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機械学習を用いた景気予測の迅速化・精緻化

研究課題

研究課題/領域番号 21K18584
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分12:解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関一橋大学

研究代表者

齊木 吉隆  一橋大学, 大学院経営管理研究科, 教授 (20433740)

研究分担者 小野崎 保  立正大学, 経済学部, 教授 (10233595)
武藤 誠  日本大学, 経済学部, 助教 (50898351)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード景気変動 / 機械学習 / 時系列解析 / データ駆動モデリング / 為替変動 / 力学系 / 数値計算
研究開始時の研究の概要

一国の経済変動は多くの経済主体(政府、企業、家計、諸外国等)による集団現象である上に、決定論的な要素と確率論的な要素の双方に由来する部分と、政策や制度の変更等、構造変化に由来する部分が入り混じっており、それが定量的な決定論的モデリングを困難にさせてきた。高周波の振る舞いは主に確率的なものであり、低周波の振る舞いは主に構造変化等によるものである。中周波の振る舞いはマクロ的な振る舞いを示す決定論的なものが主であり、再帰性の高いダイナミクスを示していると期待できる。本研究では、中周波の振る舞いに着目した機械学習をおこない、これまで存在しなかった定量的な決定論的経済変動モデルの構築を目指す。

研究実績の概要

一国の経済変動は多くの経済主体(政府、企業、家計、諸外国等)による集団現象である上に、決定論的な要素と確率論的な要素の双方に由来する部分と、政策や制度の変更等、構造変化に由来する部分が入り混じっており、それが定量的な決定論的モデリングを困難にさせてきた。高周波の振る舞いは主に確率的なものであり、低周波の振る舞いは主に構造変化等によるものである。中周波の振る舞いはマクロ的な振る舞いを示す決定論的なものが主であり、再帰性の高いダイナミクスを示していると期待できる。本研究では、中周波の振る舞いに着目した機械学習をおこない、これまで存在しなかった定量的な決定論的経済変動モデルの構築を目指している。一国の経済変動に含まれる決定論的な要素と確率論的な要素の双方に由来する部分と、政策や制度の変更等、構造変化に由来する部分が入り混じっており、それらの分離が鍵となる。2023年度は、数週間から数か月のタイムスケールをもつ為替のボラティリティ時系列に決定論的構造が存するかどうかを調べた。フィルターを用いて下処理した為替のボラティリティ時系列データを訓練データとしてリザーバーコンピューティングとよばれる時系列の機械学習をおこなって予測モデルを構築した。そのモデルが多くの初期値で予測力があることを確認して決定論的構造が背後に存することを確認し、論文執筆を進めた。また、為替時系列をヒルベルト変換することで複素化し、時々刻々の位相を定義することによって同期レベルの推移を明らかにして、その結果をまとめた論文を査読付き国際誌に投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

為替のボラティリティ時系列の予測モデルを機械学習によって構築して予測力を確認し、論文執筆をおこなったため。

今後の研究の推進方策

数週間から数か月のタイムスケールをもつ経済、金融の指標に関して、リザーバーコンピューティングを適用した機械学習モデリングを推し進め、イタリアで開催される非線形経済動学の国際会議で発表して研究をブラッシュアップして論文を執筆する。モデリングにおいては,時々刻々入手可能な時系列データがある場合とない場合の二通りを考える。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universite de la Nouvelle-Caledonie(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Constructing low-dimensional ordinary differential equations from chaotic time series of high- or infinite-dimensional systems using radial-function-based regression2023

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Natsuki、Nakai Kengo、Saiki Yoshitaka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 108 号: 5 ページ: 054220-054220

    • DOI

      10.1103/physreve.108.054220

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regional Synchronization during Economic Contraction: The Case of the U.S. and Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Muto Makoto、Onozaki Tamotsu、Saiki Yoshitaka
    • 雑誌名

      Applied Economics

      巻: 55 号: 30 ページ: 3472-3486

    • DOI

      10.1080/00036846.2022.2115450

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing differential equations using only a scalar time-series about continuous time chaotic dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Natsuki、Nakai Kengo、Saiki Yoshitaka
    • 雑誌名

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      巻: 32 号: 9 ページ: 091101-091101

    • DOI

      10.1063/5.0100166

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regional Synchronization in Business Cycle Contractions in U.S. and Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Onozaki
    • 学会等名
      The B.E.S.T. Conference 2022 - The B.E.S.T. Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カオス的時系列データに基づく微分方程式推定2022

    • 著者名/発表者名
      齊木 吉隆
    • 学会等名
      RIMS研究集会「力学系の理論と諸分野への応用」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による気象現象のデータ駆動型時間発展モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      神野 拓哉, 三浦 裕亮, 中井 拳吾, 齊木 吉隆, 末松 環, 高須賀 大輔, 米田 剛
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://saiki.hub.hit-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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