多様さに対応するユーザーインターフェースの研究 : Life Cycle Assesmentにおける最適化問題の一試み

多様 さに対応す るユーザーイ ンター フェースの研究

-Life Cycle

Assessmentにおける最適化問題の一試み-白 砂 洋 志 夫

A S t u d y o f U s e r - i n t e r f a

for Multifariousness in the Information Doma.

Yoshio Shirasuna

Anoptimalevaluationmethodhasbeenstudiedforlifecycleassessment(LCA)or abridgedlifecycleassessment(ALCA).Manyfactorsonenvironmentalevaluationwillbe farmorecomplicated. Then Hopfield'sneuralnetwork modelappliedtomatrix of environmentalfactorsinALCA.Theeuropeancommunityecolabelmatrixisusedinthis optimalproblem system. Theresultsofevaluationusedthissystem areindicatedby numericalranking.Thisoptimalproblem system willbeusedeffectivelyontheenviron一 mentalevaluationinALCA.

1

.

緒言

現在､イ ンターネ ッ トの発達 によ り個人 の コンピュータであって もネ ッ トワー クに接続 すれ ば世界 中の さまざまなデータベースを利 用 し､必要 とす る情報 を比較的簡単 に入手 で きる環境がで きてい る｡ それ に比 べ､手 に入 った情報 を どの ように加工 し､意 とす る表現 を提示す るための広義 のユーザーイ ンター フ ェースの開発 は遅れている｡ さまざまな情報 ドメイ ンに対応 した､情報 を有効 に活用す る ためのユーザーイ ンター フェースの開発 [伊 藤 94]が望 まれている｡ 多様 で具体 的な問題 の一 つに地球環境問題 があ り､環境 への負荷 を評価す るLifeCycle Assessment(以下LCAと略す)手法 が注 目 されてい る｡従来､製造業 の ビジネスにおい て､製品の ライ フサイクルで は主 に発案 ･設 計 の第一段階か ら出荷 まで を扱 って きた｡ こ こには研究､マーケ ッテ ィング､サー ビス も 製品 を支 えるために含 まれている｡ ビジネス はコス トと利益 を考慮 しつつ､需要 に見合 う 質 の製品 を生 み出す ことに視点が置かれて策 定 されて きた｡ ここで は製 品の廃棄､放 出な どに伴 う環境 への考慮 はほ とん どな されてい ない｡ これ とは対照的 に､環境 イベ ン トリー 分析 やイ ンパ ク ト分析 は､製品 に関わ る ｢も の｣の物理的､化学的 なシステムに依存す る｡ LCAで は ｢もの｣やエ ネルギーの流れ､原材 料 の入手か ら残留物 の最終廃棄 までの変換 を 追跡す る｡ これ は本来､一般消費材 の ライ フ

清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号) サイクル における環境への負荷 を評価す る手 法 として開発 され ものである｡ しか し､最近 ではLCAの概念 は大型 のプラン トな どの建 造物 や生産 プロセスに も適応 されてお り [ア メ リカ環境保護庁

9

6

]､その概念 は拡張 されて 多方面で利用 されている｡地球上 の膨大 な資 源 とエネルギーを使用 した大量生産 ･大量消 費 ･大量廃棄の産業社会 の質的な変換､すな わち将来 にわたって持続可能 な社会 を目指 し て､人類全体 の環境への負荷活動 をいかに ト ータル として抑制 してい くか は地球的規模 で 急務 な課題 である｡ この ように ｢もの｣の製 造 システムの運用 にLCAの概念 を適用 して､ 種々の ｢もの｣ を設計 し､作 り上 げ､維持管 理 し､ リサイクル してい く中で､ そ うした製 品の履歴が広義の環境 に与 える影響 を最小限 とす ることを目的 とし､ LCAをシステムを 根幹 とした産業 エ コロジー [Graede

19

4

]､

[

T.

E.

