2026/03/05 更新

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イシザキ　タカユキ
石﨑　孝幸
ISHIZAKI TAKAYUKI
所属
工学院 准教授
職名
准教授
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News & Topics

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研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 制御、システム工学

論文

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MISC

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 物理と情報を融合した次世代電力系統のデータ適応型分散制御理論

    研究課題/領域番号：24K07534  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    石崎 孝幸

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

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  • マルチエージェント最適化の数理基盤

    研究課題/領域番号：20H00587  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    東藤 大樹, 藤田 桂英, 畑 秀明, 石崎 孝幸, 河村 彰星

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    配分額：44850000円 （ 直接経費：34500000円 、 間接経費：10350000円 ）

    2021年度は主に，金銭の介在しないマルチエージェントシステムのための，公平性を考慮した資源配分に関する研究を推進した．本年度の研究業績としては，査読あり論文７件（うち国際共著３件），学会発表２１件（うち招待講演４件，さらにそのうち２件は国際会議における招待講演）がある．また，香港城市大学（中国）・ニューサウスウェールズ大学（オーストラリア）・バーイラン大学（イスラエル）・チューリッヒ大学（スイス）との国際共同研究を遂行した．
    学校選択制や研修医配属に応用可能なマッチング理論に関しては，エージェントの集合に関する公平性（fairness among groups）を満足するマッチングアルゴリズムを提案した．本研究成果は，2021年度開催の，人工知能分野で最難関の国際会議IJCAI-21にて報告された．また，上記研究から着想を得て，エージェントの選好（好み）が完全には観測できないモデルを新たに考慮し，このモデルのもとで安定なマッチングを求めるアルゴリズムを提案した．本研究成果は，意思決定理論に関する新興国際会議 ADT-2021 で報告された
    一方，マルチエージェントのための合意形成理論として，選好に関する虚偽表明や，複数の名義を用いる不正行為に頑健なアルゴリズムの設計にも取り組んだ．具体的には，不正に頑健なアルゴリズムを設計したほか，そのようなアルゴリズムが設計可能であるための必要条件を，合意形成空間の形状（グラフ構造）に関して与えた．本研究成果は，マルチエージェントシステム分野で最も権威ある国際論文誌 Autonomous Agents and Multi-Agent Systems より出版された．

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  • 次世代道路交通システムのためのグローカル交通流制御

    研究課題/領域番号：18H03774  2018年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    井村 順一, 石崎 孝幸, 早川 朋久, KAMAL MD・ABDUS・SAMAD

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    配分額：44200000円 （ 直接経費：34000000円 、 間接経費：10200000円 ）

    本年度は，①都市交通流モデルの基礎的な数理モデルの構築，②制御系設計の基礎理論の構築，および，③数値シミュレーションのためのプラットフォームの枠組みの構築を行った。具体的にはつぎのとおりである。
    ①．道路交通システムにおけるミクロからマクロまでの振る舞いの間の相互作用を考慮した数理モデルの構築に向けて，まずは道路交通システムのマクロモデルの構築のための数値シミュレーションによる検討を実行した結果，多次元マクロスコピック基本図を提案した。これまでも通常の車両速度と車両台数の特性を表現する数理モデルである基本図をマクロな状態に拡張したマクロスコピック基本図が提案されていた。しかし，基本図が示す関係性のばらつきが大きく訂正的な傾向を示すものにすぎなかった。本提案では，入力となる要因を多次元化することで，これまであいまいとされてきた台数と車両速度との関係が超平面として表現できることを示した。
    ②．１つの交差点における信号機と車両群の相互作用を考慮した制御問題に着目し，さらに人間による車両と自動運転車が混在する場合でも最適に協調制御する手法を見出した。これにより１つの交差点に関する信号機ー車両間の最適制御の基礎理論を構築した。
    また，より実用性を考慮するためにアップダウンする状況での車両制御について基礎理論を構築した。
    ③．VISSIMを用いた数値シミュレーションプラットフォームの基礎を構築し，１のマクロ交通流の解析のために利用し，最終的に１で述べたように多次元マクロスコピック基本図という新しい概念を導出することに成功した。

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  • 大規模ネットワークシステムに対するレトロフィット制御理論の構築

    研究課題/領域番号：18K13774  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    石崎 孝幸

