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Time-series data modeling method based on duality relations in stochastic processes

Research Project

Project/Area Number 16K00323
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Soft computing
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Ohkubo Jun  埼玉大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (70451888)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords確率過程 / 双対性 / 時系列データ解析 / 重点サンプリング / シミュレーション / 制御 / 経路積分制御 / 時系列データモデリング / 出生死滅過程 / 数理工学 / 機械学習 / ソフトコンピューティング / 応用数学
Outline of Final Research Achievements

This research project aims to construct a method for time-series data analysis based on duality relations in stochastic processes. It was shown that duality-based filtering is possible. Additionally, the following achievements were obtained: The application of the duality for the analysis of a particle hopping model; the speed-up of parameter estimation; the improvement of the Monte Carlo samplings. Beyond the scope of the initial aim, the trial of the application of the duality for control problems is also done.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

確率過程の双対性はこれまで主に数学や数理物理学の分野において研究されてきた。本研究課題では、その数理的な性質を工学的に応用するために、これまでの主に発見的に行われていた双対過程の系統的な導出を可能にし、さらに数値計算のための工夫を実施した。これらは数理的な側面からの学術的な意義を有するとともに、ムーアの法則による計算機の限界および新しい計算の枠組みが求められる中で、高速化・効率化へと向けて双対性の数理を利用するための第一歩という社会的な意義も有する。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Duality-based calculations for transition probabilities in stochastic chemical reaction2017

    • Author(s)
      Jun Ohkubo
    • Journal Title

      Phys. Rev. E

      Volume: 95 Issue: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.95.023304

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] On dualities for SSEP and ASEP with open boundary conditions2017

    • Author(s)
      Jun Ohkubo
    • Journal Title

      J. Phys. A: Math. Theor.

      Volume: 50 Issue: 9 Pages: 095004-095004

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aa56f8

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] イベント駆動型シミュレーションのサンプリング効率化について2019

    • Author(s)
      大久保 潤
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 双対を用いた計算について2019

    • Author(s)
      大久保 潤
    • Organizer
      第8回信州関数解析シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 双対性と経路積分を用いた最適制御における補間法の利用2018

    • Author(s)
      武田雄介, 大久保 潤
    • Organizer
      電子情報通信学会 2018年ソサイエティ大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Computation based on Duality in Stochastic Processes and Its Application2018

    • Author(s)
      Jun Ohkubo
    • Organizer
      2018 International Symposium for Advanced Computing and Information Technology (ISACIT 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 双対確率過程に対するモンテカルロ法の適用について2017

    • Author(s)
      大久保潤
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 確率微分方程式のモデル推定の双対性に基づいた数値計算法の提案2017

    • Author(s)
      荒井祐樹, 大久保 潤
    • Organizer
      FIT2017 第16回情報科学技術フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 分割演算子法を用いた確率的勾配法の検討2017

    • Author(s)
      鈴木和磨, 大久保 潤
    • Organizer
      FIT2017 第16回情報科学技術フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 開放境界条件をもつSSEPおよびASEPにおける双対過程について2016

    • Author(s)
      大久保潤
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 研究業績のページ(研究代表者が作成した,大学の個人ページ)

    • URL

      http://www.sp.ics.saitama-u.ac.jp/ohkubo/publications_j.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究業績のページ(研究代表者が作成した,大学の個人ページ)

    • URL

      http://www.sp.ics.saitama-u.ac.jp/ohkubo/publications_j.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report 2016 Research-status Report
  • [Remarks] 研究業績のページ (研究代表者が作成した,大学の個人ページ)

    • URL

      http://www.sp.ics.saitama-u.ac.jp/ohkubo/publications_j.html

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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