2018 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。
今年度は、ベイズ理論による実験計画法の定式化及び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の検討が主な目的であり、以下の研究成果を得た。
1) 今年度は前年度に得られた研究成果を更に発展させ、実験計画法における従来モデルと本研究で提案する正規直交基底によるモデルの関係を示す定理を導出した。この定理により、機械学習分野の成果を利用可能なベイズ理論による実験計画法の定式化が可能となる。また、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、事後分布を解析的に導出することやエビデンス近似が可能であることを示した。これらの成果は、最終年度に実施す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に必要となる。
2) 関連する複数目的に対して、個別に実験を行う場合と同時実験を行う場合それぞれの実験回数について比較検討を行った。これにより、効率的な同時実験の実施には、複数目的間の関連の度合いが重要であることが明らかとなった。更に同時実験を実施可能な枠組みについて検討を行った。これらの検討結果は、最終年度に行う効率的同時実験を実施可能な新たな実験計画法の創成に必要となるものである。
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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
今年度は、ベイズ理論による実験計画法の定式化及び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の検討が主な目的であった。その意味では、おおむね順調に推移していると言える。
研究実績の概要で述べた通り、今年度は実験計画法における従来モデルと本研究で提案する正規直交基底によるモデルの関係を示す定理を導出した。この定理により、機械学習分野の成果を利用可能なベイズ理論による実験計画法の定式化が可能となる。また、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、事後分布を解析的に導出することやエビデンス近似が可能であることを示した。
また今年度は、関連する複数目的に対して、個別に実験を行う場合と同時実験を行う場合それぞれの実験回数について比較検討を行った。これにより、効率的な同時実験の実施には、複数目的間の関連の度合いが重要となることが明らかとなった。更に効率的同時実験を実施可能な枠組みについて検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、前年度までに得られた研究成果をもとに、ベイズ理論による複数目的に対する効率的同時実験を実施可能な枠組みを構築し、データ収集コスト最小化アルゴリズムの導出を行う。ここで実験計画法において、一般には事後確率の導出に時間がかかる場合が多いが、本研究では従来研究と異なり、モデルを正規直交基底モデルで表現するため、これまでの研究成果により、機械学習分野で得られている研究成果を利用することが可能である。更に複数目的に関する同時実験を考えた場合には、機械学習に加え、符号理論及びフーリエ解析の研究成果の活用が不可欠である。最終年度は、符号理論分野及びフーリエ解析分野と実験計画法の関連を明らかにしたもとで両分野からの視点を取り入れることにより、複数目的に対する効率的同時実験のための枠組みを求め、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。
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| Causes of Carryover |
（理由）
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
(4 results)