グ レーデル

9

6

]と称 す る新 しい分野が 開発 されている｡ この分野 において も情報 とその処理 は重要 で､ さまざまな産業連関表 な どか ら有効 なデ ー タを取 り込み､ LCAシステムの最適 な運 用 を 示 唆 す る た め の 手 法 と し て ｢Si

ma-P

r

o

｣､｢ブース ッテ ド･モデル｣ [未踏科学技 術協会

9

5

] な どが提案 されている｡ しか し､ 環境 に関わ る情報 は多様 な影響因子 によ り構 成 されてい るためにLCA環境影響評価 を完 全 に行 うには時間 とコス トがかか りす ぎる｡ そ こで､一般 的 にはLCAの概念 を取 り入 れて､ それぞれの固有 なニーズや制約条件 に よ り適合 す る実際的な形式 を編 み出 し実施 し てい る｡ この ようなアプローチの形式 をまと めて ｢簡便LCA｣(ALCA :abridged L CA)

[

T,E.グレーデル

9

6

] と呼 び区別 し ている｡ALCAの評価 は基本 的 にはLCA の評価 と同 じで あ り､ ライフステージ と物質 な どの入 出力値 のマ トリックスが用い られ る｡ 本研究で は このALCAでの環境評価 に用い られ るマ トリクスに注 目して､ニ ュー ラルネ ッ トワー クで用 いる最適化問題 の解法 を適応 し､パー ソナル コンピュータを用 いてALC Aにおける環境影響評価 を簡便 に行 うための ユーザーイ ンター フェースを提案す る｡

2.ALCA

法 にお けるマ トリックス

典型的なマ トリクスの各要素 についてすべ ての物質 フローや環境影響量 を決定す る通常 のLCAとは異 な り､ALCAで は､最 も重要 表2.1:モデルとした欧州共同体エコラベル ･マ トリクス 重要な環境特性 _原料製品の ライフサ イクル ステージ_生産

_流通

_{利用 廃棄} 廃棄物 の発生量

(

1

,

1

-

f

m

,1 土壌汚染及び劣化 水質汚濁 大気汚染 騒音 エネル ギー消費量 天然 資源 の使用 量

白砂 :多様 さに対応 す るユーザー イ ンター フェー スの研 究 と考 え られ る要素だ けを考慮 し､ さらに取 り 上 げた要素で最 も影響 の大 きい もののみを考 えてい る｡ プロセスは､数学的 にはマ トリックス操作 の

1

演算 として表 す ことがで きる｡表

2.

1

の マ トリクスを考 えてみ る｡今､マ トリックス 要素

fm,

n

が イベ ン トリー分析 で埋 まった とす る と

､ALCA

の第

1

段階のマ トリクスが で きあが り､これ を

F

と呼ぶ ことにす る｡ま た､別 の表がsm,nなる環境影響 データで埋 まってい るとすれば､Sと呼ぶ

LCA

の第2 段階マ トリクスを得 た ことになる｡ ある単一 の環境特性nに対 す る

LCA

評価 は､次式 で 与 え られ る｡

m

L

n-∑f

m

′T

XS

m

,

n

(211)

1

同様 に して､ ある単一 のライフサイクルス テー ジmに対 す る

LCA

評価 は､次式で与 え られ る｡

〟

L

m-Ef

₁

m

,

n

x

s

m

,

n

(

21

2

)

したが って､全体 の

LCA

評価値 は次 の よ うになる｡

U

i

AU

j

L

-∑∑f

m

,

n

x

s

m

,

n

(213)

11

こ こでマ トリクス

F

のい くつかの要 素 は ゼロであることがある｡ これ は次の二つの状 況 のいずれかの ときに起 る｡つ ま り､ある製 品の流通 の段階では土壌汚染及 び劣化 は考 え られない とい うような場合 の ように､イベ ン トリー 自身がゼロ といった状況 とか

､ALC

Aで しば しば経験す るように､ イベ ン トリー 値 が重要でない と判断 され る状況である｡ ま た､マ トリクス

S

でゼ ロを生 じるの は､製品 やプ ロセスについて何 の環境影響 も想定 され ない ときである｡エ キスパ ー ト ･システムの

LCA

で は､マ トリクス要素がすべ て定量化 されてい る場合が多い｡各要素の数値 は､問 題が あるな しといった判断 システムの場合 の ようにバ イナ リーか

､

1か ら

5

の数値 で影響 の度合 いをランク付 けす るシステム と同様 に い くつかの数字 の1つかであ る｡ この場合､ マ トリクス演算が その まま適応 で きる

