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学習アルゴリズムによる機械発見

研究課題

研究課題/領域番号 06452405
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能情報学
研究機関九州大学

研究代表者

有川 節夫  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (40037221)

研究分担者 宮野 悟  東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104)
廣渡 栄寿  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助手 (60274429)
篠原 歩  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (00226151)
THOMAS Zeugm (THOMAS Zeuga / THOMAS Zeug)  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (60264016)
新島 耕一  九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (30047881)
山本 章博  北海道大学, 工学部, 助教授 (30230535)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1995年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1994年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード機械学習 / 機械発見 / 計算学習理論 / 帰納推論 / PAC学習 / 数値データからの学習 / 大規模データベース / 機械発見の論理 / 反駁学習
研究概要

本研究は、学習リルゴリズムと機械発見について、論理と方式から、手間と効率化、作業環境に至るまでを体系的に追求し、科学発見の機械化のための基礎を確立することを目的として、以下の各項目について研究を展開してきた。
(1)機械発見の計算可能論理。まず、帰納推論の枠組みで機械発見の論理を展開し、K.Popperの科学者による科学的発見の論理と対照的に、計算機による機械発見においては、仮説空間自体の論駁可能性が、すなわち仮説空間の観測データによる棄却可能性が、本質的であることを明らかにし、そのような仮説空間で十分広いものが存在することを基本形式体系を用いて証明した。
(2)機械発見のための知識表現。科学技術における実験観測データのほとんどが数値データであるにも拘わらず、数値を直接扱う機械学習・機械発見については、体系的な研究がこれまでなされていなかった。本研究では、まず、実数の表現に至るまでの正確な基礎付けを行い、閉区間という表現系を用いて与えられた数値データから微分方程式を学習・発見する方式を研究開発し、有効性を確認した。これは、係数が閉区間で表されるため、一種の精度保証付きの仮説(この場合は、微分方程式)を発見するという、全く新しい方式を提案したことにもなる。
(3)PAC学習による機械発見。帰納推論に基づく機械発見の論理をPAC学習に基づく論理に一般化した。また、PAC学習可能性を示すVC次元に関して計算量理論の観点から詳細な理論を展開した。
(4)大規模データベースからの機械発見。アミノ酸配列等の遺伝子データを対象にした機械発見システムBONSAIを開発し、その並列化版BONSAI Gardenを開発し、実際の多くの領域で分子生物学上の知識の機械発見に成功した。また、これを領域予測のシステムとして発展させ、HAKKEというシステムを開発した。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Y.Mukouchi and S.Arikawa: "Towards a mathematical theory of machine discovery from facts" Theoretical Computer Science. 137-1. 53-84 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shinohara: "Complexity of computing Vapnik-Chervonenkis dimension and some generalized dimensions" Theoretical Computer Science. 137-1. 129-144 (1995)

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  • [文献書誌] K.Niijima: "Learning of associative memory networks based upon cone-like domains of attraction" Neural Networks. (to appear). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Furukawa et al.: "HAKKE : A multi-strategy prediction system for sequence" Genome Informatics 1996. 98-107 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 有川 節夫,橋本 伸幸: "数値データからの微分方程式の学習" 人工知能学会人工知能基礎論研究会資料SIG-FAI-9601. 13-18 (1996)

