Transcript 分散対話型進化システム -新たなネットワーク

感性に基づく企画立案を支援する
分散対話型進化システム
同志社大学大学院
同志社大学
同志社大学
同志社大学大学院
○長谷佳明
三木光範
廣安知之
小川泰正
対話型GA
・対話型GA --- Interactive Genetic Algorism
問題点
・探索の初期収束
・個人の主観的解への収束
分散対話型進化システムとは
・複数ユーザにより同時にIGAによる探索
・「並列分散モデル」をIGAに導入
・移住個体により多様性の維持，早熟収
束の回避の実現を目指したシステム
分散対話型進化システム
システムモデル
通信モデル
クライアント・サーバ型
通信ライブラリ
HORB
サーバプログラム
データ交換のための
Javaプログラム
クライアントプログラム IGAによる探索機能を
持ったJavaアプレット
ＨＯＲＢは、「Hirano Object Request Broker」の略，
産業技術総合研究所の平野聡氏によって開発
家具配色問題
配色対象
• ソファー
• カーペット
• カーテン
家具配色問題へのGA
手法及びパラメータ
個体数
評価法
選択法
交叉法
11個体＋移住個体
Best,Second,Third,Worst4個体選択
ルーレット選択＋
評価による組み合わせ
単峰性正規分布交叉（ UNDX ）
交叉と突然変異の関係
個体の移住
移住個体の扱い
・解探索が十分行われてから解交換がされるべき．
・４世代目以降解交換を行うように設定．
・無作為に移住解が交叉に含まれると各ユーザの探索
が発散する可能性がある．
・探索者が移住解を良いと判断した時のみ交叉の対
象とする．
解探索の推移
初期解
X世代の解
最終解
デモンストレーション
デモンストレーション
Secon
d
Third
Best
Worst
第1世代
デモンストレーション
第2世代
デモンストレーション
Third
Best
Secon
d
第５世代
Worst
デモンストレーション
第６世代
デモンストレーション
第７世代
有効性検証
・探索範囲の拡張
・早熟回避が可能
移住解なしの探索履歴
移住解ありの探索履歴
・他のユーザの個体に
より，一人の主観に囚
われない解探索
結論
• 並列分散に拡張した対話型GAを提案した．
• 今後は，他の実問題に分散対話型進化シ
ステムを実装し，その有効性を検証する．
評価値の比較
Best:最良個体，Second:二番目に良い個体
Third:3番目に良い個体，
Normal:悪いと評価されなかった個体
初期設定
評価に応じた交叉
・評価に対して以下に示す組み合わせで交叉を行う
Best:最良個体，Second:二番目に良い個体
Third:3番目に良い個体，
Normal:悪いと評価されなかった個体
コラボレーションレート
・移住解を交叉に自動的に組み込むためのパラメータ
・レートを変化させることで合意へと導くための機能
レート
操作
High
Secondの評価として一個体
Middle
Thirdの評価として一個体
Not Auto
自動的に組み込む操作をしない
解移住の仕組み（詳細）
実数値遺伝的アルゴリズム
ビットストリングGA
実数値GA
・表現体のバイナリや，
表現体の数値の持つ
グレイ型のコード化が必要
実数ベクトルを交叉に利用
遺伝子型空間と表現型空間
の位相構造が異なる．
親の特徴空間をより反映
した子を生成する．
単峰性正規分布交叉
式①
有効性検証②
移住解を突然変異として利用
項目
①
②
③
④
そう思う
75%
0%
75%
75%
分からない そう思わない
25%
25%
0%
0%
0%
75%
25%
25%
①ーはじめに設定した初期解と比較し，最終的な解が良くなったか
②－疲労を感じたか，③－このシステムを利用したいか
④－移住解は突然変異として探索に役立ったか
将来のシステムの改良①
将来のシステム改良②
GAとIGAの比較
ＧＡ
ＩＧＡ
選択の改善
• 現段階では，評価に直結した選択法，経
験的に設定した確率による選択．
• ユーザの評価によりスケーリングを行った
上での，選択が改善法として考えられる．
HORBとは
有効性検証ためのデータ
• アンケートによるデータ
・はじめに設定した初期解と比較し，最終的な解が良くなったか
・疲労を感じたか ・このシステムを利用したいか
・移住解は役に立ったか
・妥協案創造に役立ったか
・イメージとしてのコミュニケーションが成立するか
• エリート個体の履歴
有効性検証①
通信機能の無い状態
項目
そう思う
①
②
③
分からない そう思わない
75%
0%
25%
25%
25%
75%
0%
75%
0%
①ーはじめに設定した初期解と比較し，最終的な解が良くなったか
②－疲労を感じたか
③－このシステムを利用したいか
対象問題
• 家具配色問題
• 複数人でプレゼント決定問題
• 旅行のルート決定問題
探索例
ユーザA
ユーザB
一番良いと判断した解の履歴