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究では，社会インフラシステムなどに代表される，段階的に増改築されていくネットワークシステムに対して，その持続的発展を可能にするシステム制御理論の構築を行う．より具体的には，申請者がこれまでに開発してきた，コントローラレトロフィット手法（コントローラの分散的な増改築手法）に関する理論を基盤として，分散制御系を構成するコントローラやサブシステムを局所的に改変・拡張することによって，安定性や可制御性など，大局的なシステム特性や制御性能を段階的に改善するためのレトロフィット制御理論を構築することを目指している．
    本年度では，電力システムなどに代表される大規模システムが将来的に進化的な発展をしていくことを前提にして，レトロフィット制御理論をもとに設計された局所コントローラの制御性能が，システムの将来な変動に対してどの程度ロバストに保持されるのかについて，定量的な指標を導入しその数値的な解析を行った．この解析により，制御の対象とするサブシステム以外のサブシステム群の変化に対して，どの程度局所制御器の設計を分離して考えられるか，すなわち，制御器設計の局所化に対する定量的な評価を与えている．この局所化可能性指標は注目しているサブシステムのモデル情報のみから評価可能であるという特長ももつ．この解析に加えて，レトロフィット制御理論を活用し，太陽光発電が導入された電力システムに対して系統安定度を向上する新たなプラグイン型制御技術の開発を行っている．

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  • 超大規模複雑ネットワーク系の制御のための基本原理

    研究課題/領域番号：26249062  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    井村 順一, 早川 朋久, 石﨑 孝幸, 井上 正樹, 鈴木 雅康, Kamal Md. Abdus Samad

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    配分額：41080000円 （ 直接経費：31600000円 、 間接経費：9480000円 ）

    本研究では，超大規模複雑ネットワーク系の制御のための数理モデリングに関する研究を展開してきた．特に，制御にとって必要なその可制御性の本質を抽出したモデリング手法，および，その低次元化手法を構築してきた．また，その知見をもとに，実用的な視点から，交通ネットワーク，バイオネットワークを研究対象として注目し，相互作用に着目した新しいモデリング手法や状態推定などについて個々の対象に特化した手法を開発した．

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  • 大規模ネットワークシステムに対する階層分散制御

    研究課題/領域番号：26820165  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    石崎 孝幸

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    近年，計算・通信技術の発達により，工学が扱う対象は飛躍的に大規模化している．このような背景のもと，電力ネットワークに代表される大規模システムを系統的にとり扱うための解析・制御手法開発の重要性は，今後とも日増しに高まることが予想される．
    本研究では，モデル低次元化手法を応用することによって，ネットワークを構成するサブシステムの相互干渉情報を効率よく抽出し，その情報を処理する動的補償器と個々のサブシステムを制御する分散制御器が階層的に接続された制御系を設計している．このようにして得られる分散制御系は，従来の集中的な制御系と比較して，少ない計算・通信コストにより実装が可能となる．

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  • 大規模・複雑動的ネットワークシステムの解析と制御

    研究課題/領域番号：11J09451  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    石崎 孝幸

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    配分額：1300000円 （ 直接経費：1300000円 ）

    当該年度における研究では,前年度における動的システムの低次元化手法の一般化として,一般化特異摂動近似に基づく低次元化手法を提案した.ここで,一般化特異摂動近似とは,従来までの状態空間の射影による低次元化を一般化した概念であることが知られている.特に,本手法では,システムの受動性などに代表されるシステムのもつ物理的な性質を保存しながら,任意に与えられた近似精度を満たす低次元モデルを系統的に設計することが可能である.本研究成果は理論的な側面だけでなく,応用的な側面からもその発展性が期待される.
    さらに,この一般化特異摂動近似に基づく低次元化手法を,システムのネットワーク構造を保存する場合へと拡張することにより,受動的な分散制御系に対する制御器の低次元化問題に対して,有効な解を与えた.一般に,このような分散的な制御器に対して,所望の誤差精度を満たす低次元化近似を系統的に行うことは,非常に難しいことが知られている.一方で,本研究では,ネットワーク化されたシステム全体の受動性を保存することを切り口として,この問題への有効なアプローチを示したという点で,高い新規性をもつ.
    これらの研究成果により,制御器との相互作用構造を含む,対象とするシステムが有する物理的な構造を適切に保存した低次元モデルが得られるため,ネットワーク化された動的システムに対する統一的な解析および制御に役立つ基礎的な理論として,その応用可能性の高さが期待される.

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