第 8 章 結論
8.2 今後の課題
本研究では人間をモデル化したエージェントを用いたMASにおいて,人間組織を模 擬した組織行動を実施するための方法について検討し,前節に示したような成果を得 た.一方,複数の大規模な組織が対象となり,総エージェント数が万を超えるような 規模のシミュレーションへの適応は今後の課題となる.
このような巨大なシミュレーションを単体の計算機で実施することは困難であり,複 数の計算機を用いた分散環境が必要になると考えられる.FUSEの設計は将来の分散化 を想定して設計されており,分散シミュレーションの標準的な通信規格であるHLA-RTI に対応することによる分散実行への対応が今後の課題として考えられる.
また,現在の行動判断ルールはルールベースで与えるものであり,現時点では学習 の仕組みを有していない.これは,指揮官の意思決定訓練及び装備品等の評価に利用 する際に,学習によってエージェントが意図しない行動を行うことを抑制するためで あるが,学習による効率化そのものに意味がある局面も存在する.特にHILSによる演 習等における敵側AI等においては学習させることによって訓練効果が高まることも想 定されるため,実用的な訓練システムに活用する際には学習アルゴリズムの搭載が要
8.2 今後の課題 求されることが考えられる.
また,FUSEではエージェントの現在の思考をタスクグラフとして可視化する機能を 有しており,それによってエージェントの現在のプランを確認することができる.エー ジェントが行動し,環境に対して変更を加えた結果,あるいは,エージェントが情報 を獲得した結果,目的達成のためのエージェントのプランがどのように変化していっ たのかを追跡することができれば,そこから重要な知見が得られる可能性があり,利 用者が一瞥して把握可能な形態で表示することは,実用化に向けての重要な検討課題 となりうる.
謝辞
本研究の実施は,多くの方々の暖かいご指導とご支援によって支えられたものであ り,このような研究を行う環境を与えて頂いたこと,そして所定の成果を収めること ができたことについて,その方々に感謝申し上げます.
筆者の日本大学大学院生産工学研究科の社会人学生としての3年間,及び研究生と しての2年間において,古市 昌一教授には指導教員として,研究を完成させるために 適切かつ懇切丁寧なご指導,ご鞭撻を頂きました.ここに深く御礼申し上げます.ま た,同研究科角田 和彦教授,三井 和男教授,松田 聖教授には,論文の完成度を高め るための貴重なご指導,ご意見を頂きました.また西澤 一友教授,細川 利典教授,見 坐地 一人教授には,審査を受審するにあたり多くのご助言を頂きました.ここに深く 感謝申し上げます.
筆者が情報工学を自らの研究者としての研究領域として定めたのは,今から20年ほ ど前に牧野正三教授より東北大学工学部においてロボカップサッカーによるプログラ ミングの面白さを教えて頂き,そして同大学院情報科学研究科において同教授よりパ ターン認識についてのご指導を頂いたからです.牧野正三教授を始め,当時の牧野研 究室メンバーには厚く御礼申し上げます.
筆者は平成16年に防衛庁(当時)に入庁し,そこで多くの方々のご指導を頂きながら,
シミュレーション分野における技術者,研究者として成長することができました.直 属の上司として未熟な筆者をご指導頂き,また業務多忙な中で社会人学生としての研 修に快く送り出してくださった沼尾利夫氏,古味孝夫博士,飯島敏彦氏には感謝の気 持ちでいっぱいです.また先進技術推進センターの研究管理官であった黒沢正樹博士,
山口弘博士,山岡建夫博士,小松勝彦博士,土志田実博士には研究者として,また行 政官としてご指導いただくとともに筆者の大学院研修への希望を聞いて頂き,本部機 構との調整等,研修の実施前,実施後における多くのバックアップを頂きました.こ こに深く御礼申し上げます.
3年間の研修中,研究室で共に学問に励んだ古市研の仲間たち,どうもありがとうご ざいました.彼らと夜遅くまで熱く議論を交わしたことは,本研究の完成度を高める 大きな効果があったと確信しております.特に研修最終年度の4年生だった大久保友 博氏,田中和幸氏,関口大貴氏,小林優太氏には,重要な実験を手伝ってもらうなど,
本論文に多大な貢献をして頂いたことを感謝いたします.
謝辞 最後に,筆者が再び大学院で学び,学位取得を目指すことを心から喜んでくれた両 親に,感謝の言葉を捧げます.どうもありがとうございました.
