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オントロジーと深層学習の融合による生命情報推論システム

研究課題

研究課題/領域番号 18K11522
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関富士通株式会社(富士通研究所)

研究代表者

村上 勝彦  富士通株式会社(富士通研究所), その他部局等, 研究員 (30344055)

研究分担者 高松 邦彦  東京工業大学, 企画本部, マネジメント教授 (80392017)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードナレッジグラフ / オントロジー / 遺伝子 / 推論 / 分散表現 / 自然言語処理 / 疾患 / 薬剤 / 深層学習 / 知識表現 / 遺伝子変異 / セマンティックウェブ
研究実績の概要

この研究の主な目指すところは、新しい推論技術の開発であり、そのためには専門家が策定したオントロジー(用語とその関係性)と、テキストから自動的に生成される分散表現(多次元ベクトル)を結合的に利用する。これまでに、テストケースとして採用される分野を厳選し、「がん」と「アルツハイマー」を選択した。これらの特定の領域で、テキストデータ、オントロジーデータ、そして主に知識を表現することに注目したデータベースの使用を考慮している。
分散表現の取得手法は大きく二つに分けられる。一つは自然言語のコーパスデータを活用して分散表現を取得する「自然言語志向」の方法であり、もう一つはより体系的に整理された情報が格納されたグラフデータベースからエンティティと関連性を抽出する「グラフ志向」の方法である。この研究では、これらの二つのアプローチを平行して推進している。
昨年度までで、自然言語志向のアプローチとして、PubMed Central (PMC) のテキストデータの一部を自動取得した。また、アルツハイマーのGWASや疾患の分子機序に関するデータベースのデータを用いて、グラフ志向の手法で分散表現の構築を行った。Alzheimer's disease ontology (ADO)やAlzPathwayなどの複数のデータベースから抽出可能な関係性を収集し、ComplExなどの方法を使用して、グラフに基づく知識グラフの分散表現の学習を進めた。さらに、テキストから得られる分散表現とグラフから得られる分散表現を比較し、一部の不一致を自動修正した。本年度は、これらの結果を多角的な視点から評価することをおこなった。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Deciphering the code of the novel "The Dancing Men"2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Katsuhiko、Kishida Aoi、Ito Hibiki、Matsumoto Sayaka、Takamatsu Kunihiko
    • 雑誌名

      12th International Conference on Smart Computing and Artificial Intelligence (SCAI 2022-Winter)

      巻: - ページ: 296-297

    • DOI

      10.1109/icsc56153.2023.00060

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 説明可能な AI (XAI) によるがんゲノム医療支援2022

    • 著者名/発表者名
      阿部 修也、村上 勝彦
    • 雑誌名

      開発リーダー

      巻: 19 ページ: 13-15

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] ゲノム医療を推進するAI技術 : 文献検索AI,病原性を予測するXAI(説明可能なAI)2021

    • 著者名/発表者名
      村上, 勝彦 森田, 一 光石, 豊 馬場, 謙介 マルティネス, アンデル グェン, レ アン 多湖, 真一郎 小林, 賢司 阿部, 修也 富士, 秀
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 66 ページ: 422-429

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] がんゲノム医療に向けたナレッジグラフと予後情報を活用した論文検索システム2020

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦 富士秀
    • 雑誌名

      JMAI Letter

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] BioHackathon series in 2013 and 2014: improvements of semantic interoperability in life science data and services2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki, Katayama, et. al.
    • 雑誌名

      F1000Research

      巻: 8 ページ: 1-25

    • DOI

      10.12688/f1000research.18238.1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 第1 回ナレッジグラフ推論チャレンジ2018 開催報告─説明性のある人工知能システムを目指して─2019

    • 著者名/発表者名
      川村 隆浩 江上 周作 田村 光太郎 外園 康智 鵜飼 孝典 小柳 佑介 西野 文人 岡嶋 成司 村上 勝彦 高松 邦彦 杉浦 あおい 白松 俊 張 翔宇 古崎 晃司
    • 雑誌名

      人工知能学会誌

      巻: 34 ページ: 396-412

    • NAID

      130007658351

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 思考を綴る AI がゲノム医療の新たなステージを拓く2019

    • 著者名/発表者名
      岡本青史、多湖真一郎、村上勝彦
    • 雑誌名

      BIO Clinica

      巻: 34 ページ: 48-54

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 遺伝子情報の意味解析2018

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 54 号: 9 ページ: 862-866

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.54.9_862

    • NAID

      130007479843

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] アイテムのクラス情報を利用した非負値行列分解NMF2018

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦
    • 雑誌名

      人工知能学会全国大会論文集

      巻: JSAI2018 号: 0 ページ: 3Pin107-3Pin107

    • DOI

      10.11517/pjsai.JSAI2018.0_3Pin107

    • NAID

      130007424342

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Database Annotation to Determine Human Mitochondrial Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Murakami, Masaharu Sugita
    • 雑誌名

      International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics

      巻: 8 号: 4 ページ: 210-217

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2018.8.4.210-217

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biomarker discovery by integrated joint non-negative matrix factorization and pathway signature analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita, N., Mizuarai, S., Murakami, K. & Nakai, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28066-w

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Deciphering the code of the novel "The Dancing Men"2023

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Murakami, Aoi Kishida, Hibiki Ito, Sayaka Matsumoto, Kunihiko Takamatsu
    • 学会等名
      2023 IEEE 17th International Conference on Semantic Computing (ICSC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gene expression analysis for biomarker discovery from contaminated mixed tumor samples2022

    • 著者名/発表者名
      katsuhiko murakami
    • 学会等名
      12th International Conference on Smart Computing and Artificial Intelligence (SCAI 2022-Winter)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医師の負担軽減をめざす医療文献検索AIシステム2020

    • 著者名/発表者名
      村上 勝彦、他9名
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネットワーク構造を利用した知識グラフの埋込2020

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦
    • 学会等名
      2020年度人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] がんゲノム医療に向けたナレッジグラフと予後情報を活用した論文検索システム2020

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦, 富士秀
    • 学会等名
      日本メディカルAI学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Report on the First Knowledge Graph Reasoning Challenge 2018 Toward the eXplainable AI System2019

    • 著者名/発表者名
      akahiro Kawamura, Shusaku Egami, Koutarou Tamura, Yasunori Hokazono, Takanori Ugai, Yusuke Koyanagi, Fumihito Nishino, Seiji Okajima, Katsuhiko Murakami, Kunihiko Takamatsu, Aoi Sugiura, Shun Shiramatsu, Xiangyu Zhang, Kouji Kozaki
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th Joint International Semantic Technology Conference (JIST2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サンプル混合度を考慮した遺伝子発現量のがんバイオマーカー探索2019

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦
    • 学会等名
      2019年度人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アイテムのクラス情報を利用した非負値行列分解NMF2018

    • 著者名/発表者名
      村上勝彦
    • 学会等名
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] “医薬品・医療機器・再生医療”開発におけるオープンイノベーションの取り組み 事例集2018

    • 著者名/発表者名
      60名
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      4861047226
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-12-25  

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