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ホーム意思決定支援向けAI・マルチエージェント・シミュレーション技術
SDGsの分類
研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクス
学科の分類
情報科学部情報知能学科

意思決定支援向けAI・マルチエージェント・シミュレーション技術 -スマート社会・危機管理システムへの応用-

情報科学部

情報知能学科

知能応用システム研究室

尾崎敦夫 教授

AI(人工知能)マルチエージェントモデリング&シミュレーション

近年、交通・監視・管制・指揮等の分野では、AI(人工知能)技術の適用により、システムの自動化・高性能化が推進されています。このようなシステムでは、現況を正確に「認識」し、次に起こる状況を高速に「予測」して、「実行」に移すことが求められています。しかし、危機管理などのミッションクリティカルなシステムでは、「実行」(意思決定)までを全てAIに託すには多くの技術的・運用的課題があります。このため、このようなシステムでの意思決定を支援するための研究開発に挑んでいます。

屋内施設での危機管理対策の検討

大型ショッピングモール、主要ターミナル、大規模イベント等は、多くの人が集まるため、有事(震災、火災、水害など)の際は、甚大な被害が生じる恐れがあります。しかしこのような施設において、大勢の来場者を交えた防災訓練などの実施は困難です。このため知能応用システム研究室では、大勢の学生が通う大阪工業大学・枚方キャンパスで毎年実施している防災訓練時に実測した人流データにより避難者の行動モデルを構築し、様々な状況に応じた避難状況を予測できるシミュレーションツールを作成しました。この結果、月曜3限の授業最多時では18分28秒、全学生が来校していると仮定した場合は28分43秒もの時間を避難に要することが予測できました。また、階段・廊下などでの混雑状況や教室出口までの距離などを考慮して冷静に行動すると、2割程度避難時間を短縮できることもシミュレーションによって確認できました。今後も引き続き、これらの知見を活かして、避難誘導方法の改善・検討を行っていく予定です。

大規模イベントでの危機管理対策の検討

大勢の来場者が集まる大規模イベントでは、様々な災害が生じた場合を想定した危機管理対策の構築・整備が求められます。知能応用システム研究室では、昨年より、枚方市最大級のイベント「枚方宿くらわんか五六市」(枚方市駅~枚方公園駅の1.5km区間で、毎月第二日曜日に開催)を対象にした避難誘導支援システムの構築を進めています。本システムは1.5km区間の会場に分散配置した複数センサーで、来場者の密集度を測定し、有事の際は様々な状況をシミュレーションで予測することで、混乱・混雑が生じないように効率的な避難指示を出すことを目的としています。また、今年に入ってからは、このシステムを利用して、感染リスク低減(三密回避)のための情報提供を行う取り組みも推進中です。昨年は現地での基礎実験を行いましたが、五六市が再開された際には実証実験を段階的に行っていく計画です。来場者が安全・安心、そして楽しめるイベント運用を本研究によって支援していく予定です。

本研究シーズの特徴

交通管制システム、防災指揮システム等の社会システムの解析・設計・制御や、有事(災害時等)の際の意思決定支援を実現するための主な研究シーズ

①実世界を高精度に模擬するためのマルチエージェント向けモデリング&シミュレーション技術

②認識精度向上のための機械学習技術(ディープラーニング等)

③各種モビリティのリソースを高効率に運用するための最適スケジューリング技術

④シミュレーション高速化のための並列処理技術

論文

「動的タイムステップ制御方式に基づく道路交通シミュレーションの実現と評価」(2007)尾崎敦夫『情報処理学会論文誌(コンピューティングシステム)』第48巻p.1-12.

「並列分散型シミュレーションエンジンの実現と評価」(2010)尾崎敦夫『電子情報通信学会論文誌D』Vol.J93-D No.10p.2209-2221.

「遅延を最小化する移動体の順序付け方式 -公正性を考慮した遅延最小化」(2015)澤田めぐみ『情報処理学会論文誌』Vol.56, No.11p.2072-2082.

