研究者データベース

棟朝 雅晴(ムネトモ マサハル)
情報基盤センター システムデザイン研究部門
教授

基本情報

所属

  • 情報基盤センター システムデザイン研究部門

職名

  • 教授

学位

  • 博士(工学)(北海道大学)

J-Global ID

研究キーワード

  • クラウドコンピューティング   並列分散処理   システム設計   進化計算   Parallel and distributed processing   Systems design   Evolutionary computation   

研究分野

  • 情報通信 / 情報ネットワーク
  • 情報通信 / 感性情報学
  • 情報通信 / ソフトコンピューティング
  • 情報通信 / 計算機システム
  • 情報通信 / 高性能計算
  • 情報通信 / 知能情報学
  • 情報通信 / ソフトウェア

職歴

  • 2019年04月 - 現在 北海道大学 情報基盤センター センター長
  • 2012年08月 - 現在 北海道大学 教授
  • 2013年04月 - 2019年03月 北海道大学 情報基盤センター 副センター長
  • 2007年04月 - 2012年07月 北海道大学 准教授
  • 1999年10月 - 2007年03月 北海道大学 助教授
  • 1996年04月 - 1999年09月 北海道大学 助手
  • 1998年06月 - 1999年03月 イリノイ大学アーバナシャンペイン校 客員研究員

所属学協会

  • 進化計算学会   米国電気電子学会   情報処理学会   IEEE   Information processing society of Japan   

研究活動情報

論文

  • Tadahiko Murata, Takuya Harada, Manabu Ichika Wa, Yusuke Goto, Lee Hao, Susumu Date, Masaharu Munetomo, Akiyoshi Sugiki
    1 - 5 2019年 [査読有り][通常論文]
  • Courtney Powell, Katsunori Miura, Masaharu Munetomo
    Evolutionary Multi-Criterion Optimization - 10th International Conference, EMO 2019, East Lansing, MI, USA, March 10-13, 2019, Proceedings 683 - 694 Springer 2019年 [査読有り][通常論文]
  • Luca Faramondi, Gabriele Oliva, Stefano Panzieri, Federica Pascucci, Martin Schlueter, Masaharu Munetomo, Roberto Setola
    IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Syst. 49 10 2036 - 2049 2019年 [査読有り][通常論文]
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2019, Wellington, New Zealand, June 10-13, 2019 912 - 919 2019年 [査読有り][通常論文]
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion, GECCO 2018, Kyoto, Japan, July 15-19, 2018 306 - 307 ACM 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Courtney Powell, Katsunori Miura, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion, GECCO 2018, Kyoto, Japan, July 15-19, 2018 298 - 299 ACM 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Kousuke Izumiya, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion, GECCO 2018, Kyoto, Japan, July 15-19, 2018 179 - 180 ACM 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Masaki Fujiwara, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion, GECCO 2018, Kyoto, Japan, July 15-19, 2018 41 - 42 ACM 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Courtney Powell, Katsunori Miura, Masaharu Munetomo
    11th IEEE International Conference on Cloud Computing, CLOUD 2018, San Francisco, CA, USA, July 2-7, 2018 831 - 835 IEEE Computer Society 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Katsunori Miura, Courtney Powell, Masaharu Munetomo
    2018 IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science, CloudCom 2018, Nicosia, Cyprus, December 10-13, 2018 137 - 144 IEEE Computer Society 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Phyo Thandar Thant, Courtney Powell, Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    SCIENTIFIC PROGRAMMING 2017年 [査読有り][通常論文]
     
    Cloud computing in the field of scientific applications such as scientific big data processing and big data analytics has become popular because of its service oriented model that provides a pool of abstracted, virtualized, dynamically scalable computing resources and services on demand over the Internet. However, resource selection to make the right choice of instances for a certain application of interest is a challenging problem for researchers. In addition, providing services with optimal performance at the lowest financial resource deployment cost based on users' resource selection is quite challenging for cloud service providers. Consequently, it is necessary to develop an optimization system that can provide benefits to both users and service providers. In this paper, we conduct scientific workflow optimization on three perspectives: makespan minimization, virtual machine deployment cost minimization, and virtual machine failure minimization in the cloud infrastructure in a level-wise manner. Further, balanced task assignment to the virtual machine instances at each level of the workflow is also considered. Finally, system efficiency verification is conducted through evaluation of the results with different multiobjective optimization algorithms such as SPEA2 and NSGA-II.
  • Kousuke Izumiya, Masaharu Munetomo
    2017 IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2017, Donostia, San Sebastián, Spain, June 5-8, 2017 905 - 912 IEEE 2017年 [査読有り][通常論文]
  • Phyo Thandar Thant, Courtney Powell, Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the 17th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing, CCGRID 2017, Madrid, Spain, May 14-17, 2017 882 - 889 IEEE Computer Society / ACM 2017年 [査読有り][通常論文]
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    J. Artif. Intell. Soft Comput. Res. 7 3 171  2017年 [査読有り][通常論文]
  • Martin Schlueter, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo
    APPLICATIONS OF EVOLUTIONARY COMPUTATION, EVOAPPLICATIONS 2017, PT I 10199 725 - 737 2017年 [査読有り][通常論文]
     
    The design and optimization of interplanetary space mission trajectories is known to be a difficult challenge. The trajectory of the Messenger mission (launched by NASA in 2004) is one of the most complex ones ever created. The European Space Agency (ESA) makes available a numerical optimization benchmark which resembles an accurate model of Messengers full mission trajectory. This contribution presents an optimization approach which is capable to (robustly) solve ESA's Messenger full mission benchmark to its putative global solution within 24 h run time on a moderate sized computer cluster. The considered algorithm, named MXHPC, is a parallelization framework for the MIDACO optimization algorithm which is an evolutionary method particularly suited for space trajectory design. The presented results demonstrate the effectiveness of evolutionary computing for complex real-world problems which have been previously considered intractable.
  • Phyo Thandar Thant, Courtney Powell, Akiyoshi Sugiki, Masaharu Munetomo
    2016 JOINT 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFT COMPUTING AND INTELLIGENT SYSTEMS (SCIS) AND 17TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ADVANCED INTELLIGENT SYSTEMS (ISIS) 293 - 298 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Hadoop configuration optimization is very challenging because of the complexity of its framework. And optimized Hadoop parameter configuration settings depend significantly on the performance of MapReduce applications in the cluster. Although much research has been conducted on Hadoop parameters configuration optimization, configuring its resource setting parameters to minimize the execution time of MapReduce jobs in clusters still needs a lot of continuing researches. Further, determining the type of machine instances that should be used to minimize the resource usage cost for executing applications in clusters is also difficult. This paper addresses these problems by optimizing the instance resource usage and execution time of MapReduce tasks using a multi-objective steady-state Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (ssNSGA-II) approach. In this approach, the instance resource usage cost of MapReduce tasks is calculated based on the cost of machine instance types and the number of machine instances in the Hadoop cluster. The optimized configuration is identified by selecting an optimal setting that satisfies two objective functions associated with instance resource usage and execution time minimization, from Pareto optimal front solutions. Although dynamic machine instance type is considered within the search process in our system, dynamic cluster size is out of consideration and intended to be carried out in our future. Experiments conducting using workloads from the HiBench benchmark on a high specification 6-node Hadoop cluster verify the efficacy of our proposed approach.
  • Courtney Powell, Masaharu Munetomo, Phyo Thandar Thant
    2016 JOINT 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFT COMPUTING AND INTELLIGENT SYSTEMS (SCIS) AND 17TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ADVANCED INTELLIGENT SYSTEMS (ISIS) 166 - 171 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In this study, we implemented three steady-state versions of NSGA-III that differ by the manner in which the offspring combined with the parent population is selected. These three schemes were then evaluated on the standard problem sets DTLZ1-4 in terms of four popular criteria: inverse generational distance (IGD), hypervolume (HV), convergence, and diversity. The results obtained suggest that utilizing a selection scheme in which the offspring is selected from the first non-dominated rank results in better solutions than other steady-state offspring selection schemes.
  • Katsunori Miura, Tazro Ohta, Courtney Powell, Masaharu Munetomo
    2016 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON BIG DATA (BIG DATA) 2097 - 2102 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes an intercloud brokerage method for system infrastructure deployments of genomic big data analytics workflows. The proposed method utilizes a conjunction of universally quantified atomic formula to describe requirements given by users, and selects combinations of cloud services based on logical reasoning by the replacement of definite clause sets created from conjunction of the atomic formulas, while preserving the declarative meaning of the system infrastructures' constraint conditions. We also define algorithms for the replacement of definite clause sets, and present an example of the use of the proposed intercloud brokerage method.
  • Katsunori Miura, Masaharu Munetomo
    2016 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON CLOUD ENGINEERING WORKSHOP (IC2EW) 172 - 177 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a formal predicate logic-based method for the specification of intercloud information systems comprising combinations of cloud services. The proposed framework utilizes predicates with variables in universally quantified atoms to provide general descriptive capability for a wide variety of cloud services and their various properties. We define the proposed Predicate Logic-defined Specification (PLS) method and explain how it can be applied to describe three-tier web applications using an example global-scale intercloud environment. We also discuss the effectiveness of the proposed method in Cloud Service Brokerage (CSB) scenarios compared with conventional approaches based on Satisfiability problems (SAT) and Satisfiability Modulo Theories (SMT).
  • Takahito Seyama, Masaharu Munetomo
    2016 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 846 - 852 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a 3D modeling system that uses multi-player interactive genetic algorithm (MiGA) to simplify the 3D modeling process for ordinary persons who wish to model pairs of glasses. The proposed system has three advantages: First, users are able to create 3D models via simple operations such as evaluation of 3D models. Second, this system reduces user fatigue by showing the information searched for and utilized by similar users, discovered by collaborative filtering. Third, this system also facilitates collaboration among a large number of users by employing Platform as-a Service (PaaS) and NoSQL database for scalability. The results of real and pseudo user experiments conducted verify the efficacy of the proposed system.
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    2016 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 830 - 837 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This contribution addresses the question if and how the impact of parallelization can influence the performance of an evolutionary algorithm on constrained mixed-integer nonlinear optimization problems. On a set of 200 MINLP benchmarks the performance of the MIDACO solver is numerically assessed with gradually increasing parallelization factor from 1 to 100. The results demonstrate that the efficiency of the algorithm can be significantly improved by parallelized function evaluation. Furthermore, the results indicate that the scale-up behaviour on the efficiency resembles a linear nature, which implies that this approach will even be promising for very large parallelization factors. The presented research is especially relevant to cpu-time consuming real-world applications, where only a low number of serial processed function evaluation can be calculated in reasonable time.
  • Shintaro Mikuni, Kota Kodama, Akira Sasaki, Naoki Kohira, Hideki Maki, Masaharu Munetomo, Katsumi Maenaka, Masataka Kinjo
    PLOS ONE 10 7 e0130933  2015年07月 [査読有り][通常論文]
     
    FtsZ is an attractive target for antibiotic research because it is an essential bacterial cell division protein that polymerizes in a GTP-dependent manner. To find the seed chemical structure, we established a high-throughput, quantitative screening method combining fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) and surface plasmon resonance (SPR). As a new concept for the application of FCCS to polymerization-prone protein, Staphylococcus aureus FtsZ was fragmented into the N-terminal and C-terminal, which were fused with GFP and mCherry (red fluorescent protein), respectively. By this fragmentation, the GTP-dependent head-to-tail dimerization of each fluorescent labeled fragment of FtsZ could be observed, and the inhibitory processes of chemicals could be monitored by FCCS. In the first round of screening by FCCS, 28 candidates were quantitatively and statistically selected from 495 chemicals determined by in silico screening. Subsequently, in the second round of screening by FCCS, 71 candidates were also chosen from 888 chemicals selected via an in silico structural similarity search of the chemicals screened in the first round of screening. Moreover, the dissociation constants between the highest inhibitory chemicals and Staphylococcus aureus FtsZ were determined by SPR. Finally, by measuring the minimum inhibitory concentration, it was confirmed that the screened chemical had antibacterial activity against Staphylococcus aureus, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA).
  • Masataka Mizukoshi, Masaharu Munetomo
    2015 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 1575 - 1580 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    DDoS attacks become serious as one of the menaces of the Internet security. It is difficult to prevent because DDoS attacker send spoofing packets to victim which makes the identification of the origin of attacks very difficult. A series of techniques have been studied such as pattern matching by learning the attack pattern and abnormal traffic detection. However, pattern matching approach is not reliable because attackers always set attacks of different traffic patterns and pattern matching approach only learns from the past DDoS data. Therefore, a reliable system has to watch what kind of attacks are carried out now and investigate how to prevent those attacks. Moreover, the amount of traffic flowing through the Internet increase rapidly and thus packet analysis should be done within considerable amount of time. This paper proposes a scalable, real-time traffic pattern analysis based on genetic algorithm to detect and prevent DDoS attacks on Hadoop distributed processing infrastructure. Experimental results demonstrate the effectiveness of our scalable DDoS protection system.
  • 合田憲人, 山地一禎, 中村素典, 横山重俊, 吉岡信和, 政谷好伸, 西村浩二, 棟朝雅晴
    電子情報通信学会技術研究報告インターネットアーキテクチャ 114 236 1 - 5 2014年09月 [査読無し][通常論文]
  • Ryosuke Hasebe, Rina Kouda, Kei Ohnishi, Masaharu Munetomo
    2014 JOINT 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFT COMPUTING AND INTELLIGENT SYSTEMS (SCIS) AND 15TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ADVANCED INTELLIGENT SYSTEMS (ISIS) 1327 - 1332 2014年 [査読無し][通常論文]
     
    A variety of data are accumulated in the Internet and the data are increasing in amount everyday, for example, open data provided by governments of multiple countries. Utilizing such data might be linked to creating new businesses or services. Therefore, it would be useful if we have a system that helps users discuss purposes to utilize the data quickly and efficiently. So, we conceptually present a system implementing a human-based genetic algorithm that is intended to help users discuss purposes to utilize the data quickly and efficiently, and then develop a web-based system for discussing suitable tags for given images according to the concept. We also conduct subjective tests for evaluating the developed system. The results do not show statistical significant difference between the developed system and a conventional way, but we obtain several positive comments about the usability of the developed system.
  • Courtney Powell, Takashi Aizawa, Masaharu Munetomo
    2014 IEEE 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON CLOUD NETWORKING (CLOUDNET) 102 - 107 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper outlines the design of an authentication infrastructure for linking distributed heterogeneous cloud systems managed by different cloud management middleware to enable them to interoperate as an integrated inter-cloud system. This authentication infrastructure achieves single sign-on (SSO), which allows users to log in once and access the various cloud systems without being asked to log in again at each system. Further, it does so without changing the design of the existing cloud systems by using a proxy certificate repository and Shibboleth authentication technology. We also report on a prototype implementation of the system that validates the design of the authentication infrastructure.
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    2014 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 832 - 839 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The impact of parallelization on the optimization process of space mission trajectories is investigated in this contribution. As space mission trajectory reference model, the well known Cassini1 benchmark, published by the European Space Agency (ESA), is considered and solved here with the MIDACO optimization software. It can be shown that significant speed ups can be gained by applying parallelization.
  • Omar Arif Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    INFORMATION SCIENCES 233 54 - 86 2013年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Real parameter constrained problems are an important class of optimization problems that are encountered frequently in a variety of real world problems. On one hand, Genetic Algorithms (GAs) are an efficient search metaheuristic and a prominent member within the family of Evolutionary Algorithms (EAs), which have been applied successfully to global optimization problems. However, genetic operators in their standard forms are blind to the presence of constraints. Thus, the extension of GAs to constrained optimization problems by incorporating suitable handing techniques is an active direction within GAs research. Recently, we have proposed a Binary Real coded Genetic Algorithm (BRGA). BRGA is a new hybrid approach that combines cooperative Binary coded GA (BGA) with Real coded GA (RGA). It employs an adaptive parameter-based hybrid scheme that distributes the computational power and regulates the interactions between the cooperative versions, which operate in a sequential time-interleaving manner. In this study, we aim to extend BRGA to constrained problems by introducing a modified dynamic penalty function into the architecture of BRGA. We use the CEC'2010 benchmark suite of 18 functions to analyze the quality, time and scalability performance of BRGA. To investigate the effectiveness of the proposed modification, we compare the performance of BRGA under both the original and the modified penalty functions. Moreover, to demonstrate the performance of BRGA, we compare it with the performance of some other EAs from the literature. We also implement a robust parameter tuning procedure that relies on techniques from statistical testing, experimental design and Response Surface Methodology (RSM) to estimate the optimal values for the control parameters to secure a good performance by BRGA against specific problems at hand. (c) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2013, Cancun, Mexico, June 20-23, 2013 635 - 641 IEEE 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Courtney Powell, Masaharu Munetomo, Martin Schlueter, Masataka Mizukoshi
    Brain and Health Informatics - International Conference, BHI 2013, Maebashi, Japan, October 29-31, 2013. Proceedings 427 - 438 Springer 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Shintaro Bando
    Proceedings of the 2013 IEEE International Conference on Big Data, 6-9 October 2013, Santa Clara, CA, USA 28  IEEE 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Courtney Powell, Masaharu Munetomo, Attia Wahib, Takashi Aizawa
    IEEE/ACM 6th International Conference on Utility and Cloud Computing, UCC 2013, Dresden, Germany, December 9-12, 2013 458 - 463 IEEE 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Shingo Nakai, Shinya Obara, Eiichi Tanaka, Daisuke Konno, Masaharu Munetomo
    ICEMS 2012 - Proceedings: 15th International Conference on Electrical Machines and Systems 2012年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    It is thought that plants have evolved to modulate the amount of light received by the leaves in order to competition for survival. Investigation of a plant shoot configuration is used to obtain valuable information concerning the received light system. As an example, it is thought that the leaves of various shape has a role important about the received light characteristics of the plant individual. In this research, we performed a numerical experiment that simulates the plant shoot by using a genetic algorithm analysis program in order to investigate the received light characteristics of a plant shoot. As a result, the relation between the placement of plant shoot of various shapes and the light-receiving amount is clarified. © 2012 IEEJ Industry Appl Soc.
  • Seizi Watanabe, Shin'Ya Obara, Masaharu Munetomo
    ICEMS 2012 - Proceedings: 15th International Conference on Electrical Machines and Systems 2012年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    Analysis using GA is capable of responding flexibly to operational planning of a complex system. However, case of large system, requires lengthy analysis time, generates many suboptimal solution, and unsatisfactory solutions of energy balance equations are obtained. Objective of this study is to develop a computer algorithm for planning operation of compound energy system with many design parameters with a high accuracy by introducing orthogonal table in GA. Orthogonal table is introduced to reduce operation range that is considered to include optimal operation of compound energy system. By analysis results, orthogonal table-GA hybrid method is a significant improvement over optimization methods that employ to traditional GA, and can be utilized to increase of design parameters and improve of analysis accuracy. © 2012 IEEJ Industry Appl Soc.
  • Eiichi Tanaka, Shin'Ya Obara, Shingo Nakai, Daisuke Konno, Masaharu Munetomo
    ICEMS 2012 - Proceedings: 15th International Conference on Electrical Machines and Systems 2012年12月01日 [査読無し][通常論文]
     
