• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

AI-QoS: 深層学習モデルのQoS適応的駆動基盤技術

研究課題

研究課題/領域番号 23H00476
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

中澤 仁  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (80365486)

研究分担者 宮前 泰恵 (岸野泰恵)  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 協創情報研究部, 主任研究員 (20466410)
須山 敬之  大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (80396134)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
47,060千円 (直接経費: 36,200千円、間接経費: 10,860千円)
2025年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2024年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2023年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
キーワード深層学習 / QoS / 非機能要求 / 適応 / 深層学習モデル
研究開始時の研究の概要

深層学習モデルのサービス品質(QoS)をクライアント側の非機能要求に基づいて動的に制御し、それらをよりよく満たすAI駆動基盤技術(AI-QoS)を確立する。実世界のダイナミックな様相に対して、深層学習技術を大規模に実用可能とするために、クラウド側での拡散・拡張的モデル生成技術とQoS適応的モデル駆動技術、およびエッジ側でのQoS適応的連合予測技術から成る基盤技術を開発する。

研究実績の概要

研究項目1に関して、項目1-1:未知を認識してモデルを拡張する自動継続学習技術の研究開発を推進した。継続的な学習においては、ストレージ爆発と破滅的忘却の回避を目的としたリソース最適化機構の開発を継続した。主に、国際口頭発表3件の成果を得た。研究項目2に関して、項目2-1:モデルの性能を把握・予測するリフレクティブAI技術の研究開発を継続した。動画を深層学習で処理する際の選択的フレーム処理に基づく高速化技術を検討するとともに、モデルの精度をリアルタイムに計測・推定するモデルプロファイリング技術の構築を継続した。主に、国際ジャーナル1件、国内口頭発表1件の成果を得た。研究項目3に関して、項目3-1:クラウド側とエッジ側での協調的AIフロー制御技術の研究開発を継続した。深層学習を用いた動画処理システムにおいて、パイプライン処理と処理委譲とによって負荷分散を実現する際の最適ノード選択手法について検討した。主に、国際口頭発表1件の成果を得た。主な成果を以下に示す。
H. Bekku, T. Kume, A. Tsuge, and J. Nakazawa, "A stable and efficient dynamic ensemble method for pothole detection," Pervasive and Mobile Computing, vol. 104, p. 101973, 2024. doi: 10.1016/j.pmcj.2024.101973
S. Makino, T. Okoshi, and J. Nakazawa, "Poster: MLess: Deep Learning Application Platform for Smart Cities," MOBISYS ’24, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661394
H. Kawashima, T. Okoshi, and J. Nakazawa, "Poster: Class-Balanced Exemplar Memory Selection for Class-Incremental Semantic Segmentation," MOBISYS ’24, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661400

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

研究項目1に関して、項目1-1:未知を認識してモデルを拡張する自動継続学習技術の研究開発が進展した。当該研究の成果に基づいて博士号取得者が出る見込みであり、若手研究者育成の観点でも順調に進展している。これまで主に、国際口頭発表3件、国内好投発表1件の成果を得た。

研究項目2に関して、項目2-1:モデルの性能を把握・予測するリフレクティブAI技術の研究開発が進展した。さまざまな機能・非機能要求の分析を、応用シナリオの実装を通じて進めたことで、当初想定していなかった、深層学習モデルのイベント駆動技術の必要性が明らかになった。このため現在、研究課題の拡大と再定義を行なっている。これまで主に、国際ジャーナル1件、国際口頭発表2件、国内口頭発表4件の成果を得た。

研究項目3に関して、項目3-1:クラウド側とエッジ側での協調的AIフロー制御技術の研究開発が進展した。深層学習を用いた動画処理システムにおいて、パイプライン処理と処理委譲とによって負荷分散を実現する際の最適ノード選択手法について検討し、国際会議に採択され、2025年度中に発表予定である。これまで主に、国際口頭発表1件の成果を得た。

今後の研究の推進方策

研究項目1:AI-QoS-E:クラウド側での拡散・拡張的モデル生成技術(AI QoS Expansion)に関して、項目1-2:異なる非機能要求に向けてモデルを多様化させる拡散的生成技術の研究に着手する。前年度までに、物体検出モデルを生成するモデル(メタモデル)のプロトタイプシステムを完成させており、これを発展させる。

項目2:AI-QoS-A:クラウド側でのQoS適応的モデル駆動技術(AI QoS Adaptation)に関して、項目2-2:非機能要求に基づく駆動モデル群制御技術(2025ー26年度)の研究に着手する。研究分担者の岸野氏(NTT研究所)との連携のもと、大規模モデルをより小さなExpertsに分割して並列実行する基盤技術などを前年度に検討しており、その結果に基づいて推進する。

