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金光 秀雄
カネミツ ヒデオ/KANEMITSU Hideo
 
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基本情報
所  属函館校
職  名教授
所属講座技術教育
電話(D・I)
学位
1. 1980/03 学士(工学)(北海道大学)
2. 1982/03 修士(工学)(北海道大学)
3. 2011/03/24 博士(情報科学)(北海道大学大学院)
所属学会
1. 2001/01~2013/12 SIAM
2. 1995/05~2017/08 システム制御情報学会
3. 1990~2018/03 日本応用数理学会
4. 情報処理学会
5. 電子情報通信学会
6. 日本オペレーションズリサーチ学会
委員会・協会等
1. 2016/04/01~ 北海道教育大学附属函館中学校 校長
2. 2014/04/01~2016/03/31 函館校キャリアセンター センター長
3. 2010/04/01~2014/03/31 全学入学試験委員会 委員
4. 2010/04/01~2014/03/31 函館校 入学試験委員会 副委員長
5. 2010/04/01~2012/03/31 函館校 情報システム管理委員会 委員
6. 2005/04/01~ 函館地域産業振興財団技術審査委員会 委員
7. 1993/10~1993/12 北海道教育大学キャンパス情報ネットワーク仕様策定委員会 委員長
8. 1990/04/01~1998/03/31 北海道大学大型計算機センター 連絡所責任者
9. 1989/04/01~1992/03/31 函館校 総合科学課程 情報科学コース コース主任
現在の専門分野
  数理情報学, 計算科学, 社会システム工学・安全システム, 自然災害科学・防災学
情報処理学, オペレーションズリサーチ, システム数理科学
(キーワード:最適化手法、最適化理論、アルゴリズム、数値解析、最適化理論の応用,アルゴリズムの応用) 
研究テーマ
1. 2014~  最適化理論の応用  個人研究 
2. 1989/03~  最適化手法  国内共同研究 
3. 1989/03~  最適化理論  国内共同研究 
研究内容
「非線形連続関数をある制約条件の下で最(極)小・(最(極)大)化する解を求める」という最適化問題において,そのアルゴリズムと理論に関する研究を行っています.最適化問題においては,最適解(最(極)小・(最(極)大)が一つの単峰関数の場合と最適解が複数の多峰関数では,アルゴリズムの構成が大きく異なってきます.また,これまでは「最適解が一つの場合は単峰関数」や「最適解が複数の場合は多峰関数」という認識であったため,関数に平坦な領域をもつ(この場合連結な連続無限個の最適解がある)関数について十分検討されていませんでした.そのため,多峰関数は「複数の極小点をもつ関数である」であると考えられていたり「非凸な関数である」と考えられていました.しかし,従来の極小(大)点を点として捉える解概念では今野・山下「非線形計画法(1978)」の本の冒頭で「このような平坦な領域内部では極小点であり極大点でもあるといった矛盾が生じる」という問題点は解消されてきませんした.このように,最適化問題の解概念という根本的な問題について長い間検討されておらず,また多峰関数の数学的な定義も提示されてきませんでした.一方,1980年代後半からは「(メタ)ヒューリスティック」の枠組みで SA, GA, PSO, DE など,それぞれのアルゴリズム固有のパラメータ調整によるアルゴリズムが数多く提案され,その挙動や実問題に対して多くの成果が得られています.しかし,これらの手法はそれぞれの手法固有のパラメータ調整により最適解を求めるのが基本で,最適解を見出す理論的保証のあるアルゴリズムは提案できていないのが現状です.
 本研究では,まずこのような解概念(極大・極小などの特異点や平坦な領域)に関して抱えていた極めて基本的な問題に対し,まず従来の極小(大)点の近傍による関数値の大小関係の比較による定義ではなく,関数値のレベルの集合による定義により,この矛盾を解消する定義に成功しました.この過程から,極小(大)「点」ではないという意味も込めてこれを「極小(大)値集合」と名付けました(高校数学の関数の増減表に平坦「ー」な領域を明示した関数の把握になります).このような解概念(つまり極大・極小ではなく平坦な領域も考慮した極小値集合・極大値集合)に基づく多峰関数や単峰関数の定義・性質等の数理構造を明らかにし,その性質を利用して最適解を見出す保証のあるアルゴリズムを構成する方針で研究しています.また,「極小単峰列関数」・「周期単峰関数」・「積に関して変数分離関数」などの特別な構造をもつ多峰関数を新たに定義し,その数理構造(分類・性質・定理など)の究明やその特殊構造を利用した効率的かつ解を見出す保証のあるアルゴリズムの構成について研究も行っています.
 最近は,擬レベル集合の新定義やこのレベル集合による実多変数関数の「特異値集合」として「鞍値集合」(鞍点概念の平坦版)の定義・分類に成功し,これの定義を用いて多峰関数をより深く解明できる道筋が見えてきました.さらに,一変数連続多峰関数の数理構造を解明しつつ,この関数の複数実根を見出す理論的な保証のあるアルゴリズムを提案しています.
卒業研究等では,「アルゴリズムと(または)最適化」応用の観点から「経路探索法」「(多峰)時系列解析」「情報セキュリティとその応用」「観光情報システム」「数理地形学」「防災情報」のキーワードで研究をおこなっています.