｡AL

CA

のマ トリクス演算 の結果 は設計案や その 代替案 に対 して評点付 けで きることになる｡

3. LCA

にお けるユーザーイ ンター

フェースの意味

人 間 は視聴覚機能 を持 ち､ これ を通 じて外 界 か ら入 って くる種 々の情 報 (パ ター ン情 報 といわれている)を識別 して､その意味 を理解 して外界の状況 を的確 に把握 す る ことが出来 る｡ また 自分が望 んでい る目的 を達成 す るた めに､ これ らの外界 の状況 に照 らし合 わせ問 題 を解決す るための思考すなわ ち推論 を行 う｡ 今 日で は自然言語 によってかな り自由な形式 で表現 されてい る情報 の意味 を理解 す ること がで きる｡ さらに､ これ らの情報認識､問題 解決､ 自然言語理解､パ ター ン理解 な どの活 動 を通 じて得た過去 の経験 や知識 を記憶 し､ 後 にそれ らの経験 ･知識 を有効 に活 用 して諸 活動 の最適化 ･経済化 を計 って い くとい う学 習の能力 を備 えている｡ これ ら人間の もつ知 的情報処理 の本質的 な機能 は何 か､現在 の コ ンピュー タのハー ドウエア､ ソフ トウエアの 技術 で どこまで実現 で きるかな どについて､ あ る程 度 の知 見 は得 られ て い る [江 原

9

7

b]oた とえば､知識情報処理 には知識 をデー

清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号) 夕 として扱 うなかで､前述 した観点 に立 って､ 情報処理 システムに数値 データの処理 回路 の みでな く､ユーザーの経験 や思考判 断が取 り 入れ る ことので きるサブシステム [伊藤 94] を附加 す ることがで きれ ば､処理 回路 の軽減 と有効 な簡略が可能 となる と考 えられ る｡ そ のなかで も対象 とす るデータ群が多様 な因子 を持 つ問題処理 システムに､ この ようなユー ザーイ ンター フェースは効果的であ ると考 え られ る｡ この ような問題処理 システムにおい て最適解問題 としての扱 いは重要な ものの一 つである｡近年､脳 の情報 システムの解明か ら生 まれたニューラルネ ッ ト [江原 97]のダ イナ ミックスに物理的な理論 を導入 して､最 適解 を求 めることが提案 されている｡ その一 つ にホ ップフィール ドモデル [中野 95]､ [康 田 96]が ある｡

4.

ホ ップ フ ィー ル ド ･モ デ ル の

概略 と最適解問題への応用

この モ デ ル は

1

9

8

2

年 に

､Hop

f

i

e

l

d

[中 野 95] によ り提唱 された｡ ホ ップ フィール ド ･ モデル にお けるネ ッ トワー クはニ ュー ロンと 呼 ばれ るユニ ッ ト間の結合が対称 関係の相互 結合型 ネ ッ トワークであ る｡ このモデル を図 4.1に示す｡各ユニ ッ トは､他 のユニ ッ トか ら 入力 を受 け､ その入力の強 さによってニ ュー ロン間の結合関係 を固定す る と､ニ ュー ロン の状態か ら定 まるある関数が､時間が経つに 連れて減少 し､最終的 には極小値 に収束す る｡ その動作 を JV個 のユニ ッ トを持 つ ネ ッ ト ワー クで表現 す ると式

(

4.

1

)(

4.

2

)

となる｡ ホ ップフィール ドは このネ ッ トワークにお

u

i

(

t

)

- W

.

I

(

i

)

+

W

i

2

(

i

)

+

.･･.."

"+

W.N

(

i

)

+

h. (4･1) x(

i+

1)= l (ul(1))'O x(i) (ui(

i

)

=

0)

0

(ut.(i)<0 ここで Nはユニッ トの数であり､各記号は次のとうりである｡ xi(i) :ユニットiの 出 力 u,.(i) =ユニツLiへ の 出 力

w

Lj :ユニットjか らユニ.yLiへの結 合の強さ

-h

i

=ユニットiの闇 値

(

4.

2

)

白砂 :多様 さに対応 す るユーザー イ ンター フェースの研 究 出 力 X

I

x 2 = 3 フ ィー ドバ ッ ク結合 図4.1:ホ ップフィール ド･モデル いて力学 との類推 か らエネルギー と呼ばれ る 量

E

を次式の ように定義 し､この関数 をエネ ルギー関数 と呼 んでい る｡ 〟

E

-

-

;

善

善

W

,

x

･

･

x

,

-

Z

u

l

5

1

h

,

x

.