    Investigation of a whole plant configuration is used to obtain valuable information concerning the received light system. As an example, it is thought that branching of a plant has an important role about light receiving properties of the individual. In this research, development of the analysis program by simulating branch of a plant using L-system was tried, because numerical value experiments on light receiving properties of the plant. From these results, the relations of the analysis program applied to investigate branching of the plant shoot and the light received quantity was developed. © 2012 IEEJ Industry Appl Soc.
  • 合田 憲人, 東田 学, 坂根 栄作, 天野 浩文, 小林 克志, 棟朝 雅晴, 江川 隆輔, 建部修見, 鴨志田 良和, 滝澤 真一朗, 永井 亨, 岩下 武史, 石川 裕
    情報処理学会論文誌. コンピューティングシステム 5 5 90 - 102 一般社団法人情報処理学会 2012年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では,現在文部科学省により整備が進められている革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ (HPCI) のための認証基盤の設計について述べる.本認証基盤では,グリッド上の認証技術である Grid Security Infrastructure (GSI),および認証連携技術である Shibboleth を用いることにより, HPCI を構成する計算機や共用ストレージに対するシングルサインオンを実現する.本稿ではまた,本認証基盤の設計を検証するために構築した実験環境上での実証実験についても報告する.
  • Omar Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    Proceedings of the 21th International Conference on Computer Communications and Networks (ICCCN2012) 2012年08月 [査読有り][通常論文]
  • Wahib Mohamed, Munawar Asim, Munetomo Masaharu
    情報処理学会論文誌 論文誌トランザクション 2011 2 7 - 17 情報処理学会 2012年04月 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝 雅晴, 染谷 博司
    電気学会誌 = The journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan 132 4 204 - 207 電気学会 2012年04月01日 [査読無し][通常論文]
  • 中小規模大学におけるクラウド利用の取り組みと広域分散クラウドへの期待
    柏崎 礼生, 棟朝 雅晴, 髙井 昌彰
    Proceedings of NORTH Internet Symposium 2012 18 101 - 108 2012年02月 [査読有り][通常論文]
  • Omar Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    21st International Conference on Computer Communications and Networks, ICCCN 2012, Munich, Germany, July 30 - August 2, 2012 1 - 9 IEEE 2012年 [査読有り][通常論文]
  • 堀伸哉, 棟朝雅晴, 赤間清
    進化計算学会論文誌 3 2 63 - 72 2012年 [査読有り][通常論文]
  • 棟朝雅晴, 染谷博司
    電気学会誌 132 4 204 - 207 2012年 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝雅晴, 高井昌彰
    情報科学技術フォーラム FIT 2011 15-18  2011年08月22日 [査読無し][通常論文]
  • Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    World Congress on Services, SERVICES 2011, Washington, DC, USA, July 4-9, 2011 265 - 271 IEEE Computer Society 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    Learning and Intelligent Optimization - 5th International Conference, LION 5, Rome, Italy, January 17-21, 2011. Selected Papers 203 - 217 Springer 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    2011 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 803 - 811 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    Led by General Purpose computing over Graphical Processing Units (GPGPUs), the parallel computing area is witnessing a rapid change in dominant parallel systems. A major hurdle in this switch is the Single Instruction Multiple Thread (SIMT) architecture of GPUs which is usually not suitable for the design of legacy parallel algorithms. Genetic Algorithms (GAs) is no exception for that. GAs are commonly parallelized due to the high demanding computational needs. Given the performance of GPGPUs, the need to best exploit them to maximize computing efficiency for parallel GAs is demandingly growing. The goal of this paper is to shed light on the challenges parallel GAs designers/programmers will likely face while trying to achieve this, and to provide some practical advice on how to maximize GPGPU exploitation as a result. To that end, this paper provides a study on adapting legacy parallel GAs on GPGPU systems. The paper exposes the design challenges of nVidia's GPU architecture to the parallel GAs community by: discussing features of GPU, reviewing design issues in GPU relevant to parallel GAs, the design and introduction of new techniques to achieve an efficient implementation for parallel GAs and observing the effect of the pivotal points that both capitalize on the strengths of GPU and limit the deficiencies/overheads of GPUs. The paper demonstrates the performance of designed-for-GPGPU parallel GAs representing the entire spectrum of legacy parallel model of GAs over nVidia Tesla C1060 workstation showing a significant improvement in performance after optimizing and tuning the algorithms for GPU.
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    2011 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 318 - 325 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper we propose a many-core implementation of evolutionary computation for GPGPU (General-Purpose Graphic Processing Unit) to solve non-convex Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) and non-convex Non Linear Programming (NLP) problems using a stochastic algorithm. Stochastic algorithms being random in their behavior are difficult to implement over GPU like architectures. In this paper we not only succeed in implementation of a stochastic algorithm over GPU but show considerable speedups over CPU implementations. The stochastic algorithm considered for this paper is an adaptive resolution approach to genetic algorithm (arGA), developed by the authors of this paper. The technique uses the entropy measure of each variable to adjust the intensity of the genetic search around promising individuals. Performance is further improved by hybridization with adaptive resolution local search (arLS) operator. In this paper, we describe the challenges and design choices involved in parallelization of this algorithm to solve complex MINLPs over a commodity GPU using Compute Unified Device Architecture (CUDA) programming model. Results section shows several numerical tests and performance measurements obtained by running the algorithm over an nVidia Fermi GPU. We show that for difficult problems we can obtain a speedup of up to 20x with double precision and up to 42x with single precision.
  • Masaharu Munetomo
    2011 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC) 312 - 317 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    Future trend of supercomputing goes toward exa flops, which is realized by millions of cores expected to be installed on around 2018. Such massive parallelism makes programming difficult. Inherent parallel nature of evolutionary computation is a promising factor in designing optimization algorithms that adapt to such massively parallel architecture although there are some problems to be solved to realize robust algorithm that can analyze complex interactions among genes. This paper discusses current status and future trend in realizing robust and scalable evolutionary computation on such extreme-scale supercomputers.
  • Omar Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    IEEE International Conference on Cloud Computing, CLOUD 2011, Washington, DC, USA, 4-9 July, 2011 754 - 755 IEEE 2011年 [査読有り][通常論文]
  • 北海道大学アカデミッククラウドにおけるコンテンツマネジメントシステムの展開
    情報処理学会第10回情報科学技術フォーラム論文集(査読付論文) RL-004  2011年 [査読無し][通常論文]
  • A Framework for Problem-Specific QoS Based Scheduling in Grids
    Advances in Grid Computing 19 - 28 2011年 [査読無し][通常論文]
  • An Improved Binary-Real Coded Genetic Algorithm for Real Parameter Optimization
    Proceedings of the Third World Congress on Nature and Biologically Inspired Computing 156 - 163 2011年 [査読無し][通常論文]
  • Abdul-Rahman Omar Arif, Munetomo Masaharu, Akama Kiyoshi
    Artificial Life and Robotics 16 1 121 - 124 Springer 2011年 [査読無し][通常論文]
     
    In genetic algorithms (GAs), is it better to use binary encoding schemes or floating point encoding schemes? In this article, we try to tackle this controversial question by proposing a novel algorithm that divides the computational power between two cooperative versions of GAs. These are a binary-coded GA (bGA) and a real-coded GA (rGA). The evolutionary search is primarily led by the bGA, which identifi es promising regions in the search space, while the rGA increases the quality of the solutions obtained by conducting an exhaustive search throughout these regions. The resolution factor (...
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    FUTURE GENERATION COMPUTER SYSTEMS-THE INTERNATIONAL JOURNAL OF GRID COMPUTING-THEORY METHODS AND APPLICATIONS 26 4 633 - 644 2010年04月 [査読無し][通常論文]
     
    We present GridUFO (Grid based Unified Framework for Optimization), a Service Oriented Architecture (SOA) compliant Problem Solving Environment (PSE) that allows the user to implement/share metaheuristics based optimization algorithms over a Grid. GridUFO eradicates the shortcomings of earlier projects and provides a unified approach for using algorithm/problem pair over a Grid in the easiest possible "plug & play" manner. This framework allows the users to concentrate on the actual application development, by hiding all the complexities involved in a Grid, without compromising on the functionality and flexibility promised by a Grid. This paper provides a detailed overview of the GridUFO infrastructure, specifically the way it deals with optimization algorithms and objective functions, handles Service Level Agreements (SLAs), and follows SOA. We also present various results achieved, that demonstrate both the utility and performance of GridUFO under various application workloads and scenarios. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    Proceedings of the International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, PDPTA 2010, Las Vegas, Nevada, USA, July 12-15, 2010, 2 Volumes 658 - 664 CSREA Press 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Masafumi Kuroda, Kunihito Yamamori, Masaharu Munetomo, Moritoshi, Yasunaga, Ikuo Yoshihara
    Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation, CEC 2010, Barcelona, Spain, 18-23 July 2010 1 - 6 IEEE 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Live Migration-based Resource Managers for Virtualized Environments: A Survey
    Omar Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    PROCEEDINGS OF THE FIRST INTERNATIONAL CONFERENCE ON CLOUD COMPUTING, GRIDS, AND VIRTUALIZATION (CLOUD COMPUTING 2010) 32 - 40 2010年 [査読無し][通常論文]
     
    Virtualization is a technology originally developed for mainframe computing. However, recent developments in the virtualization makes it a key technology to address the problems of modern distributed infrastructure like cloud platforms. Perhaps, one of the most important mechanisms provided by virtualization is the ability to migrate running applications without affecting the end user in a seamless manner. So, virtual machine migration is a promising approach to realize the objectives of efficient, adaptive and dynamic resource manager for virtualized environments. In this the paper, we present the state of art migration based resource managers for virtualized environments, compare and discuss different types of the underlying management algorithms from algorithmic issues standpoint.
  • A Bayesian Optimization Algorithm For De Novo Ligand Design Based Docking Running Over GPU
    Proceedings of the 2010 IEEE Congress on Evolutionary Computation 17 - 24 2010年 [査読無し][通常論文]
  • Development of a Novel Crossover of Hybrid Genetic Algorithms for Large-scale Traveling Salesman Problems
    Proceedings of the Fifteenth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2010 828 - 831 2010年 [査読無し][通常論文]
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    GENETIC PROGRAMMING AND EVOLVABLE MACHINES 10 4 391 - 415 2009年12月 [査読無し][通常論文]
     
    General Purpose computing over Graphical Processing Units (GPGPUs) is a huge shift of paradigm in parallel computing that promises a dramatic increase in performance. But GPGPUs also bring an unprecedented level of complexity in algorithmic design and software development. In this paper we describe the challenges and design choices involved in parallelizing a hybrid of Genetic Algorithm (GA) and Local Search (LS) to solve MAXimum SATisfiability (MAX-SAT) problem on a state-of-the-art nVidia Tesla GPU using nVidia Compute Unified Device Architecture (CUDA). MAX-SAT is a problem of practical importance and is often solved by employing metaheuristics based search methods like GAs and hybrid of GA with LS. Almost all the parallel GAs (pGAs) designed in the last two decades were designed for either clusters or MPPs. Unfortunately, very little research is done on the implementation of such algorithms over commodity graphics hardware. GAs in their simple form are not suitable for implementation over the Single Instruction Multiple Thread (SIMT) architecture of a GPU, and the same is the case with conventional LS algorithms. In this paper we explore different genetic operators that can be used for an efficient implementation of GAs over nVidia GPUs. We also design and introduce new techniques/operators for an efficient implementation of GAs and LS over such architectures. We use nVidia Tesla C1060 to perform several numerical tests and performance measurements and show that in the best case we obtain a speedup of 25x. We also discuss the effects of different optimization techniques on the overall execution time.
  • Munawar Asim, Wahib Mohamed, Munetomo Masaharu, Akama Kiyoshi
    International Journal of Advancements in Computing Technology 1 2 16 - 28 Advanced Institute of Convergence IT 2009年12月 [査読無し][通常論文]
     
    This paper presents a case study to illustrate the design and implementation of cellular Genetic Algorithm (cGA) with Local Search (LS) to solve Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP) over Cell Broadband Engine (Cell BE). Cell BE is a heterogeneous, distributed memory multicore processor architecture for multimedia applications with regular memory access requirements. It has one 64-bit Power Processing Element (PPE) that acts as the main processor and 8 Synergistic Processing Elements (SPEs) with only 256 KB of local memory, each for instructions and data. GAs on the other hand use popu...
  • Munetomo Masaharu, Akama Kiyoshi, Maeda Haruki
    WSEAS Transactions on Information Science and Applications 6 5 788 - 797 World Scientific and Engineering Academy and Society 2009年05月 [査読無し][通常論文]
     
    Ligand docking checks whether a drug chemical called ligand matches the target receptor protein of human organ or not. Docking by computer simulation is becoming popular in drug design process to reduce cost and time of the chemical experiments. This paper presents a novel approach generating optimal ligand structures from scratch based on de novo ligand design approach employing Bayesian optimization algorithm to realize an automated design of drug and other chemical structures. The proposed approach searches an optimal structure of ligand that minimizes bond energy to the receptor protein...
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    2009 International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies, PDCAT 2009, Higashi Hiroshima, Japan, 8-11 December 2009 457 - 462 IEEE Computer Society 2009年 [査読有り][通常論文]
  • Proceedings of the Tenth International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT) 2009 (CD-ROM) 457 - 462 2009年 [査読無し][通常論文]
  • An Automated Ligand Evolution System using Bayesian Optimization Algorithm
    WSEA Transactions on Information Science and Applications 6 5 788 - 797 2009年 [査読無し][通常論文]
  • De Novo Ligand Evolution using Bayesian Optimization Algorithms
    Proceedings of the 10th WSEAS International Conference on Evolutionary Computing 126 - 131 2009年 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝 雅晴
    システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌 = Systems, control and information 52 10 362 - 367 システム制御情報学会 2008年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズムにおいて最も重要な遺伝的操作である交叉を効果的に適用するためには、互いに関連する遺伝子を密に符号化することが必要とされている。なぜなら、ビルディングブロックを構成する遺伝子が密に符号化されていない場合、単純な交叉によりそれら有用なビルディングブロックが容易に破壊され、交叉が正しく働かないためである。しかしながら、一般の問題において密な符号化を保証することは困難な場合も多いので、互いに関連する遺伝子を同定し、その情報をもとにした交叉を行うリンケージの同定・学習に関する手法が数多く開発されている。以下では、我々が開発してきた、非線形性尺度および非単調性尺度にもとづくリンケージ同定手法を中心として、リンケージ同定に関連する手法をサーベイする。
  • Proceedings of the 9th IEEE/ACM International Conference on Grid Computing 316 - 321 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Proceedings of the 9th IEEE/ACM International Conference on Grid Computing 346 - 351 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Asim Munawar, Mohamed Wahib, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    HPCC 2008: 10TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH PERFORMANCE COMPUTING AND COMMUNICATIONS, PROCEEDINGS 131 - + 2008年 [査読無し][通常論文]
     
    This paper presents a method to solve large instances of Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP) using Cellular Genetic Algorithm (cGA) with Local Search (LS) over Cell Broadband Engine (Cell BE) architecture. We propose a unique parallelization model where computationally intensive Local Search (LS) runs on the available Synergistic Processing Elements (SPEs) in parallel, while the Power Processor Element (PPE) runs the cGA and acts as a controller for all the SPEs. We reproduce the results from earlier work in PPE only implementation of the algorithm, and we show a considerable reduction in execution time for parallel implementation over Cell BE. Moreover we extended it further to solve larger instances of CVRP (compared to the ones present in the CVRP literature), and got acceptable results in a reasonable amount of time.
  • A Survey: Genetic Algorithms and the Fast Evolving World of Parallel Computing
    Proceedings of the 2008 International Workshop on Parallel Algorithm and Parallel Software 346 - 351 2008年 [査読無し][通常論文]
  • A General Service-Oriented Grid Computing Framework For Global Optimization Problem Solving
    Proceedings of Service Computing Conference SCC08 563 - 566 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Empirical Investigations on Parallel Competent Genetic Algorithms
    Proceedings of the 2008 Genetic and Evolutionary Computation Conference 1073 - 1080 2008年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Naoya Murao, Kiyoshi Akama
    INFORMATION SCIENCES 178 1 152 - 163 2008年01月 [査読無し][通常論文]
     