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  • [文献書誌] S.Lange and T.Zeugmann: "Incremental learning from positive data" Journal of Computer and System Science. 53-1. 88-103 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arikawa and A.Sharma (Ed.): "Algorithmic Learning Theory" Springer-Verlag, 337 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arikawa et al.: "Machine Intelligence (Vol.15)" Oxford University Press (印刷中), (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Mukouchi and S.Arikawa: "Towards a mathematical theory of machine discovery from facts" Theoretical Computer Science. Vol.137, No.1. 53-84 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shinohara: "Complexity of computing Vapnik-Chervonenkis dimension and some generalized dimensions" Theoretical Computer Science. Vol.137, No.1. 129-144 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimozono, A.Shinohara, T.Shinohara, S.Miyano, S.Kuhara, and S.Arikawa: "Knowledge acquisition from amino acid sequences by machine learning system BONSAI" Trans.of Information Processing Soc.Japan. Vol.35, No.10. (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arikawa: "Our studies on machine learning and machine discovery (in Japanese)" Journal of Japanese Society for Artificial Intelligence. Vol.11, No.6. 865-873 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Niijima: "Learning of associative memory networks based upon cone-like domains of attraction" Neural Networks. (to appear). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Furukawa, S.Matsumoto, A.Shinohara, T.Shoudai, and S.Miyano: "HAKKE : A multi-strategy prediction system for sequence" Genome Informatics 1996. 98-107 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arikawa and N.Hashimoto: "Learning differential equations from numerical data (in Japanese)" SIG-FAI-9601. JSAI. 13-18 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Lange and T.Zeugmann: "Incremental learning from positive data" Journal of Computer and System Science. Vol.53, No.1. 88-103 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arikawa, M.Sato, A.Shinohara and T.Shinohara: "Developments in computational learning and discovery theory within the framework of elementary formal systems" Machine Intelligence. Vol.15, (to appear). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 有川 節夫: "機械学習から機械発見へ" 人工知能学会誌. 11-6. 865-873 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 有川 節夫,橋本伸幸: "数値データからの微分方程式の学習" 人工知能学会人工知能基礎論研究会資料SIG-FAI-9601. 13-18 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Niijima: "Learning of associative memory networks based upon cone-like domains of attraction" Neural Networks(to appear). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Lange,T.Zeugmann: "Learning by Erasing" Lecture Notes in Artificial Intelligence. 1160. 228-241 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shoudai et al.: "BONSAI Garden:Parallel Knowledge Discovery System for Amino Acid Sequences" Proc.3rd.Int.Conf.on Intelligent Systems for Molecular Biology. 359-366 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Furukawa et al.: "HAKKE:A multi-strategy prediction system for sequences" Genome Informatics 1996. 98-107 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arikawa and A.Sharma(Ed.): "Algorithmic Learning Theory" Springer-Verlag, 337 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arikawa et.al.: "Machine Intelligence(Vol.15)" Oxford University Press(印刷中), (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Mukouchi: "Towards a mathematical theory of machine discovery from facts" Theoretical Computer Science. 137-1. 53-84 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A. Shinohara: "Complexity of computing Vapnik-Chervonenkis dimension and some generalized dimensions" Theoretical Computer Science. 137-1. 129-144 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Shoudai: "BONSAI Garden: Parallel Knowledge Discovery System for Amino Acid Sequences" Proc. 3rd. Int. Conf. on Intelligent Systems for Molecular Biology. 359-366 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Zeugmann: "Characterizations of Monotonic and Dual Monotonic Language Learning" Information & Computation. 120-2. 155-173 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S. Lange: "Trading Monotonicity Demands versus Mind Changes" Proc. EuroColt'95, LNAI. 904. 125-139 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] E. Tateishi: "A greedy strategy for finding motifs from positive and negative examples" Proc. 1st Pasific Symposium on Biocomputing. 599-613 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K. P. Jantke: "Algolithmic Learning Theory" Springer-Verlag, Germany, 319 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S. Arikawa: "Theoretical Computer Science(Vol. 137,No. 1)" Elsevier, The Netherlands, 176 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mukouchi: "Towards a mathematical theory of machine discovery from facts" Theoretical Computer Science. 137-1. 53-84 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] E.Hirowatari: "Partially isomorphic generalization and analogical reasoning" Proc.the 7th ECML,LNAI. 784. 234-254 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ishino: "Learning from examples with typed equational programming" Algorithmic Learning Theory,LNAI. 872. 301-316 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Zeugmann: "Average case analysis of pattern language learning algorithms" Algorithmic Learning Theory,LNAI. 872. 8-9 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsumoto: "Refutably Probably Approximately Correct Learning" Proc.4th Workshop on Algorithmic Learning Theory(LNAI). 872. 469-483 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Shinichi Shimozono: "Knowledge aquisition from amino acid sequences by machine learning system BONSAI" Trans.Inform.Proc.Soc.Japan. 35-10. 2009-2018 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arikawa: "Algorithmic Learning Theory" Springer-Verlag,Germany, 575 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arikawa: "Theoretical Computer Science(Vol.137,No.1)" Elsevier,The Netherlands, 176 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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