･

(

4･

3

)

ホ ップ フィール ド ･モデルのネ ッ トワー ク で は､個々のユニ ッ トの ミクロな動 きによっ てその状態が変わ ってい くが､全体 をマ クロ に見た場合､エネルギー とい う量が定義 で き て､その量がネ ッ トワー クの動作 に従 って減 少 してい くとい うものである｡ ここでエネルギー量 とネ ッ トワークの動作 との関係 に注 目す ると､ このネ ッ トワー クで 同時刻 にはN個 のユニ ッ トの うち､一つのユ ニ ッ ト出力 しか変化 しない｡第i番 目のユニ ッ トの出力Xiを0の場合 と1の場合 とした ときのエネルギーの差 を計算す る と (他 のユ ニ ッ トの出力 はすべて固定 す る)､次式が求 ま る｡ AE.=E(xi=0)-E(x.I=1) = W,xl

+

Wi2x2+.････.I+W,INXN +h,(4.4) これ は前述 した式 (4.1)と同 じである｡ し たが って式

(

4.

3

)

に従 うユニ ッ トの出力変化 は､以下 の ように理解 で きる｡すなわち第i番 目の出力 を 0とした ときのエネルギー値 と1 とした時のエネルギー値が異 なれ ば､エネル ギー を小 さ くす る方 を出力 として採用 し､同 じな らば出力 は もとの まま とす る｡す なわち､ ネ ッ トワー クはエネルギー を小 さ くす るよう に状 態 を遷移 す る ことになる｡ この ような遷 移状 態 を繰 り返 す うちに､ どのユニ ッ トの出 力 を変 えて もエネルギーは小 さ くな らない平 衡状態 に到達 し､定常 となる｡ そ こで､ この モデル を最適化問題 へ応用す ることを考 える｡ 最適化問題 は､ 目的関数 を設定 してそれ を最 小化 す るよ うな変数の組合わせ を求 める もの で ある｡一方､エネルギー関数 は､ ネ ッ トワ ー クの結合強度wijを適宜設定 す る と､任意 の2次関数 を表す ことがで きるので､ 目的関 数 を2次関数 によ り表す ことがで きれ ば､ こ れ と一致 す るエネルギー を持 つネ ッ トワー ク が設計で きる｡ この とき､最適化問題 の変数 は､ネ ッ トワー クの出力X- (xl,x2,X3-Xl) に対応 させ る｡ これ によ り､ ネ ッ トワー クを 動作 させ､ 目的関数の最少化 を計 る｡以上が 最小化 問題 を解 くホ ップ フ ィール ド･モ デル

8 の概 要である｡ 清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号)

5.

ユニ ッ ト間の結合が対称関係 の

相互結合型ネ ッ トワーク

ホ ップフィール ド ･モデル を最適解 アル ゴ リズム に応用 して､LCAに関連 す る情報 を デー タベースか ら取 り出 し, その情報 を もと に､多様 な条件 を考慮 して､地球環境への負 荷 を軽減 す る リサイクル､ リユース､廃棄 な どの ｢もの｣の フロー行程 の探査 に役立 つユ ーザーイ ンター フェースの構築 を試 みる｡ こ の処理方法の基本 に人工知能 の領域 で最適 な 解 を探索す る方法 として開発 された､ホ ップ フィール ド ･モデルの利用 を検討 した｡本論 文では多様 な環境影響因子 に関係 す る情報 を 活用 し､ALCA環境影響因子 の評価 にユー ザーの もつ知識や経験 を部分的 に生 かす シス テム を構築す ることを目的 とした｡ 前述 の性質 を逆 に利用す ると､最小値 を求 めたい関数 をエネルギー関数 として持 つネ ッ トワー クを構成 して､適 当な初期状態か ら始 めて､収束 した状態 を知れば極小値 を求 める ことが可能 である｡最適化問題 は目的関数 を 設定 してそれ を最小化す るような変数の組合 わせ を求 めることになる｡ ここで本研究 において対象 とした変数の組 み合 わせ は表5,2に示 したALCA法 に用 い られ る欧州共同体 エ コラベル ･マ トリックス を使用 したQ表2.1の個々のイベ ン トリー をユ ニ ッ トとしたネ ッ トワー クをホ ップフィール ド ･モデル による最適化問題 として扱 うと､ 式

(

2.