    In this paper, we improve Bayesian optimization algorithms by introducing proportionate and rank-based assignment functions. A Bayesian optimization algorithm builds a Bayesian network from a selected sub-population of promising solutions, and this probabilistic model is employed to generate the offspring of the next generation. Our method assigns each solution a relative significance based on its fitness, and this information is used in building the Bayesian network model. These assignment functions can improve the quality of the model without performing an explicit selection on the population. Numerical experiments demonstrate the effectiveness of this method compared to a conventional BOA. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌. 数理モデル化と応用 48 15 23 - 33 一般社団法人情報処理学会 2007年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズムによる効率的な探索のために,同一のビルディングブロック(building block, BB)を構成する遺伝子座の集合を検出する手法は多く提案されている(Heckendornら).しかしながら,これらの手法から得られたリンケージ情報を利用して効果的に交叉を行う方法については,十分な検討がなされてこなかった.特に重複するBBを持つ問題ではYuら(2005)の交叉手法のみが知られている.しかし,彼らの手法はBBの重複構造が複雑になったとき,頻繁にBBを破壊し,かつ十分な交叉パターンが得られないために,効率的に機能しない.本論文では,Yuらの手法を拡張し,BB破壊をできるだけ抑えながら,新たな異なる探索点を与える交叉手法を提案する.提案される手法は,コンテクスト依存交叉(Context Dependent Crossover, CDC)と呼ばれ,与えられた親個体組の値を調査したうえで,交換する遺伝子座を決定する.CDCは,リンケージ同定手法と併用されることで,重複するBBを持つ問題を探索する強力なアルゴリズムを提供する.また,提案手法の性能を確認するために,重複の複雑さが制御可能なテスト関数を設計する.
  • Proceedings of the Eitghth International Conference on Parallel and Distributed Computing Applications and Technologies 167 - 168 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 複雑なビルディングブロック重複を持つ問題に対する交叉手法の提案
    情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」 48 SIG15 23 - 33 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Proceedings of the 2007 IEEE Congress on Evolutionary Computation 1191 - 1198 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    2007 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION, VOLS 1-10, PROCEEDINGS 349 - 356 2007年 [査読無し][通常論文]
     
    Efficient mixing of building blocks is important for genetic algorithms and linkage identification that identify variables tightly linked to form a building block have been proposed. In this paper, we apply D-5-GA with CDC - a genetic algorithm incorporating a linkage identification method called D-5 and a crossover method called CDC - to a network design problem to verify its performance and examine the applicability of the linkage identification genetic algorithms.
  • Standardization of Interfaces for Meta-Heuristics based Problem Solving Framework over Grid Environment
    Proceedings of the HPC Asia 2007 129 - 136 2007年 [査読無し][通常論文]
  • On Hybridization of Bayesian Optimization and Tabu Search
    Proceedings of the Seventh Metaheuristics International Conference (CD-ROM) 52  2007年 [査読無し][通常論文]
  • An Intelligent Scatter with Estimation of Distribution for Tabu Search
    Proceedings of the Eleventh International Conference on Computer Aided Systems Theory 175 - 176 2007年 [査読無し][通常論文]
  • A Framework of GRID Problem-Solving Environment Employing Robust Evolutionary Search
    Proceedings of the Eleventh International Conference on Computer Aided Systems Theory 177 - 178 2007年 [査読無し][通常論文]
  • An Intelligent Scatter with Estimation of Distribution for Tabu Search
    EUROCAST2007, Lecture Notes in Computer Science 4739 465 - 472 2007年 [査読無し][通常論文]
  • A Framework of GRID Problem-Solving Environment Employing Robust Evolutionary Search
    EUROCAST2007, Lecture Notes in Computer Science 4739 473 - 480 2007年 [査読無し][通常論文]
  • On Hybridization of Bayesian Optimization and Tabu Search
    Proceedings of the Seventh Metaheuristics International Conference (CD-ROM) 52  2007年 [査読無し][通常論文]
  • 手塚 大, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌. 数理モデル化と応用 47 14 43 - 53 一般社団法人情報処理学会 2006年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    最適化問題が,独立に最適化可能な複数の部分問題で表される場合,部分問題ごとに扱うことによって解の探索を効率化できる.遺伝的アルゴリズム(GA)では,この部分問題を構成する遺伝子座の集合をリンケージグループといい,リンケージグループを識別する手法をリンケージ同定という.本論文では,実数値GAのリンケージを明確に定義する.この定義に基づいてリンケージの識別を行う2つのリンケージ同定手法,LINC-RとLIDI-Rを提案する.LINC-Rは目的関数の加法分解性,LIDI-Rは差分の符号独立性に基づいてリンケージの有無を判定する.これらの手法は直接的にリンケージを識別するため,効率的にリンケージ同定ができる.
  • 手塚 大, 樋地 正浩, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌 47 3 701 - 710 一般社団法人情報処理学会 2006年03月15日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,パーソナルコンピュータや携帯電話など多くの製品でライフサイクルの短期化が進んでいる.ライフサイクルが短くなると,需要と供給に差がある場合に,販売機会損失や在庫破棄損失などのリスクが高まる.商品の製造や仕入れの数量と期日を決定する供給計画は需要予測に基づいて行われる.需要予測は過去の販売履歴などをもとに統計的に予測されるが,ここでもライフサイクルの短期化によって統計処理に必要なデータが少なくなり,予測精度の低下を引き起こす原因になっている.これまでは計画責任者の経験に基づいて供給量と期日が決められてきた.しかし,このような状況下では,次第に供給の意思決定が企業収益に与える影響が大きくなってきており,定量的評価に基づく意思決定が不可欠となっている.本論文では,需要と供給からどのように利益がもたらされるかをモデル化し,粗利益,機会損失,破棄在庫量などの指標をモンテカルロ法により分析し定量的に評価するシステムを提案する.このシステムを2つの事例に適用し,その有効性を示す.
  • 不確実な需要のもとでの供給計画のリスク可視化と意思決定支援
    情報処理学会論文誌 47 3 701 - 710 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Realizing Virtual Innovative Laboratory with Robust Evolutionary Algorithms over the GRID computing system
    Proceedings of the 6th International Conference on Recent Advance in Soft Computing 42 - 47 2006年 [査読無し][通常論文]
  • TSUJI Miwako, MUNETOMO Masaharu, AKAMA Kiyoshi
    Evolutionary Computation 14 4 383 - 409 2006年 [査読無し][通常論文]
  • A Crossover for Complex Building Blocks Overlapping
    Proceedings of the 2006 Genetic and Evolutionary Computation Conference 1337 - 1334 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Control the Number of Samples to Estimate Fitness from the Perspective of Takeover Time and Optimization of Financial Criteria
    Proceedings of the 2006 IEEE Congress on Evolutionary Computation 388 - 394 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Enhancing Model-building Efficiency in Extended Compact Genetic Algorithms
    Proceedings of the 2006 IEEE Conference on Systems, Man, and Cybernetics 2362 - 2367 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Proceedings of the 2006 IEEE Conference on Systems, Man, and Cybernetics 209 - 214 2006年 [査読無し][通常論文]
  • 目的関数の加法分解性および差分の符号独立性にもとづく実数値遺伝的アルゴリズムのリンケージ同定
    情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」 47 SIG14 43 - 53 2006年 [査読無し][通常論文]
  • Tsuji M, Munetomo M, Akama K
    Evolutionary computation 14 4 383 - 409 4 2006年 [査読有り][通常論文]
  • Genetic algorithm to optimize fitness function with sampling error and its application to financial optimization problem
    Masaru Tezuka, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama, Masahiro Hiji
    2006 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION, VOLS 1-6 81 - 87 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper we discuss the optimization problems with noisy fitness function. On financial optimization problems, Monte-Carlo method is commonly used to evaluate the optimization criteria such as value at risk. The evaluation model is often very complex which needs considerable computational overheads. In order to realize efficient optimization of financial problems, we propose a method to decide the number of samples used to estimate the optimization criteria. Selection efficiency proposed in this paper is a index that shows how close the population approaches to the convergence to a good solution. In general, it is difficult to calculate selection efficiency analytically. Thus we also employ bootstrap method to estimate selection efficiency. The resulting algorithm is applied to the optimization of the procurement plan optimization problem. The result shows that Value at Risk of the problem is optimized efficiently by the proposed method.
  • Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Population Sizing of Dependency Detection by Fitness Difference Classification", Foundations of Genetic Algorithms - FOGA2005, Lecture Notes in Computer Science 3469:282-299 (2005)*
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Linkage Identification for Real-Values Loci by Fitness Difference Classification", Proceedings of 2005 Congress on Evolutionary Computation, 2:1317-1324 (2005)*
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Naoya Murao, Kiyoshi Akama: "Empirical Studies on Parallel Network Construction of Bayesian Optimization Algorithms", Proceedings of 2005 Congress on Evolutionary Computation, 2:1524-1531 (2005)*
    2005年 [査読無し][通常論文]
  • 手塚 大, 樋地 正浩, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌 45 10 2287 - 2296 一般社団法人情報処理学会 2004年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    供給計画は需要予測に基づいて立案されるが,確実な予測は不可能であり,不確実性をともなう.したがって供給計画の立案では利益を最大化するとともに,予測と現実の差異が経営に及ぼす影響,すなわちリスクを最小化する必要がある.従来から用いられてきた安全在庫に基づく供給計画立案法は機会損失に主眼をおいたものであった.本論文で提案する供給計画手法は,供給計画の不確実性をモンテカルロシミユレーションにより数値化し,遺伝的アルゴリズムによって利益,リスク,機会損失,計画期間末在庫などのうち,注目した指標についてパレート最適な解を求める.数値実験により,提案する手法が従来手法よりも優れた供給計画を立案することを確認した.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌. 数理モデル化と応用 45 2 22 - 31 一般社団法人情報処理学会 2004年02月15日 [査読無し][通常論文]
     
    伝的アルゴリズムにおいて,ビルディングブロック破壊を防ぎ効率的に探索を行うための手段としてリンケージ固定が提案されている.リンケージ固定遺伝的アルゴリズムではビルディングブロックを構成する遺伝子座をあらかじめ調べ,単純遺伝的アルゴリズムでは暗黙に実行される問題の分割と組合せの処理を陽に実行する.しかし,実際の問題は,特にその規模が大きいとき,ビルディングブロックどうしも相互依存関係を持つような階層型の構造をとると考えられる.現在のリンケージ固定遺伝的アルゴリズムでは,遺伝子座どうしの相互依存関係は考慮されるものの,ビルディングブロックどうしは独立であるとして処理される.本論文では,遺伝子の値の摂動による適応度の変化量の非単調性に基づく単層型のリンケージ固定手法であるLIEM2 (Linkage Identification with Epistasis Measure considering Monotonicity)を拡張し,現実の問題に存在する階層構造のモデルの探索を可能にする.階層型リンケージ固定では,ビルディングブロックどうしの依存関係を再帰的に検出する.加えて,多様なビルディングブロック候補を保持するために,ニッチングを行う.
  • 「多目的実数値遺伝的アルゴリズムによる不確実性下の供給計画の最適化」
    『情報処理学会論文誌』 45 10 2287 - 2296 2004年 [査読無し][通常論文]
  • 「階層型問題のためのリンケージ同定手法の提案」
    『情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」』 45(SIG2(TOM10)) 22 - 31 2004年 [査読無し][通常論文]
  • Masaru Tezuka, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: Selection Efficiency and Sampling Error on Genetic Algorithms Optimization under Uncertainty, Proceedings of 2004 Simulated Evolution and Learning (SEAL2004), (CD-ROM) (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Naoya Murao, Kiyoshi Akama: "Empirical Investigations on Parallelized Linkage Identification", Parallel Problem Solving from Nature - PPSN VIII, Lecture Notes in Computer Science, 3242:322-331 (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Naoya Murao, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Performance Comparison between Parallel GA Based on Linkage Identification and Parallel Bayesian Optimization Algorithm", Proceedings of the International Conference on Cybernetics and Information Technol・・・
    2004年 [査読無し][通常論文]
     
    Naoya Murao, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Performance Comparison between Parallel GA Based on Linkage Identification and Parallel Bayesian Optimization Algorithm", Proceedings of the International Conference on Cybernetics and Information Technologies, Systems and Applications (CITSA2004), 3:136-141 (2004)*
  • Masaru Tezuka, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Linkage Identification by Nonlinearity Check for Real-coded Genetic Algorithms", Genetic and Evolutionary Computation - GECCO2004 Part 2, Lecture Notes in Computer Science, 3103:222-233 (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama: "Modeling Dependencies of Loci with String Classification According to Fitness Differences", Genetic and Evolutionary Computation - GECCO2004 Part 2, Lecture Notes in Computer Science, 3103:246-257 (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Hidehiro Kobayashi, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama, Yoshiharu Sato: "Designing a Distributed Algorithm for Bandwidth Allocation with a Genetic Algorithm", Systems and Computers in Japan, 35(3):37-45 (2004)*
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: "Estimation of Distribution Algorithms without Explicit Selections", Proceedings of The 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI2004), 5:80-85 (2004)
    2004年 [査読無し][通常論文]
  • Modeling dependencies of loci with string classification according to fitness differences
    M Tsuji, M Munetomo, K Akama
    GENETIC AND EVOLUTIONARY COMPUTATION GECCO 2004 , PT 2, PROCEEDINGS 3103 246 - 257 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    Genetic Algorithms perform crossovers effectively when we can identify a set of loci tightly linked to form a building block. Several methods have been proposed to detect such linkage. Linkage identification methods investigate fitness differences by perturbations of gene values and EDAs estimate the distribution of promising strings. In this paper, we propose a novel approach combining both of them, which detects dependencies of loci by estimating the distribution of strings classified according to fitness differences. The proposed algorithm called the Dependency Detection for Distribution Derived from df (DDDDD or D-5) can detect dependencies of a problem which is difficult for EDAs requiring lower computation cost than linkage identifications.
  • Empirical investigations on parallelized linkage indentification
    M Munetomo, N Murao, K Akama
    PARALLEL PROBLEM SOLVING FROM NATURE - PPSN VIII 3242 322 - 331 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    To solve GA-difficult problems in which we cannot ensure tight linkage in their encoding, advanced methods such as linkage identification techniques and estimation of distribution algorithms work effectively although they need some additional computational cost. The computation time can be reduced by employing parallel computers and several approaches have been proposed for their parallelized algorithms. This paper presents empirical results on parallelization of the linkage identification compared to that of an estimation of distribution algorithm.
  • Linkage identification by nonlinearity check for real-coded genetic algorithms
    M Tezuka, M Munetomo, K Akama
    GENETIC AND EVOLUTIONARY COMPUTATION GECCO 2004 , PT 2, PROCEEDINGS 3103 222 - 233 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    Linkage identification is a technique to recognize decomposable or quasi-decomposable sub-problems. Accurate linkage identification improves GA's search capability. We introduce a new linkage identification method for Real-Coded GAs called LINC-R (Linkage Identification by Nonlinearity Check for Real-Coded GAs). It tests nonlinearity by random perturbations on each locus in a real value domain. For the problem on which the proportion of nonlinear region in the domain is smaller, more perturbations are required to ensure LINC-R to detect nonlinearity successfully. If the proportion is known, the population size which ensures a certain success rate of LINC-R can be calculated. Computational experiments on benchmark problems showed that the CA with LINGR outperforms conventional Real-Coded CAs and those with linkage identification by a correlation model.
  • Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, and Kiyoshi Akama: "Metropolitan Area Network Design Using GA Based on Hierarchical Linkage Identification", Genetic and Evolutionary Computation Part 2, Lecture Notes in Computer Science 2724:1616-1617 (2003)*
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Naoya Murao, and Kiyoshi Akama: "A Parallel Genetic Algorithm Based on Linkage Identification", Genetic and Evolutionary Computation Part 1, Lecture Notes in Computer Science 2723:1222-1233 (2003)*
    2003年 [査読無し][通常論文]
  • Metropolitan area network design using GA based on hierarchical linkage identification
    M Tsuji, M Munetomo, K Akama
    GENETIC AND EVOLUTIONARY COMPUTATION - GECCO 2003, PT II, PROCEEDINGS 2724 1616 - 1617 2003年 [査読有り][通常論文]
  • A parallel genetic algorithm based on linkage identification
    M Munetomo, N Murao, K Akama
    GENETIC AND EVOLUTIONARY COMPUTATION - GECCO 2003, PT I, PROCEEDINGS 2723 1222 - 1233 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Linkage identification algorithms identify linkage groups sets of loci tightly linked - before genetic optimizations for their recombination operators to work effectively and reliably. This paper proposes a parallel genetic algorithm (GA) based on the linkage identification algorithm and shows its effectiveness compared with other conventional parallel GAs such as master-slave and island models. This paper also discusses applicability of the parallel GAs that tries to answer "which method of the parallel GA should be employed to solve a problem?".
  • 棟朝 雅晴
    情報処理学会論文誌. 数理モデル化と応用 43 10 6 - 13 一般社団法人情報処理学会 2002年11月15日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm, GA)はビルディングブロックを交叉により組み合わせることで効果的な探索を実現しているが,そのためにどの遺伝子座がビルディングブロックを構成しうるのかを調べるリンケージ同定が重要となる.リンケージ同定に関してはこれまでにも確率モデルに基づく方法や非線形性もしくは非単調性を基に判断する手法が提案されている.本論文では,遺伝子座間に存在する非線形性を検出することでリンケージ同定を行うLINC(Linkage Identification by Nonlinearity Check)を発展させ,それぞれの遺伝子座のペアに対してエピスタシス(非線形性)尺度を定義し,それに基づいてリンケージの同定を実現する手法を提案する.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清
    情報処理学会論文誌. 数理モデル化と応用 43 7 80 - 91 一般社団法人情報処理学会 2002年09月15日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズムにおいてはビルディングブロックとなる遺伝子をストリング上で密に符号化することが重要である.しかし,ネットワーク設計問題では地形,通信要求,経路などさまざまな要素が互いに複雑に影響するため,適切な符号化を行うことは難しい.多くの既存研究はビルディングブロックの密な符号化について考慮しておらず,これを考慮していたとしても地理的な要素のみである。本論文では,遺伝子の値の摂動による適応度の変化を用いて問題に関する前知識なしにビルディングブロックの位置であるリンケージを同定する手法であるLIEM(Linkage Identification with Epistasis Measure)を導入し,ビルディングブロックを効率的に組み合わせ,遺伝的アルゴリズムによる効果的な解の探索を実行する.実験を行い,本論文による手法で設計されたネットワークといくつかの交叉手法,符号化手法による単純遺伝的アルゴリズムによって設計されたネットワークの敷設コストを比較しLIEMによるネットワーク設計の有用性を証明する。
  • 山口 直彦, 棟朝 雅晴, 赤間 清, 佐藤 義治
    情報処理学会論文誌 43 7 2359 - 2367 一般社団法人情報処理学会 2002年07月15日 [査読無し][通常論文]
     
