…ll1…ll1＝‖＝＝＝‖＝＝＝川仙Il＝＝＝＝＝＝‖＝＝＝‖＝＝＝‖＝＝＝‖＝＝＝‖‖‖＝‖‖川…ll……ll＝＝‖‖＝‖＝‖‖‖＝‖‖＝＝＝＝＝‖＝＝‖‖‖‖＝＝＝‖‖＝＝‖‖‖＝＝‖＝＝＝＝‖＝＝＝＝‖＝‖＝‖＝＝‖‖‖＝＝‖‖＝＝＝‖‖＝＝＝‖＝＝＝‖＝＝＝＝‖＝川……＝＝‖‖＝＝州〔日本OR学会第21国事例研究賞受賞作品〕

マルチエージェントシミュレーション：ABS
服部 正太，木村 希代十…l【…＝＝＝‖‖‖‖‖＝＝州…州【……lr‖‖＝＝＝‖‖＝‖‖‖＝＝＝‖＝＝‖＝＝＝＝‖＝＝＝‖＝＝＝‖‖＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝‖‖＝＝‖‖‖＝＝‖＝＝‖‖＝＝＝‖‖＝＝＝‖‖‖＝＝＝‖＝＝＝＝＝＝‖＝＝＝＝‖‖＝＝‖州l…＝＝‖‖＝＝＝‖＝＝＝‖‖＝＝‖‖‖＝＝＝‖＝＝＝‖‖‖州

による八Ⅰ二社会セミナーなどの啓発浦軌に努めるとと

1． はじめにもに，人′、；ご：，研究機問に無償で貸し州し，研究の一環

このたびは，「マルチエージェントシミュレーショとして利川されることを期待しております．現在，こンシステム：ABSシステム」に対して，′、r会より第のシステムを利川いただいている人′、アニ研究機問は60

211叶車例研究′托を授／j一していただき，まことにあり校に空っております．また本年6ノーには，各人′、；：：の成がとうございます．このAIうSシステム（Agent

米を集めて第一川マルチエージェントシミュレーショ

BasedSimulationSystem）は，柑：／］l（こ関係性を保持

ンコンペティションを開催しました［2，3］．

しながら域を形成するエージェントをシミュレーショ

3．システムの概要

ンすることにより，社会■巨象の．温明や理解を深める暮l

それでは本システムの概安を使川される重要な用語的で開発されたシミュレータです．特にプログラミン
グの素養を待たない社会科サ研究者▲でも，比較的簡牒・の定義，システムの機能順に説明します．にシミュレーションモデルが柿築できることを‖的と3．1用語の定義しております［1，4］．

エージェント：一定の軌作ルールに基づき，lrl分および他への作川を及ほ、す構成物をさします．エージェ

2．システム開発の経緯

ント内に所械するエージェント（内部エージェント）

構造計両研究所では，1996年以来，米国サンタフも定義できますェ研究所のプロジェクトに参画し，判舶トlほ集めていたSwarmに；iitlし，このシステムを利川しながら，マルチエージェント：袖数個〟在する同種のエージ
ェントの集合をさします．

シミュレーションモデルの構築を行ってきました．しll本．潜が表′jこできかしながら開発環城が複雑なこと，ないなどの制約があり新しいシステムの構築を模索しておりました．1998勺二通産ポおよび情報処理張倒協会の文援を′受けて，「マルチエージェントモデルによる朴会シミュレーションシステムの開発および普及事業」としてl弼発するとともに，美際の研究現場でi石＝Jされながら一夫験を進めるというノノ針で，l玉｝際人・、；ご：GLOCOM（公文所1主）と共l■ijで，東京人・、召総合又化研究所山形教授，l■ij如11文化研究所引用一教授，l砧経済

変数：エージェントがその構成要素として持ち，他のエージェントから作川を′受け変動する他のセットです．

空問：エージェントもしくは変数が位置する場の定義をいいます．

コンポーネント：エージェント，変数，空聞を総称しこのように名づけます．
内部コンポーネント：エージェントまたは空I‡りの直卜にあるコンポーネントを名づけます．

新規コンポーネント：械件の設定されていないコン

一、〃軒先科．モ■ごi橋教授，新七肋教授らの協力の卜＼人′、i：‥ド完

ポーネントをさします．新規変数，新規エージェント，およびて、揮1け㌻業で利川しながらシステムの改普を進め，新規空間などがあ2000年春に′完成しました．最近の一イ＝封は，システムの普及につとめ，米国ウールッキングス研究所の教授
はっとり しょうた，きむら かよこります．

モデル：ユーザが構築しようとしているコンポーネント集合をさします．
ワールドエージェント：最＿卜位の特殊エージェント㈱構造．汁l■1哺炬腋所をさします．ワールドエージェントの小に様々なコン〒164−（）り12 束症紳Il町lメニ本町4−3813

