IvoryOSインターフェース

このページでは，物質Xの相図を作成する想定でIvoryOSインターフェースを使ったNIMOの使い方を説明します．

物質Xは以下のような相図を持ちます．

三重点 (0 ℃, 5000 Pa) を通る直線より下の領域は気体
直線よりも上の領域で0℃未満では固体，0℃以上では液体

インストール

IvoryOSを使う場合は追加のインストールが必要です．

pip install ivoryos

動作確認はNIMO v2.1.2，IvoryOS v1.5.13で行いました．

インターフェースの起動

エディターを起動して，以下のPythonプログラムを入力し main.py という名前で保存してください．

import ivoryos


# SDLクラスの定義
class SampleSDL:
    def __init__(self):
        # 相図パラメータの定義
        self.t_triple = 0
        self.p_triple = 5000
        self.slope = 50

    def get_phase(self, temperature: float, pressure: float) -> int:
        """
        指定された温度・圧力に対応する相を求める
        0: 固相, 1: 液相, 2: 気相
        """
        boundary = self.slope * (temperature - self.t_triple) + self.p_triple

        if pressure < boundary:
            return 2
        else:
            if temperature < self.t_triple:
                return 0
            else:
                return 1


if __name__ == "__main__":
    # SDLクラスインスタンスの作成
    sdl = SampleSDL()

    # IvoryOSインターフェースの起動
    ivoryos.run(__name__, port=8888)

保存したPythonプログラムを実行して，IvoryOSインターフェースを起動してください．

python main.py

ワークフローの設計

これを実行したまま，Webブラウザーで http://127.0.0.1:8888/ にアクセスすると，以下のようなログイン画面が開きます．

Create a new account をクリックして，ユーザー名とパスワードを設定してください．

設定したユーザー名とパスワードを入力してログインしてください．

ログインすると，次のようなメニュー画面が開きます．

右上の Edit designs をクリックすると次のようなワークフロー編集画面が開きます．

Instruments の下の Sdl をクリックして，次のように入力します．

Temperature: #temperature
Pressure: #pressure
Run once per batch: チェックしない
Save value as: objective

Add ボタンをクリックすると，ブロックが追加されます．

このようにブロックを組み合わせることでワークフローを設計できます．

実験計画の実行

ワークフローの設計が終わったら，Prepare Run ボタンをクリックして実験計画の設定画面を開きます．以下のように数値を設定してください．

Optimizer Strategy: nimo
temperature: -50 (Min)，150 (Max)，10 (Step)
pressure: 0 (Min)，20000 (Max)，1000 (Step)
Max Iterations: 40

その他の設定は変更する必要がありません．

次に Model Configuration を開いて，次のように設定してください．

Surrogate Model: RE
Num Samples: 10
Acquisition Function: PDC

この設定では最初の10回はランダム探索を行い，その後はPDCアルゴリズムによる探索を行います．

実験の実行

Run Optimization ボタンをクリックすると，NIMOによる実験がスタートします．

少し待っていると実験が終了します．

Optimizer Plot を開き Refresh Plot をクリックすると作成された相図が表示されます．

Note

ランダム探索の結果によっては，表示される相図が異なる場合があります．

（発展）予備実験結果の入力

既に予備実験の結果がある場合は，実験計画設定画面の左上にある Data Source の Upload new data を有効にして，予備実験の結果を入力したCSVファイルをアップロードすることができます． CSVの列名はワークフロー設計画面で入力した変数名と一致させる必要があります．

temperature,pressure,objective
-50,0,2
-50,20000,0
150,20000,1

既知の問題点

一度実験を行った画面で再度実験を実行して相図を表示するとIvoryOSが落ちることがあります．IvoryOSを再起動することで問題は解決するようですが，原因は調査中です．