    インターネットに代表されるパケット通信ネットワークにおいて,ネットワーク資源を有効に使用するという観点から,遺伝的アルゴリズムを用いて複数の経路を生成し,それらの代替経路間で負荷を分散するアルゴリズムが提案されている,本論文では遺伝的アルゴリズムを用いた負荷分散ルーティングに対し,評価の高速化によりネットワークの状態観測を迅速に行うため,経路の評価にリンクの負荷を考慮したメトリックを導入し,さらにそれを用いてネットワークの負荷状態を反映した代替経路生成を行う遺伝的操作の実装を行う.ネットワークシミュレータを用いたシミュレーション実験により提案する手法の有効性を検証した.
  • 小林 英博, 棟朝 雅晴, 赤間 清, 佐藤 義治
    電子情報通信学会論文誌. D-I, 情報・システム, I-情報処理 85 5 445 - 452 一般社団法人電子情報通信学会 2002年05月01日 [査読無し][通常論文]
     
    既存のネットワーク上で一定時間,一定の帯域幅を必要とするストリーム通信を実現する場合,ユーザからのサービス要求を満たすにはネットワーク資源を効率的に配分する帯域幅割当てアルゴリズムが重要となる.小規模なネットワークにおける割当ての最適化は,あるノードがネットワーク情報を集中的に管理し一括した割当てを実行する方法が最も効率が良い.しかし,帯域幅割当てはネットワーク規模の増加に比例して最適化に必要とする計算時間が増加するため,実装を考慮した場合にはアルゴリズムの分散化が必要となる.また分散化することによりネットワーク障害が発生した場合でも割当てが可能となり,アルゴリズムの耐障害性が向上する.本論文では,既存の遺伝的アルゴリズムによる帯域幅割当てアルゴリズムの分散化を目的とし,同時にネットワーク障害が発生した場合に全通信の再割当てを行うことで障害への対応を実現した改良アルゴリズムを提案する.本アルゴリズムの特徴は,計算時間を軽減するために各ノードで割当ての最適化を実行する局所的最適化と,全ノードで局所的最適化を実行しながら勝ち抜き戦を行うことでネットワーク全体を最適化する大域的最適化とを組み合わせて構成していることである.更にシミュレーション実験を行うことで,集中型アルゴリズムと提案アルゴリズムの性能について検討する.
  • 「遺伝的アルゴリズムによる帯域幅割当てのための分散アルゴリズムの設計」
    『電子情報通信学会論文誌 D-I』 J85-D-I 5 445 - 452 2002年 [査読無し][通常論文]
  • Yuichi Yamamoto, Takahiko Ishikawa, Kiyoshi Akama, Masaharu Munetomo: "A Foundation for Algorithm Generation by Transforming Meta-descriptions", Proceedings of the 2002 International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, 12-716 (2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Miwako Tsuji, Kiyoshi Akama: "Metropolitan Area Network Design Using GA Based on Linkage Identification with Epistasis Measures", Proceedings of the 4th Asia-Pacific Conference on Simulated Evolution and Learning, 652-656 (2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • 「リンケージ同定を導入した遺伝的アルゴリズムによる都市圏ネットワークの設計」
    『情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」』 43 SIG7 80 - 91 2002年 [査読無し][通常論文]
  • 「リンク負荷メトリックに基づく遺伝的アルゴリズムによる負荷分散ルーティング」
    『情報処理学会論文誌』 43 7 2359 - 2367 2002年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: "Linkage Identification with Epistasis Measure Considering Monotonicity Conditions", Proceedings of the 4th Asia-Pacific Conference on Simulated Evolution and Learning, 550-554 (2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • 「エピスタシス尺度に基づくリンケージ同定手法の提案」
    『情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用」』 43 SIG10 6 - 13 2002年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: "Linkage Identification Based on Epistasis Measures to Realize Efficient Genetic Algorithms", Proceedings of the 2002 Congress on Evolutionary Computation, 1332-1337 (2002)*
    2002年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: The Genetic Adaptive Routing Algorithm, in Telecommunications Optimisation: Heuristic and Adaptive Methods, pp.151-166, John Weily & Sons*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Hidehiro Kobayashi, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama, and Yoshiharu Sato: A Distributed Algorithm for Bandwidth Allocation in Multimedia Networks, Proceedings of the 5th International Conference on Artificial Evolution, 251-262 (2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Naohiko Yamaguchi, Kiyoshi Akama, and Yoshiharu Sato: Empirical Investigations oon the Genetic Adaptive Routing Algorithm in the Internet, Proceedings of the Congress on Evolutionary Computation 2001, 1236-1243 (2001)*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: The Genetic Adaptive Routing Algorithm, in Telecommunications Optimisation: Heuristic and Adaptive Methods, pp.151-166, John Weily & Sons*
    2001年 [査読無し][通常論文]
  • Empirical investigations on the genetic adaptive routing algorithm in the Internet
    M Munetomo, N Yamaguchi, K Akama, Y Sato
    PROCEEDINGS OF THE 2001 CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION, VOLS 1 AND 2 1236 - 1243 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper discusses improvement of genetic operators and fitness evaluation policies of the genetic adaptive routing algorithm we have proposed elsewhere. First, we introduce a threshold policy in evaluating link load status that is commonly employed in dynamic load balancing algorithms. Second. we discuss policies to trigger link load status observations to evaluate fitness values. Third, we introduce adaptive path mutation and path crossover operators to enhance their ability to generate well-performed alternative routes. Through empirical studies, we investigate optimal way for the load status observations and validate the effectiveness of the adaptive genetic operators.
  • Masaharu Munetomo: The Genetic Adaptive Routing Algorithm, in Telecommunications Optimisation: Heuristic and Adaptive Methods, pp.151-166, John Weily & Sons (2000). *
    2000年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo: Network Routing with the Use of Evolutionary Methods, in Computational Intelligence in Telecommunication Networks (分担 : Witold Pedrycz and Athanasios V. Vasilakos, editors), CRC Press (2000).
    2000年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, David E. Goldberg: Linkage Identification by Non-monotonicity Detection for Overlapping functions, Evolutionary Computation, vol.7, No.4, pp.377-398*
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, David E. Goldberg: A Genetic Algorithm Using Linkage Identification by Nonlinearity Check, Proceedings of the 1999 IEEE Conference on System, Man, and Cybernetics (1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, David E. Goldberg: Identifying Linkage Groups by Nonlinearity/Non-monotonicity Detection, Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO-99), pp.433-440 (1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, David E. Goldberg: Linkage Identification by Non-monotonicity Detection for Overlapping functions, Evolutionary Computation, vol.7, No.4, pp.377-398 (1999)
    1999年 [査読無し][通常論文]
  • Munetomo Masaharu, Goldberg David E
    Evolutionary Computation 7 4 377 - 398 MIT Press 1999年 [査読無し][通常論文]
     
    This paper presents the linkage identification by non-monotonicity detection (LIMD) procedure and its extension for overlapping functions by introducing the tightness detection (TD) procedure. The LIMD identifies linkage groups directly by performing order-2 simultaneous perturbations on a pair of loci to detect monotonicity/non-monotonicity of fitness changes. The LIMD can identify linkage groups with at most order of k when it is applied to O(2k) strings. The TD procedure calculates tightness of linkage between a pair of loci based on the linkage groups obtained by the LIMD. By removing l...
  • A Migration Scheme of the Genetic Adaptive Routing Algorithm
    Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Proc. of IEEE Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics, 2774 - 2779 1998年07月 [査読有り][通常論文]
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治
    情報処理学会論文誌 39 2 219 - 227 一般社団法人情報処理学会 1998年02月15日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では, 遺伝的アルゴリズムにより代替経路のリストを生成するとともに, それらの間で通信パケットを確率的に分配することで負荷の分散をはかる適応型ルーティングアルゴリズムを提案する. RIPやSPFなど従来用いられてきたルーティングアルゴリズムではルーティングテーブルやリンク状態をネットワーク全体にブロードキャストするため, ネットワークが大規模化した場合に多くの通信コストを要し, ネットワーク全体の性能を低下させる. また, 複数の良い代替経路がある場合でも1つの最短経路を集中して使用してしまう. 本論文で提案するルーティングアルゴリズムは, 実際に多数のパケットが使用している経路に関してのみ代替経路の生成およびその通信遅延時間の評価を行うため, ルーティングの情報交換に必要な通信コストを大きく削減することが可能となる. また, 本アルゴリズムでは代替経路間でパケットを確率的に分配することで負荷の分散をはかる. 離散事象シミュレーションに基づくネットワークシミュレータを構築し, 比較実験を行った. その結果, 従来手法に比べ少ない通信コストにより効果的なルーティングがなされていることが示された.
  • 遺伝的アルゴリズムによる負荷分散機構を有する適応型ルーティング
    情報処理学会論文誌 Vol.38 No.2 219 - 227 1998年 [査読無し][通常論文]
  • Shuichi Moriguti, Masaharu Munetomo, Yoshiharu Sato: A Moving Average Method for Predicting Process Resource Usage Based on a State Transition Model, Proceedings of the 1998 Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society, pp.82-85*
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato: A Migration Scheme for the Genetic Adaptive Routing Algorithm, Proceedings of the 1998 IEEE Conference on Systems, Man, and Cybernetics, pp.2774-2779*
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • Shuichi Moriguti,Masaharu Munetomo,Yoshiharu Sato:A Moving Average Method for Predicting Process Resource Usage Based on a State Transition Model(North American Fuzzy Information Processing Society(NAFIPS'98),1998)
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • 「遺伝的アルゴリズムによる負荷分散機構を有する適応型ルーティング」
    『情報処理学会論文誌』 Vol.38 No.2 219 - 227 1998年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo,Yoshiaki Takai,Yoshiharu Sato:A Migration Scheme for the Genetic Adaptive Routing Algorithm (IEEE Conference on Systems,Man,and Cybernetics(SMC'98),1998)
    1998年 [査読無し][通常論文]
  • A moving average method for predicting process resource usage based on a state transition model
    S Moriguchi, M Munetomo, Y Sato
    1998 CONFERENCE OF THE NORTH AMERICAN FUZZY INFORMATION PROCESSING SOCIETY - NAFIPS 82 - 85 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, we develop a prediction algorithm for process resource usage based on a state-transition model, The state transition model is built by using a k-means clustering algorithm. applied to a series of 2-dimensional observed parameters on process resource usage such as Load average and Free memory in computer. Our prediction algorithm. estimates the parameters from state transition probabilities of the model. To reduce prediction error, we introduce a moving average method in the prediction algorithm..
  • An Intelligent Network Routing Algorithm by a Genetic Algorithm
    Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Proc. of the 4th Int. Conf. on Neural Information Processing 1 547 - 550 1997年11月 [査読有り][通常論文]
  • An Adaptive Network Routing Algorithm Employing Path Genetic Operators
    Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Proc. of the 7th Int. Conf. on Genetic Algorithms 643 - 649 1997年07月 [査読有り][通常論文]
  • 冨川 裕樹, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰
    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理 80 2 700 - 702 一般社団法人電子情報通信学会 1997年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    強化学習機構を有する遺伝的アルゴリズム (StGA) [1], 利得行列の内容が不可視であり, 可能な行動の数が多いゲームヘ適用する. StGAのもととなった確率学習オートマトンとの比較実験を通し, こうしたゲームに対するStGA適用の有効性を検証する.
  • 「利得行列が不可視である行列ゲームへのStGAの適用」
    『電子情報通信学会論文誌』 J80-D-II 2 700 - 702 1997年 [査読無し][通常論文]
  • Munetomo, M., Takai, Y. and Sato, Y. : "An Adaptive Network Routing Algorithm Employing Path Genetic Operators", Proceedings of the Seventh International Conference on Genetic Algorithms, 643-649 (1997)*
    1997年 [査読無し][通常論文]
  • Munetomo, M., Takai, Y. and Sato, Y. : "An Intelligent Network Routing Algorithm by a Genetic Algorithm", Proceedings of the 1997 International Conference on Neural Information Processing and Intelligent Information Systems, 547-550 (1997)*
    1997年 [査読無し][通常論文]
  • Munetomo, M., Takai, Y. and Sato, Y. : "StGA : An Application of a Genetic Algorithm to Stochastic Learning Automata", Systems and Computers in Japan, 27(10) : 68-78 (1997)*
    1997年 [査読無し][通常論文]
  • StGA : An Application of a Genetic Algorithm to Stochastic Learning Automata
    Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Systems and Computers in Japan 27 10 68 - 78 1996年10月 [査読有り][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Lecture Notes in Computer Science 1141 920 - 929 1996年09月 [査読有り][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, and Yoshiharu Sato: "Genetic-Based Dynamic Load Balancing: Implementation and Evaluation", Parallel Problem Solving from Nature, Lecture Notes in Computer Science 1141, 920--929 (1996)*
    1996年 [査読無し][通常論文]
  • Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, and Yoshiharu Sato: "StGA: An application of a Genetic Algorithm to Stochastic Learning Automata", Systems and Computers in Japan, Vol.27, No.10, 68-78. (1996)*
    1996年 [査読無し][通常論文]
  • 「確率学習における遺伝的アルゴリズムの適用」
    『電子情報通信学会論文誌』 J79-D-II 2 230 - 238 1996年 [査読無し][通常論文]
  • On tracking-ability of a stochastic genetic algorithm to changing environments
    M Munetomo, Y Takai, Y Sato
    INFORMATION INTELLIGENCE AND SYSTEMS, VOLS 1-4 522 - 526 1996年 [査読有り][通常論文]
     
    A stochastic genetic algorithm(StGA) effectively searches an optimal action which maximizes the probability to have reward payoffs in stochastic environments by employing stochastic learning automata and genetic algorithms. This paper discusses tracking-ability of the StGA to environmental changes from theoretical and empirical points of view. In the theoretical investigation, we employ an inhomogeneous Markov chain to formulate state transition of the probability for a population of actions to have an optimal one. We perform theoretical investigations on change of the probability to create an optimal action and of the probability to lose all the optimal ones. Simulation experiments are performed to show the effectiveness of the StGA in changing environments whose penalty probability vectors gradually or suddenly change.
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治
    情報処理学会論文誌 36 4 868 - 878 一般社団法人情報処理学会 1995年04月15日 [査読無し][通常論文]
     
    分散システムを有効に利用するために,システム内の各計算機の負荷を一様化することが必要である.分散管理型の動的負荷均衡アルゴリズムにおいては,それぞれの計算機で独立して負荷状態の観測およびタスク転送の決定を行う.本論文では,負荷の重い計算機からのタスク転送要求をマルチキャストで実現した分散管理型の動的負荷均衡アルゴリズムを提案する.本手法の特徴は,タスク転送要求の送出先リストを符号化し,適応度評価に確率学習オートマトンを組み合わせた遺伝的アルゴリズムを用いることで転送要求の成功率を向上させることにある.シミュレーション実験により従来の手法との比較検討を行い,提案する手法がシステムの平均応答時間,タスク転送要求の成功率,および動的な負荷変化への適応性の点において優れていることを示した.
  • 「確率学習による適応度評価を導入した遺伝的アルゴリズムに基づく動的負荷均衡」
    『情報処理学会論文誌』 Vol.36 No.4 868 - 878 1995年 [査読無し][通常論文]
  • A stochastic genetic algorithm for dynamic load balancing in distributed systems
    M MUNETOMO, Y TAKAI, Y SATO
    1995 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN AND CYBERNETICS, VOLS 1-5 4 3795 - 3799 1995年 [査読有り][通常論文]
  • A Genetic Approach to Dynamic Load Balancing in a Distributed Computing System
    Masaharu Munetomo, Yoshiaki Takai, Yoshiharu Sato
    Proc. of the First IEEE Conference on Evolutionary Computation 1 418 - 421 1994年06月 [査読有り][通常論文]
  • 「集団分割型非同期並列遺伝的アルゴリズムにおける個体交換アルゴリズムの改良と評価」
    『情報処理学会論文誌』 Vol.35 No.9 1815 - 1827 1994年 [査読無し][通常論文]
  • AN EFFICIENT MIGRATION SCHEME FOR SUBPOPULATION-BASED ASYNCHRONOUSLY PARALLEL GENETIC ALGORITHMS
    M MUNETOMO, Y TAKAI, Y SATO
    PROCEEDINGS OF THE FIFTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON GENETIC ALGORITHMS 649 - 649 1993年 [査読有り][通常論文]

