システム構成

建築（間取り）計画のための対話型進化的多目的最適化システムの構成は第1.3 節の図1.3に示したとおりである．本節ではそのシステムの中の最適化部について，

特にEMOとIECの取り扱い方について述べ，この構成での実験の準備とする．

5.2.1 EMO と IEC の組み合わせ

通常のEMO（本研究では具体的にはMOGAを用いている）では複数の目的関

数のフィットネス値をパレート手法によってランキングを行い，そのランクに基づ いて個体のフィットネスとしている（第2.1.3節）．一方，IECはユーザ評価をそ のままフィットネスとすることが一般的である．本研究の目標とする最終の建築計 画支援システムはEMOとIECを組み合わせて最適化を行うが，その組み合わせ は大きくは次の2つの方法が考えられる（更にその2つを複合的に行う方法も考 えられる）．

• IECでのユーザ評価値をEMOにおける多目的関数のフィットネス値の1つ としてパレート・ランキングの過程に組み入れる．

• 進化的計算の世代によって，通常のEMOによる多目的最適化を行う世代と 通常のIECによる最適化を行う世代を組み合わせる．

実際に人間に評価を行わせるには，評価に伴う疲労などを考慮するとその回数 が問題となる．疲労を軽減することを目的としたEMOとIECの組み合わせの研 究[26]がある．本章の実験では様々な組み合わせを試みるために，被験者の代わ りとして擬似人間を用いる．

本章の実験は擬似人間によるIECのスコアが良いと言うためのものではない．

IECによっても最適化が出来ること及びユーザ（擬似人間）評価とEMO部におけ る目的との関係性を確認・検証することが実験の主な動機である．

5.2.2 擬似人間の設定

被験者を用いた対話型進化的計算の実験での人間の評価は常に一定であること はなく，いわゆる「ノイズ」を含んでいると言われている．また被験者を用いた 実験では何度も評価を繰り返すことが疲労や時間の関係で難しく，また条件を変

えた比較実験では人間の慣れの問題があり，実験の順序が大きく影響する．これ らのことから評価の安定した，繰り返しに適した擬似人間を用いた実験が対話型 進化計算を用いたシステムの実験には有効である．

擬似人間であっても5段階評価に変換する際に量子化によるノイズが含まれる ことになる．EC（GA）は量子化ノイズに強いとされ[39]，特に専門性を要求する タスク，例えばMicro Electro Mechanical Systems（MEMS）などに対しては擬似 人間と人間評価との違いは小さい[17]．よって建築（間取り）計画問題のECで最 適化においても擬似人間による検証が有効であると思われる．

今回の実験では目標とする間取り（図5.1）を予め設定する．その目標の間取り と個体の間取りをセル単位で比較し差を求める．その差が小さいほど個体の間取 りは目標の間取りに近いことになるので，擬似人間の評価として高い値を与える．

具体的には，個体群の中で差の最も大きいものと差の最も小さいものの差を5等 分し，差が小さい方から5点，4点，3点，2点，1点を該当する個体に対する擬 似人間の評価値として割り当てる．5点が最良，1点が最悪となる．なお，個体と 目標間取りとの差が全ての個体で同じである場合は全て同じ評価値（例えば3）と する．

擬似人間の目標間取りは，進化的多目的最適化で用いる目的（計画条件）と計 画範囲の周囲に合うもので建築計画的に最も一般的に考え得るであろうものを設 定した．計画範囲の周囲は左右に条件の違いが無いため目標の間取りも左右対称 の2種類（図5.1）を用意した．この2つの目標間取りと個体の間取りを比較し，

その内の差の小さい方の値を評価に用いる．また寝室に関する目的は寝室3部屋 に共通するので，寝室であれば同じであると判定するものとした．擬似人間の目 標間取りの詳細は次の通りである．

• 計画範囲は縦12m×横7m＝84m²の集合住宅の1つの住戸とする．

• 計画範囲の周囲は上（北）が共同廊下，左右（東西）が隣接住戸を隔てる壁，

下（南）がベランダである．採光条件は第4章と同様である．

• 計画する部屋とその面積は居間=20m²，台所=15m²，寝室1〜3=各12m²，水 廻り=9m²，屋内廊下=4m²とする．

• 各目的のフィットネス値（正規化後）は，目的1=0.9950，目的2=0.9861，目 的3=1.0000，目的4=1.0000，目的5=0.3870，目的6=0.2481である．

図 5.1: 擬似人間の目標とする間取り．計画範囲の周囲は左右に条件の違いが無い ため目標の間取りも左右対称の2種類を用意した．黄色=居間，赤色=台所，緑色

=寝室1〜3，水色=水廻り，灰色=屋内廊下．