私のブックマーク「進化的計算」

阪南大学経営情報学部
筒井茂義
tsutsui@hannan-u.ac.jp

１．はじめに

　遺伝的アルゴリズム(GA)，遺伝的プログラミング(GP)，進化戦略(ES)，進化プ ログラミング(EP)など進化的計算の歴史は意外と古い．例えば，D.B.Fogel (Ed) "Evolutionary Computation The Fossil Record", IEEE Press (1998) のpp.87- 94 に紹介されている，Fraser, A.S.: "Simulation of Genetic Systems by Automatic Digital Computers" (1957) では，当時のディジタルコンピュータ "SILLIAC" を用いて，遺伝子型としてバイナリ表現を用いた個体進化のプロセス のモデリングとそのシミュレーションの研究が行われている．ここでは既にGAの ベースとなるオペレータなどが試みられている．GAについていえば，Holland, J. H.: "Adaptation in Natural and Aritificial System", The University of Michigan Press (1975)により，ほとんどその基礎が作られたといってよい．ES では，Rechenberg, I.やSchwefel, H.-P.の研究が1960年代にすでに発表されて いる．
　GAが広く知られるようになったのは，1989年に発行された Golberg, D. E.: "Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning", Addison-Wesley の貢献が大きい．ところで，Godberg から直接聞いた話である が，この出版時点で同氏はESの存在を知らなかったとのことである．1990年代に なり，それぞれの独立した「島」で進化して来た手法が互いに遭遇し，相互交流が 始まったといえる．また，「進化的計算」としてのコミュニティが認知されれるよ うになった．
　これにより，GA/ES/EPといった区別自体の意味合いは薄れているが，歴史的経 緯により，用語上使い分けられている．多くの研究者の「参入」により，活発な研 究が行われ，同時に多くの国際会議が開かれるようになった．1990年代後半から は，本格的な実用のステージに入っている．今後は，進化ロボット，バイオロジ カル応用，進化ハードウェア，進化的スケジューリング，金融・経済への応用と いった，応用分野別での研究区分やそれぞれの分野における新しいスキームの提 案が重要になってくると思われる．
　さて，以下では，進化的計算に関する，ジャーナルや書籍シリーズ，国際会 議，研究グループ等による重要な情報源，最近の話題としてのEDAsなどを紹介し たい．

２．主要ジャーナル，書籍シリーズ

３．主要国際会議

４．関連分野の国際会議

　３．では，進化的計算の主要な国際会議を紹介したが，個別の分野に特化した 国際会議も多く開催されている．また，情報処理関係の国際会議で進化的計算の セッションが組まれる．ここでは，その一部を紹介する．

５．有用な研究情報のサイト

　進化的計算の研究に有用な情報が得られるサイトは非常に多くある．ここでは その一部を紹介したい．多くの情報は，下記のサイトから辿ることができる．

６．EDAs (Estimation of Distribution Algorithms)

　近年，EDAs（Estimation of Distribution Algorithms；分布推定アルゴリズ ム）が進化的計算の新しいフレームワークとして注目されている（EDAs の名称 に関しては，分布推定法の方式に関するアルゴリズムと誤解されやすいので，適 切と思えないが，名称は既に定着してしまった）．EDAsは，集団で探索するとい う意味で従来のGAやESと同じであるが，交叉や突然変異といった遺伝的オペレー タは使われない．選択オペレータによって選ばれた個体の分布状況に注目する． 個体分布密度が高いところは有望な探索領域と考える．この領域により多くの子 個体を生成する．このために，集団の個体分布状況を確率モデルを用いて推定を 行う．推定された確率モデルに基づいて，次世代の子個体を生成する．
　分布推定法には，変数ごとに独立に推定を行う周辺分布モデルから，変数間の 絡みを考慮する複雑なモデルを用いる手法が考えられ，また，パラメトリック法 ／ノン・パラメトリック法など，各種のモデル構築手法が提案されている．以下 では，EDAsに関する研究論文が収集できる代表的な研究グループのサイトを紹介 する．なお，先に紹介したIlliGALでも，EDAsに関する先駆的な研究ので あるCompact GA (cGA), Extended Compact GA (ECGA), Bayesian Optimization Algorithm (BOA) などの論文を入手できる．なお，EDAsに関しては，本学会誌で も，Vol.18,No.5（2003年9月）に特集「遺伝的アルゴリズムの発展」で紹介されて いるので，参照されたい．

７．むすび

　進化的計算の歴史を振り返ってみると，明らかに計算機の進歩とともに進んで いる．過去の研究者が既に着想していても当時の計算機の能力ではできなかった 研究や実用的応用が可能になってきた．この意味から，計算機のパワーに依存す るだけではない新しい着想の研究が求められているように思える．
　しかし一方，計算機の性能の向上や並列計算機技術の進歩，さらには高速イン ターネットの実用化などは，従来の発想を超えさせるエンジンにもなっているの も事実である．経営経済，バイオインフォマティクス，ロボットなど，進化的計 算の発想は多くの展開分野があり，ブレークスルーの研究がなされている．たと えば，U-Mart プロジェクトやロボカップなどがあげられる．このような研究活 動の情報については，今後の号での紹介に期待したい．
　以上，進化的計算関連の主なサイトを紹介したが，筆者のリック集 http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/internet.html をベースにしているので，重要なリンク先が見落とされるとも思われ，また，進 化的計算全般を網羅しているわけではないことを最後におことわりしておかねば ならない．