2016 Fiscal Year Research-status Report
効率的な離散最適化手法を用いた化合物の自動立体構造推定法の開発
| Project/Area Number |
15K15944
|
|---|
| Research Institution | Nanzan University |
|---|
Principal Investigator |
小市 俊悟 南山大学, 理工学部, 准教授 (50513602)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 離散最適化 / グラフアルゴリズム / 分子構造推定 / データベース |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2016年度は，全体構造を構築する際に重ねていく部分構造の順序に関する問題に取り組んだ．この問題を解決するために，計画通り，効率的な離散最適化手法が存在する最小木問題を利用することにした．部分構造を頂点，部分構造間の重なり具合を枝の重みとするグラフを考え，そのグラフの最小木を求め，その木構造をもとに必要な順序を生成するものである．最小木は，重なりが大きい部分構造を端点に持つ枝によって構成されるので，以前の方法と同様に，この方法によっても構造推定に重要な順序は生成されるが，生成する順序の総数が削減される．これにより計算が効率化される．この方法を実装したところ，計算時間が短縮されていることが確認できた．これにより，構造推定の実用化を進展させることができたと考える．また，核磁気共鳴分析法が進歩し，推定する構造の結合について一部情報が得られることを考慮して，当初の計画に加えて，入力にも結合の情報がある場合について，それを有効活用するための算法の設計を行った．データベース中のデータは結合情報を持っているので，それをいかに効率的に入力の結合情報と照合するかが重要なポイントである．まだ，実装の段階であるが，これが実装されることで，推定精度の向上が期待できる．以上の成果は，いずれ論文の一部としてまとめる予定である．研究発表については，これまでに開発した推定法によって構造訂正に関する成果が得られたので，それらを発表した．これらは推定法の有効性を示すものである．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2015年度がおおむね順調に進展し，2016年度も研究実績の概要で述べたように，年度当初に計画した問題に取り組み，実行速度の改善という一定の成果を得られたので，研究全体としては現時点において，おおむね順調に進展していると判断してよいと考える．ただし，2016年度の成果については，まだ内容が少ないと判断し，論文としてまとめることは見送っている．研究発表を含めた成果発表については，最終年度である2017年度に重点的に取り組む必要がある．また，2016年度には算法の考案のみで実装に至っていない問題もあるので，この点にも注意しなければならない．2017年度の中心的課題として，データベースの設計があるが，既存のデータベース技術の利用を検討するため，eXist-dbについて2016年度中に調査を開始した．eXist-dbはXML技術を利用したデータベースを提供するオープンソースプロジェクトであり，それを利用したデータベースは拡張性も高く，また，標準でXQueryを利用した並列検索にも対応している．この拡張性と並列検索を有効に活用できれば，構造推定に必要な高速な構造検索が可能となろう．
|
| Strategy for Future Research Activity |
2017年度は，当初の計画通り，データベースのインデクシングの問題について取り組む．データベースの設計は，分子構造の推定に用いる手法の設計及び効率性にも影響するので重要な課題である．2016年度に調査したeXist-dbの活用を含めて，実効的な解決を図る．近年のCPUのマルチコア化を踏まえると，並列化は効率化にとって有効な手段であるので，これまでに開発した部分も含めて，並列化が可能な部分については再設計・実装に取り組む予定である．2016年度から引き継ぐ課題として，現在はユーザが設定することになっている入力パラメータの自動調整が挙げられる．それらの設定はユーザにとって必ずしもわかりやすいものとは限らないので，ユーザが設定するパラメータは必要最低限にして，その他は自動で調整できるような仕組みを手法の中に組み込むことが実用化には必要である．2017年度は，最終年度に当たるので，これまでの成果を論文等にまとめることにも注力する．
|
| Causes of Carryover |
2016年度は，2015年度からの繰越分を除いて，ほぼ予定通りに使用した．2015年度からの繰越分は，2016年度から海外にて研究することに備えて確保していたが，幸いにもかなり充実した研究環境を提供されたので，想定より使用額が少なかった．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2016年度の調査結果より，2017年度に取り組むデータベースの設計・構築等には，専用の計算機等を用意するのがよいことが判明したので，繰越分はその購入に充てる予定である．その他，2017年度は最終年度に当たるので，論文等の掲載料や学会等の参加費・渡航費に使用する予定である．
|