1

),

(

2.

2

),(

2.

3

)

の

L

を最小 とす るよう な一般特性nのマ トリクス出力

Ln

とある単 一 の ライ フステー ジの マ トリクス出力

Lm

をホ ップ フィール ド ･モデルのそれぞれのユ ニ ッ トご とに式(4.2)を対 応 させ て式(2.1), (2.2)を最適化問題 として計算す る｡全体 の出 力 を環境影響評価値 とす る｡ この フローチ ャ ー トを図5.1に示す｡ ホ ップフィール ド ･モデル を利用 したAL CA環境影響因子 の評価 プログラム リス トを 付録 として添付 した｡ 従来の徹底 した数値解析一辺倒 では膨大 な 数値処理が必要 とな り誰 で もが簡単 にパ ソコ ンで扱 うとい うのは困難 で ある｡ そ こでAL CAにお けるユーザーイ ンター フェースで は､ 人間の思考 をモデル とした最適解 を求 める手 法 をユーザーイ ンター フェースに取 り入れ る ことを検討 した｡ これ らのユーザーインター フェースのプログラ ミングは汎用性 のあるC 言語 を用 いた｡多様 な環境影響因子 に関係 す る情報 を活用 し､ALCA環境影響因子 の評 価 にコンピュータが専門でない ものに とって も､手 を出 しやすい とす ることが普及のため に必要である｡ さらに最近パ ー ソナル コンピ ュー タの

O

SとしてWindowsが多 く使用 さ れている｡VisualCな どのC言語系の ソフ ト も普及 していることも考慮 した｡

6.

計算結果 と考察

本研究で はLifeCycleAssessment評価 シ ステムにニ ュー ラルネ ッ トワークにおける最 適化問題 の解法 を応用 したユーザーインター フェースを付加 し､欧州共 同体 で用 い られて いるエ コラベル を対象 とし､ そのマ トリック スをニ ュー ラルネ ッ トワー クで使われてい る ユニ ッ トの概念 を取込 んだALCA環境影響 評価 のためのプログラム を用 いて計 算 を行 っ た｡その結果 を表6.1に示す｡ホ ップフィール ド ･モデル最適解 アル ゴ リズムの問題点 [中

白砂 :多様 さに対応 す るユーザー インター フェースの研究

10 清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号) 表6.1:A LCA環境評価プログラム出力例

重要な環境特性

_原料製品のライフサイクルステ ージ_{生産 流通 利用 廃棄} 廃棄物 の発生量

3

2

1 1

4

土壌汚染及び劣化

2

水質汚濁

3

大気汚染

3

騒音

2

エネル ギー消費量

4

天然資源 の使用量

4

生態系-の影響

3

影響慶 :

5

:決 定的

､4:

主要

､3:

中程度

､2:

多少

､1

:微

野 95]､ [鹿田 96]である最小値探索の能力 が不十分 な ことは この結果 にはほ とん ど影響 していない と判断で きる｡

7.

多様 な要因 を考慮 した視覚 的表 現法 の利用 さらにユーザーイ ンター フェースで処理 し た多様 な条件での最適解 の情報 を視覚的 に表 現す るためレーダチ ャー ト用いた｡ その結果 の一例 を図7.1､図7.2に示す｡ この表示 は産 業 エ コロジーを具体的 に広 めるために

ISO

14000

シ リーズな どの施行 によ り産業界 は もとよ り自治体 な どの現場 に関わ る多 くの 人 たちが具体的 な数値 を もとに して環境影響 をよ り具体的 に評価 をす ることに利 用 されて い る｡ このような観点か ら､評価 が レーダチ ャー トの ような視覚で表現 され ることは有益 である｡

8.

結言 有効 な

ALCA

環境影響評価法 を構築す る には､各 ユニ ッ トの出力 を現実的 な

ALCA

環境影響評価 に適合す るレベルに設定 する必 要がある｡た とえば

､I

SO1

4

0

0

0

1

の評価基準 に 対応す るレベル､ また は､異体的 なプラン ト にお ける制御系 に直接 フィー ドバ ックで きる 数値 な ど､出力 を利用す る側 に適応 した出力 レベルの選択が必要 となる｡本研究 において 検討 したホ ップフィール ド･モデル最適解 ア ル ゴ リズム を取込 んだ

