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2014 Fiscal Year Research-status Report

確率的Slow Feature Analysisの構築と空間認識機能への応用

Research Project

Project/Area Number 25730147
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

大森 敏明  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10391898)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords確率的時系列解析 / 潜在ダイナミクス / 人工知能 / 統計的機械学習 / ベイズ統計学 / 教師なし学習 / 空間認識 / 場所細胞
Outline of Annual Research Achievements

未知システムから観測される,雑音が重畳される多次元時系列データから,未知システムの本質として注目を集めている緩やかな時間変動成分を抽出することを目的として,本研究課題では,Slow Feature Analysisに注目し,Slow Feature Analysisの統計的アルゴリズムの研究を行った.

本研究課題の2年度目にあたる平成26年度には,未知システムが非線形性を有する場合の統計的アルゴリズムの開発を行った.逐次モンテカルロ法を導入した確率的Slow Feature Analysisを提案し,未知システムを支配する非線形型の状態空間モデルの推定を実現した.人工データを用いた検証において,提案する統計的アルゴリズムを用いることにより,対象のシステムが非線形性を有する場合にも,潜在ダイナミクスの抽出が実現可能であることを示した.すなわち,提案法を用いることにより,未知システムの潜在変数の推定のみならず,非線形ダイナミクスを支配する種々のハイパーパラメータも同時に推定することが可能であることを検証した.さらに,未知システムのダイナミクス構造が時間的に変動する状況下において,Slow Featureを抽出するための統計的アルゴリズムを構成し,その有効性を示した.得られた成果を関連する国際学会や国内学会で発表するとともに,誌上発表論文として公表した.なお,本研究で開発した情報抽出技術について,学会誌の解説記事として,翌年度に,公表を予定している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね,当初に予定していた研究実施計画通りに,研究が進んでいるため.

Strategy for Future Research Activity

次年度は,多次元時系列データから情報を抽出するためのアルゴリズムの開発を行う.

Causes of Carryover

資料収集を予定していた国際学会で,当該分野の発表が行われず,国外出張が年度内に行われなかったため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度中の国外出張旅費として使用する.

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Acknowledgement Compliant: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 海馬錐体細胞における電気特性の不均一性分布と細胞内信号伝播の連関2014

    • Author(s)
      大森敏明
    • Journal Title

      日本神経回路学会誌

      Volume: 21 Pages: 115-121

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Estimating Nonlinear Spatiotemporal Membrane Dynamics in Active Dendrites2014

    • Author(s)
      Toshiaki Omori
    • Journal Title

      Proceedings of 21th International Conference on Neural Information Processings

      Volume: 1 Pages: 27-34

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Estimation of Hyperparameters in Probabilistic Slow Feature Analysis2014

    • Author(s)
      Akihito Takeuchi and Toshiaki Omori
    • Journal Title

      Proceedings of Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems

      Pages: 1606ー1608

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simulation for Effect of Extracellular Electric Field on Neuronal Response2014

    • Author(s)
      Takafumi Shimamoto, Toshiaki Omori, Toru Aonishi and Seiichi Ozawa
    • Journal Title

      Proceedings of Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems

      Pages: 1614-1616

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Extracting Spatiotemporal Dynamics of Neural Systems: Computational and Statistical Approach2015

    • Author(s)
      Toshiaki Omori
    • Organizer
      UC San Diego x Kobe University Joint Research Kick-off Symposium
    • Place of Presentation
      Kobe University(兵庫県)
    • Year and Date
      2015-02-05
    • Invited
  • [Presentation] 神経細胞における非線形ダイナミクスのスパース推定2015

    • Author(s)
      大森敏明
    • Organizer
      第7回定量生物学の会年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-12
  • [Presentation] 細胞外電場が神経細胞の非線形電位応答に及ぼす影響のシミュレーション解析2015

    • Author(s)
      島本貴文,大森敏明,青西亨,小澤誠一
    • Organizer
      第7回定量生物学の会年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-12
  • [Presentation] Estimation of Hyperparameters in Probabilistic Slow Feature Analysis2014

    • Author(s)
      Akihito Takeuchi and Toshiaki Omori
    • Organizer
      Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2014-12-05
  • [Presentation] Simulation for Effect of Extracellular Electric Field on Neuronal Response2014

    • Author(s)
      Takafumi Shimamoto, Toshiaki Omori, Toru Aonishi and Seiichi Ozawa
    • Organizer
      Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2014-12-05
  • [Presentation] Estimating Nonlinear Spatiotemporal Membrane Dynamics in Active Dendrites2014

    • Author(s)
      Toshiaki Omori
    • Organizer
      21th International Conference on Neural Information Processings
    • Place of Presentation
      Imperial Hotel(マレーシア,クチン)
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] 樹状突起膜電位の非線形ダイナミクスを統計的に推定する~ベイズ統計に基づく情報抽出~2014

    • Author(s)
      大森敏明
    • Organizer
      第13回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2014-09-03
  • [Presentation] 細胞外電場がニューロンの電位応答に与える影響のシミュレーション2014

    • Author(s)
      島本貴文,大森敏明,青西亨,小澤誠一
    • Organizer
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2014-05-23
  • [Presentation] 神経細胞における非線形ダイナミクスの統計的推定2014

    • Author(s)
      大森敏明,青西亨,岡田真人
    • Organizer
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2014-05-23
  • [Presentation] 確率的Slow Feature Analysisにおけるハイパーパラメータ推定2014

    • Author(s)
      竹内章人,大森敏明
    • Organizer
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2014-05-23
  • [Presentation] スパース性に基づく受容野の変数分離指標の推定2014

    • Author(s)
      四倉晋平,大森敏明,五十嵐康彦,岡田真人
    • Organizer
      第28回人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      愛媛県県民文化会館ひめぎんホール(愛媛県)
    • Year and Date
      2014-05-12
  • [Presentation] 局在興奮を持つ神経回路モデルにおけるスパース性の効果2014

    • Author(s)
      萬田暁,北園淳,大森敏明,岡田真人
    • Organizer
      第28回人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      愛媛県県民文化会館ひめぎんホール(愛媛県)
    • Year and Date
      2014-05-12
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/omori/

  • [Remarks] 神戸大学大学院工学研究科電気電子工学専攻 大森敏明WEBページ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~omoritos/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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