ポーネントを定義することにより，モデルが定義され2（）（）1隼11‖1−© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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す．モデル編集機能では，ユーザによるジョブ設定画ます．
ツールボックスエージェント：ユーザーの操作性を面からの編集操作により，ジョブ管理機能において生向【Lさせるためにコンポーネントを格納している特殊成されたジョブデータに編集操作の反映を行う機能をエージェントをさします．

提供します．

ステップ：シミュレーションを実行する動作単位をB．シミュレーション設定機能ではジョブデータを読み込み，ジョブ設定画面にてユーザ操作により編集さします．

エージェントルール：エージェントが動作するためされた結果をジョブデー

タに出力する機能を提供します．具体的には，初期値設定機能や実行環境設定の編の記述をいいます．

ループ：本システムにより，同様のシミュレーションを自動的に繰り返し実行することをいいます．

集機能，あるいは出力設定編集の機能などがあります．
特に出力としては，時系列グラフ，棒グラフあるいは3．2 システムの提供する機能二次元表示マップなどが提供されます．さらに分析設

以上の用語の定義のもとで，以下の5つの機能をシ定機能として基礎統計量や各種分析ができます．変数

ステムは擢供します．それらは，Aモデル設定機能，値操作パネル画面から変数値の変更も容易に行えます．

Bシミュレーション設定機能，Cシミュレーション実C．シミュレーション実行機能では，モデル設定機行機能，Dシミュレーションエンジン機能，およびE能およびシミュレーション設定機能により設定された分野別シミュレーション機能です．

ジョブデータを利用して，シミュレーションを実行す

A．モデル設定機能では，新規ジョブデータ作成とジョブデータのジョブファイルへの入出力，ジョブデる機能が提供されます．実行制御機能として，設定されたジョブデータおよび実行ステータスデータを参照

ータにおけるコンポーネント定義データ，エージェン

し，更新し，終了条件式にあわせて終了します．出力

トルールデータの編集をジョブ設定画面にて行う機能

実行機能では，出力値データと出力設定データから両を提供します．ジョブ管理機能とは，初期設定値デー面およびファイル出力の形式で計算結果を提供します．

タを入力とし初期化されたジョブデータを生成し，コD．シミュレーションエンジン機能では，生成されンポーネント定義データにワールドエージェントおよた実行ステータスデータおよび条件式実行文データかびツールボックスエージェントを加えたジョブデータ

ら導出されるエージェントルール，式を解釈し，実行を新規に生成する機能を提供するものです．モデル編

し，コンポーネント変数値データ，出力値データとし集機能やシミュレーション設定機能で編集されたジョて出力を行う機能を提供します．ルール実行制御機能，ブデータをジョブファイルに保存する機能を提供しま

文法解釈実行機能あるいは変数アドレス管理機能が提図1シミ858（56）

ュレーション・モデルの構築© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オペレーションズ・リサーチ

供されています．
E∴分野別シミュレータ機能として，実験に参画し壌目； 書▲‥● 如扁壷 細革ンストールの容易さ○×◎ている教育関係者の利一リ分野から，川l祭政治モデルシデル構築の容易さ◎×◎

ミュレーション機能，組織論モデルシミュレーション

レール作成の容易さ○×◎出力設定の容易さ○

×○出力のバリエーション

○

◎

○

シミュレーション速度

○

◎

○×

◎

○××

◎

機能などが個別に開発され，拉供されます．
以卜の機能をまとめると図1のようにまとめられます．

雑なシミュレーションヘの対応

3．3 想定されるユーザおよび動作環境

日本語対応

対象としては，コンピュータプログラミングにイく慣

図2 シミュレータ比較

れな社会科′芋者でも比較的容易にシミュレーションモデルが構築できることを想定しています．廿休的には，シミュレーション軌作f・順をもち，またシミュレーシ

ユpザーはVisualBasic程度のプログラミング知ョン仝休を符埋するObserverにも軌作：fL順がありまを有することがIiij提とされます．アプリケーションのす．Logoプログラミング．∴i抒を拡張した簡易∴語で軌作環境は以卜のとおりです．

．ミ己述されています．

・CPU：Pentium233MHz以卜、牛初はMacintoshにて利川されていましたが，現・HDD：50MIうの空き容

AiはUNIX，WindowsでもJavaアプリケーション版

・メモリ：64MB以仁が開発されて軌作しますL5］．

・OS ：Windows95／98／NT4．0／2000

4．3 両プログラムとの比較
インストールしてl夫子i・する場介，Swarmでは，4．他のシミュレータとの比較

UNIXに関する一般的な知識が必要になります．作

4．1 Swarm

業時F封もかなりかかります．この点，StarLogoおよ

Swarmは，米国サンタフェ研究所にて開発されたびABSは，容易です．また，シミュレーションの設

エージェント・ベースのシミュレーションを行うプロ

定および美行を比較すると，難易度の！：．（で，Swarm

グラミング環咤であり，基本rlくノにはUNIXシステムはかなり習得カi難しいのですが，複雑なシミュレーシ上で軌作するプログラミング∴語であるObjective−Cョン設定ではp一番のFl両度カゞあります．starLogoは，．∴；J子のライブラリという形態で提供されています．そ丁順は簡単ですが，l∫＝汀度に制l眠があります．AIうS