平成29年1月の寒い日,数理棟半地下の研究室にて 倉本 健介
参考文献
[1] 藤岡正樹,石橋健一,梶秀樹,塚越功:津波避難対策のマルチエージェントモデル による評価,日本建築学会計画系論文集,Vol. 562, pp. 231–236 (2002).
[2] 伊藤暢浩:ロボカップレスキューシミュレーションの動向,人工知能学会誌,Vol. 25, No.2, pp. 220–228 (2010).
[3] Pelechano, N. and Badler, N. I.: Modeling Crowd and Trained Leader Behavior during Building Evacuation,IEEE Computer Graphics and Applications, Vol. 26, pp. 80–86 (2006).
[4] 安福健祐,阿部浩和,吉田勝行:避難シミュレーションシステムの経路障害発生時 への適用,日本建築学会計画系論文集,Vol. 73 No.626, pp. 721–727 (2008).
[5] 中島悠,椎名宏徳,山根昇平,山本晃成,石田亨:マルチエージェントシミュレー ションを用いた避難誘導実験の拡張,情報処理学会論文誌,Vol. Vol. 21, No.3, pp.
1–8 (2008).
[6] 岡谷賢,高橋友一:人間関係を考慮したエージェントベースの避難シミュレーショ ンフレームワーク,電子情報通信学会論文誌,Vol. J94-D, No.11, pp. 1855–1865 (2011).
[7] 山下倫央,野田五十樹:避難シミュレーションの実社会への応用,情報処理学会誌,
Vol. Vol. 55, No.6, pp. 572–578 (2014).
[8] Ozaki, A., Furuichi, M., Ricart, M., Nishi, N. and Kuroda, E.: Exploiting HLA in Car Traffic Simulations, Proc. of the 1998 Fall Simulation Interoperability Work-shop, Orlando, USA, pp. 546–554 (1998).
[9] Doniec, A., Mandiau, R., Piechowiak, S. and Espie, S.: A behavioral multi-agent model for road traffic simulation, Engineering Applicationsof Artificial Intelli-gence, Vol. 21, pp. 1443–1454 (2008).
[10] Imamichi, T. and Raymond, R.: SIMPLE AND FAST TRIP GENERATION FOR LARGE SCALE TRAFFIC SIMULATION, Proc. of the 2013 Winter Simulation Conference, Washington D.C., USA, pp. 2020–2031 (2013).
[11] Caudill, L. and Lawson, B.: A HYBRID AGENT-BASED AND DIFFERENTIAL EQUATIONS MODEL FOR SIMULATING ANTIBIOTIC RESISTANCE IN A HOSPITAL WARD,Proc. of the 2013 Winter Simulation Conference, Washington D.C., USA, pp. 1419–1430 (2013).
参考文献 [12] Centeno, A. P., Martin, R. and Sweeney, R.: REDSim: A SPATIAL AGENT-BASED SIMULATION FOR STUDYING EMERGENCY DEPARTMENTS, Proc. of the 2013 Winter Simulation Conference, Washington D.C., USA, pp.
1431–1442 (2013).
[13] Henry, H.: The Corps Battle Simulation remodeling the model for new missions, WSC ’94 Proceedings of the 26th conference on Winter simulation, Orlando, FL, USA, pp. 788–791 (1994).
[14] Tambe,M.:Agent architectures for flexible, practical teamwork,AAAI’97/IAAI’97 Proceedings of the fourteenth national conference on artificial intelligence and ninth conference on Innovative applications of artificial, Providence, RI, USA, pp. 22–28 (1997).
[15] Wittman Jr., R. L. and Harrison, C. T.: OneSAF: A Product Line Approach to Simulation Development, Proc. of Euro-Simulation Interoperability Workshop, Vol. 01E-SIW-061, London, U.K. (2001).
[16] Parsons, D., Surdu, J. and Jordan, B.: OneSAF: A Next Generation Simulation Modeling the Contemporary Operating Environment, Proc. of Euro-Simulation Interoperability Workshop, Vol. 05E-SIW-30, Toulouse, France (2005).
[17] North, M. J., Collier, N. T. and Vos, J. R.: A multi-agent architecture for mod-elling and simulation of small military unit combat in asymmetric warfare, ACM Trans. Modeling and Computer Simulation, Vol. 16, pp. 1–25 (2006).
[18] Cil, I. and Mala, M.: A multi-agent architecture for modelling and simulation of small military unit combat in asymmetric warfare, Expert Systems with Applica-tions, Vol. 37, pp. 1331–1343 (2010).
