2017 Fiscal Year Research-status Report
ベイズ理論による複数目的に対する効率的同時実験を可能にする新たな実験計画法の創成
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17K00316
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| Research Institution | Yokohama College of Commerce |
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Principal Investigator |
浮田 善文 横浜商科大学, 商学部, 教授 (70308203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 友彦 湘南工科大学, 工学部, 講師 (50464798)
松嶋 敏泰 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30219430)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 実験計画法 / 機械学習 / 符号理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、複数目的に対する効率的同時実験を実施可能な新たな実験計画法を創成し、ベイズ理論による実験計画法におけるデータ収集コスト最小化アルゴリズムの導出及びその性能評価を行うことである。
本年度は、アルゴリズム導出に向けて必要となる対象データの調査と単一目的に対するベイズ理論による実験計画法の定式化について、以下の研究成果を得た。
1) 対象とするデータの調査を行った結果、様々な分野でデータのコストは多岐に渡ることが判明した。このため、コストについては一般的な仮定を置くことに留めることで、本研究で導出するアルゴリズムの適用範囲を拡げられるようにし、今後の研究を進めることとした。
2) 近年、ベイズ理論による機械学習分野では多くの研究成果が得られており、これらの成果は他分野で応用されることが期待されている。そこで本年度は、実験計画法においても、正規直交基底による関数の表現を導入することで、ベイズ理論による機械学習分野での成果を利用することが可能となることを示した。次に、機械学習と同様に、ベイズ線形回帰モデルを定式化し、事後分布が解析的に得られることを示した。さらにモデルを完全にベイズ的に取り扱うために、超パラメータに対しても事前分布を導入し、エビデンス近似が可能であることを示した。本研究の特徴として、実験計画法のモデルを正規直交基底モデルで表現しパラメータ推定をフーリエ変換ととらえた最初の研究であることがあげられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度は、アルゴリズム導出に必要となる対象データの調査及び単一目的に対するベイズ理論による実験計画法の定式化が主たる目的であった。その意味では、おおむね順調に進展していると言える。
研究実績の概要で述べた通り、対象データの調査により、コストについては一般的な仮定を置くことに留めることで、次年度に導出する実験計画法におけるデータ収集コスト最小化アルゴリズムの適用範囲を拡げられることが明らかとなった。また、本研究は最終的には複数目的に対する効率的同時実験を目指しているが、その前段階として必要となるのが単一目的に対するベイズ理論による実験計画法の定式化である。本年度は単一目的に対する実験計画法において、正規直交基底による関数の表現を導入することで、ベイズ理論による機械学習分野での成果を利用することが可能となることを示した。次に、実験計画法においても機械学習と同様に、ベイズ線形回帰モデルを定式化し、事後分布が解析的に得られることやエビデンス近似が可能であることを示した。また、これらの成果ではパラメータ推定をフーリエ変換ととらえており、次年度以降の複数目的への適用が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、複数目的に対して同時実験を実施可能な実験計画法の枠組みについて検討を行う。これまでは機械学習分野の研究成果の実験計画法への適用を中心に研究を進めてきたが、複数目的を考えた場合、機械学習に加え、フーリエ解析及び符号理論の研究成果も必要となる。引き続き対象データの調査を行うとともに、複数目的に対するアルゴリズムの導出を中心に研究を進める。
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| Causes of Carryover |
（理由）
対象データの調査として学生謝金を計上していたが、研究代表者が実施したほうが良いことが分かり、研究代表者自身で行ったため。また、参加を予定していた学会をキャンセルする必要が生じたため。
（使用計画）
本研究で得られた成果の発表及び最新の研究動向調査のために、国内及び海外の学会に積極的に参加する予定である。次年度使用額はこのための予算として計上する。
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Research Products
(12 results)
