2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Education Assistance System of Big Data Processiong and Analysis for Science and Engineering Students
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18K11596
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
村上 純 熊本高等専門学校, 人間情報システム工学科, 教授 (40174271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 明男 熊本高等専門学校, 共通教育科(熊本キャンパス), 助教 (80633619)
山本 直樹 熊本高等専門学校, 人間情報システム工学科, 教授 (70259969)
大石 信弘 熊本高等専門学校, 情報通信エレクトロニクス工学科, 教授 (00203703)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 3-D数理パズル / R言語 / 大規模データ / 低次元分解 / 因果分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、大規模データの低次元分解手法の教育に利用できる3-D数理パズルの探索と求解およびR言語による実装に主に取り組んだ。その結果として、複数のパズルを解き、R言語でプログラム化して、さらにCG表示で分かりやすく見せるようにした。この内容について国際会議で発表し、International Journal of Machine Learning and Computingにも掲載された。また、「初等数学」誌にも継続して掲載して、これにはR言語によるプログラムも載せており、教育に用いる際の利便性を図っている。令和元年に開催予定のソフトウェアシンポジウムにも投稿し、採録が決まっている。
3-DパズルのプログラミングはR言語以外にも、グラフィック機能の充実したProcessing言語やC#言語でも行っている。実際の教育への利用の評価のためには、卒業研究や創造実験の学生に使わせるほか、オープンキャンパスに訪れた中学生や保護者・教員にもパソコン上のパズルを解くことでデータ分解の概念を理解させる取り組みを行い、アンケート調査を実施した。
次年度に大規模データを扱うために、ハイスペックサーバーを購入し、分散処理によりビッグデータの処理が行えるようにソフトウェアのインストールなどの環境整備と設定を行い、実際に処理ができることをサンプルデータにより確認した。
次年度で行う予定のデータ分析の一つである因果分析についても、構造方程式モデリング法を用いてR言語で分析・計算する取り組みを始めており、社会人に対する公開講座を開催して、R言語の入門と、簡単な因果分析に関する内容で実施した。
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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
3-D数理パズルの探索と求解、およびそのR言語による実装とCG表示に関して、概ね計画通りに進んでいる。R言語とProcessing言語やPython言語との連携は、現在Processing言語によるプログラミングを行っているところで、連携までには至っていないものの容易に行えると考えられる。Python言語での実装はまだ行っていないが、C#言語で試しているところであり、Pythonへの置き換えとR言語との連携も難しいことではないと考えている。R言語用のGUI構築も進んでいないが、既にRコマンダーが広く使用されており、これを用いるとかなり使用しやすいことが分かったので、新たに開発する必要はないのではないかと考えており、それ以外のGUIも試してみるが、Rコマンダーを利用する方向で進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ビッグデータ処理教育の必要性を考慮して、大規模データの取り扱いや低次元分解、多変量解析等の分析手法の教育に利用できる教育支援ソフトの完成を目指して研究を進める。具体的には、まずはR言語とProcessing言語やPython言語との連携やCG表示の充実を行う。次に、主成分分析や因果分析などの多変量解析をR言語で行い、大規模データ処理の教育支援ソフトの一つとすることが挙げられる。さらに、実際に大規模なデータを扱うには、分散処理の手法を取り入れる必要があるので、購入済みのハイスペックサーバーを用いて、HadoopとR言語を連携させた教育支援ソフトを作成することも今後実施予定の内容である。
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| Causes of Carryover |
物品費のうちのハイスペックサーバーとディスプレイの金額が計画よりも安価に購入できたので、その分の金額が次年度使用額として生じたものである。この金額は主に、当初の申請時に計上していたが、交付後には割愛していた大容量ハードディスクの購入に充て、さらに残額が生じた場合は旅費の増額に充てる予定である。
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