ウィンドウサイズ自動調整型サポートベクターマシンによる高精度な微気象データ予測

• 研究課題/領域番号: 26660198
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 農業環境・情報工学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 峰野 博史 静岡大学, 情報学部, 准教授 (40359740)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 農業気象・微気象 / 時系列データ予測 / 機械学習

研究成果の概要

微気象データは，非常に多数の複雑な要素からなる現象の時系列データであり予測が難しい．本研究では，時系列データ予測に関するSVRをベースとし，予測精度が最大となるようにトレーニングデータのウィンドウサイズを自動調整するSW-SVRを研究開発した．SW-SVRは，現在の環境に特化した予測モデルの構築と再構築を自律的に繰り返すことで，計算量を削減しつつ高精度な予測を実現する．提案システムのプロトタイプ実装として窒素吸収量予測制御システムを実装し現場実証実験の結果，SW-SVRは従来の予測手法やオンライン学習器と比べ，窒素吸収量の予測誤差を大幅に削減できることを確認した．

研究成果

• [雑誌論文] SW-SVRを用いた施設園芸環境向け知的制御システムの評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅, 井林宏文, 鈴木雄也, 黒田正博, 大石直記, 峰野博史
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌(トランザクション), コンシューマ・デバイス＆システム（CDS） 巻: 6 ページ: 1-8
  • NAID: 110009868046
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sliding window-based support vector regression for predicting micrometeorological data (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukimasa Kaneda, Hiroshi Mineno
  • 雑誌名: Expert Systems With Applications 巻: 57 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.eswa.2016.04.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Support Vector Regression Model for Micrometeorological Data Prediction (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Suzuki, Yukimasa Kaneda, Hiroshi Mineno
  • 雑誌名: Computer Science and Information Technology 巻: Vol.3, No.2 号: 2 ページ: 37-48
  • DOI: 10.13189/csit.2015.030202
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Greenhouse environmental control system based on SW-SVR (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukimasa Kaneda, Hirofumi Ibayashi, Naoki Oishi, Hiroshi Mineno
  • 学会等名: The 19th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems(KES2015)
  • 発表場所: Marina Bay Sands Hotel,Singapore
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] 無線散乱光センサとSW-SVRを用いた養液栽培制御システム (2015)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅，井林宏文，大石直記，峰野博史
  • 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(DICOMO2015)シンポジウム
  • 発表場所: ホテル安比グランド（岩手県八幡平市）
  • 年月日: 2015-07-08
• [学会発表] SW-SVRを用いた施設園芸環境向け知的制御システムの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅，井林宏文，鈴木雄也，黒田正博，大石直記，峰野博史
  • 学会等名: 情報処理学会第77回全国大会
  • 発表場所: 京都大学(京都府京都市)
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] SW-SVRを用いた施設園芸環境向け知的制御システムの評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅, 井林宏文, 鈴木雄也, 黒田正博, 大石直記, 峰野博史
  • 学会等名: 情報処理学会第12回コンシューマ・デバイス＆システム（CDS）研究会
  • 発表場所: 壱岐文化ホール（長崎県壱岐市）
  • 年月日: 2015-01-26
• [学会発表] SW-SVRを用いた施設園芸環境向け知的制御システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅, 井林宏文, 鈴木雄也, 黒田正博, 大石直記, 峰野博史
  • 学会等名: 情報学ワークショップ2014（WiNF2014)
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2014-11-29
• [学会発表] 近傍データ収集法によるSW-SVRの改良 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雄也，兼田千雅，峰野博史
  • 学会等名: 情報処理学会第73回モバイルコンピューティングとユビキタス通信（MBL）研究会
  • 発表場所: 福岡大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2014-11-20
• [学会発表] 環境データを高精度・高速に予測可能な機械学習システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 峰野博史
  • 学会等名: 静岡大学との連携による新技術説明会
  • 発表場所: JST東京本部別館ホール(東京都千代田区)
  • 年月日: 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Proposal to sliding window-based support vector regression (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuya Suzuki, Hirofumi Ibayashi, Yukimasa Kaneda, Hiroshi Mineno
  • 学会等名: 18th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems (KES2014)
  • 発表場所: Gdynia Maritime University, Poland
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] 高信頼無線センサ/アクチュエータネットワークを用いた知的制御システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 兼田千雅，町田樹，井林宏文，鈴木雄也，峰野博史
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2014年大会
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス(東京都千代田区)
  • 年月日: 2014-09-10
• [備考] インテリジェントコンピューティンググループ概要
  • URL: http://www.minelab.jp/?p=62
• [産業財産権] 予測システム、予測方法、および予測プログラム (2014)
  • 発明者名: 峰野博史、鈴木雄也、兼田千雅
  • 権利者名: 峰野博史、鈴木雄也、兼田千雅
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-234950
  • 出願年月日: 2014-11-19