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ウイルスゲノムの特徴量解析と自然宿主推定への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J02715
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関北海道大学

研究代表者

Tessmer Heidi Lynn (2017)  北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC2)

TESSMER HEIDI LYNN (2016)  北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード機械学習 / 感染症 / 基本再生産数 / infectious disease / machine learning / mathematical modeling / epidemiology
研究実績の概要

I continued my research into machine learning, including server maintenance and optimization, learning and using different ML libraries, attending conferences, and exploring the latest papers, tutorials, and industry standards.
Two co-authored papers:
- Tessmer HL, Ito K, and Omori R. Can machines learn respiratory virus epidemiology?: A comparative study of likelihood-free methods for the estimation of epidemiological dynamics.
- Sakon N, Komano J, Tessmer HL, and Omori R. High transmissibility of norovirus among infants and school children during the 2016/17 season in Osaka, Japan.
Abstract: To estimate and predict the transmission dynamics of respiratory viruses, the estimation of the basic reproduction number, R0, is essential. Recently, approximate Bayesian computation methods have been used as likelihood free methods to estimate epidemiological model parameters, particularly R0. In this paper, we explore various machine learning approaches, the multi-layer perceptron, convolutional neural network, and long-short term memory, to learn and estimate the parameters. Further, we compare the accuracy of the estimates and time requirements for machine learning and the approximate Bayesian computation methods on both simulated and real-world epidemiological data from outbreaks of influenza A(H1N1)pdm09, mumps, and measles. We find that the machine learning approaches can be verified and tested faster than the approximate Bayesian computation method, but that the approximate Bayesian computation method is more robust across different datasets.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Can Machines Learn Respiratory Virus Epidemiology?: A Comparative Study of Likelihood-Free Methods for the Estimation of Epidemiological Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Tessmer Heidi L.、Ito Kimihito、Omori Ryosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 343-343

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00343

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High transmissibility of norovirus among infants and school children during the 2016/17 season in Osaka, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Sakon Naomi、Komano Jun、Tessmer Heidi L.、Omori Ryosuke
    • 雑誌名

      Eurosurveillance

      巻: 23 号: 6 ページ: 29-29

    • DOI

      10.2807/1560-7917.es.2018.23.6.18-00029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tracking the evolution of polymerase genes of influenza A viruses during interspecies transmission between avian and swine hosts2016

    • 著者名/発表者名
      Karnbunchob N, Omori R, Tessmer H, Ito K
    • 雑誌名

      Front Microbiol

      巻: 7 ページ: 2118-2118

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.02118

    • NAID

      120005955478

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimating the Lineage Dynamics of Human Influenza B Viruses2016

    • 著者名/発表者名
      Mayumbo Nyirenda, Ryosuke Omori, Heidi L. Tessmer, Hiroki Arimura, Kimihito Ito
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 11(11) 号: 11 ページ: e0166107-e0166107

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0166107

    • NAID

      120005946864

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Estimation of Basic Reproduction Number R0 using a Recurrent Neural Network2016

    • 著者名/発表者名
      Tessmer HL and Omori R
    • 学会等名
      NIPS 2016 Workshop on Machine Learning for Health
    • 発表場所
      Centre Convencions Internacional Barcelona, Barcelona, SPAIN
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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