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計算代数統計による統計と関連数学領域の革新

研究課題

研究課題/領域番号 25220001
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 統計科学
研究機関滋賀大学 (2015-2018)
東京大学 (2013-2014)

研究代表者

竹村 彰通  滋賀大学, データサイエンス学部, 教授 (10171670)

研究分担者 高山 信毅  神戸大学, 理学研究科, 教授 (30188099)
日比 孝之  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80181113)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
141,180千円 (直接経費: 108,600千円、間接経費: 32,580千円)
2017年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
2016年度: 30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円)
2015年度: 29,250千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 6,750千円)
2014年度: 32,240千円 (直接経費: 24,800千円、間接経費: 7,440千円)
2013年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
キーワード統計的推測 / 計算代数統計 / 統計数学 / 微分方程式 / 数理統計学 / 代数統計学 / グレブナー基底 / 1
研究成果の概要

本研究では、計算代数統計の方法を様々な統計学の問題に応用することにより、既存の方法では計算が困難であった問題に対して実際的な計算が可能となることを示した。特に研究代表者が8年ほど前に提案したホロノミック勾配法については、数学的にも応用面でも重要な成果が得られ、日本数学会2015年度解析学賞の対象となった。数理統計学の困難な問題にチャレンジする中から代数学の観点からも意味のある結果が得られ、その意味で、「計算」「代数」「統計」をつなぐ研究となった。研究の成果は研究論文として刊行されたが、それのみならず統計解析分野で標準となっているRのパッケージとしてユーザーに提供したことも本研究の成果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は課題名にあるように「計算」「代数」「統計」の3つの領域にかかわる研究分野である。より具体的には、1)数値計算、2)グレブナー基底の理論に基づく代数学と代数計算、3)数理統計学の分布論への応用、の3領域であり、本研究での成果はこれらの分野に複合的な効果をもたらした。特にホロノミック勾配法については、その実装において代数計算と数値計算をうまく組み合わせることにより高い性能を出すことがわかり、代数計算の有用性と限界が明らかになった。また応用面では、統計学のみならず無線通信分野における成果が得られたことにも、本研究の有用性があらわれている。

評価記号
検証結果 (区分)

A+

評価記号
評価結果 (区分)

A+: 当初目標を超える研究の進捗があり、期待以上の成果が見込まれる

報告書

(10件)
  • 2019 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 研究概要(採択時) ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 7件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 11件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A new era of statistics and data science education in Japanese universities2018

    • 著者名/発表者名
      Takemura, A.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      巻: 1 号: 1 ページ: 109-116

    • DOI

      10.1007/s42081-018-0005-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential relations for the largest root distribution of complex non-central Wishart matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Raimundas Vidunas and Akimichi Takemura
    • 雑誌名

      The 50th Anniversary of Grobner Basis, edited by Takayuki Hibi, Advanced Studies in Pure Mathematics

      巻: 77 ページ: 411-436

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A-hypergeometric distributions and Newton polytopes2018

    • 著者名/発表者名
      Takayama, N., Kuriki, S. and Takemura, A.
    • 雑誌名

      Advances in Applied Mathematics

      巻: 99 ページ: 109-133

    • DOI

      10.1016/j.aam.2018.05.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of the ratio of two Wishart matrices and cumulative probability evaluation by the holonomic gradient method2018

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi Hiroki、Takayama Nobuki、Takemura Akimichi
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 165 ページ: 270-278

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2018.01.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Relation between the rate of convergence of strong law of large numbers and the rate of concentration of Bayesian prior in game-theoretic probability2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Sato, Kenshi Miyabe and Akimichi Takemura
    • 雑誌名

      Stochastic Processes and their Applications

      巻: 128 号: 5 ページ: 1466-1484

    • DOI

      10.1016/j.spa.2017.07.014

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conformal geometry of sequential test in multidimensional curved exponential family2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kumon, A.Takemura and Kei Takeuchi
    • 雑誌名

      Sequential Analysis

      巻: 35 号: 1 ページ: 30-68

    • DOI

      10.1080/07474946.2016.1131570

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of exponential-polynomial distribution by holonomic gradient descent2016

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Hayakawa and A.Takemura
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      巻: 45 号: 23 ページ: 6860-6882

