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階層ベイズ法を用いた柔軟な学習モデルの開発と理論神経科学への応用

Research Project

Project/Area Number 06J07889
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

平山 淳一郎  Nara Institute of Science and Technology, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords機械学習 / ベイズ推定 / ユーザモデリング / 協調フィルタリング / 計算論的神経科学 / 運動学習 / 独立成分分析 / 隠れマルコフモデル / 特徴抽出 / ベイジアンネットワーク
Research Abstract

本年度の研究では,確率モデルと階層ベイズ手法を用い,個人ごとの異質性や時間的な変動など,データ生成の統計的性質が状況によって異なる場合に柔軟に対処しうる学習モデルの開発と応用を行った.応用として,とくに新規な工学問題への適用と,脳機能の計算論的モデル化を行った.
1.異なる統計的構造をもつ複数の予測課題を協調的に解く手法を,ベイジアンネットワークを個々の予測モデルとし,モデル間の類似性をベイズ推定とその一般化に基づき評価することで実現した.提案手法は近年注目を集めるユーザモデリングと協調フィルタリングの2種類の実問題へと適用され,個々の課題が十分なサンプル数を持たない状況においても高精度の予測が実現されることが示された.これらの成果は現在2つの国際論文誌に投稿中である.
2.確率モデルに基づく新たなハイブリッド型協調フィルタリング手法を提案した.提案手法は階層ベイズモデルとして定式化され,個人間の異質性に対処しつつ,ユーザやアイテムの特徴量を加味して協調フィルタリングが実現される.この結果は国際会議にて発表済みである.
3.小脳が実現するとされる複数のモジュールに基づく運動学習の計算論的原理の解明を目指し,確率モデルによるモジュール切り替え型学習・予測制御モデル(確率型モザイク)を提案した.これは制御理論に基づく既存モデル(モザイク)に,統計的推定の視点を取り入れたものである.統計的定式化は,運動学習における不確かさを理論的に扱う上で意義が大きい.この成果は国際論文誌に受理された.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A probabilistic modeling of MOSAIC learning.2008

    • Author(s)
      S. Osaga
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics 12

      Pages: 167-171

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Markov and semi-Markov switching of source appearances for non-stationary independent component analysis

    • Author(s)
      J.Hirayama, S.Maeda, S.Ishii
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Neural Networks

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] A unified approach to collaborative and feature-based recommendation based on probabilistic latent semantic models2008

    • Author(s)
      A. Ishihara
    • Organizer
      International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB'08)
    • Place of Presentation
      B-Con Plaza, Beppu, Oita
    • Year and Date
      2008-02-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アスペクトモデルに基づいた特徴ベース協調フィルタリング2008

    • Author(s)
      石原愛美
    • Organizer
      人工知能学会 人工知能基本問題研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学 百年記念会館
    • Year and Date
      2008-01-18
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Bayesian collaborative predictors for general user modeling tasks2007

    • Author(s)
      J. Hirayama
    • Organizer
      International Conference on Neural Information Processing (ICONIP'07)
    • Place of Presentation
      北九州学術研究都市,北九州市若松区
    • Year and Date
      2007-11-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A Probabilistic Model of MOSAIC2007

    • Author(s)
      S. Osaga
    • Organizer
      IEEE Symposium on Foundations of Computational Intelligence (FOCI'07),
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village, Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2007-04-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2024-03-26  

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