ナビゲーションにおける知識発見基盤の整備とヒトの屋内位置推定

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 生物ナビゲーションのシステム科学
• 研究課題/領域番号: 16H06539
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 前川 卓也 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50447025)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 生物移動情報学 / データマイニング / 行動認識

研究実績の概要

海鳥用の動物装着型データロガーを製作し、新潟県粟島に生息するオオミズナギドリに適用した。水深センサを用いてオオミズナギドリの採餌行動を自動検知し、対象行動の映像を自動記録した。データロガーに関する成果は、Communications biologyに採録された。また、プレスリリースを行い、TVや新聞など60件以上のメディアに紹介された。撮影された映像はYoutube（動画配信サイト）にて公開した。
また、説明可能深層学習を用いた軌跡データプラットフォームに関する論文を執筆し、Nature Communicationsに採録された。
介入機能を備えたデータロガーの開発を行い、今年度のフィールドワークに備えた。

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

・データ分析プラットフォームやデータロガーに関する論文が自然科学分野の主要論文誌に採録された。
・これまでの実験結果に基づき、説明可能深層学習を用いた軌跡データの分析に関する新手法1の論文の執筆を行い、その投稿を行った。
・説明可能深層学習を用いた軌跡データの分析に関する新手法2の論文の執筆をほぼ完了した。
・機械学習を用いた動物の意思決定分析手法に関する実験を行い、その論文執筆・投稿を行った。
・機械学習を用いたマルチモーダルセンサデータ分析手法に関する実験を行い、その論文執筆・投稿を行った。

今後の研究の推進方策

・説明可能深層学習を用いた軌跡データの分析に関する新手法1に関する論文のRevisionを行う。
・説明可能深層学習を用いた軌跡データの分析に関する新手法2の論文の執筆を完了させ、投稿を行う。
・機械学習を用いた動物の意思決定分析手法に関する論文のRevisionを行う。
・機械学習を用いたマルチモーダルセンサデータ分析手法に関する論文のRevisionを行う。
・介入機能を備えたデータロガーの開発を海鳥に適用する。

研究成果

• [雑誌論文] Deep Learning-assisted Comparative Analysis of Animal Trajectories with DeepHL (2020)
  • 著者名/発表者名: Takuya Maekawa, Kazuya Ohara, Yizhe Zhang, Matasaburo Fukutomi, Sakiko Matsumoto, Kentarou Matsumura, Hisashi Shidara, Shuhei J. Yamazaki, Ryusuke Fujisawa, Kaoru Ide, Naohisa Nagaya, Koji Yamazaki, Shinsuke Koike, Takahisa Miyatake, Koutarou D. Kimura, Hiroto Ogawa, Susumu Takahashi, and Ken Yoda
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 5316
  • DOI: 10.1038/s41467-020-19105-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Machine learning enables improved runtime and precision for bio-loggers on seabirds (2020)
  • 著者名/発表者名: Joseph Korpela, Hirokazu Suzuki, Sakiko Matsumoto, Yuichi Mizutani, Masaki Samejima, Takuya Maekawa, Junichi Nakai, and Ken Yoda
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 ページ: 633
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01356-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Robust Unsupervised Factory Activity Recognition with Body-worn Accelerometer Using Temporal Structure of Multiple Sensor Data Motifs (2020)
  • 著者名/発表者名: Qingxin Xia, Joseph Korpela, Yasuo Namioka, and Takuya Maekawa
  • 雑誌名: Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (IMWUT) 巻: 4 ページ: 97
  • DOI: 10.1145/3411836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ニューラルネットワークを用いたウェアラブル慣性センサのアップサンプリング手法 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉村 直也, 前川 卓也, 天方 大地, 原 隆浩
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 61 ページ: 1285-1293
  • 査読あり
• [学会発表] NaviMine: A tool for mining trajectories through behavior prediction (2021)
  • 著者名/発表者名: Yimin Tian, Takuya Maekawa, Takahiro Hara, Yojiro Yokomori, and Takashi Kitagawa
  • 学会等名: PerCom2021 International Workshop on Pervasive Information Flow (PerFlow'21)
  • 国際学会
• [学会発表] AI on Animals: 行動認識技術とバイオロギングの融合による野生動物観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前川卓也
  • 学会等名: インタラクション2021
  • 招待講演
• [学会発表] Machine Learning-assisted Animal Activity Sensing and Understanding (2021)
  • 著者名/発表者名: Takuya Maekawa
  • 学会等名: IJCAI2020 Workshop on AI4IoT
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Wi-Fiチャネル状態情報による行動認識における強化学習を用いたサンプリングレート自動選択の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丹野 友華, 前川卓也, 原隆浩
  • 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(DICOMO2020)シンポジウム
• [学会発表] 頑健な屋内位置推定のための時間的・空間的特徴を利用したWi-Fi受信信号のノイズ除去と欠損値補間に関する検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 村上 健太, 前川卓也, 原隆浩
  • 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(DICOMO2020)シンポジウム
• [学会発表] Preliminary Investigation of Unsupervised Factory Activity Recognition with Wearable Sensors via Temporal Structure of Multiple Motifs (2020)
  • 著者名/発表者名: Xia Qingxin, Joseph Korpela, Yasuo Namioka, and Takuya Maekawa
  • 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(DICOMO2020)シンポジウム
• [学会発表] 行動認識ニューラルネットの理解に向けたActivation Maximizaionの活用に関する検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉村 直也, 前川 卓也, 原 隆浩
  • 学会等名: 情報処理学会 第68回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
• [学会発表] スマートウォッチによるアクティブ・パッシブセンシングを用いた屋内位置ラベル推定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 前川 卓也, 原 隆浩, 宮西 大樹, 川鍋 一晃
  • 学会等名: 情報処理学会 第68回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
• [学会発表] Preliminary investigation on activity recognition for packaging tasks using motif-guided attention networks (2020)
  • 著者名/発表者名: Morales Jaime, Yoshimura Naoya, Xia Qingxin, Maekawa Takuya, Wada Atsushi, Namioka Yasuo
  • 学会等名: 情報処理学会 第68回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
• [学会発表] ドメイン敵対学習を用いたWi-Fi CSIによるドアイベント認識 (2020)
  • 著者名/発表者名: KIM HENG, 尾原 和也, 前川 卓也, 原 隆浩, 村上 友規, アベセカラ ヒランタ
  • 学会等名: 情報処理学会 第67回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
• [学会発表] 深層学習を用いた生物移動軌跡の教師なしセグメンテーションに関する検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 辻本 大輝, 竹内 孝, 岸野 泰恵, 鈴木 宏和, 依田 憲, 木村 幸太郎, 前川 卓也, 原 隆浩
  • 学会等名: 人工知能学会第34回全国大会2020
• [学会発表] AI on Animals: 人工知能を搭載したバイオロギングデバイスの開発と運用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 前川卓也
  • 学会等名: 第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 招待講演