    • DOI

      10.1080/03610926.2014.968735

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An objective look at obtaining the plotting positions for QQ-plots.2016

    • 著者名/発表者名
      Reza Hosseini and A.Takemura
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      巻: 45 号: 16 ページ: 4716-4728

    • DOI

      10.1080/03610926.2014.927498

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An extended power model for point processes in a finite interval and its application to bid arrival process of online auctions. (in Japanese).2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Shibue and A.Takemura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Statistics

      巻: 44 ページ: 89-100

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-asymptotic analysis of a new bandit algorithm for semi-bounded rewards2015

    • 著者名/発表者名
      Junya Honda and A.Takemura
    • 雑誌名

      Journal of Machine Learning Research

      巻: 16 ページ: 3721-3756

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A linear-algebraic tool for conditional independence inference2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka, Milan Studeny, A.Takemura and Tomonari Sei
    • 雑誌名

      Journal of Algebraic Statistics

      巻: 6 号: 2 ページ: 150-167

    • DOI

      10.18409/jas.v6i2.46

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Markov degree of configurations defined by fibers of a configuration2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Koyama, Mitsunori Ogawa and A.Takemura
    • 雑誌名

      Journal of Algebraic Statistics

      巻: 6 号: 2 ページ: 80-107

    • DOI

      10.18409/jas.v6i2.38

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of powers of functions satisfying second-order linear differential equations with applications to statistics2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki, Marumo, Toshinori Oaku
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 32 号: 2 ページ: 553-572

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0179-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Standard imsets for undirected and chain graphical models2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kashimura and A. Takemura
    • 雑誌名

      Bernoulli

      巻: 21 号: 3 ページ: 1467-1493

    • DOI

      10.3150/14-bej611

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of orthant probabilities by the holonomic gradient method2015

    • 著者名/発表者名
      Tamio Koyama and A. Takemura
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 32 号: 1 ページ: 187-204

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0166-8

    • NAID

      210000164831

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MIMO Zero-Forcing performance evaluation using the holonomic gradient method2015

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, A. Takemura, Satoshi Kuriki, Hyundong Shin and Christoph Koutschan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 14 号: 4 ページ: 2322-2335

    • DOI

      10.1109/twc.2014.2385075

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Schur complement based analysis of MIMO zero-forcing for Rician fading2015

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, Akimichi Takemura, Satoshi Kuriki, Donald St. P. Richards, and Hyundong Shin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 14(4) 号: 4 ページ: 1757-1771

    • DOI

      10.1109/twc.2014.2371467

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exact MIMO zero-forcing detection analysis for transmit-correlated Rician fading2014

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, Steven D. Blostein, A. Takemura, Hyundong Shin, Shahram Yousefi and Satoshi Kuriki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 13, no.3 ページ: 1514-1527

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimality of Thompson sampling for Gaussian bandits depends on priors2014

    • 著者名/発表者名
      Junya Honda and A. Takemura
    • 雑誌名

      JMLR Workshop and Conference Proceedings

      巻: 33 ページ: 375-383

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convergence analysis of performance-measure expressions for MIMO ZF under Rician fading2014

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, A. Takemura, Steven D. Blostein, Satoshi Kuriki and Hyundong Shin
    • 雑誌名

      Communications Theory Workshop (AusCTW), 2014 Australian

      巻: 1 ページ: 114-119

    • DOI

      10.1109/ausctw.2014.6766438

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Markov degree of the three-state toric homogeneous Markov chain model2014

    • 著者名/発表者名
      David Haws, Abraham Martín del Campo, A.Takemura and Ruriko Yoshida
    • 雑誌名

      Beiträge zur Algebra und Geometrie

      巻: 55 号: 1 ページ: 161-188

    • DOI

      10.1007/s13366-013-0178-y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holonomic Gradient Descent for the Fisher-Bingham Distribution on the n-dimensional Sphere2014

    • 著者名/発表者名
      T. Koyama, H. Nakayama, K. Nishiyama, N. Takayama
    • 雑誌名

      Computational Statistics

      巻: (accepted) 号: 3-4 ページ: 661-683

    • DOI

      10.1007/s00180-013-0456-z

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Software Packages for Holonomic Gradient Method2014