書籍

  • 吉岡 信和, 棟朝 雅晴, 本橋 賢二, 西村 一彦, 谷沢 智史, 横山 重俊 (担当:共著)
    インプレスR&D 2012年08月 210
  • Advances in Grid Computing
    Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama (担当:分担執筆範囲:pp.19-28)
    2011年
  • 棟朝 雅晴 (担当:単著)
    森北出版 2008年07月 (ISBN: 4627847815) 160
  • Advances in Evolutionary Algorithms
    Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama (担当:分担執筆範囲:pp.315-334)
    IN-TECH 2008年
  • Linkage in Evolutionary Computation
    Asim Munawar, Mohamed Wahib, Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama (担当:分担執筆範囲:pp.159-187, pp.441-459)
    Springer 2008年
  • Computational Intelligence Paradigms – Innovative Applications
    Miwako Tsuji, Masaharu Munetomo (担当:分担執筆範囲:pp.251-280)
    Springer 2008年
  • 統計データ科学事典
    棟朝雅晴 (担当:分担執筆範囲:遺伝的アルゴリズム)
    2007年
  • Evolutionary Computation in Dynamic and Uncertain Environments
    Masaru Tezuka, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama (担当:分担執筆範囲:pp.417-436)
    2007年
  • 遺伝的アルゴリズム4
    棟朝雅晴 (担当:分担執筆範囲:第9章:遺伝的アルゴリズムによる適応ルーティング)
    産業図書 2000年 (ISBN: 4782851499)
  • Telecommunications Optimisation: Heuristic and Adaptive Methods
    Masaharu Munetomo (担当:分担執筆範囲:pp.151-166)
    John Weily & Sons 2000年
  • Computational Intelligence in Telecommunication Networks
    Masaharu Munetomo (担当:分担執筆範囲:pp.287-302)
    CRC Press 2000年

講演・口頭発表等

  • 森川達矢, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之, 棟朝雅晴
    計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(CD-ROM) 2015年12月
  • 阿部友哉, 棟朝雅晴
    計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM) 2015年11月
  • 中野翔, 渡邉真也, 千葉一永, 金崎雅博, 棟朝雅晴
    計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM) 2015年11月
  • 玉家武博, 斎藤篤志, 三浦克宜, 棟朝雅晴
    情報処理学会全国大会講演論文集 2015年03月
  • 倉田優太, 金崎雅博, 千葉一永, 渡邉慎也, 棟朝雅晴
    数値流体力学シンポジウム講演論文集(CD-ROM) 2015年
  • 分散クラウドシステムにおける遠隔連携技術  [招待講演]
    棟朝 雅晴
    学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第1回ネットワーク型学際研究シンポジウム 2014年03月
  • インターネット上のデータ利活用を促進するための人間ベース遺伝的アルゴリズム  [通常講演]
    幸田里奈, 長谷部良輔, 大西圭, 棟朝雅晴
    第6回進化計算学会研究会 2014年03月
  • アカデミッククラウドにおけるCloudStackの活用事例と今後の展望  [招待講演]
    棟朝 雅晴
    CloudStack Day Japan 2014 2014年03月
  • 研究支援に係るアカデミッククラウドの調査検討  [通常講演]
    棟朝 雅晴
    平成25年度国家課題対応型研究開発推進事業『アカデミッククラウド環境構築に係るシステム研究』提案「コミュニティで紡ぐ次世代大学ICT環境としてのアカデミッククラウド」最終報告会 2014年02月
  • 研究支援に係るアカデミッククラウド  [通常講演]
    棟朝 雅晴
    大学ICT推進協議会年次大会「コミュニティで紡ぐ次世代大学ICT環境としてのアカデミッククラウド」事業中間報告 2013年12月
  • 研究支援のためのアカデミッククラウド  [通常講演]
    棟朝 雅晴
    アカデミッククラウドシンポジウム2013 2013年09月
  • 田中一真, 棟朝雅晴, 赤間清
    全国大会講演論文集 2013年03月 
    複数天体の重力支援を利用した宇宙探査機の軌道最適化は,厳密解の発見が困難な,制約付き非線形多変数関数の最適化問題である.本研究では,欧州宇宙機関で公開されている軌道最適化問題を単峰性正規分布交叉を用いた実数値遺伝的アルゴリズムによって解く.
  • 平島慶典, 三浦克宜, 棟朝雅晴
    全国大会講演論文集 2013年03月 
    本研究では、与えられた論文に対して、的確な研究分野を判定するためのツールを開発する。研究を発展させる上で、関連研究のサーベイは重要であり、そのためには論文の適切な研究分野を知ることは極めて大切である。適切な研究分野を発見する方法として過去の論文と照らし合わせる方法が考えられる。しかしそれには膨大な計算量が掛かるため、逐次処理ではコストがかかる。この問題を解決するために、並列計算を使用している。研究分野の位置づけを行うために、本論文ではMahoutによるクラスタリングを行っており、そのための計算は、Hadoopを利用した並列計算を使用している。
  • クラウドコンピューティングの最新動向  [招待講演]
    棟朝 雅晴
    OR学会北海道支部講演会 2013年02月
  • 北海道大学アカデミッククラウドの活用事例  [招待講演]
    棟朝 雅晴
    学術情報基盤オープンフォーラム「大学クラウド活用における、検証と課題と対策」 2013年02月
  • 北海道大学アカデミッククラウドのご紹介とクラウド技術の最新動向,研究動向について  [招待講演]
    棟朝 雅晴
    第2回デバイスとクラウドの高度融合による新事業創出研究会 2013年01月
  • リンケージツリー遺伝的アルゴリズムにおける計算量削減の検討  [通常講演]
    鈴木一史, 棟朝雅晴
    進化計算シンポジウム2012講演論文集 2012年12月
  • スワームロボットシステムにおける大規模並列計算環境を用いた分散型CMA-ESの実装  [通常講演]
    竹中貴治, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之, 棟朝雅晴
    進化計算シンポジウム2012講演論文集 2012年12月
  • クラウド環境における進化計算用グリッドサービスの並列化効率の評価  [通常講演]
    藤田二夫, 保田俊行, 大倉和博, 松村嘉之, 伍賀正典, 棟朝雅晴
    進化計算シンポジウム2012講演論文集 2012年12月
  • 相澤孝至, 棟朝雅晴
    情報処理北海道シンポジウム講演論文集 2012年10月
  • 萩田克美, 棟朝雅晴, 上島豊, 大宮学
    計算工学講演会論文集(CD−ROM) 2012年05月
  • Hokkaido University Academic Cloud: Largest Academic Cloud System in Japan  [招待講演]
    Masaharu Munetomo
    Cloud Technical Leadership Forum 2012年05月 口頭発表(招待・特別)
  • 萩田 克美, 棟朝 雅晴, 上島 豊
    計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science 2012年05月
  • 北海道大学アカデミッククラウドの構築とサービスについて  [招待講演]
    棟朝雅晴
    アカデミッククラウドワークショップ2012@広島 2012年02月 口頭発表(基調)
  • 北海道大学における大規模学術クラウドの構築と運用について  [招待講演]
    棟朝雅晴
    サイエンティフィック研究会システム技術分科会第2回会合 2012年01月 口頭発表(招待・特別)
  • 北海道大学アカデミッククラウドの構築と運用について  [招待講演]
    棟朝雅晴
    グリッド協議会第33回ワークショップ 2011年12月 口頭発表(基調)
  • 北海道大学アカデミッククラウド〜国内最大規模の学術クラウドについて  [招待講演]
    棟朝雅晴
    Open Cloud Conference 2011 in Sapporo 2011年12月 口頭発表(基調)
  • Estimation of Distribution Algorithms without Explicit Selections  [招待講演]
    Masaharu Munetomo
    The 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics 2004年 口頭発表(招待・特別)
  • Linkage Identification by Non-monotonicity Detection for Overlapping Functions  [招待講演]
    Masaharu Munetomo
    Journal Showcase at the 2000 Genetic and Evolutionary Computation Conference 2000年 口頭発表(招待・特別)
  • Designing Genetic Algorithms for Adaptive Routing Algorithms in the Internet  [招待講演]
    Masaharu Munetomo
    Workshop on Evolutionary telecommunications: Past, present, and future, at the 1999 Genetic and Evolutionary Computation Conference 1999年 口頭発表(招待・特別)

その他活動・業績

  • 藤田駿一, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2019 (CSEC-84) Vol.2019‐CSEC‐84,No.13,1‐6 (WEB ONLY) 2019年02月25日 [査読無し][通常論文]
  • 高橋寿徳, 棟朝雅晴 人工知能学会全国大会(Web) 33rd ROMBUNNO.4Rin1‐40 (WEB ONLY) 2019年 [査読無し][通常論文]
  • 藤田駿一, 棟朝雅晴 情報科学技術フォーラム講演論文集 17th 103‐106 2018年09月12日 [査読無し][通常論文]
  • 泉谷光祐, 棟朝雅晴 電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集(CD-ROM) 2018 ROMBUNNO.MC1‐5 2018年09月05日 [査読無し][通常論文]
  • 岡部太亮, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2018 (MPS-118) Vol.2018‐MPS‐118,No.29,1‐2(WEB ONLY) 2018年06月06日 [査読無し][通常論文]
  • 畑徹, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2018 (MPS-117) Vol.2018‐MPS‐117,No.23,1‐2 (WEB ONLY) 2018年02月22日 [査読無し][通常論文]
  • 岩井良成, 杉木章義, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2017 (OS-140) Vol.2017‐OS‐140,No.13,1‐6 (WEB ONLY) 2017年05月09日 [査読無し][通常論文]
  • 市居遼平, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2017 (ITS-68) Vol.2017‐ITS‐68,No.10,1‐7 (WEB ONLY) 2017年02月21日 [査読無し][通常論文]
  • 齋藤篤志, 山下雅喜, 三浦克宜, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2017 (MPS-112) Vol.2017‐MPS‐112,No.13,1‐6 (WEB ONLY) 2017年02月20日 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝雅晴 電子情報通信学会技術研究報告 116 (124(ICM2016 8-23)) 85‐86 2016年06月30日 [査読無し][通常論文]
  • 齋藤篤志, 三浦克宜, 棟朝雅晴 電子情報通信学会技術研究報告 116 (120(NC2016 6-15)) 55‐56 2016年06月27日 [査読無し][通常論文]
  • 市居遼平, 棟朝雅晴, 杉木章義 電子情報通信学会技術研究報告 115 (504(ITS2015 84-99)) 83‐88 2016年03月03日 [査読無し][通常論文]
  • 阿部友哉, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2016 (MPS-107) VOL.2016-MPS-107,NO.21 (WEB ONLY) 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 岩坪潤, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2016 (MPS-107) VOL.2016-MPS-107,NO.22 (WEB ONLY) 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 三浦克宜, 齋藤篤志, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(Web) 2015 (MPS-105) VOL.2015-MPS-105,NO.6 (WEB ONLY) 2015年09月22日 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝雅晴 電子情報通信学会技術研究報告 115 (140(IN2015 23-38)) 43 -48 2015年07月09日 [査読無し][通常論文]
  • 三浦克宜, 齋藤篤志, 玉家武博, 棟朝雅晴 電子情報通信学会技術研究報告 115 (112(IBISML2015 1-26)) 215 -220 2015年06月16日 [査読無し][通常論文]
  • 水越 大貴, 棟朝 雅晴 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2014 (1) 1 -6 2014年12月02日 [査読無し][通常論文]
     
    インターネットにおけるセキュリティ上の脅威の一つとして DDoS 攻撃が深刻な問題になっている.DDoS 攻撃は一般に攻撃元の情報が改竄されているため,攻撃元の特定が非常に困難であり防ぐ事が難しい攻撃だといえる.また,攻撃パターンの学習によるパターンマッチングや,異常トラフィック検知などの手法が研究されているが,DDoS 攻撃において攻撃者はボットネット等を使用し、常に異なるトラフィックパターンの攻撃を仕掛けてくるため、過去のデータの解析から DDoS 攻撃を防ぐ事は非常に難しい.このような背景から,ネットワーク管理者は常に現在どのような攻撃が行われているかを監視、解析し,DDoS 攻撃に対処する必要性に迫られる.しかし,近年ネットワーク上を流れるトラフィック量は急激に増加しており,トラフィックの解析にはかなりの時間かかってしまう事が予測される.そこで本稿では,DDoS 攻撃に対し迅速に対処するシステムを作る事を目的とし,並列分散処理基盤である Hadoop 上での遺伝的アルゴリズムを使用したトラフィックパターンの解析手法を提案する。
  • 阿部友哉, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2014 (18) 1 -2 2014年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    プライベートクラウドやパブリッククラウドを連携させたインタークラウド環境が整備され,仮想的に計算資源を無限に利用できるような環境が実現されつつある.本研究ではそのようなインタークラウド環境を想定して大規模かつ複雑な設計問題を扱う最適化フレームワークを構築する.具体的にはシミュレーションを実行するスパコン,大規模なパラメータサーベイを行うための最適化エンジンや分散データベース,解を視覚的に評価するための可視化装置などの複数のシステムの連携によって,設計問題に関する設計パラメータを統一的に管理,共有し最適化を行う.このフレームワークを構築するにあたって連携システムの詳細設計を行った.
  • 瀬山貴仁, 坂東信太郎, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2014 (7) 1 -4 2014年07月14日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文においては、ユーザーの負担を軽減するために、多人数が協調して解の評価を行うインタラクティブ進化計算の実装について議論する。実装にあたっては、クラウド PaaS(Platform as a Service) 基盤を前提としたスケーラブルなシステムを実現するためのシステム設計を行った。
  • 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2014 (28) 1 -2 2014年06月18日 [査読無し][通常論文]
     
    プライベートクラウドおよびパブリッククラウドを全国規模で連携させたインタークラウド環境を想定し,大規模かつ複雑な設計問題の設計パラメータに関する情報を,設計者や最適化エンジンが共有,活用しつつ協調して設計を行うフレームワークについて検討する.具体的には,設計パラメータやその評価値等に関する情報を,スケーラブルな分散データベースシステム上に統合管理するとともに,シミュレーションプログラムや可視化システム等の連携を行うフレームワークを,インタークラウド環境における物理・仮想マシン群およびオブジェクトストレージを用いて実現するものである.
  • 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2014 (28) 1 -2 2014年06月18日 [査読無し][通常論文]
     
    プライベートクラウドおよびパブリッククラウドを全国規模で連携させたインタークラウド環境を想定し,大規模かつ複雑な設計問題の設計パラメータに関する情報を,設計者や最適化エンジンが共有,活用しつつ協調して設計を行うフレームワークについて検討する.具体的には,設計パラメータやその評価値等に関する情報を,スケーラブルな分散データベースシステム上に統合管理するとともに,シミュレーションプログラムや可視化システム等の連携を行うフレームワークを,インタークラウド環境における物理・仮想マシン群およびオブジェクトストレージを用いて実現するものである.
  • 三浦信一, 滝澤真一朗, 松岡聡, 棟朝雅晴, 實本英之, 小林泰三 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2014 (30) 1 -6 2014年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    平成 24 年度より運用が開始されている HPCI では,スーパコンピュータ 「京」 や基盤センター群が保有するスーパコンピュータ間の認証基盤統一,データ共有を実現している.しかしながら,既存のスーパコンピュータシステムはバッチキューでジョブ管理されていることや,計算ノードでの管理者権限がないため,OS や分散システムの研究開発を行う CS 系ユーザの利用環境条件を満たさない.また,インターネット上より各種データを取得し,それを用いた計算を行う場合や,得られた成果を外部に公開するには,スーパコンピュータの利用は不向きである.そこで我々は,利用者に対してシステムへの管理者権限を付与する広域分散システムのホスティング機能を提供する,先端ソフトウェア運用基盤を HPCI の枠組みの中で構築し,平成 26 年 4 月より本格運用を開始する.本稿では先端ソフトウェア運用基盤の設計,構築及び運用について紹介する.
  • 川勝 崇史, 棟朝 雅晴 情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2013 (9) 1 -6 2013年12月04日 [査読無し][通常論文]
     
    災害対策や可用性の高いシステムを構築するために,分散クラウド環境における WEB システムの多目的資源最適割当モデルを提案する.モデル化にあたっては、ロードバランサーによるリクエストの負荷分散やスケールアウトが自動できるようなシステムを前提とし,ユーザーが求める SLA を満たしたサーバーのスケジューリングを行なう.最適化にあたっては,コスト・レスポンス・リクエスト処理量の三つの目的関数をパラメータとして多目的遺伝的アルゴリズムを用いた最適解の探索を行い,その妥当性・有効性について検証する.
  • 川勝 崇史, 棟朝 雅晴 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2013 (9) 1 -6 2013年12月04日 [査読無し][通常論文]
     
    災害対策や可用性の高いシステムを構築するために,分散クラウド環境における WEB システムの多目的資源最適割当モデルを提案する.モデル化にあたっては、ロードバランサーによるリクエストの負荷分散やスケールアウトが自動できるようなシステムを前提とし,ユーザーが求める SLA を満たしたサーバーのスケジューリングを行なう.最適化にあたっては,コスト・レスポンス・リクエスト処理量の三つの目的関数をパラメータとして多目的遺伝的アルゴリズムを用いた最適解の探索を行い,その妥当性・有効性について検証する.
  • Masataka Mizukoshi, Shintaro Bando, Martin Schlueter, Masaharu Munetomo 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2013 (11) 1 -4 2013年07月15日 [査読無し][通常論文]
     
