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J-GLOBAL ID：202202237055445234   整理番号：22A1086665

平均コストを持つスイッチブール制御ネットワークの無限水平最適制御:効率的なグラフ理論的手法【JST・京大機械翻訳】

Infinite-Horizon Optimal Control of Switched Boolean Control Networks With Average Cost: An Efficient Graph-Theoretical Approach

著者 (5件)： Gao Shuhua (Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, Singapore) ,  Sun Changkai (Research and Educational Center for the Control Engineering of Translational Precision Medicine, School of Biomedical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, China) ,  Xiang Cheng (Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, Singapore) ,  Qin Kairong (School of Optoelectronic Engineering and Instrumentation Science, Dalian University of Technology, Dalian, China) ,  Lee Tong Heng (Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, Singapore)
資料名： IEEE Transactions on Cybernetics  (IEEE Transactions on Cybernetics)
巻： 52  号： 4  ページ： 2314-2328  発行年： 2022年 
JST資料番号： W0791A  ISSN： 2168-2267  CODEN： ITCEB8  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,平均コスト基準を持つスイッチブール制御ネットワークに対する無限水平最適制御(IHOC)問題を検討した。この問題の主な課題は,大規模ネットワークを扱うとき,禁止的に高い計算コストである。新しいグラフ理論の観点からより効率的なアプローチを開発することを試みた。最初に,最適状態遷移グラフ(OSTG)と呼ばれる加重有向グラフ構造を確立し,そのエッジは,与えられた初期状態から様々な制約を受ける状態間の各許容状態遷移に対する最適動作を符号化する。次に,OSTGにおける最小平均サイクル(MMC)問題へのIHOC問題を低減した。最後に,グラフ理論におけるKarpのアルゴリズムに頼ることで特定のMMCを迅速に発見できるアルゴリズムを開発し,状態フィードバックに基づく最適スイッチング制御則を構築した。時間複雑性解析は,このアルゴリズムが,まだ指数関数的時間で実行しているにもかかわらず,時間効率に関してすべての既存の方法より優れていることを示した。白血病における16状態-3-入力信号ネットワークをベンチマークとして用いてその有効性を試験した。結果は,提案したグラフ理論的アプローチがはるかに計算的に効率的であり,走行時間を劇的に減らすことができることを示す:それは既存の方法より数百倍または数千倍高速に走る。アルゴリズムのPython実装はhttps://github.com/ShuhuaGao/sbcn_mmcで利用可能である。Copyright 2022 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アルゴリズム ,  *グラフ理論 ,  最適制御 ,  *ネットワーク ,  有向グラフ ,  指数関数 ,  白血病 ,  走行時間 ,  移動 ,  有効性 ,  ベンチマーク
準シソーラス用語： 複雑性 ,  初期状態 ,  計算コスト ,  大規模ネットワーク ,  状態遷移 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 人工知能  (JE08000Z) ,  パターン認識  (JE07000S)

タイトルに関連する用語 (6件)： 平均 ,  制御ネットワーク ,  無限 ,  最適制御 ,  グラフ理論 ,  手法