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Development of highly reliable AI technologies based on complex moment-based techniques

Research Project

Project/Area Number 22K19767
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

今倉 暁  筑波大学, システム情報系, 准教授 (60610045)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords複素モーメント技術 / AI技術
Outline of Research at the Start

本研究課題では、近年注目される日本発の高性能数値解析技術である“複素モーメント技術”をコアに据え、特徴量選択やスパースモデリングなど各種AI技術を融合することで、先端数理技術を前提とした各種AI技術を開発する。また、より挑戦性の高い課題として、行列スペクトル解析ではなく、作用素スペクトル解析に基づくAI技術の開発についても試みる。本研究課題では、独自性の強い高性能AI技術を世界に先駆けて開発するとともに、今後のAI技術の発展に対する新しい研究開発指針を示す挑戦的研究としての意義を持つ。

Outline of Annual Research Achievements

近年活発に開発が進められているAI技術をより高度なAIシステムとして社会実装を推進するためには、ビッグデータの主要な表層情報だけでなく、表層情報やノイズに埋もれた深層情報を適切に抽出し、新たな価値として利活用することが求められる。本研究課題の目的は、近年注目される日本発の高性能数値解析技術である“複素モーメント技術”をコアに据え、特徴量選択やスパースモデリングなど各種AI技術を融合することで、先端数理技術を前提とした各種AI技術を開発することである。

本研究課題の達成目標である『高性能複素モーメント技術をコアとする先端数理技術を前提とした高品質・高信頼AI技術の開発』の実現に向けて、具体的な研究項目として、(Task1)複素モーメント技術を基盤とした各種AI技術の開発、(Task2)各種AI技術を用いた複素モーメント技術およびその他数値解析法の高度化、(Task3)複素モーメント型AI技術の応用技術の開発、に取り組んでいる。

特に、2023年度は、2022年度に引き続き(Task1)複素モーメント技術を基盤とした各種AI技術の開発、(Task2)各種AI技術を用いた複素モーメント技術およびその他数値解析法の高度化を実施するとともに、(Task3)複素モーメント型AI技術の応用技術の開発、に焦点を当てて開発に取り組んだ。具体的には、2022年度に当初予定していなかった応用先として、プライバシー保護機械学習技術への応用の可能性が浮上し、2023年度には複素モーメント技術やその周辺の高性能行列計算技術を利用した具体的なプライバシー保護機械学習技術の開発および高度化を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2022年度に当初予定していなかった応用先として、プライバシー保護機械学習技術への応用の可能性が浮上し、2023年度には複素モーメント技術やその周辺の高性能行列計算技術を利用した具体的なプライバシー保護機械学習技術の開発を進めた。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、2023年度に引き続き(Task3)複素モーメント型AI技術の応用技術の開発に焦点を当てて開発に取り組む。具体的には、複数機関が分散保持するデータを安全に統合開発するプライバシー保護機械学習技術であるデータコラボレーション技術の高度化を進める。

また、複素モーメント技術や関連する高性能行列計算技術を基盤とした様々な応用の可能性について調査し、今後の展開の足がかりとする。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Another use of SMOTE for interpretable data collaboration analysis2023

    • Author(s)
      Akira Imakura, Masateru Kihira, Yukihiko Okada, Tetsuya Sakurai
    • Journal Title

      Expert Systems with Applications

      Volume: 228 Pages: 120385-120385

    • DOI

      10.1016/j.eswa.2023.120385

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-readily identifiable data collaboration analysis for multiple datasets including personal information2023

    • Author(s)
      Akira Imakura, Tetsuya Sakurai, Yukihiko Okada, Tomoya Fujii, Teppei Sakamoto, Hiroyuki Abe
    • Journal Title

      Information Fusion

      Volume: 98 Pages: 101826-101826

    • DOI

      10.1016/j.inffus.2023.101826

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complex moment-based eigensolver coupled with two Krylov subspaces2023

    • Author(s)
      Imakura Akira、Sakurai Tetsuya
    • Journal Title

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      Volume: 432 Pages: 115283-115283

    • DOI

      10.1016/j.cam.2023.115283

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Recent progress in complex moment-based eigenvalue solvers2024

    • Author(s)
      Akira Imakura, Tetsuya Sakurai, Yasunori Futamura
    • Organizer
      SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP24)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distributed data analysis through data collaboration technique2024

    • Author(s)
      Tetsuya Sakurai, Akira Imakura, Yasunori Futamura
    • Organizer
      SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing (PP24)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A projection method for singular eigenvalue problems of linear matrix pencils2023

    • Author(s)
      Keiichi Morikuni, Akira Imakura
    • Organizer
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Data Collaboration Cox Proportional Hazards Model for Privacy-preserving Survival Analysis2023

    • Author(s)
      Akira Imakura, Ryoya Tsunoda, Rina Kagawa, Kunihiro Yamagata, Tetsuya Sakurai
    • Organizer
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 行列計算による機械学習:入門と応用2023

    • Author(s)
      今倉暁
    • Organizer
      日本応用数理学会 第15回 三部会連携「応用数理セミナー」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 分散データ統合解析のためのデータコラボレーション解析技術2023

    • Author(s)
      今倉暁, 櫻井鉄也
    • Organizer
      RIMS共同研究「新時代における高性能科学技術計算法の探究」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 分散文章データ統合解析のためのデータコラボレーション文章解析2023

    • Author(s)
      関口拓海, 今倉暁, 櫻井鉄也
    • Organizer
      言語処理学会第29回年次大会(NLP2023)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] データコラボレーション解析手法に対する精度解析および生存時間分析への応用2023

    • Author(s)
      今倉暁, 角田亮也, 香川璃奈, 山縣邦弘, 櫻井鉄也
    • Organizer
      日本応用数理学会 2023年研究部会連合発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Cost-Efficient Integrated Analysis of Distributed Data in Secure Environments2023

    • Author(s)
      Tetsuya Sakurai, Akira Imakura, Xiucai Ye, Anna Bogdanova, Yasunori Futamura, Yukihiko Okada
    • Organizer
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE23)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Collaborative Future Selection for Distributed Data2023

    • Author(s)
      Xiucai Ye, Akira Imakura, Tetsuya Sakurai
    • Organizer
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE23)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 個人ページ

    • URL

      https://www.cs.tsukuba.ac.jp/~imakura/index.html

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] 個人webページ

    • URL

      https://www.cs.tsukuba.ac.jp/~imakura/index.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-07-05   Modified: 2024-12-25  

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