ヒューリスティックアルゴリズムに基づく模型飛行機の進化的設計

Evolutionary Structure Design of an Model Airplane using a Heuristic Algorithm

ここでは,進化的アルゴリズムに分類される遺伝的アルゴリズム(GA)及び遺伝的プログラミング(GP)の実装を行い,組み合わせ問題等最適化問題の設定とその解の探索を試みた.また作成した各アルゴリズムのフレームワークを用いて,模型飛行機の自動設計ソフトウェア等の最適化ソフトウェアを制作した.
 現代の戦闘機の設計などにおいては,翼状や機体形状,エンジン数による運動性能の向上と同時に,レーダー反射断面積を最小にするようなステルス性能を確保するといったような,複数の制約条件を満たす上で評価値が最大になるような設計・開発が主流となっている.

進化的アルゴリズムとは生物の進化過程を模倣して,染色体(chromosome)を模した数値配列を評価(evaluate),選択(selection),交叉(crossover),突然変異(mutate)させ,適応度(fitness)の高い個体を得てさらに世代交代させていくことで解を探索するものである.C#を用いて遺伝的アルゴリズム及び遺伝的プログラミングのフレームワークと各アプリケーションを実装した.機体形状の遺伝子情報を持つ個体をフライトシミュレータを用いて滞空時間で評価し,進化させながら最良の機体を得る.

機体形状の遺伝子情報:
・主翼形状
(直線/楕円),主翼展開長,翼根翼弦長,翼端翼弦長,前縁後退長,上反角
・水平垂直尾翼形状(直線/楕円),尾翼展開長,翼根翼弦長,翼端翼弦長,前縁後退長,上反角

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発表論文他

査読付き英語論文・日本語論文・発表・展示会
西田惇,"進化的アルゴリズムを用いた工学的最適化問題の設定と解の探索",リサーチフェスタ,2012
* 金賞