    Since the data volume from various facilities keeps growing rapidly in recent years, "big data" processing frameworks such as Hadoop have been developed as a scalable architecture to process large amount of data in cloud computing environment. We focus on intrusion detection problems which require large amount of data to be processed in order to detect malicious attacks. In this paper we discuss a Hadoop implementation of a multiple classifier system to enhance performances of the learning process in intrusion detection.
  • 柏崎 礼生, 近堂 徹, 北口 善明, 楠田 友彦, 大沼 善朗, 中川 郁夫, 市川 臭平, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 阿部 俊二, 横山 重俊, 下條 真司 電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112 (489) 105 -110 2013年03月14日 [査読無し][通常論文]
     
    大規模災害による危機意識の高まりから災害回復(Disaster Recover:DR)を実現するための技術として遠隔地データセンターでのバックアップや分散ストレージに注目が集まっている.現在我々はランダムアクセス性能の高さに特徴のある広域分散ストレージ環境を金沢大学,広島大学,Nilを中心として構築しており,本研究では本環境のI/O性能を評価し,この環境の有用性を示す.
  • 柏崎 礼生, 近堂 徹, 北口 善明, 楠田 友彦, 大沼 善朗, 中川 郁夫, 市川 昊平, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 阿部 俊二, 横山 重俊, 下條 真司 電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112 (488) 105 -110 2013年03月14日 [査読無し][通常論文]
     
    大規模災害による危機意識の高まりから災害回復(Disaster Recover:DR)を実現するための技術として遠隔地データセンターでのバックアップや分散ストレージに注目が集まっている.現在我々はランダムアクセス性能の高さに特徴のある広域分散ストレージ環境を金沢大学,広島大学,NIIを中心として構築しており,本研究では本環境のI/O性能を評価し,この環境の有用性を示す.
  • 柏崎 礼生, 近堂 徹, 北口 善明, 楠田 友彦, 大沼 善朗, 中川 郁夫, 市川 昊平, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 阿部 俊二, 横山 重俊, 下條 真司 研究報告インターネットと運用技術(IOT) 2013 (19) 1 -6 2013年03月07日 [査読無し][通常論文]
     
    大規模災害による危機意識の高まりから災害回復(Disaster Recover: DR)を実現するための技術として遠隔地データセンターでのバックアップや分散ストレージに注目が集まっている.現在我々はランダムアクセス性能の高さに特徴のある広域分散ストレージ環境を金沢大学,広島大学,NIIを中心として構築しており,本研究では本環境のI/O性能を評価し,この環境の有用性を示す.
  • 平島慶典, 三浦克宜, 棟朝雅晴 第75回全国大会講演論文集 2013 (1) 563 -564 2013年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    本研究では、与えられた論文に対して、的確な研究分野を判定するためのツールを開発する。研究を発展させる上で、関連研究のサーベイは重要であり、そのためには論文の適切な研究分野を知ることは極めて大切である。適切な研究分野を発見する方法として過去の論文と照らし合わせる方法が考えられる。しかしそれには膨大な計算量が掛かるため、逐次処理ではコストがかかる。この問題を解決するために、並列計算を使用している。研究分野の位置づけを行うために、本論文ではMahoutによるクラスタリングを行っており、そのための計算は、Hadoopを利用した並列計算を使用している。
  • 田中一真, 棟朝雅晴, 赤間清 第75回全国大会講演論文集 2013 (1) 469 -470 2013年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    複数天体の重力支援を利用した宇宙探査機の軌道最適化は,厳密解の発見が困難な,制約付き非線形多変数関数の最適化問題である.本研究では,欧州宇宙機関で公開されている軌道最適化問題を単峰性正規分布交叉を用いた実数値遺伝的アルゴリズムによって解く.
  • 梶田 将司, 棟朝 雅晴 B-plus : 電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン (27) 166 -174 2013年 [査読無し][通常論文]
  • 川勝崇史, 棟朝雅晴 情報処理学会研究報告(CD−ROM) 2012 (3) ROMBUNNO.MPS-90,NO.13 2012年10月15日 [査読無し][通常論文]
  • 吉原 郁夫, 坂本 亜衣, 本田 詩織, 山森 一人, 棟朝 雅晴 宮崎大學工學部紀要 41 (0) 331 -335 2012年07月30日 [査読無し][通常論文]
     
    Multiple-precision calculation is necessary for precisely solving scientific engineering problems. Extremely long precision is employed to evaluate the mathematical constant, e.g. π, γ(Euler's constant), e(Nepier's constant) etc. To develope multiple-precision computing software, we try to calculate π with more than one million decimal digits. The proto-type code is verified by performing calculation with numerical examples and evaluated rapidness of calculation. Hother to π with 16,777,199 decimal digit is obtained.
  • 吉原 郁夫, 本田 詩織, 坂本 亜衣, 山森 一人, 棟朝 雅晴 宮崎大學工學部紀要 41 (0) 337 -341 2012年07月30日 [査読無し][通常論文]
     
    It is necessary to employ “multiple precision arithmetic” for computing long digit numbers, because numerical representation of computers is usually limited. This paper aims at making prototype software to compute more than one million digit numbers. A long digit number is divided into 2^n short digit numbers, each of which can be calculated by ordinal double precision arithmetic units. The key technique of “multiple precision arithmetic” is based on fast Fourier transform and convolution theorem. The prototype program is verified from the viewpoint of correctness of calculation up to 4 X 1...
  • 吉原郁夫, 本田詩織, 坂本亜衣, 山森一人, 棟朝雅晴 Mem Fac Eng Univ Miyazaki (41) 337-341 2012年07月30日 [査読無し][通常論文]
  • 吉原郁夫, 坂本亜衣, 本田詩織, 山森一人, 棟朝雅晴 Mem Fac Eng Univ Miyazaki (41) 331-335 2012年07月30日 [査読無し][通常論文]
  • 棟朝 雅晴, 堀田 多加志, 田中 誠司 日立評論 94 (7) 489 -491 2012年07月 [査読無し][通常論文]
  • 堀伸哉, 棟朝雅晴, 赤間清 情報処理学会研究報告(CD−ROM) 2011 (3) ROMBUNNO.MPS-85,NO.16 2011年10月15日 [査読無し][通常論文]
  • 堀 伸哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2011 (16) 1 -6 2011年09月08日 [査読無し][通常論文]
     
    BOA (Bayesian Optimization Algorithm) はベイジアンネットワークと条件付確率を用いて問題の構造を詳細に表現することで、広範囲の問題を解くことのできる最適化アルゴリズムである。BOA はその特性から広範囲の問題を解くことができるが、環境が動的に変化するような問題に対しては、ベイジアンネットワークが一方の環境に対して収束し、結果として動的環境に対応できないという問題点がある。本論文は BOA に混合ベイジアンネットワークの概念を導入した BOA with Mixture Distribution (BOA-MD) に新しい追加要素を導入することでそのような問題の解決を目指す。そして、その効果を考察することによって BOA の問題解決領域を広げることを目的とする。
  • Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2011 (6) 1 -6 2011年09月08日 [査読無し][通常論文]
     
    De Novo ligand design is an automatic fragment-based design of molecules within a protein binding site of a known structure. A Bayesian Optimization Algorithm (BOA), a meta-heuristic algorithm, is introduced to join predocked fragments with a user-supplied list of fragments. A novel feature proposed is the simultaneous optimization of force field energy and a term enforcing 3D-overlap to known binding mode(s). The performance of algorithm is tested on Liver X receptors (LXRs) using a library of about 14,000 fragments and the binding mode of a known heterocyclic phenyl acetic acid to bias th...
  • 滝澤真一朗, 棟朝雅晴, 宇野篤也, 小林泰三, 實本英之, 松岡聡, 松岡聡, 石川裕 情報処理学会研究報告(CD−ROM) 2011 (2) ROMBUNNO.HPC-130,NO.68 2011年08月15日 [査読無し][通常論文]
  • 滝澤 真一朗, 棟朝 雅晴, 宇野 篤也, 小林 泰三, 實本 英之, 松岡 聡, 石川 裕 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2011 (68) 1 -7 2011年07月20日 [査読無し][通常論文]
     
    平成24年秋の運用開始が予定されているHPCIではHPC研究者がスーパーコンピュータ「京」を有効活用することの支援を目的とし,京と基盤センター群が保有するスーパーコンピュータ間の認証基盤統一,データ共有の実現から開始する.しかしながら,スーパーコンピュータはバッチキューでジョブ管理されていることや,計算ノードでの管理者権限がないため,OSや分散システムの研究を行うHPC研究者向けの利用環境条件を満たさない.そこで我々は,利用者に対してシステムへの管理者権限を付与する広域分散システムのホスティング機能を提供する,先端ソフトウェア運用基盤を設計する.本稿では先端ソフトウェア運用基盤の設計,および,先行システムとして運用されているRENKEI-PoPによる事例を紹介する.
  • Mohamed Wahib, Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2010 (9) 1 -11 2010年07月05日 [査読無し][通常論文]
     
    Grid computing has gained a wide interest from the research community over the past one and a half decade. The immense effort has resulted in mature tools and technologies for grid computing. The utilization of experience and tools of grid computing in the next generation of distributed systems (e.g. cloud com-puting) is a logical step. However, many problems that come along with grid computing do limit such an effort. Among these problems is the sophistication of each production grid to a specific task type, size and dependency. In other words, grid computing in practice up to the moment c...
  • 堀伸哉, 棟朝雅晴, 赤間清 情報処理学会研究報告(CD−ROM) 2009 (6) ROMBUNNO.MPS-77,23 2010年04月15日 [査読無し][通常論文]
  • 堀 伸哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告 2009 (6) 1 -7 2010年04月 [査読無し][通常論文]
  • 堀 伸哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2010 (23) 1 -7 2010年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文は BOA の改良型アルゴリズム、EBOA (Effective BOA) を提案する。EBOA は BOA のベイジアンネットワーク構築フェイズにおいて、探索する遺伝子ノード数をエントロピーの値によってクラスタリングし、それぞれのクラスターでベイジアンネットワークを構築することで遺伝子の探索時間を減少させる。また、これと同時にエントロピーの値による探索遺伝子数の絞込みも導入する。これら二つの手法を取り入れた EBOA は BOA において問題となる多大な実行時間を短縮することで複雑で巨大な問題の最適化を行うことが可能となる。
  • MUNAWAR ASIM, WAHIB MOHAMED, MUNETOMO MASAHARU, AKAMA KIYOSHI 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2008 (41) 23 -26 2008年05月09日 [査読無し][通常論文]
     
    This paper presents a Service Oriented Architecture (SOA) compliant Problem Solving Environment (PSE) that allows the user to implement any metaheuristics based algorithm over a Grid. We call this framework a Grid based Unified Framework for Optimization (GridUFO). GridUFO provides a unified approach for sharing and using metaheuristics algorithms (solvers) and objective functions over a Grid in an easiest possible "plug & play" manner. In this way the user can take all the advantages of the Grid without taking into consideration any of the complexities posed by the Grid environment. The fr...
  • 佐竹 佑太, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2008 (17) 109 -112 2008年03月04日 [査読無し][通常論文]
     
    Bayesian Optimization Algorithm(BOA)は集団の分布を表した確率モデルを構築し,構築したモデルを基に新たな個体を生成するアルゴリズムである.構築したモデルによって,互いに依存する複数の遺伝子を検出することができるため,BOAは広範囲の最適化問題を解くことができる.BOAの探索能力をさらに高めるためにBOAに局所探索法を組み込んだ手法が提案されている.しかしながら,新たな探索点を効果的に生成可能な散布探索法は局所探索法として用いられてこなかった.そこで,本論文では散布探索法をBOAに組み込んだ手法を提案し,その手法の有効性について検討する.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2007 (128) 171 -174 2007年12月20日 [査読無し][通常論文]
     
    事前知識によらずに自動的に問題構造を検出するコンペテント遺伝的アルゴリズム(cGA)の並列計算機上での実行は,幅広い問題に対して問題解決環境を提供できる可能性を持っている.代表的な並列cGAとしては,BOAの並列化であるDBOA,PBOA,並列BOA,LINCの並列化であるpLINCなどが存在する.しかし,BOAの並列化はモデルに関する制約やバックトラックを要する.LINCは単純な並列化が可能なものの,大規模な問題に対してもともとの計算量の大きさから,並列計算機上でも大きな計算コストを要する.本論文では,単純に並列化でき比較的少ない計算量で問題構造の検出が可能なD^5と得られた情報に基づいて重複するビルディングブロックを組み合わせることができる交叉手法CDCを用いたD^5-GA+CDCの並列化に取り組む.また,並列D^5-GA+CDCや他の並列cGAの性質を明らかにするために比較実験を行なう.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2007 (128) 171 -174 2007年12月20日 [査読無し][通常論文]
     
    事前知識によらずに自動的に問題構造を検出するコンペテント遺伝的アルゴリズム(cGA)の並列計算機上での実行は,幅広い問題に対して問題解決環境を提供できる可能性を持っている.代表的な並列cGAとしては,BOAの並列化であるDBOA,PBOA,並列BOA,LINCの並列化であるpLINCなどが存在する.しかし,BOAの並列化はモデルに関する制約やバックトラックを要する.LINCは単純な並列化が可能なものの,大規模な問題に対してもともとの計算量の大きさから,並列計算機上でも大きな計算コストを要する.本論文では,単純に並列化でき比較的少ない計算量で問題構造の検出が可能なD^5と得られた情報に基づいて重複するビルディングブロックを組み合わせることができる交叉手法CDCを用いたD^5-GA+CDCの並列化に取り組む.また,並列D^5-GA+CDCや他の並列cGAの性質を明らかにするために比較実験を行なう.
  • 前田 陽樹, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2007 (43) 13 -16 2007年05月17日 [査読無し][通常論文]
     
    分布推定アルゴリズム(Estimation of Distribution Algorithms, EDA)は、有望な解集団の分布からその分布を表す確率モデルを構築し、構築されたモデルから新しい解を生成するアルゴリズムである。モデルを用いることで変数間の依存関係を考慮することができ、GA困難な問題においても有効である。その反面、モデル構築の計算コストが大きくなってしまうという欠点も持っている。そのような最適化手法の開発が進む一方で、それらの手法と局所探索手法の融合手法も研究されている。そこで本論文では、EDA手法の一つであるBayesian Optimization Algorithm(BOA)に擬似焼き鈍し法(Simulated Annealing, SA)による局所探索を導入した手法について検討する。
  • A Proposal of Crossover method for Complex Building Blocks Overlapping
    48 (SIG15) 23 -33 2007年 [査読無し][通常論文]
  • Asim Munawar, Masaharu Munetomo, Akama Kiyoshi
    1191 -1198 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 佐竹 佑太, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 2006 (135) 61 -64 2006年12月21日 [査読無し][通常論文]
     
    Extended Compact Genetic Algorithm (ECGA)は集団の分布を表した確率モデルを構築し,構築したモデルを基に新たな個体を生成するアルゴリズムである.構築したモデルによって,互いに依存する複数の遺伝子を検出することができるため,ECGAは広範囲の最適化問題を解くことができる.ECGAの探索能力をさらに高めるためにECGAに近傍探索法を組み込んだ手法が存在する.しかしながら,もっとも探索能力の高い近傍探索法のうちの1つであるTabu Searchは近傍探索法として用いられてこなかった.そこで,本論文ではTabu SearchをECGAに組み込んだ手法を提案し,その手法の有効性について検討する.
  • 佐竹 佑太, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2006 (135) 61 -64 2006年12月21日 [査読無し][通常論文]
     
    Extended Compact Genetic Algorithm (ECGA)は集団の分布を表した確率モデルを構築し,構築したモデルを基に新たな個体を生成するアルゴリズムである.構築したモデルによって,互いに依存する複数の遺伝子を検出することができるため,ECGAは広範囲の最適化問題を解くことができる.ECGAの探索能力をさらに高めるためにECGAに近傍探索法を組み込んだ手法が存在する.しかしながら,もっとも探索能力の高い近傍探索法のうちの1つであるTabu Searchは近傍探索法として用いられてこなかった.そこで,本論文ではTabu SearchをECGAに組み込んだ手法を提案し,その手法の有効性について検討する.
  • 佐竹 佑太, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告 2006 (135) 61 -64 2006年12月21日 [査読無し][通常論文]
  • 佐竹 佑太, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2006 (56) 25 -28 2006年05月25日 [査読無し][通常論文]
     
    確率モデル構築型遺伝的アルゴリズム(Probabilistic Model-Building Genetic Algorithms, PMBGAs)は集団の分布を表した確率モデルを構築し,構築されたモデルを基に新たな個体を生成するアルゴリズムである.PMBGAsは少ない適応度評価回数で広範囲の最適化問題を解くことができるが,モデルを構築するために非常に大きな計算コストを要する.いっぽう,局所探索を導入したPMBGAsでは適応度評価回数は多くなるが,モデル構築にかかるコストを削減できる.本論文では,局所探索を導入したPMBGAsにおける適応度評価回数とモデル構築にかかるコストの関係について検討する.
  • 斉藤 雄介, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2006 (20) 103 -108 2006年02月27日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では、等価変換による計算モデルに基づく、並列プログラム生成の理論を提案する。この理論では、与えられた問題を表現する確定節集合を変換するための等価変換ルールの集合から、正当な並列プログラムが生成される。この手法の正当性について説明し、また、ある制約充足問題を解く並列プログラムを使用して簡単な実験を行い、その有効性を示す。
  • 斉藤 雄介, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. 計算機アーキテクチャ研究会報告 2006 (20) 103 -108 2006年02月27日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では、等価変換による計算モデルに基づく、並列プログラム生成の理論を提案する。この理論では、与えられた問題を表現する確定節集合を変換するための等価変換ルールの集合から、正当な並列プログラムが生成される。この手法の正当性について説明し、また、ある制約充足問題を解く並列プログラムを使用して簡単な実験を行い、その有効性を示す。
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2005 (93) 65 -68 2005年09月21日 [査読無し][通常論文]
     