[19] 高玉圭樹,寺野孝雄,下原勝憲,堀浩一,中須賀真一:組織学習に基づく分散分類子 システムを用いた創発的問題解決への接近,計測自動制御学会論文集,Vol. 35-11, pp. 1486–1495 (1999).
[20] Il-Chul, M. and Jeong Hee, H.: THEORETIC INTERPLAY BETWEEN AB-STRACTION, RESOLUTION, AND FIDELITY IN MODEL INFORMATION, Proc. of the 2013 Winter Simulation Conference, Washington D.C., USA, pp.
1283–1291 (2013).
[21] 服部宏充,横尾真,桜井裕子,新谷虎松:逐次型オークションの入札戦略決定手法:
準線形効用と予算戦略の導入,電子情報通信学会論文誌,Vol. J85 D1, No. 11, pp.
974–984 (2002).
[22] 池田明,海尻賢二:マルチエージェントシミュレーションによる開発をともなう政 府調達の制度設計に関する一考察,情報処理学会論文誌,Vol. 21, pp. 2731–2740 (2008).
[23] 桑田耕太郎,田尾雅夫:組織論 補訂版,有斐閣アルマ,東京(2010).
[24] North, M. J., Tatara, E., Collier, N. T. and Ozik, J.: Visual Agent-Based Model Development with Repast Simphony, Proceedings of the Agent 2007 Conference on Complex Interaction and Social Emergence, Chicago, IL, USA (2007).
[25] 山影進:人工社会構築指南,書籍工房早山,東京(2010).
[26] McDowell, P., Darken, R., Sullivan, J. and Johnson, E.: Delta3D: A Complete Open Source Game and Simulation Engine for Building Military Training Systems, The Journal of Dedense Modeling & Simulation, Vol. 3, pp. 143–154 (2006).
[27] Iba, H.: Agent-Based Modeling and Simulation with Swarm, CRC Press, Boca Raton, Frolida, USA (2013).
[28] Saito, M., Yamaguchi, Y., Yamaki, H., Akiyama, E., Sejima, M. and Yoshida, K.: GPGSiM: A New Simulation Environment for International Politics and Eco-nomics,The 2009 Summer Computer Simulation Conference (SCSC 09), Istanbul, Turkey, pp. 283–290 (2009).
[29] 鳥海不二夫,山本仁志:マルチエージェントシミュレーションの基本設計,情報処 理学会誌,Vol. Vol. 55, No.6, pp. 530–538 (2014).
[30] 吉本堅一:活躍するシミュレータ ― 特集にあたって,電気学会誌,Vol. 8, p. 515 (1997).
[31] M.Macedonia: Why digital entertainment drives the need for speed, Computer, Vol. 33, Issue:2, pp. 124–127 (2002).
[32] Goldstine, H. H. and Goldstine, A.: Computing Machinery and Intelligence, Math-ematical Tables and Other Aids to Computation, Vol. 2, No. 15, pp. 97–110 (1946).
[33] White, S. D. M.: Further simulations of merging galaxies, MONTHLY NOTICES of the Royal Astonomical Society, Vol. 189 Issue 4, pp. 831–852 (1979).
[34] M. D´equ´e, J. P. P.: High resolution climate simulation over Europe, Climate Dynamics, Vol. 11, Issue 6, pp. 321–339 (1995).
[35] Miyoshi, H., Fukuda, M., Iwamiya, T., Nakamura, T., Tuchiya, M., Yoshida, M., Yamamoto, K., Yamamoto, Y., Ogawa, S., Matsuo, Y., Yamane, T., Takamura, M., Ikeda, M., Okada, S., Sakamoto, Y., Kitamura, T., Hatama, H. and Kishimoto, M.: Development and achievement of NAL numerical wind tunnel (NWT) for CFD computations,Supercomputing ’94 Proceedings of the 1994 ACM/IEEE conference on Supercomputing, Washington, D.C., USA, pp. 685–692 (1994).
[36] Kari, J.: Theory of cellular automata: A survey, Theoretical Computer Science, Vol. 334, Issues 1-3, pp. 3–33 (2005).
[37] Schelling, T. C.: Dynamic models of segregation, The Journal of Mathematical Sociology, Vol. 1 Issue 2, pp. 143–186 (1971).
[38] Dorigo, M., Caro, G. D. and Gambardella, L. M.: Ant Algorithms for Discrete Optimization, Artificial Life, Vol. 5, Issue 2, pp. 137–172 (1999).