項目3:AI-QoS-P:エッジ側でのQoS適応的連合予測技術(QoS Aware Federated Prediction)に関して、項目3-2:クラウド側からエッジ側への動的AIスケールアウト技術(2025ー26年度)の研究に着手する。これまでに取り組んだ項目3-1:クラウド側とエッジ側での協調的AIフロー制御技術(2023ー24年度)の結果、深層学習モデルの実行移譲技術が完成しており、これを用いてエッジ側へスケールアウトするための制御を検討する。

報告書

(3件)
  • 2024 実績報告書
  • 2023 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] A stable and efficient dynamic ensemble method for pothole detection2024

    • 著者名/発表者名
      Bekku Hiroo、Kume Taiga、Tsuge Akira、Nakazawa Jin
    • 雑誌名

      Pervasive and Mobile Computing

      巻: 104 ページ: 101973-101973

    • DOI

      10.1016/j.pmcj.2024.101973

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 三段階に分かったテキストベースの人物識別2024

    • 著者名/発表者名
      Liu, T., Kume, T., Nakazawa, J., and Okoshi, M.
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2025-MBL-114, no. 28, pp. 1-8, Feb. 2025.
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Poster: MLess: Deep Learning Application Platform for Smart Cities2024

    • 著者名/発表者名
      S. Makino, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661394
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Poster: Class-Balanced Exemplar Memory Selection for Class-Incremental Semantic Segmentation2024

    • 著者名/発表者名
      H. Kawashima, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661400
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Poster: Generating Scarce Realities for Traffic Light Violation Detection2024

    • 著者名/発表者名
      T. Kume, H. Bekku, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661440
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Poster: Feature-adaptive Re-MAML optimised for the input data set2024

    • 著者名/発表者名
      K. Sunata, T. Kume, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3661441
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demo: MeowSorter: Identifying Stray and Pet Cats Through Facial Features2024

    • 著者名/発表者名
      R. Motoyama, N. Isokawa, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3663376
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demo: FaST Compiler: Optimizing Web Front-end UI Building by Integrating Compilers and Visible Anchors2024

    • 著者名/発表者名
      T. Tomizawa, T. Kume, S. Hamanaka, T. Okoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      MOBISYS ’24, pp. 1-2, Jun. 2024. doi: 10.1145/3643832.3663377
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Fixed-point Values in eBPF: a Case for Fully In-kernel Anomaly Detection2024

    • 著者名/発表者名
      Osaki, A., Poisson, M., Makino, S., Shiiba, R., Fukuda, K., Okoshi, T., & Nakazawa, J.
    • 学会等名
      AINTEC ’24, Sydney, Australia, Aug. 2024. doi: 10.1145/3674213.3674219
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弓道動画における結果予測とフォームフィックスツールの開発2024

    • 著者名/発表者名
      K. Ozaki, N. Kobayashi, T. Ohkoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2024-UBI-82, no. 11, pp. 1-8, May 2024.
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 一般物体検出とLSTMを用いた画像に基づく屋内位置推定2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Aoki, N. Kobayashi, T. Ohkoshi, and J. Nakazawa
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2024-UBI-82, no. 17, pp. 1-8, May 2024.
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 画像処理を用いた水中ごみの検出方法の検2024

    • 著者名/発表者名
      R. Shimano, K. Nishimura, T. Suyama
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2024)シンポジウム, pp. 16-21, Jun. 2024.
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 野良猫・飼い猫判別のための猫の顔分類技術の提案2023

    • 著者名/発表者名
      Motoyama, R., Isokawa, N., Okoshi, M., and Nakazawa, J.
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2023-CDS-38, no. 48
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度画像を用いた鳥類検出手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      Hamada, R., Hirano, R., Isokawa, N., Okoshi, M., and Nakazawa, J.
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2023-MBL-108, no. 42
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多クラス分類に向けた階層的分類モデル2023

    • 著者名/発表者名
      Sunata, K., Kume, T., and Nakazawa, J.
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, vol. 2023-UBI-79, no. 43
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 物体検出技術を用いたバレーボールの試合分析支援システムの試作2023

    • 著者名/発表者名
      K. Shimokakimoto, T. Suyama
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2023)シンポジウム, pp. 1359-1363, Jul. 2023.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Human in-the-loop 環境センシングの提案と要素技術の検討2023

    • 著者名/発表者名
      岸野泰恵, 水谷伸, 白井良成, 須山敬之
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア, 分散協調とモバイルシンポジウム(DICOMO 2023) (July 2023).
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi