片山研究室は「計算知能」「知的アルゴリズム」「数理最適化」を中心とした、以下の「基礎キーワード」を含む内容について、効率的なアルゴリズムの開発と評価に関する研究を進めています。さらに、それらキーワードの発展・応用として「応用キーワード」を中心に実社会へ応用する研究も行っています。
基礎キーワード
- 「計算知能」：ソフトコンピューティング、進化計算、機械学習、ディープラーニング、分類、予測、クラスタリング
- 「知的アルゴリズム」：メタ戦略、局所探索、進化計算、遺伝的アルゴリズム、Memeticアルゴリズム、アニーリング法、反復局所探索法、タブーサーチ、アントコロニー最適化、PSO（粒子群最適化）、渡り鳥最適化、カッコウサーチ
- 「数理最適化」：スケジューリング問題、巡回セールスマン問題、二次割当問題、バイナリーニ次計画問題、ノード配置問題、グラフ彩色問題、最大クリーク問題、最大独立集合問題、グラフ分割問題、重み付き制約充足問題、配送計画問題、施設配置問題、p-メディアン問題、p-センター問題
応用キーワード
- スマートモビリティ、ドローン、eVTOL、配送計画、廃棄物収集、観光案内
- スマートファクトリー、生産スケジューリング、ロボカップ、人狼知能、知的システム
- 画像認識・物体検出システム、識別・時系列予測システム、獣害対策システム、避難計画システム、学習支援システム
応用研究
片山研究室で取り組んでいる応用研究として「スマートモビリティ」「生産スケジューリング」「ゲームAI」「災害・避難計画」「鳥獣認識・検出」「スマート情報システム」に関する研究について紹介します。
スマート モビリティ
Mobility
自動運転・スマートモビリティ社会に向けて、物流業を中心に大きな期待が寄せられています。当研究室では、ドローン（eVTOL等）を併用した次世代の宅配便・配送計画、各種モビリティルートの最適化、交通不便地域などにおけるステーション配置などに関する研究を進めています。
- ドローン（eVTOL等）とトラック連携
- モビリティルート・スケジューリング最適化
- 交通不便地域におけるステーション配置・ルート最適化
生産スケジューリング
Scheduling
AIやIoTにもとづく技術を活用して製造プロセスを自動化・最適化し、コスト削減、生産性・品質を向上させるスマートファクトリーが注目されています。当研究室では、飲料やアパレル業をはじめ、製造業における各種制約を考慮し高品質なスケジューリング結果を得る、効率的なアルゴリズム・システムの開発研究を進めています。
- 飲料などの充填段替え時間・納期遅れ時間最小化
- アパレル・製造業などの生産スケジューリング最適化
- フローショップ・ジョブショップ・多目的最適化
ゲームAI
Game AI
チェス、将棋、囲碁などの完全情報ゲームに対しては人間の能力を凌駕するまでにゲームAIの研究は発展しました。ポーカーや麻雀、人狼ゲームなどは不完全情報ゲームと呼ばれ、現在、チャレンジングな研究対象になっています。当研究室では、不完全情報ゲームを中心にしたゲームAI・エージェントの研究を進めています。
- 人狼知能 / 不完全情報ゲーム
- エージェント開発
- ベイズ推定 / 機械学習
災害・避難計画
Evacuation Planning
地震大国である日本においては津波の対策を含めた避難計画が重要視されています。予想される南海トラフ地震などの発生に備え、特に太平洋沿岸地域においては、津波タワーなどの建設が急務となっています。当研究室では、適切な避難場所や津波タワーなどの建設場所の選定支援などに関する研究を進めています。
- 避難経路 / 避難場所の指定支援
- 津波タワーなどの建設場所の選定支援
- 避難許容人数 / 避難距離の最適化
鳥獣認識・検出
Recognition / Detection
猪や熊などがあらわれたとのニュースをよく耳にします。農作物やロードキル・レールキル・バードストライクなどの、野生動物による被害が大きな社会問題となっています。当研究室では、ディープラーニングにもとづく野生動物認識・検出システムの開発を進めています。
- 野生動物（猪・鹿など）の認識・検出
- 夜間時の認識・検出
- 個体数カウント / 各種識別システム
スマート情報システム
Smart Information System
計算知能、機械学習、最適化にもとづく知的なアルゴリズム・システムとして、Webアプリケーションをはじめ、学習支援や自治体向け支援などのスマート情報システムの開発を進めています。
- スマート・Webアプリケーションシステム
- 最適化・配置計画・観光支援・学習支援システム
- 予測システム / 自治体向け支援システム
