システム制御工学シリーズ 22 マルチエージェントシステムの制御

システム制御工学シリーズ 22

マルチエージェントシステムの制御

東俊一京大教授博士（工学）編著
永原正章広島大教授博士（情報学）編著
石井秀明東大教授 Ph.D. 著
林直樹阪大准教授博士（工学）著
桜間一徳阪大教授博士（情報学）著
畑中健志東工大教授博士（情報学）著

マルチエージェントシステムをシステム制御の視点から体系的にまとめた一冊。

ジャンル

発行年月日: 2015/09/18

判型: A5

ページ数: 232ページ

ISBN: 978-4-339-03322-9

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計測自動制御学会賞著述賞を受賞いたしました。

内容紹介
目次
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複数のエージェントの局所的な相互作用をもとに大域的な機能を発現するシステムをマルチエージェントシステムと呼ぶ。本書では，このシステムの制御理論を体系的にまとめ，基礎的な概念と研究成果を初学者向けに紹介している。

1. 序論
　1.1 マルチエージェントシステムとは
　1.2 動物の協調行動モデル：ボイド
　1.3 ビークル群の協調制御
　1.4 センサネットワーク
　1.5 エージェント間の情報交換
　1.6 ネットワーク構造のモデル化
　1.7 関連分野におけるマルチエージェントシステム

2. 数学的基礎
　2.1 線形代数の基礎
　　2.1.1 有限次元実ベクトル空間と行列
　　2.1.2 行列の固有値
　　2.1.3 行列指数関数
　2.2 代数的グラフ理論
　　2.2.1 グラフ
　　2.2.2 グラフの演算
　　2.2.3 グラフラプラシアン
　　2.2.4 ペロン行列
　　2.2.5 重み付きグラフの場合
演習問題

3. 合意制御
　3.1 合意問題
　　3.1.1 ネットワークと分散制御器
　　3.1.2 合意の定義と種類
　3.2 連続時間システムの合意制御
　　3.2.1 合意を達成するための分散制御器
　　3.2.2 無向グラフの場合
　　3.2.3 一般のグラフの場合
　3.3 離散時間システムの合意制御.
　3.4 スイッチングネットワークにおける合意制御
　　3.4.1 離散時間システムの場合
　　3.4.2 連続時間システムの場合
　演習問題

4. 被覆制御
　4.1 被覆問題
　4.2 ボロノイ図と勾配系
　　4.2.1 ボロノイ図
　　4.2.2 勾配系
　4.3 被覆制御
　演習問題

5. 分散最適化
　5.1 分散最適化問題と扱われる最適化問題の例
　5.2 最適化の基礎
　　5.2.1 劣勾配法
　　5.2.2 双対問題と劣勾配法による解法
　5.3 双対分解による分散最適化
　　5.3.1 問題設定
　　5.3.2 双対分解による分散最適化
　5.4 合意制御による分散最適化
　　5.4.1 問題設定
　　5.4.2 制約無し問題の場合
　　5.4.3 制約付き問題の場合
　演習問題

付録
　A.1 動的システムの安定性
　　A.1.1 リアプノフ安定性
　　A.1.2 ラサールの不変性原理
　A.2 定理と補題の証明
　　A.2.1 定理 2.21 の (i) の証明と (ii) の必要性の証明
　　A.2.2 定理 2.29 の必要性の証明
　　A.2.3 定理 2.30 の証明
　　A.2.4 定理 3.1 (iii) の証明
　　A.2.5 定理 3.2 (iii) の証明
　　A.2.6 補題 4.4 の証明
　　A.2.7 定理 5.6 の証明
　　A.2.8 補題 A.3 の証明
引用・参考文献
演習問題の解答
索引

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東俊一（アズマシュンイチ）

研究室

永原正章（ナガハラマサアキ）

愛媛県生まれ．
2003年，京都大学大学院情報学研究科博士課程修了．博士（情報学）．
京都大学助手，助教，講師を経て，2016年より北九州市立大学環境技術研究所教授．また，同年よりインド工科大学の客員教授を兼任．
専門分野は制御理論と機械学習．
IEEE制御システム部門より国際賞である Transition to Practice Award（2012年）および George S. Axelby Outstanding Paper Award（2018年）をそれぞれ受賞．そのほか，計測自動制御学会や電子情報通信学会の論文賞など，受賞多数．IEEEの上級会員 (Senior Member)．
著書に Sparsity Methods for Systems and Control (Now Publishers) や「スパースモデリング」（コロナ社），「マルチエージェントシステムの制御」（コロナ社，SICE著述賞受賞），「ネットワーク化制御」（コロナ社）などがある．

著作

: 線形システム同定の基礎 - 最小二乗推定と正則化の原理 -

: ネットワーク化制御

: スパースモデリング - 基礎から動的システムへの応用 -

: ハイブリッドシステムの制御

掲載日：2020/12/14

「計測と制御」2020年12月号広告

著者より
マルチエージェントシステムとは，複数のエージェントの局所的な相互作用をもとに大域的な機能を発現するシステムのことである．システム制御分野では，近年のスマートグリッド，自動運転，システムバイオロジなどへの関心を背景に，２０００年以降，最も重要な研究対象に成長してきている．

このような背景のもと，本書は，マルチエージェントシステムをシステム制御の視点から体系的にまとめた初の邦書として出版されたものであり，以下の特徴を有している．

１．マルチエージェントシステムの制御を，勉強してみたい，使ってみたい，研究してみたい，と思う読者のために「最初にこれだけは押さえておきたい事項」を厳選して解説．

２．システム制御分野において，マルチエージェントシステム研究の最前線にいる6人の若手研究者によって執筆．

３．本書を読み進めるにあたって必要となる数学や制御工学の知識を他の文献にゆずることなく，本書中に整理して記述．

本書は，システム制御の研究者の一助になることを期待している．