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2015 Fiscal Year Research-status Report

フェロモン源探索行動のモデル化に基づく新しい探索アルゴリズムの開発

Research Project

Project/Area Number 25870915
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

小林 亮太  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 助教 (70549237)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords知能情報学 / 探索アルゴリズム / 最適化 / 機械学習 / シミュレーション / 確率過程
Outline of Annual Research Achievements

動物は時々やってくる匂い情報を頼りに匂い源に到達できる.例えば,オスのカイコガはフェロモンの匂いを頼りにメス (フェロモン源) まで効率的に到達できることが知られている.このような高度な探索行動を実現するアルゴリズムを提案できれば,情報学と生物学に同時に貢献できるだろう.本研究課題では,探索者 (昆虫) が時々流れてくるフェロモンを頼りにフェロモン源を探索する問題を考える.この問題は簡単に見えるが,フェロモンの拡散領域から外れると目標に到達できなくなる。早く確実に目標にたどり着くためには高度なアルゴリズムを必要とする.
平成27年度は本探索課題を考察するための理論およびシミュレーション基盤の整備を行った.フェロモン飛散のモデルとして,ランダムウォークモデルを仮定し,シミュレーションを行うことにより,探索者の行動戦略の違いが探索にかかる時間へ与える影響を調べた.受動的行動戦略では,フェロモン源から少しでもずれてしまうと探索に非常に多くの時間がかかることが明らかになった (小林, Lansky, 人工知能学会全国大会2015).さらに, 進化的計算を利用して, 効率的に探索を行うアルゴリズムを求めることができるか検討を行っている.
本課題で用いるベイズ時系列解析を社会データマイニングへ応用する研究を進め, Webとソーシャルメディア分析を扱う国際会議である AAAI Conference on Web and Social Mediaにおいて発表を行う (Kobayashi & Lambiotte ICWSM 2016).本技術は, 社会における情報拡散のメカニズムを理解する上で重要であるだけでなく,ソーシャルネットワークの技術を向上させるためにも応用されることが期待される.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

フェロモン源探索のアルゴリズム開発や探索環境のモデリングについては当初計画に比べて若干の遅れが見られる.しかし,本課題で用いるベイズ時系列解析を脳, 社会データマイニングへ応用した研究を学術誌 (BioSystems, Mathematical Biosciences and Engineering, Nonlinear Theory and Its Applications IEICE), 国際会議 (ICWSM 2016) で発表できた.

Strategy for Future Research Activity

共同研究を進めている研究者との研究打ち合わせおよび研究成果を発表するための旅費および物品購入に使用し,当初計画通りに研究を遂行することを目指す.

Causes of Carryover

フェロモン源探索問題の理論およびシミュレーション基盤の整備において,当初計画に比べて若干の遅れが生じたため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

共同研究を進めている研究者との研究打ち合わせおよび研究成果を発表するための旅費および物品購入に使用し,当初計画通りに研究を遂行することを目指す.

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] チェコ科学アカデミー(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      チェコ科学アカデミー
  • [Int'l Joint Research] University of Namur(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      University of Namur
  • [Journal Article] Fluctuation scaling in neural spike trains.2016

    • Author(s)
      Koyama S, Kobayashi R
    • Journal Title

      Mathematical Biosciences and Engineering

      Volume: 13 Pages: 537-550

    • DOI

      10.3934/mbe.2016006

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A method for estimating of synaptic connectivity from spike data of multiple neurons.2016

    • Author(s)
      Kobayashi R, Kitano K
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 7 Pages: 156-163

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/nolta.7.156

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] TiDeH: Time-Dependent Hawkes Process for Predicting Retweet Dynamics.2016

    • Author(s)
      Kobayashi R, Lambiotte R
    • Journal Title

      The 10th International AAAI Conference on Web and Social Media (ICWSM 2016)

      Volume: -- Pages: 191-200

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optimal decoding and information transmission in Hodgkin-Huxley neurons under metabolic cost constraints.2015

    • Author(s)
      Kostal L, Kobayashi R
    • Journal Title

      BioSystems

      Volume: 136 Pages: 3-10

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2015.06.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 脳における計算の仕組み: ハードウェアとアルゴリズム2016

    • Author(s)
      小林 亮太
    • Organizer
      第2回 人工知能学会 汎用人工知能研究会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所 (東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-03-28
    • Invited
  • [Presentation] エネルギー代謝を考慮に入れた神経細胞の最適な情報伝達について2016

    • Author(s)
      Kostal L, Kobayashi R
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学 (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Data driven approach for modeling neural systems2015

    • Author(s)
      Kobayashi R
    • Organizer
      Systmod Seminar
    • Place of Presentation
      University of Liege, Kingdom of Belgium
    • Year and Date
      2015-11-13 – 2015-11-13
    • Invited
  • [Presentation] Inferring synaptic connections from spike data of multiple neurons2015

    • Author(s)
      Kobayashi R
    • Organizer
      Seminar in Tabourier’s Lab.
    • Place of Presentation
      University Paris 6 Pierre and Marie Curie, France
    • Year and Date
      2015-11-06 – 2015-11-06
    • Invited
  • [Presentation] Data mining approach for modeling neuronal systems2015

    • Author(s)
      Kobayashi R
    • Organizer
      NAXYS SEMINAR
    • Place of Presentation
      University of Namur, Kingdom of Belgium
    • Year and Date
      2015-10-27 – 2015-10-27
    • Invited
  • [Presentation] Computer simulation of global brain dynamics at the neuronal resolution2015

    • Author(s)
      Kobayashi R, Shimono M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 国立情報学研究所 小林 亮太

    • URL

      http://www.nii.ac.jp/faculty/informatics/kobayashi_ryota/

  • [Remarks]

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~r-koba/publications.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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