[39] Bousquet, F. and Pageb, C. L.: Multi-agent simulations and ecosystem manage-ment: a review, Ecological Modelling, Vol. 176, Issues 3?4, pp. 313–332 (2004).
[40] Wooldridge, M.: An Introduction to MultiAgent Systems Second Edition, A John Wiley and Sons, Ltd, Hoboken, New Jersey, USA (2009).
[41] 防衛省技術研究本部:システム統合シミュレーション技術の研究,防衛省技術研 究本部外部評価報告書, http://www.mod.go.jp/trdi/research/gaibuhyouka/gaiyo-nendo.html#22nendo (2010).
参考文献 [42] Weizenbaum, J.: ELIZA a computer program for the study of natural language communication between man and machine, Communications of the ACM, Vol. 9 Issue 1, pp. 36–45 (1966).
[43] A.M.Turing: Computing Machinery and Intelligence, Mind New Series, Vol. 59, No. 236, pp. 433–460 (1950).
[44] Guo, X., Singh, S., Lee, H., Lewis, R. L. and Wang, X.: Deep Learning for Real-Time Atari Game Play Using Offline Monte-Carlo Tree Search Planning, Advances in Neural Information Processing Systems 27(Ghahramani, Z., Welling, M., Cortes, C., Lawrence, N. and Weinberger, K., eds.), Curran Associates, Inc., pp. 3338–3346 (2014).
[45] Mnih, V., Kavukcuoglu, K., Silver, D., Rusu, A. A., Veness, J., Bellemare, M. G., Graves, A., Riedmiller, M., Fidjeland, A. K., Ostrovski, G., Petersen, S., Beattie, C., Sadik, A., Antonoglou, I., King, H., Kumaran, D., Wierstra, D., Legg, S. and Hassabis, D.: Human-level control through deep reinforcement learning, Nature, Vol. 518, pp. 529–533 (2015).
[46] 三宅陽一郎:次世代デジタルゲームにおける人工知能の研究課題について,ゲーム プログラミングワークショップ2012論文集,神奈川県足柄郡箱根町,pp. 108–113 (2012).
[47] Zhan, B., Monekosso, D. N., Remagnino, P., Velastin, S. A. and Xu, L.-Q.: Crowd analysis: a survey,Machine Vision and Applications, Vol. 19 Issue 5-6, pp. 345–357 (2008).
[48] Reynolds, C. W.: Flocks, herds and schools A distributed behavioral model, Com-puter Graphics, Vol. 21 Number 4, pp. 25–34 (1987).
[49] Musse, S. R. and Thalmann, D.: A Model of Human Crowd Behavior:Group Inter-Relationship and Collision Detection Analysis*, Proc. Eurographics work-shop, Budapest, Hungary, pp. 39–51 (1997).
[50] Helbing, D., Farkas, I. and Vicsek, T.: Simulating Dynamical Features of Escape Panic, Nature, Vol. 407, pp. 487–490 (2000).
[51] Koh, W. L. and Zhow, S.: Modeling and Simulation of Pedestrian Behaviors in Crowded Places, ACM Trans. Modeling and Computer Simulation, Vol. Vol. 21, No.3, p. Article 20 (2011).
[52] Guy, S. J., Kim, S., Lin, M. C. and Manocha, D.: Simulating Heterogeneous Crowd Behaviors Using Personality Trait Theory,Eurographics/ ACM SIGGRAPH Sym-posium on Computer Animation, Vancouver, Canada, pp. 43–52 (2011).
[53] Mathieu, P., Routier, J. C. and Routier, J. C.: Dynamic organization of multi-agent systems, Proceedings of the first international joint conference on Au-tonomous agents and multiagent systems, Vol. 1, Bologna, Italy, pp. 451–452 (2002).
[54] Horling, B. and Lesser, V.: A survey of multi-agent organizational paradigms,The Knowledge Engineering Review, Vol. 19, Issue 04, pp. 281–316 (2004).
[55] Tambe, M., Adibi, J., Al-Onaizan, Y., Erdem, A., Kaminka, G. A., Marsella, S. C. and Muslea, I.: Building agent teams using an explicit teamwork model and learning, Artificial Intelligence, Vol. 110, Issue 2, pp. 215–239 (1999).
[56] 和多田作一郎:AIの基礎を知る事典,実務教育出版,東京都(1988).
[57] Russell, S. and Norvig, P.: エージェントアプローチ 人工知能第2版,共立出版,
東京(2008).
