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2015 Fiscal Year Annual Research Report

複数データセットからの高次元因果ネットワーク推定法の開発と生命科学への応用

Research Project

Project/Area Number 24700275
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

清水 昌平  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10509871)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords複数データセット / 因果構造探索 / 非ガウス性
Outline of Annual Research Achievements

本年度も引き続き、統計的因果推論における最大の課題である潜在交絡変数を許す方法の研究開発を行った。事前分布の選択へのsensitivityを調べるために、いくつかの事前分布を検討し、国際会議論文として出版した。具体的には、スケーリングの影響を緩和すべく変数を標準化した場合の事前分布の検討を行った。
また、実データによる方法論の検証も引き続き行い、脳活動計測データに適用し、方法論の検証を行った。現在、これに関する研究成果を出版すべく準備中である。より具体的には、複数の被験者について測定された脳活動計測データから、脳内因果ネットワークの推定を行った。そして、被験者の属性によって異なる因果構造がないかを調べた。並び替え検定のアイデアを用いた多重比較を行い、候補となる因果構造を見つけた。

研究機関全体を通じては、因果探索のためのモデルであるLiNGAMモデルにおいて複数データセットを融合する場合の推定原理の確立と、それに基づく直接推定法の開発を行った。そして未観測交絡変数がある場合へと拡張した。ヘテロ集団に対応するために未観測クラスがある場合も研究した。この拡張は、非線形モデルへの拡張とみなすこともできる。また、時間的に因果構造が変化するような場合へも拡張した。生命科学への応用としては、脳活動計測データの模擬テータや実データに適用し、実用上の課題を見つけるとともに、分析から得られた情報を神経科学の共同研究者にフィードバックした。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Helsinki(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      University of Helsinki
  • [Int'l Joint Research] University of North Carolina(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of North Carolina
  • [Journal Article] A non-Gaussian approach for causal discovery in the presence of hidden common causes2015

    • Author(s)
      Shohei Shimizu
    • Journal Title

      Advanced Methodologies for Bayesian Networks, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9505 Pages: 222-223

    • DOI

      10.1007/978-3-319-28379-1_16

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Discriminative and Generative Models in Causal and Anticausal Settings2015

    • Author(s)
      Patrick Blobaum, Shohei Shimizu, Takashi Washio
    • Journal Title

      Advanced Methodologies for Bayesian Networks, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9505 Pages: 209-221

    • DOI

      10.1007/978-3-319-28379-1_15

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Non-Gaussian structural equation models for causal discovery2016

    • Author(s)
      Shohei Shimizu
    • Organizer
      2016 Probabilistic Graphical Model Workshop: Sparsity, Structure and High-dimensionality
    • Place of Presentation
      統計数理研究所 (東京都)
    • Year and Date
      2016-03-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 因果探索: 基本から最近の発展までを概説2016

    • Author(s)
      清水昌平
    • Organizer
      第23回情報論的学習理論と機械学習研究会 (IBISML)
    • Place of Presentation
      統計数理研究所 (東京都)
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Invited
  • [Presentation] 因果探索: 観察データから因果仮説を探索する2016

    • Author(s)
      清水昌平
    • Organizer
      日本社会心理学会: 第3回春の方法論セミナー
    • Place of Presentation
      上智大学 (東京都)
    • Year and Date
      2016-03-16
    • Invited
  • [Presentation] 因果探索と非ガウス性2016

    • Author(s)
      清水昌平
    • Organizer
      第11回協定講座シンポジウム: 計算科学とビジュアル・アナリティクス
    • Place of Presentation
      神戸大学 (兵庫県)
    • Year and Date
      2016-03-06
    • Invited
  • [Presentation] Statistical estimation of causal directions based on observational data2016

    • Author(s)
      Shohei Shimizu
    • Organizer
      The 3rd CiNet Conference - Neural Mechanism of Decision Making: Achievements and New Directions
    • Place of Presentation
      大阪大学 (大阪府)
    • Year and Date
      2016-02-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-Gaussian methods for causal discove2016

    • Author(s)
      Shohei Shimizu
    • Organizer
      International Workshop on Causal Inference
    • Place of Presentation
      統計数理研究所 (東京都)
    • Year and Date
      2016-01-07
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A non-Gaussian approach for causal discovery in the presence of hidden common causes2015

    • Author(s)
      Shohei Shimizu
    • Organizer
      Second Workshop on Advanced Methodologies for Bayesian Networks (AMBN2015)
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 (神奈川県)
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 因果探索: データから因果の方向性等を調べる2015

    • Author(s)
      清水昌平
    • Organizer
      日本行動計量学会 第43回大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (東京都)
    • Year and Date
      2015-09-02
    • Invited
  • [Presentation] 非ガウス性を利用した因果構造探索2015

    • Author(s)
      清水昌平
    • Organizer
      2015年日本生態学会関東地区会シンポジウム「非ガウス性/非線形性/非対称性からの因果推論手法:その使いどころ・原理・実装を学ぶ」
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都)
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Invited
  • [Remarks] 清水昌平

    • URL

      https://sites.google.com/site/sshimizu06/indexj

URL: 

Published: 2017-01-06  

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