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支配法則が非自明なヒト集団運動における社会的行動の可視化技術

研究課題

研究課題/領域番号 18K18116
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61030:知能情報学関連
研究機関名古屋大学 (2019-2020)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018)

研究代表者

藤井 慶輔  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70747401)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード機械学習 / 集団運動 / スポーツ科学 / 時系列データ / 動的システム / 動的モード分解 / 身体運動
研究成果の概要

本研究では、身体運動を伴う社会的行動をデータ駆動的なモデル化によって可視化する技術を開発し、実践的にヒトが利活用できるための基礎を作ることを目的とした研究を行った。本研究の結果、(1)背後の数学的な構造を抽出(2)学習した表現などを可視化(3)構成要素をモデル化して運動を生成することなどによって、一般に解釈が難しい非線形な構造を持つ機械学習モデルを用いたとしても、集団運動の理解に役立つ手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義としては、様々な支配原理・法則が明確でない諸現象の中でも、より自由度の高い人間の集団運動を対象とするため、(1)背後の数学的な構造を抽出(2)学習した表現などを可視化(3)構成要素をモデル化して運動を生成する観点は、例えば人間以外の生物集団や、人工物の集団移動などにも応用可能である。社会的意義としては、本研究の研究対象である集団スポーツ解析はもちろん、子どもの集団遊びや、イベント時の移動軌跡などの上記の観点からの解析において役立つことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of spontaneous sociality in children’s group behavior during nursery activity2021

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa Jun、Fujii Keisuke、Nagai Takayuki、Omori Takashi、Oka Natsuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 2 ページ: 0246041-0246041

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0246041

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cognition and interpersonal coordination of patients with schizophrenia who have sports habits2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Yoshihara Yujiro、Matsumoto Yukiko、Tose Keima、Takeuchi Hideaki、Isobe Masanori、Mizuta Hiroto、Maniwa Daisuke、Okamura Takehiko、Murai Toshiya、Kawahara Yoshinobu、Takahashi Hidehiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 11 ページ: e0241863-e0241863

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0241863

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trajectory prediction with imitation learning reflecting defensive evaluation in team sports2020

    • 著者名/発表者名
      TERANISHI Masakiyo、FUJII Keisuke、TAKEDA Kazuya
    • 雑誌名

      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)

      巻: 1 ページ: 124-125

    • DOI

      10.1109/gcce50665.2020.9291841

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Physically-interpretable classification of biological network dynamics for complex collective motions2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Takeishi Naoya、Hojo Motokazu、Inaba Yuki、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 3005-3005

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58064-w

    • 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
  • [雑誌論文] Data-driven spectral analysis for coordinative structures in periodic human locomotion2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Takeishi Naoya、Kibushi Benio、Kouzaki Motoki、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 16755-16755

    • DOI

      10.1038/s41598-019-53187-1

    • 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
  • [雑誌論文] Dynamic mode decomposition in vector-valued reproducing kernel Hilbert spaces for extracting dynamical structure among observables2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 117 ページ: 94-103

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2019.04.020

    • NAID

      120006765145

    • 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
  • [雑誌論文] Supervised dynamic mode decomposition via multitask learning2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      Pattern Recognition Letters

      巻: 122 ページ: 7-13

    • DOI

      10.1016/j.patrec.2019.02.010

    • 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] Quantitative Analysis and Visualization of Children’s Group Behavior from the Perspective of Development of Spontaneity and Sociality2018

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa Jun、Fujii Keisuke、Nagai Takayuki、Omori Takashi、Oka Natsuki
    • 雑誌名

      24th Conference of Collaboration Researchers International Working Group (CRIWG'18)

      巻: なし ページ: 169-176

    • DOI

      10.1007/978-3-319-99504-5_13

    • ISBN
      9783319995038, 9783319995045
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metric on Nonlinear Dynamical Systems with Perron-Frobenius Operators2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Ishikawa, Keisuke Fujii, Masahiro Ikeda, Yuka Hashimoto, Yoshinobu Kawahara
    • 雑誌名

      Advances in Neural Information Processing Systems 31 (NeurIPS'18)

      巻: 31 ページ: 2858-2868

    • 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] Prediction and classification in equation-free collective motion dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke、Kawasaki Takeshi、Inaba Yuki、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 14 号: 11 ページ: e1006545-e1006545

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006545

    • 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] Automatically recognizing strategic cooperative behaviors in various situations of a team sport2018

    • 著者名/発表者名
      Hojo Motokazu、Fujii Keisuke、Inaba Yuki、Motoyasu Yoichi、Kawahara Yoshinobu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 12 ページ: e0209247-e0209247

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0209247

    • 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] 集団スポーツの戦術に関するデータ解析手法2021

    • 著者名/発表者名
      藤井 慶輔
    • 学会等名
      第6回愛媛大学DS研究セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 部分観測過程におけるデータ駆動的エージェントモデリング2020

    • 著者名/発表者名
      藤井慶輔
    • 学会等名
      日本認知科学会第37回大会 OS2 認知的インタラクションフレームワークの構築
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Data-driven modeling in complex collective motions for social biomechanics2020

    • 著者名/発表者名
      藤井慶輔
    • 学会等名
      第2回彗ひろば(バイオメカニクス研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Trajectory prediction with imitation learning reflecting defensive evaluation in team sports2020

    • 著者名/発表者名
      Masakiyo Teranishi, Keisuke Fujii, Kazuya Takeda
    • 学会等名
      IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interpretable classfication of complex collective motions using graph dynamic mode decomposition.2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujii, Naoya Takeishi, Yoshinobu Kawahara
    • 学会等名
      11th Asian Conference on Machine Learning (ACML2019) Workshop on Machine Learning for Trajectory, Activity, and Behavior (ACML-TAB)(
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測量間の動的構造を抽出するグラフ動的モード分解と集団スポーツデータへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 慶輔、武石直也、河原 吉伸
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 集団スポーツにおける機械学習を用いたデータ駆動科学2019

    • 著者名/発表者名
      藤井慶輔
    • 学会等名
      第18回認知的コミュニケーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic mode decomposition and its applications (I), (II)2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujii
    • 学会等名
      2019 Distinguished Lecture and International Interdisciplinary Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Data-driven spectral analysis for social biomechanics2019

    • 著者名/発表者名
      藤井慶輔、武石直也、稲葉優希、木伏紅緒、神崎素樹、河原吉伸
    • 学会等名
      第1回彗ひろば(バイオメカニクス研究会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 観測量間の動的構造を抽出するベクトル値再生核ヒルベルト空間における動的モード分解2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 慶輔、河原 吉伸
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スポーツの得点等に関わる集団運動の人工知能を用いた評価システム2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 慶輔
    • 学会等名
      新技術説明会,科学技術振興機構,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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