ALCA

環境影響評価 のための システムで は､ ブラ ックボ ックス的 な部分が多分 にあ り､人間が最終 的 に責任 を もって評価 を下 し､意思決定 をす る評価 シス テム とす るには以下 の ことが満た され る必要 がある｡ ① 結果 にいた るプロセス とルールがある 程度具体 的 に理解 で きること｡ ② プロセスやルール をユーザーが メンナ ンスで きること｡ (卦 実行可能 な案が業務 の言葉 で表現 され ていること｡ ④ 関連す るすべての部署 の情報が使われ ていること｡ この ような意味で は､ニ ュー ラルネ ッ トワ ー クの中で も知識 ､経験､感覚 を具体的に評 価 に取込 みやすいニ ュー ロ ･ファジーの応用

白砂 :多様 さに対応す るユーザーインター フェースの研究

廃棄物の発生

ifl

12 清泉女学院短期大学研究紀要(第17号 )

が有効 と考 え られ､ 次 の研 究課題 とした い｡

参考文献

[Graede194]Graedel,1､.E.:Industrialec()ト

ogy:Definitionandimplementation,inIndus -trialEcologyandGlobalChange,R.Socolow,

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[伊 藤 94]伊 藤 潔､田 村 恭 久､杵 島 修 三 :

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pp.81-88 [中野 95]中野 馨編 著知能 シス テム研 究会 :

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C

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白砂 :多様 さに対応するユーザーインターフェースの研究 付録 :最適 解 アル ゴ リズム を組 み入 れたユ ー ザー イ ンター フ ェー ス ･プ ログ ラム

/

*

*

*

******************************* ************/ /

*

*

/ /

*

ホ ップフィール ド最適解 を適応 した

A

L

C

A

*

/

/

*

*

/

/

*

*

*

******* *************** *************

*

*

*

*

*

*

/

#includeくstdio.h〉 #include〈stdlib.h〉 #include〈conio.h〉 #includeくmath.h〉 #includeくgraphics.h〉 #include〝tsp.h〝 #defineN 7 #defineM N*N #defineDT 0.01 doublex[N][N]; doubleu[N][N]; doublew[N][N][N][N],h[N][N]; doubled[N][N]; doubleT;

doubletau=2.0,uO=0.2,uuaX=1.0; doublealpha=3.0,beta=6.0; int tx[N],ty[N]; int schedule=0;

vo iddi s｣nitl()

(

int graphdriver=DETECT,graphmode;

clrscr();

initgraph(&graphdriver,&grapllmOde,getenv(〝TC〝)); cleardevice(); rectangle(420,20,620,390); ) voiddis｣nit2() i clrscr();

setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK); bar(19,19.401,391);

setcolor(WHITE);

rectangle(20,20,400,390); )

14 清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号)

voiddis｣ nit3() 〈

clrscr();

setfillstyle(SOLID_FILLBLACK); bar(19,19,401,391);

setcolor(WHITE);

rectangle(20,20,400,300); rectangle(20,310,400,390); )

voidmenu_disp(Ⅹ,y) int x,y;

i

if(y;= 1) (

setcolor(BLACK);

setfillstyle(SOLID_FILLLIGHTGREEN); bar(50,37+Ⅹ*30,380,57+Ⅹ*30);

)

elseif(y

=

=

0) f setcolor(WHITE);

setfillstyle(SOLID_FILLBLACK); bar (50,37+x*30.380,57+x*30); ) switch(Ⅹ) ( case1: outtextxy(50,70,〝1.ホップフィール ド離散モデルの実行〝); break; case2: outtextxy(50,100,〝2.ホップフィール ド連続モデルの実行〝); break; case4: Outtextxy(50,160,〝4.LCAユニ ッ トの再配置〝); break; case5:

Outtextxy(50,190,〝5.パラメータ(alpha,beta,tau,uO)の変更〝);

break; case6: Outtextxy(50,220了6.終了〝); break; ) )

voidmenu() (

白砂 :多様 さに対応 す るユーザ ー イ ンター フェースの研 究

int i;

dis_init2

(

)

;

setfillstyle(SOLII)_FILL.BLACK); bar(21,21,399,299);

outtextxy(100,35

,

"

くメニュー〉"); for(i=1;iく=6;i++)menu_disp(i,0); menuーdisp(1,1); ) voidposition

(

)

