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ベイズ最適化による未知の多次元心理物理関数の推定手法の構築と応用分野の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19K03375
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10040:実験心理学関連
研究機関大阪電気通信大学

研究代表者

小森 政嗣  大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (60352019)

研究分担者 遠里 由佳子  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (80346171)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードガウス過程選好学習 / ガウス過程回帰 / 効用関数 / 顔知覚 / ベイズ最適化 / 心理物理学 / 顔認知 / 心理物理関数 / 実験計画法
研究開始時の研究の概要

例えば「2色の配色」は6次元の物理量により記述され,その組み合わせは膨大な数になる.したがって「配色の良さ」を考えた時膨大な組み合わせの中から良い配色を見つけなければならない.本研究ではこのような複雑な多次元の心理物理関数の全体像を,ベイズ最適化という手法に基づいて解明する手法の構築を目指す.また,この手法を心理学的・実験美学的研究のみならず,人の感性に適合したものづくりへ積極的に応用することを目指す.

研究成果の概要

本研究では,多次元の心理物理関数(本論文では効用関数と呼ぶ)をガウス過程回帰により推定するための方法論の構築を試みた.本研究では,二肢選択判断に対する回答に基づいて効用関数を推定するために,ガウス過程回帰を拡張したガウス過程選好学習(Gaussian process preference learning: GPPL)に着目した.さらに,ガウス過程回帰を顔の評価やデザイン研究など多様な心理学的問題に適用するための様々な方法論を開発し,その有効性を示した.また,これらの実験を行うためのアプリケーションを開発し,本手法の応用分野の開拓を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果の学術的意義は(1)ガウス過程選好学習(GPPL)が多様な心理学的な問題に適用可能であり.また多次元の心的な効用関数の推定において従来の手法より高い予測精度を持つことを示したこと,(2)また効用関数の特徴や信頼性を記述するための様々な手法を確立したことである.社会的意義は,GPPLにもとづくベイズ最適化を簡便に行うことができるアプリケーション・実験システムを構築し,この手法が,言語化が容易ではない感性の可視化(他者に対する偏見の可視化,商品コンセプトの可視化)に有効であることを示したことである.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 二肢選好に基づく商品コンセプトに合致した容器輪郭形状の生成2022

    • 著者名/発表者名
      城下 慧人、小森 政嗣、横山 卓未
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: 24 号: 1 ページ: 53-62

    • DOI

      10.11184/his.24.1_53

    • NAID

      130008163756

    • ISSN
      1344-7262, 2186-8271
    • 年月日
      2022-02-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Facial Preference Using Gaussian Process Preference Learning and Generative Image Model2021

    • 著者名/発表者名
      Komori Masashi、Shiroshita Keito、Nakagami Masataka、Nakamura Koyo、Kobayashi Maiko、Watanabe Katsumi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12883 ページ: 193-202

    • DOI

      10.1007/978-3-030-84340-3_15

    • ISBN
      9783030843397, 9783030843403
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Gaussian Process Preference Learning for Visualizing Facial Features Related to Personality Traits2021

    • 著者名/発表者名
      Shiroshita Keito、Komori Masashi、Nakamura Koyo、Kobayashi Maiko、Watanabe Katsumi
    • 雑誌名

      Proc. the 8th IEEE Asia-Pacific Conference on Computer Science and Data Engineering (CSDE 2021)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/csde53843.2021.9718431

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二肢選択ベイズ最適化による「かわいい」形の探索2019

    • 著者名/発表者名
      小森 政嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(HCS2019-15)

      巻: 119(38) ページ: 109-112

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 二肢選択ベイズ最適化によるリップ・チークの色のよい組み合わせ の検討2019

    • 著者名/発表者名
      小森 政嗣
    • 雑誌名

      日本認知科学会第36回大会論文集

      巻: 2A-045 ページ: 350-353

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 順位づけ評価に基づくベイズ最適化による塩ラーメンの調味料配合比の決定2021

    • 著者名/発表者名
      城下慧人, 木村光栄, 小森政嗣
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ガウス過程選好学習と敵対的生成ネットワークを用いた外集団の顔特徴の可視化―阪神ファンが考える巨人ファンの顔―2021

    • 著者名/発表者名
      小森政嗣, 城下慧人, 中村航洋, 小林麻衣子, 渡邊克巳
    • 学会等名
      日本心理学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二肢選択課題にもとづくガウス過程選好学習による外集団の顔のステレオタイプの推定2021

    • 著者名/発表者名
      小森政嗣, 城下慧人, 中村航洋, 小林麻衣子, 渡邊克巳
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of contour shapes perceived as kawaii by using Bayesian optimization2021

    • 著者名/発表者名
      Komori Masashi、Shiroshita Keito
    • 学会等名
      The 32nd International Congress of Psychology (ICP 2020+)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生物の気持ち悪い配色の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      城下 慧人・小森 政嗣
    • 学会等名
      人工知能学会(JSAI2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of contour shapes perceived as kawaii by using Bayesian optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Masashi Komori, Keito Shiroshita
    • 学会等名
      ICP2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガウス過程順序回帰による生物の気持ち悪い配色の探索2020

    • 著者名/発表者名
      城下慧人・小森 政嗣
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会(第34回)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ガウス過程回帰によるブーバ/キキ形状の生成2019

    • 著者名/発表者名
      小森 政嗣
    • 学会等名
      日本心理学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ガウス過程順序回帰による輪郭形状の「かわいさ」の検討2019

    • 著者名/発表者名
      城下慧人・小森 政嗣
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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