2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20240016
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
井上 克巳 National Institute of Informatics, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (10252321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 泰介 東京工業大学, 情報理工学研究科, 教授 (90272690)
亀谷 由隆 東京工業大学, 情報理工学研究科, 助教 (60361789)
岩沼 宏治 山梨大学, 医学工学総合研究部, 教授 (30176557)
鍋島 英知 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (10334848)
坂間 千秋 和歌山大学, システム工学部, 教授 (20273873)
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| Keywords | 人工知能 / 推論 / システム生物学 / 仮説発見 / 結論発見 / 確率推論 / 帰納論理プログラミング / アブダクション |
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| Research Abstract |
以下に示すような当初設定した(A)～(C)の研究分担にしたがって研究を進めた.
(A1)演繹推論による仮説発見システムの開発:帰納推論の効率化と高度化のために,SOL結論発見手続きに等号推論を効果的に組み込む手法について,Modification法の改良による推論の高速化技術,等号を含む結論発見の完全性等の理論的性質について考察した.また,大規模仮説発見問題を解くために,複数の観測事例に対し,個別の観測に対する仮説を生成した後に統合する分割統治法に基づく手法を考案し,結論発見システムSOLARに組み込んだ.
(A2)帰納推論による仮説発見システムの開発:論理ベースの仮説発見手続きであるCF帰納法において,ユーザーが欲する仮説を特徴仮説集合と呼ぶ解集合に限定した枚挙アルゴリズムを構築した.また,SOLARを用いて,メタアブダクションと呼ばれる,規則を生成する新たなアブダクション方式を開発した.
(B1)確率的な仮説選択手法の開発:論理関数をコンパクトに表現するBDDを用いて確率計算を行う研究を進め,複数のBDDの共通部分を共用するshared BDD上の確率計算法および確率パラメータ学習法を提案した.また,機械学習における実数値データの重要性に鑑み,実数値データをガウシアン隠れマルコフモデルにより離散データに変換するアルゴリズムを導出し,生物学データに適用して有効性を確認した.
(B2)非確率的な仮説選択手法の開発:遺伝子間の相互作用をモデル化するために,遺伝子状態を論理プログラムの解集合を使って表現し,複数の遺伝子間の相互作用を複数のプログラムが持つ解集合の相互作用として形式化した.
(C)システム生物学における仮説発見:(A1)-(B1)を組み合わせて,パスウェイ上の反応の阻害関係を表す仮説を計算する問題に適用し,SOLARが出力する複数仮説を評価し,生物学者が見て合理的な解を得ることに成功した.また,代謝経路において目標代謝物集合を生成するための極小の反応集合を命題論理を用いて求める手法を開発した.
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[Journal Article]2010
Author(s)
Yoshitaka Yamamoto
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Journal Title
Elements of Computational Systems Biology(Chapter 9)(John Wiley and Sons, Inc.(Wiley Book Series on Bioinformatics))
Pages: 213-234
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[Presentation] Social Default Theories2009
Author(s)
Chiaki Sakama
Organizer
The 10th International Conference on Logic Programming and Nonmonotonic Reasoning(LPNMR'09)
Place of Presentation
University of Potsdam, Potsdam, Germany
Year and Date
2009-09-15
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[Presentation] Interacting Answer Sets2009
Author(s)
Chiaki Sakama
Organizer
The 10th International Workshop on Computational Logic in Multi-Agent Systems(CLIMA-X)
Place of Presentation
University of Hamburg, Hamburg, Germany
Year and Date
2009-09-10
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[Presentation] Abductive Reasoning in Cancer Therapy2009
Author(s)
Yoshitaka Yamamoto
Organizer
The 2009 IEEE International Workshop on Bioinformatics and Life Science Modeling and Computing(BLSMC'09)(AINA'09 Workshop)
Place of Presentation
University of Bradford, Bradford, UK
Year and Date
2009-05-28
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