担当講義
[学部] 情報機器の操作,アカデミックスキル,情報数学,数学基礎,発展外国語,計算機システム論,アルゴリズムとデータ構造,システム設計,システム最適化法,数値情報処理など
[大学院] 情報基礎特論、情報基礎特別演習など
著書、学術論文
1. 論文  附属函館中学校のICT活用教育と小学校・幼稚園との連携 ---これまでの取組を中心に---  (共著)  2019/03
2. 論文  非線形方程式における問題の分類と解の数理構造  (単著)  2019/01
3. 論文  A new definition of saddle value set and classifications of objective functions in continuous optimization problems  (単著)  2018/09
4. 論文  1変数の連続多峰解析と離散多峰解析について(1)  (単著)  2018/08
5. 論文  多点局所探索に基づく大域的最適化アルゴリズム (2)
-上下限制約付き連続最適化問題における直線探索法と局所探索法の検討-  (単著)  2018/08
6. 論文  Modified inductive search and its convergence for solving global optimization problems  (単著)  2018/01
7. 論文  Finding All Local Optima and All Real Roots without Derivatives using Mathematical Structures of Univariate Continuous Functions on an Interval  (単著)  2017/12
8. 論文  Modified Inductive Search for Solving Global Optimization Problems  (単著)  2016/11
9. 論文  Deterministic Inductive Search for Solving Global Optimization Problems  (単著)  2016/03
10. 論文  連続最適化問題における凸集合上の多峰関数の数理構造(1)
-鞍値集合の新定義と多峰関数の基本数理構造-  (単著)  2015/11
全件表示(49件)
公開・取得特許
1. 1987/12 同期信号発生装置 (62-291069)
2. 1986/06 データ伝送装置 (61-128676)
3. 1986/06 データ伝送装置 (61-128678)
4. 1986/06 送信装置 (61-128677)
5. 通信制御システム (58-181002)
6. 1981/01 タイマ制御装置 (61-14043)
学会発表・講演
1. 2019/01 非線形方程式における問題の分類と解の数理構造(電子情報通信学会、非線形問題研究会)
2. 2018/11 附属函館中学校のICT活用教育と小学校・幼稚園との連携 ---これまでの取組を中心に---(日本産業技術教育学会北海道支部大会)
3. 2018/08 1変数の連続多峰解析と離散多峰解析について(1)(電子情報通信学会、非線形問題研究会)
4. 2017/07 A New Definition of Saddle Value Set and Classifications of Objective Functions in Continuous Optimization Problem(2017 Nonliner Analysis and Convex Analysis (NACA2017) Hokkaido)
5. 2016/11 Modified Inductive Search for Solving Global Optimization Problems(2016 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA'2016))
6. 2016/03 Deterministic Inductive Search for Solving Global Optimization Problems(電子情報通信学会、非線形問題研究会)
7. 2015/09 レベル集合による連続最適化問題における多峰関数の基本数理構造(日本オペレーションズ・リサーチ学会, 秋期研究発表会)
8. 2015/07 凸集合上の連続関数の数理構造とその応用(1) ---区間上で有限個の局小点をもつ1変数連続関数の数理構造と全局小(大)点・全根探索への応用---(電子情報通信学会、非線形問題研究会)
9. 2014/11 連続多峰解析と離散多峰解析について(2)(日本産業技術教育学会北海道支部会)
10. 2014/08 レベル集合による連続最適化問題の最適解表現と多峰関数の基本数理構造(日本オペレーションズ・リサーチ学会 秋期研究発表会)
全件表示(40件)
外部補助金等
1. 2019/04~2021/03  幼児期の「プログラミング的思考」を育成する「表現遊び」題材の開発と実践  (基盤研究(C))
2. 2014/02~2015/03  国際シンポジウム NOLTA2014 への参加・研究発表  (大学等の教員が行う海外の学会への参加、視察等)
3. 2012/02~2013/03  国際シンポジウム NOLTA2012 への参加・研究発表  (大学等の教員が行う海外の学会への参加、視察等)
職歴
1. 1982/04~1989/02 松下電器産業株式会社 技術本部 その他(教員以外)
2. 1986/04~1989/02 通産省工業技術院 大型プロジェクト「電子計算機相互運用データベースシステム」 研究員
3. 1989/03~1991/03 北海道教育大学 講師
4. 1991/04~2005/05 北海道教育大学 助教授
5. 1996/04~2005/05 北海道教育大学 大学院 助教授
6. 2005/06~ 北海道教育大学 教授
7. 2005/06~ 北海道教育大学大学院 教授
8. 2016/04~ 北海道教育大学附属函館中学校 校長
社会における活動
1. 2009/10 NOLTA '2009 の国際会議で座長を務めた.
2. 2002/10 NOLTA'2002 の国際会議で座長を務めた.
3. 2001/01 International ISC Congress on Computational Intelligence で,レフェリーを務めた.
4. 1992/08 情報社会と文化というテーマのもと,情報発達の仕組みというサブテーマで,江差町障害教育センターで講演した.
5. 1989/03 情報ネットワークの通信制御方式というテーマで,北海道大学工学部で講演した.
051010200093E_1.jpg 大沼公園・小沼での夕暮れ時です。この水面が現在の研究の主要な道具立てとなる連結レベル集合(水面のレベル130m)となります.ちなみに,大沼と小沼は連結(両者の水面がつながっている)しています.
051010200093E_2.jpg 弘前公園の桜です。高校時代に写真の中央にある岩木山を形(3峰)を数式で表現し,その形状を当時の数学の先生のお願いしてコンピュータ(プログラム電卓)で確認したのが,現在の研究分野(数理情報工学)の原点だったと思います.因みに,写真左側から鳥海山(1502m),岩木山(1625m),巌鬼山(1420m)で,どの方向からみたらこの3峰の形状が明確になるか?についての検討も行っています.
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