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データコラボレーション解析による分散協調特徴量選択手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K12144
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61030:知能情報学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

叶 秀彩  筑波大学, システム情報系, 准教授 (60814001)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードfeature learning / feature selection / active feature selection / 特徴選択 / 中間表現 / データコラボレーション
研究開始時の研究の概要

近年のデータ取得の簡易化に伴い、データは大規模・分散化している。分散管理されているデータは情報秘匿などの観点から共有が困難であり、またデータ数の不足や偏りによるリスク因子などの重要な特徴量の学習は難しくなる。重要な特徴量を学習するために,本研究では分散データの直接的な共有を行うことなく、中間表現によるデータ統合を行うことで、分散協調特徴量選択アルゴリズムを開発する。具体的には、各機関が独自に元データの抽象化を行い、抽象化されたデータ(中間表現)を同一の潜在空間に射影し、データ統合を行うことで特徴量選択のモデルを構築する。実データによる実証実験を行い、開発する特徴量選択手法の有効性を示す。

研究実績の概要

This year, we focus on the research on feature learning-based methods and their application in bioinformatics. To address the challenges of limited samples and data imbalance, we present a novel framework for feature learning to analyze complex data structures, which are applied to predict antibiotic activity and enhance the efficiency of antibiotic discovery. In order to effectively learn the complex data, we utilize contrastive learning to extract the important features from complex structures. By integrating data augmentation and a pre-trained RoBERTa model, our method is able to accurately predict the hEFG blocker.

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

In addressing the challenges posed by limited samples and imbalances within them, we introduce innovative methods to enhance feature learning and analyze complex data structures. Our approaches employ contrastive learning to effectively capture critical features from complex datasets, and integrates data augmentation alongside a pre-trained RoBERTa model to predict hEFG blockers with high precision, thus advancing the field of antibiotic discovery.

今後の研究の推進方策

In the next step, we will address with data that is distributed in different locations. We're going to propose methods that learn from the data together without compromising privacy. We'll use effective techniques, including federated learning, to learn important features from the data. We're also planning to apply these methods to data that comes from multiple perspectives to improve how we combine and use this kind of data.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Xidian University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] FIAMol-AB: A feature fusion and attention-based deep learning method for enhanced antibiotic discovery2024

    • 著者名/発表者名
      He Shida、Ye Xiucai、Dou Lijun、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 168 ページ: 107762-107762

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2023.107762

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CLOP-hERG: The Contrastive Learning Optimized Pre-Trained Model for Representation Learning in Predicting Drug-Induced hERG Channel Blockers2024

    • 著者名/発表者名
      He Shida、Ye Xiucai、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Medinformatics

      巻: - 号: 3 ページ: 1-9

    • DOI

      10.47852/bonviewmedin42022049

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-omics clustering for cancer subtyping based on latent subspace learning2023

    • 著者名/発表者名
      Ye Xiucai、Shang Yifan、Shi Tianyi、Zhang Weihang、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 164 ページ: 107223-107223

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2023.107223

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactive gene identification for cancer subtyping based on multi-omics clustering2023

    • 著者名/発表者名
      Ye Xiucai、Shi Tianyi、Cui Yaxuan、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 211 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2023.02.005

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential reinforcement active feature learning for gene signature identification in renal cell carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Meng Huang, Xiucai Ye, Akira Imakura, Tetsuya Sakurai
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Informatics

      巻: 128 ページ: 104049-104049

    • DOI

      10.1016/j.jbi.2022.104049

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiview network embedding for drug-target Interactions prediction by consistent and complementary information preserving2022

    • 著者名/発表者名
      Shang Yifan、Ye Xiucai、Futamura Yasunori、Yu Liang、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Briefings in Bioinformatics

      巻: 23 号: 3

    • DOI

      10.1093/bib/bbac059

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multi-omics clustering based on interpretable and discriminative features for cancer subtyping2023

    • 著者名/発表者名
      Tianyi Shi, Xiucai Ye, Tetsuya Sakurai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine (BIBM)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-view Network Embedding with Structure and Semantic Contrastive Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Yifan Shang, Xiucai Ye, Tetsuya Sakurai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Common and Unique Features Learning in Multi-view Network Embedding2023

    • 著者名/発表者名
      Yifan Shang, Xiucai Ye, Tetsuya Sakurai
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collaborative Future Selection for Distributed Data2023

    • 著者名/発表者名
      Ye Xiucai; Imakura Akira; Sakurai Tetsuya
    • 学会等名
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE23)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cost-Efficient Integrated Analysis of Distributed Data in Secure Environments2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Tetsuya; Imakura Akira; Ye Xiucai; Bogdanova Anna
    • 学会等名
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE23)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiview Network Embedding for Drug-target Interaction Prediction2023

    • 著者名/発表者名
      Ye Xiucai; Shang Yifan; Futamura Yasunori; Sakurai Tetsuya
    • 学会等名
      International Conference on Machine Learning and Computing (ICMLC)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ensemble Learning for Cluster Number Detection Based on Shared Nearest Neighbor Graph and Spectral Clustering2022

    • 著者名/発表者名
      Weihang Zhang, Xiucai Ye, Testuya Sakurai
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 特徴量選択支援プログラム及び特徴量選択支援方法2023

    • 発明者名
      今倉暁, 叶 秀彩, 櫻井鉄也
    • 権利者名
      今倉暁, 叶 秀彩, 櫻井鉄也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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