Explainable Social Simulation: Cause and Effect Clustering Approach
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22K04586
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25010:Social systems engineering-related
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
後藤 裕介 芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (40454037)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 社会シミュレーション / クラスタリング / 説明可能性 / 因果分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，どのようにしてエージェントベース社会シミュレーションの実行結果から，マクロレベルの現象を説明するミクロレベルの挙動を発見し，因果関係を有効に抽出するか？という問いに対して，因果内包クラスタリングによる説明可能化方法の開発を試みる．提案手法は，因果となるミクロレベルの挙動(原因)とマクロレベル現象(結果)の両方をシミュレーション結果の特徴として捉え，複数の試行をクラスタリングする．スパイラルな提案手法開発を行い，予備実験で有効性を確認後，大規模なシミュレーション実験を通じて，既存方法と比較したときの有効性の程度と適用可能範囲を明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、手法のアイディアの検討を行い、シミュレーション事例への適用を行った。
因果を内包する具体的なアイディアとして、エージェントベース社会シミュレーションが持つモデルのミクロ-マクロ・リンク構造に着目をし、ミクロ、メゾ、マクロの各スケールにおける事象の順序関係から因果関係を想定することで、ある特定のマクロレベル事象に至るミクロとメゾの事象パターンを把握することを可能とする手法の開発を行った。開発した手法は、ノード間の相互作用とその程度を定量的に分析する共起ネットワークから着想し、複数のスケールで定義した事象の順序関係を集計・共起ネットワークとして可視化することで、直感的に強い因果関係を把握可能とする。この手法を、ミクロ-マクロ・リンクの解釈が可能で、比較的シンプルな構造を持つ感染症シミュレーションのモデルに適用し、実際に開発した手法で分析が可能であることを確認した。
適用結果を踏まえて、提案手法が従来のように感覚的でなくリンクを定量的に把握して説明を与えられることから、結果分析や施策設計において納得感の向上を可能にすることや、問題状況に関する理解度が向上することを通じて、より情報を得た上での意思決定を可能にすることを考察した。その一方で、比較的少数の事象でなければ可視化の直感的理解が不可能であることや、この手法が比較的頻度が高い事象を対象としていて稀な事象を説明することは難しいことなど、手法の限界も明らかにした。
この成果を論文としてまとめて、研究会（計測自動制御学会 システム・情報部門 第34回社会システム部会研究会）にて発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度、手法のアイディアの検討を行い、シミュレーション事例への適用を行った結果として、手法の有用性やその限界を把握できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
手法の再検討を進め、実験を行い、有効性を評価することを目指す。適用する事例として、ミクロ-マクロ・リンクが陽に組み込まれ、エージェントベースモデルとしての構造が十分な基本モデルを開発して、利用することを検討する。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
