Research on sustainable fishery condition monitoring through cooperation between fishermen and artificial intelligence technology
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22K19218
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小川 哲司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70386598)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 半教師あり学習 / 深層ニューラルネットワーク / 機械学習 / 海況シミュレーション / 漁場状態監視 / マルソウダ曳縄漁 |
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| Outline of Research at the Start |
マルソウダ曳縄漁を対象とした漁場監視・予測システムの開発を通じ，人工知能システムと漁業従事者が協調的に進化するための技術的基盤を確立することを目指す．そのために，１）漁師の経験や海洋物理学の知見を陽に組み込むことで予測の根拠を漁師にとって直感的に理解可能にする予測モデルの構成方法や監視インタフェースの設計，２）日々の操業中に得られるデータを効率的に活用して監視システムを持続的に成長させる方法論を，パターン認識，海況シミュレーション，水産業の専門家からなる分野横断チームにより確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
【成果の具体的内容】
本研究では，マルソウダ曳縄漁を対象として，（WP-1）漁場の状態を監視・説明可能にする基本技術や監視インタフェース設計，（WP-2）日々の操業中に得られるデータを効率的に活用して監視システムを持続的に成長させる方法論について検討を行った．
2023年度は，主に（WP-2）として，未操業海域に対するラベルなしデータを活用して良漁場（正例）の予測範囲を絞り込む技術を開発した．2022年度に開発した技術では，操業海域のデータのみを用いて良漁場予測モデルを構築した．そのため，信頼性の高い予測結果を得るには大量の操業情報が必要となり，持続可能性という点で問題があった．そこで，未操業海域（ラベルなしデータ）から負例を抽出し活用することで予測範囲を絞り込む，半教師あり学習技術を提案した．具体的には，良漁場らしさと相関の高い漁場滞在時間を予測するモデルを構築し，このモデルを用いて未操業海域の漁場滞在時間を予測した．そのうえで，滞在時間が短いと予測された海域のデータを信頼できる負例として抽出した．実験では，マルソウダ引き縄漁を対象として，過去の正例と抽出した負例から二値分類器を構築し良漁場予測に利用することで，予測範囲をより正確に絞り込めることを実証した．この成果は，パターン認識に関する査読付き国際会議に投稿された．また，良漁場予測結果を表示するウェブインタフェースを改良のうえ，予測結果を漁師や水産の専門家と共有した．
【成果意義と重要性】
広大な未操業海域のデータを効率的に用いるアプローチは，漁獲に関するデータ収集が容易ではない状況において良漁場の予測結果を効果的に絞り込むために重要な技術と言える．このように，利用可能なラベルなしデータを活用してシステムを効率的に構築・成長させることは，漁場の監視のみならず様々な応用に共通する課題であり，得られた知見は広く意義がある．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