( 0 ･Je ニ C n k a ･, ･, C t .｢J VJ e S , , h ･l ･工 X C d ｣L t t t n n ∩ n for(i=0;i〈N;i++) f while(1) ( Ⅹ=rand()%180; y=rand()%300; for(j=0;jく1;j++) (

distance=abs(tx[jトⅩ)+abs(ty[jトy); if(distance く75) ( check= 1; break; 〉

〉

i

f(check== 1) ( check= 0; COntlnue; ) elsebreak; ) tx[1〕=Ⅹ; ty

h

]=y; ) towns_put

(

)

;

) voidtowns｣)ut() ( int1; 15

16 清泉女学院短期大学研 究紀 要 (第17号)

setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK); bar(421,21,619,349);

setcolor(CY4N);

setfillstyle(SOLID_FILL,LIGHTBLUE);

for(i-0;iくN;i++)fillellipse(tx[ih430,ty[i]+35,3,3);

I

voiddistance_cal°() ( inti,J; doubledx,dy; for(i=0;iくN;i十十) for(j=i;j〈N;j++) ( dE- ((double)(tx[i]-tx[j]))/100･0; dy= ((double)(ty[iトty[j]))/100.0; d[i][j]-sqrt(dx*dx+dy*dy); d[j][i]=d[i][j]; ) ) voidw_cal°() ( intk,i,1,j; for(k=0;kくN;k++) for(i=0;i〈N;i++) for(1=0;1くN;1++) for(j=0;jくN;j++)W【k]

[

i][1][j]=0.0; for(k=0;kくN;k++) for(iニ0;i〈N;i++) for(1=0;1くN;1十十) for(j=0;jくN;j++) ( if((k*N+1)〉 (1*N+j))continue; if((i--j+1

)l

l((i--0)紘 (j==6))) ( W[k][11[1][j]-=alpha*d[k][1]; W[1][j][k][i]-=alpha*d[k][1]; ) if(((k!-1)&&(i==j

)

)

l

I

((k-=1)紘 (i!-j))) ( W[k][i][1][j]-=2*beta; W[1][j][k][i]-=2*beta; 〉 ) for(k=0;kくN;k++)

白砂 :多様 さに対応す るユーザーイ ンター フェースの研究

for(1=0;iくN;i++)h[k][1]=2*beta; )

voidpath-draw() 1 111tk

,

1

,

i

,

｣,S; illt

X

l,yl,

Ⅹ

2,y2; for(S=1;Sく=N;S++) ( i=S%N;

J=

S-1; for(k=0;k〈N;k++) ( if(Ⅹ[k][i

]

〉0.5) i xl= tx[k]+430; yl=ty[k]+35; for(1=0;1〈N;1++) ( if(Ⅹ[1][j]〉0.5) ( x2= tx[1]+430; y2≡ty[1]+35; setcolor(RED); 1ine(

Ⅹ

1,yl,x2,y2); ) ) ) ) ) )

voidschedule_disp(X,y) int x,y; ( intbasey=280; intwidth=25; if(y==1) ( setcolor(Buck);

setfillstyle(SOLID_FILL,LIGHTGREEN);

bar(230,basey+Ⅹ*widtll,345,basey+20+Ⅹ軸 idth);

)

elseif(y==0) ( setcolor(WHITE);

sPtfillstyle(SOIJIDjILL,BLACK):

bar(230,basey+

Ⅹ

軸 idth,345.basey+20+Ⅹ軸 idth); )

switch(Ⅹ) (

18 清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号)

case0:

outtextxy(230,basey/*+width*0*/,〝1.T=k/t〝); break;

case1:

outtextxy(230,basey十width*1了2.T=k/sqrt(t)〟); break;

case2:

outtextxy(230,basey+width*2,〝3.T=k/log(t)〟); break; ) ) voidschedule_select() i charc=0; int 1;

setcolor(WHITE);

rectangle(220,240,380,370); outtextxy(230,250了スケジュール"); for(i=0;iく3;1++)schedule_disp(i,0);

schedule_disp(schedule,1); while(1) i c=getch(); if(C== 13)break; if(C=='') ( 1=schedule; schedule++;

if(schedule〉2)schedule=0; )

schedule_disp(i,0); schedule_disp(schedule,1); )

setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK); bar(219,239,381,371);

)

voidparm_disp(X,y) int x,y;

(

intbaJSey=256; intwidth= 16;