特許

特願2007-211013特許第5100251号

特願2009-094875特許第5414332号

特願2012-137722特許第5843704号

研究者INFO: 情報科学部 情報知能学科 知能応用システム研究室 尾崎敦夫 教授

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マルチエージェントを用いた避難行動シミュレーション分析

近年,豪雨災害や地震災害が連続し,巨大地震の可能性が高まっていますが,対象地域から来街者全員が円滑に避難を完了できるかについては,個人ではなく,群集としての避難行動を把握する必要があります。本研究室では,マルチエージェント・システムを用いてシミュレーションを行い,複数の避難誘導案や施設整備案を比較・評価し,対象地域の避難完了時間や避難者で混雑する場所を把握することで,防災・減災メニューを検討できるようなパッケージの構築をしています。

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「古典×IT」で未来の学びを創出

画像コンテンツを用いて効果的な学習を支援するアプリケーションを開発した。提示された画像の細部を意識しつつ、ゲーム感覚で学習できる三つの機能を実現している。①一枚の画像ファイルをピースに分割して元の絵に戻すパズル機能。アノテーション機能も付与している。②画像(絵画資料)上に付箋を貼ることで、データ管理ができる。複数人の遠隔操作でも画面共有することが可能。③複数の画像を表示し、関係の深いものをマッチングする神経衰弱ゲーム。画像提示枚数の変化によって出題難易度を変更することも可能。いずれも遠隔授業に対応している。

伊與田 宗慶

部材のマルチマテリアル化を達成する抵抗発熱を活用した接合技術

 近年の自動車産業では,車体重量の低減を目的として,車体構造部材に対して従来の鉄のみならず,アルミニウム合金や樹脂材料を組み合わせるマルチマテリアル化が推進されている.中でも,鉄とアルミニウム合金を組み合わせたFe-Al異種金属材料の活用が期待されている一方で,その接合部において剥離強度である十字引張強さの低下が懸念されている.そこでFe-Al異種金属材料継手の接合強度向上に寄与する抵抗スポット溶接手法について開発を行った事例を紹介する.

吉田 準史

音を下げる。そして、音を活かす。

我々の周りには声や楽器、飛行機の音など様々な音があります。同じ音でも心地よい音もあれば騒音もあります。製品音は騒音と捉えられやすい音ですが時には、製品の状態を知る有効な手がかりになります。このことを踏まえ我々は製品音に着目し、その音全てを低減対象とせず、必要な成分と下げるべき成分に分別しようとしています。下げる音には、そのメカニズムを的確に把握する技術を構築しています。そして必要な音に対しては、その音を選び出し状態認知を手助けする方法も検討する等、音が持つ可能性を踏まえた技術開発を進めています。

谷口 浩成

筋萎縮と関節拘縮を予防する足関節多自由度運動装置

筋萎縮と関節拘縮の予防には,関節可動域(ROM)訓練や筋肉や腱のストレッチなどによって,対象の部位を動かすことが重要である.このような運動は,理学療法士などの介助者によって実施され,患者に合わせて複数の動作を実施する.本研究は,独自に開発した空気圧ソフトアクチュエータを用いることで,足関節のROM訓練やストレッチ運動など多様な動作を実現できるリハビリテーションシステムの開発である.本アクチュエータの柔軟性を利用することで,患者に対して安全で予防に必要な多様な動作を提供できる点が特長である.

平山 亮

ディスプレイから音が聞こえるデジタルサイネージシステム

公共施設や店舗等で使うデジタルサイネージ(電子看板)の音響提示技術である。従来の電子看板ではパネル周辺にスピーカーを埋め込んでいたため、音が放射状に広がり、周囲に音漏れして迷惑をかけることがあり、また、音響の臨場感が不足していた。本技術では超指向性パラメトリックスピーカーを天井等に設置しパネル面に反射させて利用者の耳に届けることで、周囲への音漏れがなく、パネルそのものから音が出ていると感じさせるデジタルサイネージシステムを実現した。

長谷川 尊之

テラヘルツ波放射の制御に向けた計測システム開発と放射機構解明

近年、光と電波の性質を兼ね備えたテラヘルツ領域電磁波(テラヘルツ波)が、さまざまな分野で役立つことから注目を集めています。テラヘルツ波は超短光パルスを半導体結晶に照射すると発生させることができます。その発生特性は、電子や原子の状態の超高速な時間変化を反映します。よって、それらの時間変化を制御することができれば、発生するテラヘルツ波を制御できるようになります。本研究室では、独自の計測システムを駆使して電子・原子の超高速現象を調査し、テラヘルツ波放射機構の解明と放射特性の制御を目指しています。

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