある物質を徐々に冷却することで優れた結晶構造を得ようとする「焼き鈍し」を模倣した最適化手法です.SAグループでは,SAの並列・分散化,その他の進化的計算法とのハイブリッド化などを行うことで,問題の解の品質の向上,計算時間の圧縮,他のアルゴリズムでは解くことができない問題を解くことを目標に研究を行っています.

シミュレーテッドアニーリングプログラミング(SAP)

シミュレーテッドアニーリングプログラミング(Simulated Annealing Programming: SAP)は,ロボットの行動規則や演算木などに代表されるような木構造をSAを用いて最適化する手法です.本研究グループでは,アルゴリズムの高性能化やKheperaロボットを想定した実ロボットへの応用などに取り組んでいます.

遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm)

遺伝的アルゴリズムは生物の進化の過程を模倣した最適化アルゴリズムです.対象問題の候補解を生物の個体に見立てて,これらに対し交叉や突然変異・自然選択といったオペレータを適用することで,候補解が進化し最適解を得ることができます.GA研究グループでは,この遺伝的アルゴリズムの並列モデルの検討や,PCクラスタへの実装などに関する広範な研究を行っています.

対話型遺伝的アルゴリズム(Interactive GA)

私たちは人間の感性に基づいて最適化を行う手法として,対話型進化計算法の一つである対話型遺伝的アルゴリズム(Interactive Genetic Algorithm:IGA)を用いた研究を行っています.IGAを用い家電製品などに使用されているサイン音を生成するサイン音生成システムや,IGAを多人数参加型に拡張した手法として,広域非同期分散対話型遺伝的アルゴリズム(Global Asynchronous Distributed Interactive Genetic Algorithm:GADIGA)の提案を行っています.

多目的遺伝的アルゴリズム(Multi-Objective GA)

多目的最適化問題とは,トレードオフの関係にある複数の評価基準から最適解を求める問題です.この問題では,その性質から解は複数もしくは無限個の集合として存在する.近年,多目的最適化問題に遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm:GA)を適用する,多目的GAの研究が数多く行われています.我々は,解空間に幅広く分布し,精度の高い解集合を得るためのGAの提案,ディーゼルエンジン燃料噴射スケジュールの最適化などの研究を行っています.

たんぱく質立体構造予測(Prediction of Protein Structure)

2003年4月,国際協力で取り組んできたヒトゲノムの解読がついに完了しました.現在はタンパク質の機能を明らかにしていくことが重要となっています.タンパク質の機能は,その構造と密接に関わり,タンパク質の誤った折り畳み構造により発病する病気(アルツハイマー病や狂牛病など)の発現機構の解明,特定のタンパク質の機能を持つ新薬の開発など様々な効果が期待されています.我々の研究グループでは,分子シミュレーション法という手法を用いてコンピュータによるタンパク質の立体構造予測を行っています.

ソーシャルウェア(SocialWare)

ソーシャルウェアグループではWEBアプリケーションを利用した研究を行っています.当研究グループの研究内容は,インタラクティブなWEBアプリケーション開発と,データマイニングアルゴリズムを始めとするアルゴリズム研究に大別されます.

Introduction

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