    • 著者名/発表者名
      T.Koyama, H.Nakayama, K.Ohara, T.Sei, N.Takayama
    • 雑誌名

      Mathematial Software --- ICMS 2014, 4th International Conference, Proceedings

      巻: 1 ページ: 706-712

    • DOI

      10.1007/978-3-662-44199-2_105

    • ISBN
      9783662441985, 9783662441992
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Centrally symmetric configurations of integer matrices2014

    • 著者名/発表者名
      Hidefumi Ohsugi and Takayuki Hibi
    • 雑誌名

      Nagoya Mathematical Journal

      巻: 216 ページ: 153-170

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The binomial edge ideal of a pair of graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Viviana Ene, Jürgen Herzog, Takayuki Hibi and Ayesha A. Qureshi
    • 雑誌名

      Nagoya Mathematical Journal

      巻: 213 ページ: 105-125

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Markov degree of the Birkhoff model2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamaguchi, Mitsunori Ogawa, Akimichi Takemura
    • 雑誌名

      Journal of Algebraic Combinatorics

      巻: (印刷中) 号: 1 ページ: 293-311

    • DOI

      10.1007/s10801-013-0488-z

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New Undergraduate Departments and Programs of Data Science in JAPAN2018

    • 著者名/発表者名
      Akimichi Takemura
    • 学会等名
      0th International Conference on Teaching Statistics (ICOTS10)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 滋賀大学で始まったデータサイエンティストの組織的育成2017

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通
    • 学会等名
      品質管理学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 滋賀大学データサイエンス学部の現状2017

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通
    • 学会等名
      統計関連学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] デーサイエンス研究と教育の意義2017

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通
    • 学会等名
      組織学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ホロノミック勾配法に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Some results and conjectures on complexity of Markov bases"2015

    • 著者名/発表者名
      A.Takemura
    • 学会等名
      SIAM Conference
    • 発表場所
      Daejeon, South Korea
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] データサイエンスを専門的に学ぶ大学教育の展望-滋賀大学の目指すもの2015

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通、佐和隆光, 吉川英治
    • 学会等名
      日本行動計量学会第43回大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本学術会議における統計学分野の参照基準の検討状況について2015

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通、田栗正章
    • 学会等名
      2015年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] "Origin and developments of holonomic gradient method"2015

    • 著者名/発表者名
      A.Takemura
    • 学会等名
      RSS 2015 conference
    • 発表場所
      Exeter University, UK
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction to Markov bases and contingency table models in statistics2014

    • 著者名/発表者名
      Akimichi Takemura
    • 学会等名
      Algebraic Statistics Workshop, 2014 NIMS Thematic Program on Applied Algebraic Geoemetry
    • 発表場所
      Daejeon (韓国)
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Computational Algebraic Statistics2014

    • 著者名/発表者名
      Akimichi Takemura
    • 学会等名
      IMS-APRM 2014
    • 発表場所
      台北 (台湾)
    • 年月日
      2014-07-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stanley's Influence on Monomial Ideals2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hibi
    • 学会等名
      A conference in honor of Richard P. Stanley’s 70th birthday
    • 発表場所
      Cambridge (アメリカ)
    • 年月日
      2014-06-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 計算代数統計の最近の展開について2014

    • 著者名/発表者名
      竹村彰通
    • 学会等名
      日本数学会2014年度年会
    • 発表場所
      学習院大学 (東京都・豊島区)
    • 年月日
      2014-03-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Holonomic Gradient Method for Multivariate Normal Distribution Theory2013

    • 著者名/発表者名
      Akimichi Takemura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applied Algebraic Geometry 2013
    • 発表場所
      Fort Collins (アメリカ)
    • 年月日
      2013-08-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction to the Holonomic Gradient Method in Statistics2013

    • 著者名/発表者名
      Akimichi Takemura
    • 学会等名
      Asian Mathematical Conference 2013
    • 発表場所
      釜山 (韓国)
    • 年月日
      2013-07-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 基礎系 数学 確率・統計II (東京大学工学教程)2018

    • 著者名/発表者名
      青木敏、竹村彰通
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      4621302701
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/atstat/athp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 計算代数統計による統計と関連数学領域の革新

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/atstat/kakenhi/h25s/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-06-20   更新日: 2022-04-28  

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