    D^5-GA [4]は互いに依存する遺伝を検出し, その情報を利用して探索を行うGAである.従来のD^5-GAでは, 得られた依存関係情報をもとに, 問題変数を同一のビルディングブロックを構成する変数の集合へと分割し, 交叉において同一の集合に属する遺伝子座を同時に交換することで部分解の効果的な交換を促進した.しかしながら, 実際の問題における部分解はしばしば互いに要素を共有すると考えられる.本論文では, D^5-GAをビルディングブロック重複のある問題に適用するために, リンケージ集合の構造を拡張する.また, 得られた問題構造情報を用いて, 重複するビルディングブロックをできる限り(1)少ない破壊で(2)多く交換するためYuら[6]による交叉手法を改良する.
  • 手塚 大, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2005 (20) 9 -12 2005年03月09日 [査読無し][通常論文]
     
    最適化問題を独立に最適化可能な複数の部分問題に分割可能な場合, 各部分問題を独立に最適化することによって効率的に最適化ができる.遺伝的アルゴリズム(CA)による最適化では, この部分問題を構成する遺伝子座の集合をリンケージグループといい, リンケージグループを識別する手洗をリンケージ同定という.本論文では, 実数値CAのリンケージとは何かを明確に定義する.この定義に基づいて直接的にリンケージの識別を行う二つのリンケージ同定法怯, LINC-RとLIDI-Rを提案する.LINC-Rは目的関数の加法分解性, LIDI-Rは差分の符号独立性にもとづいてリンケージの有無を判定する.これらの手法は直接的にリンケージを識別するため, 効率的にリンケージ同定ができる.これらの手法を用いて, リンケージ同定を行い, リンケージグループごとに並列に最適化を行うことで, 従来の手法よりも短時間でより良い解を得られる.
  • 村尾 直哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2005 (19) 67 -72 2005年03月07日 [査読無し][通常論文]
     
    Bayesian optimization algorithm(BOA)は現在の集団分布を推定したベイジアンネットワークによる確率モデルを構築し, 得られたモデルに基づいて次世代集団を形成することで探索を行う最適化アルゴリズムであり, 適切な符号化が保証されないGA困難な問題においても解を求めることができる. しかし, この分布推定にかかる計算コストは問題サイズに依存しており, 問題サイズの増加に対して計算コストが大きく増加することが知られている. これまでの研究では, 生成される確率ネットワークの品質を下げずに並列構築する手法を提案してきた. 本研究では, このネットワーク並列構築に基づく並列BOAを用いて構造エネルギー最小化問題を解くことで, 蛋白質の立体構造予測問を解決し, 提案手法の有効性について検証する.
  • 釘本 健司, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. EIP, [電子化知的財産・社会基盤] 2004 (89) 63 -69 2004年09月02日 [査読無し][通常論文]
     
    次世代のインターネットの基盤ネットワークとして,WDM(Wavelength Division Multiplexing)に基づいたフォトニックネットワーク(WDM-PN)が注目されている.このWDM-PNにおいては,物理トポロジ上に光パスを割り当てることで論理トポロジが構成される.限られた波長を効率良く使って論理トポロジを構成する問題は,波長割当問題と呼ばれ,制約つき組合わせ問題の一つである.本稿では,リンケージ同定を導入した遺伝的アルゴリズムの波長割当問題への適用を試みたので報告する.本アルゴリズムでは,トラフィック全体の遅延の最小化を目的とし,リンケージ同定手法としてLINC(Linkage Identification by Nonlinearity Check)およびLIEM(Linkage Identification with Epistasis Measure)を用いた.計算機シミュレーションにより単純遺伝的アルゴリズムとの比較を行ない,LIEMの効果を確認した.
  • 釘本 健司, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 2004 (89) 63 -69 2004年09月02日 [査読無し][通常論文]
     
    次世代のインターネットの基盤ネットワークとして,WDM(Wavelength Division Multiplexing)に基づいたフォトニックネットワーク(WDM-PN)が注目されている.このWDM-PNにおいては,物理トポロジ上に光パスを割り当てることで論理トポロジが構成される.限られた波長を効率良く使って論理トポロジを構成する問題は,波長割当問題と呼ばれ,制約つき組合わせ問題の一つである.本稿では,リンケージ同定を導入した遺伝的アルゴリズムの波長割当問題への適用を試みたので報告する.本アルゴリズムでは,トラフィック全体の遅延の最小化を目的とし,リンケージ同定手法としてLINC(Linkage Identification by Nonlinearity Check)およびLIEM(Linkage Identification with Epistasis Measure)を用いた.計算機シミュレーションにより単純遺伝的アルゴリズムとの比較を行ない,LIEMの効果を確認した.
  • 手塚 大, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報科学技術フォーラム一般講演論文集 3 (1) 55 -56 2004年08月20日 [査読無し][通常論文]
  • 村尾 直哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. 計算機アーキテクチャ研究会報告 2004 (20) 169 -174 2004年03月01日 [査読無し][通常論文]
     
    BOA(Bayesian Optimization Algorithm)は,集団における優良個体群の分布推定に基づいて次世代の個体群を生成する手法であり,通常の遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms, GA)では解くことが困難な問題を効率よく解くことのできる手法として提案されている.しかし,分布推定にかかる計算コストが大きいため,BOAの並列化のための研究が行われている.既存の研究では,この並列BOAに対していくつかの実験を行っているが,並列プロセッサ台数などが少ないなど不十分であると考えられる.本稿では,この並列BOAの性能に関する実験的検証をより詳細に行っていく.また,並列BOAの計算コストを実験的に調査していく.
  • 村尾 直哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 47 (0) 57 -60 2003年12月11日 [査読無し][通常論文]
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 47 (0) 61 -64 2003年12月11日 [査読無し][通常論文]
  • 村尾 直哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2003 (122) 57 -60 2003年12月11日 [査読無し][通常論文]
     
    通常の遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms, GA)で解くことが困難な問題に対する解法として,リンケージ同定手法やBOA(Bayesian Optimization Algorithm)などが提案されている.しかし,これらのアルゴリズムは有用ではあるが,計算コストが高いという欠点がある.このコストを小さくするための並列化の研究がいくつか行われているが,解くべき問題に対してどの手法が有用であるかが明らかではない.本稿では,近年提案されている並列リンケージ同定と並列BOAを扱い,これらの性能を比較することで,問題の性質から適用すべき手法を選択する基準について検討する.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2003 (122) 61 -64 2003年12月11日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズム(GA)においては,互いに依存関係があり同一のビルディングブロックを構成する変数をあらかじめ同定することで,効率的な探索が可能となる.変数間の依存関係を調査する手法としては,値の摂動による適応度の差分を利用する手法や,有望な部分個体群に存在するストリングの持つ値の分布を調査する手法が提案されている.本論文では,これらの両者の特長をあわせもつ手法として,値の摂動による適応度の差分から分類された部分個体群の分布を調査する手法を提案する.提案手法は,より少ない計算量で,正確な依存関係を同定することが可能である.
  • 村尾 直哉, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. [ハイパフォーマンスコンピューティング] 2003 (29) 161 -166 2003年03月11日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,並列遺伝的アルゴリズムに関する研究が行われているが,特定の間題に関する性能評価を行ったものが多く,問題の性質と並列化手法との関係についてはあまり知られていない.本論文では,適応度重みに基づいた問題の性質と既存の並列遺伝的アルゴリズムとの関係についての考察を行う.また,提案するリンケージ同定に基づく並列遺伝的アルゴリズムとの比較を行い,与えられた問題に対して適用すべき並列化手法とは何かという,並列遺伝的アルゴリズムを設計するため指針となるものを提示する.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 2002 (108) 73 -78 2002年11月21日 [査読無し][通常論文]
     
    都市圏ネットワークの設計は,地形やトラフィック要求などの制約を満足するネットワーク形状を多くの選択肢のなかから選択しなければならない困難な組み合わせ最適化問題である.ネットワーク設計問題において,単純GAによる探索はしばしばビルディングブロックを適切に組み合わせることができず,失敗する.同一のビルディングブロックに属する遺伝子座をあらかじめ同定し,適切なビルディングブロック交換を考慮したリンケージ同定GAは,問題のより適切な解決が可能にした[7].本論文では,単純な遺伝子座どうしの相互依存関係を考慮した単層型のリンケージ同定をビルディングブロックどうしの相互依存関係を再帰的に定義する階層型のリンケージ同定遺伝的アルゴリズムを用いる手法へと拡張し,さらに低コストなネットワークの設計を目指す.
  • 辻 美和子, 棟朝 雅晴, 赤間 清 情報処理学会研究報告. MPS, 数理モデル化と問題解決研究報告 2002 (36) 9 -12 2002年05月10日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズムにおいてはビルディングブロックとなる遺伝子をストリング上で密に符号化することが重要である。しかし,ネットワーク設計問題では地形,通信要求,経路などさまざまな要素が互いに複雑に影響するため,適切な符号化を行なうことは難しい.多くの既存研究はビルディングブロックの密な符号化について考慮しておらず,これを考慮していたとしても地理的な要素のみである.本論文では,遺伝子の値の摂動による適応度の変化を用いて問題に関する前知識なしにビルディングブロックの位置であるリンケージを同定する手法であるLIEM(Linkage Identication with Epistasis Measure)を導入し,ビルディングブロックを効率的に組み合わせ,遺伝的アルゴリズムによる効果的な解の探索を実行する.実験を行ない,本論文による手法で設計されたネットワークと幾つかの交叉手法,符号化手法による単純遺伝的アルゴリズムによって設計されたネットワークの敷設コストを比較しLIEMによるネットワーク設計の有用性を証明する.
  • 小林 英博, 棟朝 雅晴, 赤間 清, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 2000 (102) 7 -12 2000年11月09日 [査読無し][通常論文]
     
    ネットワーク資源は有限であり、特に高速で帯域幅の大きなリンクは高価である。よって帯域幅を効率よく割り当てることによって得られる利益は大きく、有限の資源を無駄なく使用するためには帯域幅割当アルゴリズムが重要となる。これまで遺伝的アルゴズムを用いたネットワーク帯域幅割当のためのアルゴリズムとしてGRA(Genetic Routing Algorithms)が提案されているが、これは集中型のアルゴリズムでありネットワーク障害が発生した場合には割り当てが不可能となる。そこで筆者らはGRAを分散化したD-GRA(Distributed GRA)を提案したが、D-GRAは単なる分散化に留まっており、障害回復処理やリンク障害に対して不十分な点が残されている。そこで本研究では、D-GRAを改善し、リンク障害の回復に対応したアルゴリズムを提案する。
  • 山口 直彦, 棟朝 雅晴, 赤間 清, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 2000 (102) 69 -74 2000年11月09日 [査読無し][通常論文]
     
    インターネットに代表されるように、ネットワークのサイズは年々増加の一途を辿っており、その上を流れるデータ量についてもまた、同様に増加を続けている。そこで、増え続けるネットワーク上のトラフィックへの対応策として、複数の代替経路を用いて負荷を分散させることにより、ネットワーク資源を効率的に使用し、遅延を改善することが可能である。このような経路制御アルゴリズムについては、これまでに遺伝的アルゴリズムを用いた負荷分散の手法が提案されているが、そこでは、ネットワーク中の各ノードが遺伝的操作によって複数の代替経路を生成し、それらの代替経路間でリンクの負荷に応じて動的に負荷の分散を行なう。本論文では、経路の評価方法に焦点をあて、評価の手法や頻度を変更することにより、ネットワークにどのような影響を与えるかを調べる。
  • 遺伝的アルゴリズム4<分担 : 北野 宏明 編>
    産業図書 2000年 [査読無し][通常論文]
  • 小林 英博, 棟朝 雅晴, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 99 (94) 91 -96 1999年11月18日 [査読無し][通常論文]
     
    大規模なネットワークにおいてはネットワーク資源を効率良く使用するための帯域幅割り当て(Bandwidth allocation)が求められるが、割り当て問題は組合せ最適化問題であり高速に最適解を得ることが困難である。この問題に対しMario Gerla[1]らは、平均パケット遅延を目的関数とした解法を提案している。本研究では、Mario Gerla[1]らの平均パケット遅延に基づいた解法を改良し、平均パケット遅延を小さくすると同時に各リンクに対するばらつきを小さくするようなトラフィックの割り当てを行なう多目的最適化を試みる。そこで多目的最適化向けに設計された遺伝的アルゴリズムを適用する。遺伝的アルゴリズムを適用した多目的最適化の解法は数種類考えられているが、パレート最適解を適用して最適解を求める。また、遺伝的アルゴリズムを適用する場合にはパレート最適解を適切に評価・選択することが必要であり、この点に関しての手法を提案する。
  • 山口 直彦, 棟朝 雅晴, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 99 (94) 97 -102 1999年11月18日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では、自律システム(Autonomous System)間の通信において、進化的手法を用いて代替経路のリストを生成し、それらの間で通信パケットを分配することによって負荷の分散を図る適応型ルーティングアルゴリズムを提案する。AS間ルーティングとして広く知られるBGP(Border Gateway Protocol)で用いられているルーティングアルゴリズムでは、等しい距離をもつ代替経路間ではパケットを分散できるが、現在の負荷状態に応じた動的な経路決定は行っていない。本稿で提案するGIAR(Genetic Inter AS Routing)アルゴリズムは、リンクの負荷状態を観測し、代替経路間で確率的にパケットを分配することで負荷の分散を実現する。AS間ルーティングで安定した観測を達成するために、threshold policyを用いて、待ち行列に基づくリンクの負荷状態を分類を行う。
  • 森口 秀一, 棟朝 雅晴, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 56 (1) 58 -59 1998年03月17日 [査読無し][通常論文]
  • 冨川 裕樹, 高井 昌彰, 棟朝 雅晴, 山本 強 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 97 (104) 133 -136 1997年11月06日 [査読無し][通常論文]
     
    インターネットなどのWANを介して交渉する場合、WANはネットワークの遅延が大きく、また現在のインターネットのトラフィック増大にともない、常に安定した通信ができるとは限らない。モバイルエージェントはネットワーク上を移動可能なプログラムであり、プログラム実行中に動的に計算機間を渡り歩くことができ、移動した先で他のエージェントとローカルに対話することが可能であることから、WANを介した交渉に適すると考えられる。本論文では、モバイルエージェントを会議開催日時決定の支援へ応用する枠組みを提案する。そして実際に簡単なシステムをインプリメントし、より有効なシステムを目指すためにはどのようなエージェントの能力が必要となるかについて考察する。
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 97 (13) 205 -210 1997年01月30日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では、代替経路間の負荷分散機構を有する適応型ルーテイング手法を提案し、その有効性をシミュレーション実験により示す。従来用いられてきたルーテイング手法はルーティングテーブルやリンクの状態をブロードキャストするため、ネットワークが大規模化した場合に多くの通信コストを要することが予想される。本論文で提案するルーティングアルゴリズムは、実際に多数のパケットが使用している経路に関してのみ代替経路の生成およびその通信遅延時間の評価を行うため、ルーティングのための,情報交換に必要な通信コストを大きく削減することが可能となる。本手法においては、遺伝的アルゴリズムを使用することで代替経路のリストを生成するとともに、それらの間で通信バケットを分配することで負荷分散を実現する。ネットワーク通信をシミュレーションするシミュレータを用いた評価実験を行い、従来手法と比較して、少ない通信コストにより効果的なルーティングが実現されていることを示した。
  • 村井 康紀, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 96 (108) 43 -48 1996年11月14日 [査読無し][通常論文]
     
    近年コンピュータネットワークの世界的な規模拡大に伴い、通信経路を決定するルーテイングが重要性を高めている。本稿では遺伝的アルゴリズムの考えを導入したルーテイングアルゴリズムを提案する。提案手法はパケットの伝送遅延時間を観測することでネットワークの状態変化に適応し、動的に経路を変更し、始点経路制御を行う。ネットワーク上の各ルータは、経路を符号化した遺伝子集団を有し、個々の遺伝子の適合度はその経路の平均伝送遅延時間で与えられる。シミュレーションにより提案手法が比較的規模の大きなネットワークに対しても有効に機能することを確認した。さらに各ルータにおける遺伝子集団の初期値を変化させて実験を行った結果、提案手法の性能は初期値に大きく依存することが分かった。
  • 村井 康紀, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰 全国大会講演論文集 52 (2) 121 -122 1996年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    計算機ネットワークの拡大とトラヒックの増大に伴い、通信経路を決定するルーティング手法が急速にその重要性を高めている。本稿では遺伝的アルゴリズムを応用して、ネットワーク状態の変化に適応し、動的に経路選択を行うルーティング手法を提案する。経路選択の目的は平均の通信遅延時間を最小にすることであるが、これに要する付加的な制御情報の通信もネットワークのトラヒックに影響を与えるため、その通信は最小限に押さえられる必要がある。
  • 池田 真樹, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰 全国大会講演論文集 52 (6) 161 -162 1996年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    分散システムの利用率を向上させるためには、システムを構成する計算機間で負荷を平均化する必要がある。動的負荷分散アルゴリズムは負荷の重い計算機から負荷の軽い計算機へタスクを転送することでシステム全体として負荷の平均化をはかる。少ない通信量で効果的なタスク転送を行なうために、タスク転送要求の送出先を複数指定するマルチキャストを導入した手法が提案されている。 一方、局所メモリを持つ自立した計算ノードが専用の高速通信ネットワークにより相互結合されたMIMD型の並列計算機である超並列計算機は、高速な並列計算機を安価に実現するアーキテクチャとして近年注目を集めており、数多くの開発例が存在する。 そこで本論文では、マルチキャストによる動的負荷分散アルゴリズムを超並列計算機へ実装し、そのアルゴリズムの性能評価を行なうことで、超並列計算機上でのアルゴリズムの特性を調べる。具体的には、マルチキャストを用いた動的負荷分散アルゴリズムのシミュレータをParallel-Ware(ExPress)の通信ライブラリを用いて超並列計算機SR-2001上に実現し、シミュレーション実験を通してアルゴリズムの性能評価を行なう。
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理 79 (2) 230 -238 1996年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    確率的な環境への適応学習を行う場合, 確率学習オートマトンに代表される強化学習が一般に用いられるが, 選択可能な行動の数が多くなった場合に最適解への収束が著しく遅くなるという欠点がある. 本論文では遺伝的アルゴリズムを応用することで, 強化学習における収束速度の問題点を解消する手法を提案する. 提案するアルゴリズムStGA(Stochastic Genetic Algorithm)においては, すべての可能な行動の中から少数の行動を集団としてサンプリングし, その集団に対して確率学習オートマトンを適用することで強化学習の収束速度を向上させる. 更に, 遺伝的操作を用いて集団内に含まれていない新たな行動を生成することを通して集団の内容を更新し, 最適な行動を効率良く探索する. StGAの収束性を証明するため, 確率学習オートマトンのε-optimalityをもとにした理論的解析を行う. 更にシミュレーション実験により, 可能な行動の数が多い場合におけるStGAの有効性を示す.
  • 冨川 裕樹, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. 人工知能研究会報告 95 (105) 25 -30 1995年11月07日 [査読無し][通常論文]
     