[58] Vernon, D., Metta, G. and Sandini, G.: A Survey of Artificial Cognitive Systems:
Implications for the Autonomous Development of Mental Capabilities in Compu-tational Agents, Evolutionary Computation, IEEE Transactions, Vol. 11 Issue 2, pp. 151–180 (2007).
[59] Laird, J. E., Newell, A. and Rosenbloom, P. S.: SOAR: An architecture for general intelligence, Artificial Intelligence, Vol. 33 Issue 1, pp. 1–64 (1987).
[60] Derbinsky, N. and Laird, J. E.: Effective and Efficient Management of Soar’s Working Memory via Base-Level Activation, AAAI Fall Symposium: Advances in Cognitive Systems, Arlington, VA, USA, pp. 82–89 (2011).
[61] Anderson, J. R., Matessa, M. and Lebiere, C.: ACT-R: a theory of higher level cog-nition and its relation to visual attention, Human-Computer Interaction, Vol. 12 Issure 4, pp. 439–462 (1997).
[62] Ceranowicz, A.: MODULAR SEMI-AUTOMATED FORCES, Proceedings of the 1994 Winter Simulation Conference, Orlando, FL, USA, pp. 755–761 (1994).
[63] Bowers, III, F. A. and Prochnow, D. L.: Simulation for emergency response:
JTLS-JCATS federation support of emergency response training, Proceedings of the 35th conference on Winter simulation: driving innovation, Savannah, Georgia, USA, pp. 1052–1060 (2004).
[64] 小林篤史:HLAを用いたシステム連携シミュレーションの開発,第76回全国大会 講演論文集2014(1),東京都,pp. 503–505 (2014).
[65] 矢農正紀,小谷健人:ユーザビリティを追求した構想検討用シミュレーションの開 発と運用,第77回全国大会講演論文集,京都府,pp. 43–44 (2015).
[66] Balmer, M., Axhausen, K. W. and Nagel, K.: Agent-Based Demand-Modeling Framework for Large-Scale Microsimulations, Transportation Research Record:
Journal of the Transportation Research Board, Vol. 1985 / 2006 Traveler Behavior and Values 2006, pp. 125–134 (2006).
[67] Furuichi, M., Mizuno, M., Miyata, H., Miyazawa, M., Matsumoto, S. and Aoyama, K.: Performance Evaluation Model of HLA-RTI and Evaluation Result of eRTI, Proc. of the 1997 Fall Simulation Interoperability Workshop, Orlando, USA, pp.
1099–1109 (1997).
[68] IEEE SA-Standards Board: IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA)– Framework and Rules, IEEE, New York, NY, USA (2010).
[69] Macal, C. M. and North, M. J.: Tutorial on agent-based modelling and simulation, Journal of Simulation, Vol. 4, pp. 151–162 (2010).
[70] GAMAteam: GAMAdocumentation, http://gama-platform.org/ (2016.11.3閲覧) (2016).
参考文献 [71] Tisue, S. and Wilensky, U.: NetLogo: A simple environment for modeling com-plexity, Proc. of the Fifth International Conference on Complex Systems ICCS 2004, Boston, MA, USA, pp. 16–21 (2004).
[72] Kuramoto, K. and Furuichi, M.: A Design and Preliminary Evaluation of Hierar-chical Organizational Behavior Modeling Architecture, Proc. of JSST2012 Inter-national Conference on Simulation Technology, Kobe, Japan, pp. RS1–7 (2012).
[73] 倉橋節也:歴史をシミュレーションする - 中国における科挙・家族・文化資本の関 係,コンピュータ ソフトウェア, Vol. 4, pp. 252–260 (2008).
[74] Ishida, T.: Q: A Scenario Description Language for Interactive Agents, IEEE Computer, Vol. 35, No. 11, pp. 42–47 (2002).
[75] 青木峰郎:ふつうのコンパイラを作ろう言語処理系を作りながら学ぶコンパイルと 実行環境の仕組み,ソフトバンククリエイティブ,東京(2008).
[76] Kedlaya, M. N., Roesch, J., Robatmili, B., Reshadi, M. and Hardekopf, B.: Im-proved type specialization for dynamic scripting languages, DLS ’13 Proceedings of the 9th symposium on Dynamic languages, Indianapolis, IN, USA, pp. 37–48 (2013).
[77] Tanenbaum, A. S.: Modern Operating System third edition, Pearson Prentice Hall, New Jersey, U.S. (2008).