白砂 :多様 さに対応するユーザーインターフェースの研究

if(

Ⅹ=

=

4) ( if(y

=

=

1) f

setcolor(BLACK);

setfillstyle(SOLID_FILL,LIGHTGREEN); bar(230,basey+width*4,266,basey+width*5); )

elseif(y

=

=

0) ( setcolor(WHITE);

setfillstyle(SOLID_FILLBLACK);

bar(230,basey+wldth*4,360,baser+width*5); ) ) else f if(y

=

=

1) t textcolor(LBLACK);

setfillstyle(SOLIDIFILL,LIGHTGREEN);

bar(290,baser+Ⅹ*width,360,basey+width+Ⅹ*width); )

elseif(y

=

=

0) f textcolor(T_WHITE);

setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK);

bar (290,basey+Ⅹ*width,360,basey+width+Ⅹ軸idth); ) ) switch(Ⅹ) t case0: gotoxy(38,17); cprintf(〟%4.21f〝,alpha); break; case1: gotoxy(38,18); cprintf(〝%4.21f〝,beta); break; case2: gotoxy(38,19); cprlntf(〝%4.21f〝,tau); break; case3: gotoxy(38,20); cprintf(〝%4.21f〝,uO); break; case4:

outtextxy(230,basey+width*4,"Quit〝); break;

)

20 清泉女学院短期大学研究紀要 (第17号)

)

voidparm_change

(

)

( charc=0; int 1,J; int basey=256; intwidth= 16; setcolor(WHITE); rectangle(220,240,380,370);

outtextxy(230,basey

,

〝alpha=〝); Outtextxy(230,basey+width

,

"beta ="); outtextxy(230,basey+width*2,〝tau =〝);

outtextxy(230,basey+width*3,〝uo =〝); for(i=0;iく5;i++)parm_dlsp(i,0); par皿_disp(0,1); i

=

0; while(1) ( whlle(1) i c= getch

(

);

if(C== 13)break; if(C=='') t J= 1; 1++; if(i〉4) i=0; ) parm_disp(j,0); parm_disp(1,1); ) if(i==4)break; textcolor(T_WHITE);

setcursortypeLNORMALCURSOR); gotoxy(30,23);

cprintf(〟?〟);

switch(i) ( case0:

scanf(〝%lf〝,&alpha); break;

case1:

scanf("%1f〝,&beta); break;

case2:

scanf("%lf",&tau); break;

白砂 :多様 さに対応 す るユーザー イ ンター フェー スの研 究

case3:

scanf(〝%1f〝,&uO); break;

)

/*_setcursortype(_N∝URSOR);*/ parm_disp

(

i,1);

gotoxy(30,23); cprintf(

〝

〝); )

setfillstyle(SOLID_FILL,BLACK); bar(219,239,381,371); clrscr(); ) doublern() ( doubleret;

ret= ((double)rand())/RAND_MAX; return(ret);

) doublef(u) doubleu; ( return(1/(1+e叩 (-1*u))); ) doubleg(Ⅹ) doublex; ( if(又 !=0.0)return(Ⅹ*log(Ⅹ)); else return(0.0); ) voidhopl(illdex) int index; ( int 1

,

j

,

k,1; doubleu; k= index/N; i= index%N; u=0.0; for(1=0;1〈N;1十十) for(j=0;j〈N;j++) 21

22 清泉女学院短期大学研 究紀要 (第17号) u+≡W[k][i][1][j]*Ⅹ[1][j]; u+=h[k][i]; if(u〉0.0) Ⅹ[k][i]= 1.0; elseif(uく0.0)Ⅹ[k][i]=0.0; ) voidhop2() ( int i

,

｣

,

k,1; doublenet[N][N]; for(k=0;kくN;k十十) for(i=0;iくN;i++) net[k][i]-0.0; for(k=0;kくN;k++) for(i=0;iくN;i++) ( for(1=0;1くN;1十十) for(j=0;jくN;j++) net[k][i]+=W[k][i][1][j]*Ⅹ[1][j]; net

[

k]

[

i

]+=h[k]

[

i

];

† for(k=0;kくN;k十十) for(i=0;iくN;i十十) (

u[k][i]= (卜OT/tau)*u[k][i]+DT*net[k][i]; Ⅹ[k][i]=f(u[k][i]/uO);

) )