    確率学習オートマトンによる学習では、可能な戦略の数が多い場合に収束が遅くなるという問題点がある。この問題点を解消するために、SLAに遺伝的アルゴリズムの手法を取り入れた、確率学習機構を有する遺伝的アルゴリズム(StGA)が提案されている。本論文ではStGAをゲームの戦略学習のための手法として応用することを考え、エージェントが多対多で対戦を行うゲームへの適用を行った。それぞれのエージェントは非明示的な通信を行うものとし、通信メッセージの意味を事前には与えない。このような条件のもとでシミュレーション実験を行い、エージェント間における協調戦略の発現について論じる。
  • 山下 貴幸, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 50 (1) 249 -250 1995年03月15日 [査読無し][通常論文]
     
    複数の計算機をLANで接続して資源の共有を図る分散システムにおいて、計算機間で負荷の分散を行うことにより、応答時間の短縮や資源利用率の改善など、システム性能の向上を図ることができる。この目的のため、種々の負荷分散方式が提案されてきた。負荷分散方式は、静的負荷分散方式と動的負荷分散方式に分類することができる。さらに、動的負荷分散は、負荷情報の管理とタスク転送の決定を一台の計算機で行う集中制御型と、各計算機で独立して行う分散制御型に分けられる。本研究では[3]を基に、マルチキャストによるタスク転送要求の送出先の決定に対して遺伝的アルゴリズムを適用することで、より効率的な負荷情報の収集と利用を図る分散制御型動的負荷分散方式を提案する。また、UNIXネットワークで構成される分散システム上に実装し、模擬タスクを用いたシミュレーション実験により性能評価を行う。
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 50 (2) 285 -286 1995年03月15日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿ではエリート戦略を有する遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms,GA)に関して、非斉次マルコフ連鎖を用いた解析を行う。GAの収束性に関しては、マルコフ連鎖を用いた解析が従来行われてきたが、本論文では、非斉次マルコフ連鎖の遷移行列を用い、より簡明な収束性の証明を行う。さらにその結果を用いて、大域的最適解を得る確率に関する収束速度の下限を求めた。
  • 冨川 裕樹, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. 人工知能研究会報告 95 (23) 85 -90 1995年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では、集団対集団で対戦を行う集団対戦型ゲームの戦略学習を議論する。集団対戦型のゲームにおいては、集団内の個々のエージェントがそれぞれ別々の戦略を取る場合に、それらを組み合わせた集団全体としての可能な戦略の組合せが非常に多くなる。そこで、我々は確率学習による適合度評価を行う遺伝的アルゴリズムStGA(Stochastic Genetic Algorithm)を用いることで効率的な学習の実現を試みる。StGAでは、可能な全戦略の中から少数の戦略をサンプリングし、それに対して確率学習および遺伝的操作を適用する。シミュレーションによる比較実験を通して、StGAの集団対戦型ゲームにおける学習手法としての有効性を検証する。
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. マルチメディア通信と分散処理研究会報告 94 (105) 31 -36 1994年12月02日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では,負荷状態の観測とタスク転送先の決定を遺伝的操作により学習する動的負荷分散の一手法を提案する.その前提として,分散システムにおけるノードをFIFOおよびRound-Robin待ち行列により構成されるものと仮定し,その内部状態についてモデル化を行う.動的負荷分散では,タスクを負荷の重いノードから負荷の軽いノードへと転送することで負荷の均一化を図るが,負荷の軽いノードを発見するためには通信ネットワークを介した転送要求の送出が必要となる.この要求をランダムまたはブロードキャストにより送出した場合,無駄な要求が多数送られることが予想される.提案する手法ではマルチキャストにより特定のノード群に対し要求を送出し,その送出先のリストを遺伝的アルゴリズムの個体として学習を行う.
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 49 (2) 231 -232 1994年09月20日 [査読無し][通常論文]
     
    従来の遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms,以下GAと略す)では、正確な適合度値が必要なときに必要な数だけ求められることを暗黙の前提としている。しかし、実際の問題へ応用する場合、適合度評価に時間を要し、一度に多くの適合度値を計算することが現実的でないことがある。また、確率的な環境への適応学習などの場合、環境から得られる情報は、ある行動の成功・失敗の2値で示されるため、適合度の値として直接採用することはできない。本論文では、逐次的に適合度評価を行なうことで、確率的な環境に適応する遺伝的アルゴリズムStGA(Stochastic Genetic Algorithm)を提案する。StGAでは適合度の評価に確率学習オートマトン(Stochastic Learning Automata,SLA)を採用した。これにより、環境から得られる情報が成功・失敗の2値に限られ、かつ逐次的にしか評価値が得られない場合でも、適切な適合度値の分布を集団内に作り出す。また、StGAをSLAの改良とみなすこともできる。SLAには、状態空間のサイズが非常に大きな場合に、収束が著しく遅くなるという欠点がある。この欠点を改善するために、従来、連想記憶を用いた状態空間の圧縮などの対策が講じられてきたが、問題に依存した静的な方法であることから一般に広く用いることはできない。StGAでは、状態空間を...
  • 冨川 裕樹, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 49 (2) 233 -234 1994年09月20日 [査読無し][通常論文]
     
    従来の遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm,以下GAと略す)を、適合度値の評価に時間を要する問題や確率環境への適応学習に適用することは困難である。このような問題に対して、確率学習による適合度評価機構を有する遺伝的アルゴリズムStGA(stochastic Genetic Algorithm)が提案されている。StGAでは、適合度の評価に確率学習オートマトンSLA(stochastic Learning Automata)を用いている。SLAには、状態空間のサイズが非常に大きい場合に収束が著しく遅くなるという欠点がある。StGAはこの点を改善し、問題に適応する形で状態空間を圧縮することを目的としている。我々はStGAが状態空間の圧縮を行なうという点に着目し、これを戦略の種類が非常に多いゲームにおける戦略の獲得に応用できるのではないかと考えた。本論文では、StGAとSLAをゲームにおける戦略の獲得を行なう手段としてインプリメントして対戦を行ない、状態空間のサイズが大きい場合におけるStGAの有効性の検証を行なう。
  • 山下 貴幸, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 49 (2) 251 -252 1994年09月20日 [査読無し][通常論文]
     
    複数の計算機をLANで接続して資源の共有を図る分散システムにおいて、計算機間で負荷の分散を行うことにより、応答時間の短縮や資源利用率の改善など、システム性能の向上を図ることができる。この目的のため、種々の負荷分散方式が提案されてきた。分散制御型の動的負荷分散方式に遺伝的操作を導入した手法として、遺伝的アルゴリズムと確率学習オートマトンによる動的負荷分散(GeSLA)に関する研究が行われている。この手法においては、タスク転送をどの計算機に対して要求するかを記述した文字列を遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms,GA)における個体とし、その適合度値の更新に確率学習オートマトン(Stochastic Learning Automata,SLA)による確率的山登り法を適用している。本研究では、UNIXワークステーションをLANで接続した分散システム上にこの方式を実装し、実際に生成したタスクを用いた実験により性能評価を行う。
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会論文誌 35 (9) 1815 -1827 1994年09月15日 [査読無し][通常論文]
     
    本論文では集団分割に基づく並列遺伝的アルゴリズムにおいて,効率的な個体交換を行う交換アルゴリズムを提案する.集団分割による並列遺伝的アルゴリズムは,個体からなる集団をいくつかの部分集団に分割し,それぞれを並列計算機のプロセッサに割り当てて遺伝的アルゴリズムを実行することにより,中粒度の並列処理を実現するものである.この手法においては集団の一様化による探索効率の減少を防ぐために部分集団間で通信ネットワークを介した個体交換を行う必要がある.マルチプロセッサシステムにおいてプロセッサ間通信量を減少させることがその性能を向上させる上で重要であるが,並列遺伝的アルゴリズムに関する従来の研究では,個体の交換がその必要性とは関わりなく一定世代ごとまたは一定確率で行われており,並列処理の効率が悪いと考えられる.本論文で提案する個体交換アルゴリズムSigma-Exchangeは各部分集団内の適合度分布を観測し,適合度分布の標準偏差の値が一定割合減少した場合にのみ交換の手続きを起動することにより,少ないプロセッサ問通信でより精度の高い解を速く得ることを目的としている.提案する手法の有効性を示すために,非同期のメッセージ受渡しによる中粒度並列計算機であるマルチコンピュータネットワークを前提としたシミュレーション実験を行った.その結果,代表的な組合せ最適化問題について,提案する手法が有効であることが...
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. 人工知能研究会報告 94 (20) 95 -102 1994年03月08日 [査読無し][通常論文]
     
    分散計算システムは自律した計算機が比較的通信遅延の大きい通信ネットワークを介して相互結合されたシステムである.分散計算システムの性能向上のためには,それぞれの計算機における負荷の一様化をはかることが重要である.分散制御型の動的負荷分散アルゴリズムは計算の実行中にそれぞれの計算機で負荷状態の観測を行ない,負荷の重い計算機から軽い計算機へタスクの転送を行なうことで負荷を一様化する.本論文では,確率学習オートマトンと遺伝的アルゴリズムを用いることで効率的なタスク転送要求の送出法を学習する分散制御型の動的負荷分散アルゴリズムを提案する.本手法では,それぞれの計算機ごとにタスク転送をどの計算機に対して要求するかを記述した文字列からなる集団を用意する.そして,その集団に対して確率学習オートマトンと遺伝的アルゴリズムの操作を用いた学習を適用することで効率的な転送要求の送出を行なう.シミュレーション実験により提案する手法の有効性が確かめられた.
  • 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 北海道大學工學部研究報告 167 (0) 128 -135 1994年01月 [査読無し][通常論文]
  • 高橋 正和, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 情報処理学会研究報告. 人工知能研究会報告 93 (103) 9 -16 1993年11月24日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝子集団分割による並列遺伝的アルゴリズムモデルは,分割された部分集団を並列計算機の各プロセッサに割当て,遺伝的アルゴリズムを実行する.本論文では,部分集団に関する遺伝的操作パラメータ群を動的に変化させ,効率的な解空間探索を行なうモデルを提案する.本モデルは,遺伝的操作パラメータを遺伝子集団のメタレベルに配置し,そのパラメータを最適化するという論理的な階層構造を持ち,各プロセッサ内の遺伝子情報を相互交換する事により,解空間を部分集団内で協調的に探索する.さらに,分散環境であるUNIX-Network上に本モデルを実現し,実験による評価を行なった.
  • 高橋 正和, 棟朝 雅晴, 高井 昌彰, 佐藤 義治 全国大会講演論文集 46 (2) 301 -302 1993年03月01日 [査読無し][通常論文]
     
    遺伝的アルゴリズムは、生物の遺伝子の働きにヒントを得た最適化手法である。問題の対する多数の解候補を遺伝子の形にコーディングし、その適応度の高いものが増加してゆく「淘汰」(selection)2つの遺伝子内の部分情報を交換する「交叉」(crossover)、ある小さな確率で遺伝子内の情報が変化する「突然変異」(mutation)の基本3操作を一世代とし、それを繰り返すことによって近似最適解を得ようとするアルゴリズムである。しかし、一般的にコーディングやcrossover方法の設定に関しては、ビルディングブロック仮説を満たす必要がある。しかしながら。問題によってはこの仮説を常に満たすようなコーディング方法を求めることが困難な場合がある。その為、最適解に収束しない事も少なくない。そこで本稿では、コーディングを動的に変化させるadaptive codingを提案しナップザック問題を用いた数値実験によりその有効性を確認する。

特許

受賞

  • 2017年09月 情報処理学会数理モデル化と問題解決研究会 功績賞
     
    受賞者: 棟朝 雅晴
  • The 10-th WSEAS international conference on Evolutionary Computation Best paper award
     
    受賞者: MUNETOMO Masaharu

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 最適資源選択技術に関する研究(インタークラウドを活用したアプリケーション中心型オーバーレイクラウド技術に関する研究:主たる共同研究者)
    JST:CREST
    研究期間 : 2015年10月 -2021年03月 
    代表者 : 棟朝 雅晴

教育活動情報

主要な担当授業

  • コンピュータサイエンス演習Ⅱ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
  • 情報システム設計学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 進化計算,メタヒューリスティクス
  • 情報システム設計学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 進化計算,メタヒューリスティクス
  • アニメーション工学
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : メディアコンテンツ,符号化,形態素解析,機械翻訳,サポートベクターマシン,情報可視化,拡張現実(AR),仮想現実(VR),ビジョンベースAR,インタラクティブメディア,ソーシャルメディア
  • メディアコンテンツ工学
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : メディアコンテンツ,符号化,形態素解析,機械翻訳,サポートベクターマシン,情報可視化,拡張現実(AR),仮想現実(VR),ビジョンベースAR,インタラクティブメディア,ソーシャルメディア
  • ネットワークとクラウド
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : ネットワーク階層化、TCP/IP、 カプセル化、 経路制御、DNS、 ネットワークアプリケーション、 クラウド
  • 情報ネットワーク
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : ネットワーク階層化、TCP/IP、 カプセル化、 経路制御、DNS、 ネットワークアプリケーション、 クラウド
  • 情報理工学演習Ⅰ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : コンピュータシステム、ネットワークとクラウド、計算機アーキテクチャ、オペレーティングシステム、コンピュータネットワーク、Web技術、クラウド技術

大学運営

学内役職歴

  • 2013年4月1日 - 2015年3月31日 情報基盤センター副センター長
  • 2015年4月1日 - 2017年3月31日 情報基盤センター副センター長
  • 2017年4月1日 - 2019年3月31日 情報基盤センター副センター長
  • 2019年4月1日 - 2021年3月31日 教育研究評議会評議員
  • 2019年4月1日 - 2021年3月31日 情報基盤センター長

委員歴

  • 2019年04月 - 現在   国立大学共同利用・共同研究協議会   会計監事
  • 2019年04月 - 現在   情報処理学会   論文誌「数理モデル化と応用」編集委員長
  • 2017年05月 - 現在   大学ICT推進協議会   理事
  • 2014年11月 - 現在   日本MSP(Managed Service Provider)協会   発起人・顧問
  • 2013年02月 - 現在   7大学情報基盤センター   クラウドコンピューティング研究会 主査
  • 2017年04月 - 2019年03月   情報処理学会   北海道支部長
  • 2016年04月 - 2019年03月   情報処理学会   論文誌「数理モデル化と応用」副編集委員長
  • 2015年03月 - 2019年03月   情報処理学会   数理モデル化と問題解決研究会 運営委員
  • 2013年01月 - 2019年03月   Open Compute Project Japan   発起人・運営委員
  • 2012年09月 - 2019年03月   クラウド利用促進機構   総合アドバイザー
  • 2014年04月 - 2017年04月   大学ICT推進協議会   クラウド部会 主査
  • 2013年04月 - 2017年03月   情報処理学会   マルチメディア通信と分散処理研究会運営委員
  • 2013年04月 - 2017年03月   情報処理学会   ハイパフォーマンスコンピューティング研究会 運営委員
  • 2014年04月 - 2015年03月   オープンクラウド実証実験タスクフォース   発起人・運営委員
  • 2013年04月 - 2015年03月   グリッド協議会   運営委員
  • 2013年04月 - 2015年03月   情報処理学会   数理モデル化と問題解決研究会 主査
  • 2012年04月 - 2014年03月   大学ICT推進協議会   クラウド部会 副主査
  • 2010年04月 - 2013年09月   進化計算学会   監事   進化計算学会
  • 2011年04月 - 2013年03月   情報処理学会   北海道支部 評議員   情報処理学会
  • 2009年04月 - 2013年03月   情報処理学会   数理モデル化と問題解決研究会 幹事   情報処理学会
  • 2009年04月 - 2013年03月   情報処理学会   計算機アーキテクチャ研究会 運営委員   情報処理学会
  • 2009年04月 - 2011年03月   情報処理学会   北海道支部 幹事   情報処理学会
  • 2007年04月 - 2011年03月   情報処理学会   マルチメディア通信と分散処理研究会 運営委員   情報処理学会
  • 2007年04月 - 2011年03月   情報処理学会   ハイパフォーマンスコンピューティング研究会 運営委員   情報処理学会
  • 2002年04月 - 2006年03月   情報処理学会   マルチメディア通信と分散処理研究会 運営委員   情報処理学会
  • 2001年04月 - 2005年03月   情報処理学会   計算機アーキテクチャ研究会 運営委員   情報処理学会


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