もそもObjectiveC∴長侶ま，C∴F潜をオブジェクト指は，難易度と「け虹度では，それぞれの■1川りの評価です

向に発展させたものであり，属性とルールを持つといが，オープンなシステムで機能強化を【1指せば，t′川Iう∴−、（で，エージェントをオブジェクト指向プログラミ

度は今後ますます．；一∫ほると判断しております．また，ングにおけるオブジェクトとして扱うのに過、11でした．

ll本．詐環境や連続美行，コントロールパネル利川，巾Swarmではそれらを補肋する機能およびシミュレー／巨機能などではABSがム支も使いやすいと評仙されてションに必要なユーティリティが掟供されています

います．

（ライブラリの構成など詳しくは，サンタフェ研究所

仝†仰勺な比較では，図2を参月く葺ください．

ホームページhttp：／／www．santafe．eduあるいは，構

これ以外にt），JavaベースのReI）astといツール

造計画研究所創造仁、翔；ホームページhttp：／／www2．

キット レ最近シカゴ人一｝f‥で開発されていますkke．co．jpを参照ください）．

（http：／／repast．sourceforge．net／）．

4・2 StarLogo
米国MITメディアラボにて開発された分灘普シス

5．本システムを利用した具体例

テムのシミュレーションで，中■：−ごj等教育に利川されて夫験研究でプロトタイプ版を作成し，その後発展し実績があります．StarLogoのシミュレpション†忙界

たモデルとしては，川中，帰日両氏による勢力均衡モ

では，Turtleとよばれる亀に代表されるエージェンデルがあります．またターミナルにおける八の移軌シトとPatchesとよばれる二次ノ亡、ド血およびObserver

ミュレーションとして，ターミナル州こおける移動シといわれるシミュレーション管理諸▲が想定されていまミュレーションの研究があり，さらに，遊園地におけす．美際には，Turtleとよばれるエージェントは，る携帯端末情事Iiによる人‖服用力の変化を考察した研究

20nl隼11‖リ© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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図4 勢力均衡モデルの例図3 遊閑地モデルの例とにします．もあります（図3）．
これらの成果の一部は，新型シミュレータ開発プロ

参考文献

ジェクトとして，ワーキングペーパーシリーズが発行［1］Axelrod，R．，1997，771e Con4）lαi＆d Cされています．
また本年6月に行われた第一回コンペティションでは，最終選考に残った8編が発表されました．それらの研究テーマは，「投資家の意思決定と資産価格変動の分析」「吉里吉里人の境界一ABSを用いた分離主義モデル」「参加モデル 人の集まりの盛衰」「大学・学会モデルによるアカデミックソサエティの盛衰予測に関する研究」「ABSにおけるどろけいモデル」「空間配置型N人版囚人のジレンマゲーム」「19世紀ヨーロッパの勢力均衡システム」および「公益的資源を巡る競争と合意」などきわめて幅広い領域に至っていま．・l．小〃／／ふハtJ／．1丁目古人−1／−いノ川♪t／／りノ川仙／し、り／／一丁／〜り†J／／りJJ、

Princeton，NJ：PrincetonUniversity Press．
［2］Epstein，］．andRobert，A．，1996，GYDWingArti＃cial
Societies：SocialSciencejhm theBottom L4）．Washin−gton，DC：BrookingsInstitutePress（邦訳：人工社会，共．iH†1版，1999年）．
［3］構造計向研究所，第一回マルチエージェントシミュレーターコンペティション論文集，2001．
［4］生田目章，『マルチエージェントと複雑系』，森北出版，1998年．

［5］Resnick，M．，1994，7brtles，7セrmites and 7Wcノ′J川．＼ごた吋，／棚／／JりノハブJりんヾ∫／J・l小ハ／…／ん／．1Jん・J川…J●／′人、す．
今後は，このシステムの普及をすすめるとともに，MA．MIT Press．

システムの改良をさらに進めていく所存です．普及の関連ホームページ

ために，導入教科書の出版あるいは，セミナーの開催
MAS詳細情報・ダウンロードも計痢されています．
最後になりましたが，5年にわたるプロジェクトは，多くの大学研究者の方々の協力によるものです．特に東京大学大学院の山影進数按のご支援に深く感謝申し上げます．

http：／／www2．kke．co．jp／mas
MASワーキングペーパー（東京大学山影研究室）
http：／／citrus．c．u−tOkyo．ac．jp

MASサンプル集（国際大学グローバル・コミュニケーション・センター）

なお，本システムは，商標登録の関係上，今後はマ

http：／／kids．glocom．ac．jp／eduwoods／abs

ルチエージェントシミュレータ（MAS）と称するこ660（58）© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オペレーションズ・リサーチ