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2021 年度 実績報告書

新しい概念に基づいたアルゴリズム・最適化の問題創出とその効率的求解方法の研究

計画研究

研究領域社会変革の源泉となる革新的アルゴリズム基盤の創出と体系化
研究課題/領域番号 20H05962
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

宇野 毅明  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (00302977)

研究分担者 石畠 正和  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, 研究主任 (80726563)
瀧川 一学  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (10374597)
久保山 哲二  学習院大学, 付置研究所, 教授 (80302660)
山本 章博  京都大学, 情報学研究科, 教授 (30230535)
中小路 久美代  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (00345133)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワードアルゴリズム / 最適化 / モデル / 分野横断 / 文理融合
研究実績の概要

まず、問題カタログの構築については、今年度40回程度の議論を行い、様々研究者や実業家などを招聘し、様々な観点から情報学の新しい問題構築に資する議論を行い、新しい概念構築を試みた。結果、新しい問題群のシードとなる概念をいくつも構築し、それらを記録化した。また、人文系との融合のトピックにおいて情報学的な研究を行った。特に唐宋八大家古文の計量分析、地方史統計資料の可視化操作技術、伝統文様アノテーションに対する情報技術の開発などを行った。
議論手法の開発においては、・3グループでリアルに近い感覚で話せるオンライン会話ツールを開発した。また、分野横断的な議論を行う際の相互理解を深めるため、および概念の明確化を行うためのインタビューイング技術を開発した。
また、これらの研究の基盤となる基礎アルゴリズムについて、構造列挙アルゴリズム、意味構造解析アルゴリズム、機械学習に関するアルゴリズムなどの形で開発を行った。
これら研究活動によって得られたものを、順次情報発信し社会還元を行った。特に、アルゴリズムの平易な解説を多分野の視点も含めわかりやすく解説した解説記事、開発した議論技術の一つであるインタビューイング手法を利用した、研究内容の言語化および発送支援技術を研究構想に活かすファンドセミナーなどの形で発信を行った。

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

議論技術開発、議論プラットフォーム構築については、いろいろな人物を招聘し多くの議論をしてきた。非常に多くの概念を獲得している。また、オンラインの議論環境構築も進んでおり、従来なかった議論手法やオンラインツールの効果的な使用法が開発できている。
また、年度初めに具体的な問題カタログ構成を直接的に行おうとしたが、それは難しいことがわかり、まずは記述に必要な概念整理、概念獲得を中心に進めていくこととした。
コロナによる研究環境の変化については、対面の議論が減ったが、その分チャットツールやテレビ会議システムの利用により、以前より密な連携を実現。一方で、RAやPDの雇用によるアルゴリズムのプロトタイプ実装、およびデータ分析に関わる部分については、facetofaceのコミュニケーションの機会の喪失から人材発掘に困難が発生し、停滞している。

今後の研究の推進方策

まず、当班の主目的の一つである、議論手法、議論プラットフォームの開発に関して、2021年度までの活発な研究活動による成果の創出をそのまま伸ばし続け、より多くの議論技術の開発を行っていく予定である。特に、思考・見立てなどの自身の内側にある行動、対象を見る、聞く、観察し理解するなど、外部からのものを入力し、それを構造化する手法、内部の情報を言語化、表現し、外部に対して伝え、説得し、共有しやすくする方法、と言った3つの観点での分類を基軸にすることを試行し、技術の整理を行いたい。
また、多分野の研究者との議論による情報学への新しい概念獲得についても、このペースで進め、より多くの概念獲得を行いたい。また、獲得した概念や開発した議論技術については、徐々に記述を進め、公開可能な形に落とし込んでいきたい。これら新しい概念を、情報学の観点から精緻化し、徐々に問題カタログへと落とし込んでいきたい。
また、2021年度はあまり活発に行うことができなかった、他の班とのアルゴリズム理論の利用や構築を伴う共同研究などの協業について、促進していきたい。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 8件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Exploration of a large-scale reconstructed structure on GaN (0001) surface by Bayesian optimization2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kusaba, Y. Kangawa, T. Kuboyama, A. Oshiyama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 (2) ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new combination of Hankel and sparsity- promoting dynamic mode decompositions and its application to the prediction of plasma turbulence2022

    • 著者名/発表者名
      A Kusaba, T Kuboyama, K Shin, M Sasaki, S Inagaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 (SA) ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nearest-neighbor Search from Large Datasets using Narrow Sketches2022

    • 著者名/発表者名
      N. Higuchi, Y. Imamura, V. Mic, T. Shinohara, K. Hirata, T. Kuboyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods (ICPRAM)

      巻: 2022 ページ: 401-410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A constant amortized time enumeration algorithm for independent sets in graphs with bounded clique number2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kurita, Kunihiro Wasa, Takeaki Uno, Hiroki Arimura
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 874 ページ: 32-41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient enumeration of dominating sets for sparse graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kurita, Kunihiro Wasa, Hiroki Arimura, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 303 ページ: 283-295

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the dualization in distributive lattices and related problems2021

    • 著者名/発表者名
      Oscar Defrain, Lhouari Nourine, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 300 ページ: 85-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximal strongly connected cliques in directed graphs: Algorithms and bounds2021

    • 著者名/発表者名
      Alessio Conte, Mamadou Moustapha Kante, Takeaki Uno, Kunihiro Wasa
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 303 ページ: 237-252

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyzing temporal patterns of topic diversity using graph clustering2021

    • 著者名/発表者名
      Takako Hashimoto, David Lawrence Shepard, Tetsuji Kuboyama, Kilho Shin, Ryota Kobayashi, Takeaki Uno
    • 雑誌名

      J. Supercomput

      巻: 77(5) ページ: 375-4388

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-stage Clustering Method for Discovering People’s Perceptions: A Case Study of the Covid-19 Vaccine from Twitter2021

    • 著者名/発表者名
      Takako Hashimoto, Takeaki Uno, Yuka Takedomi, David Shepard, Toyoda Masashi, Naoki Yoshinaga, Masaru Kitsuregawa, Ryota Kobayashi
    • 雑誌名

      Bigdata 2021

      巻: 2021 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Max-Min dispersion on a Convex Polygon2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kobayashi, Shin-ichi Nakano, Kei Uchizawa, Takeaki Uno, Yutaro Yamaguchi, Katsuhisa Yamanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the European Workshop on Computational Geometry (EuroCG)

      巻: 37(2021) ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling Collective Anticipation and Response on Wikipedia2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kobayashi, Patrick Gildersleve, Takeaki Uno, Renaud Lambiotte
    • 雑誌名

      Proceedings of the Fifteenth International AAAI Conference on Web and Social Media(ICWSM)

      巻: 2021 ページ: 315-326

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A machine-learning view on heterogeneous catalyst design and discovery2021

    • 著者名/発表者名
      I. Takigawa
    • 雑誌名

      Telluride Workshop on Computational Materials

      巻: 2021 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 伝統文様アノテーション自動化のための自然画像とフラクタル画像による事前学習2021

    • 著者名/発表者名
      鏡川悠介, 久保山哲二, 加茂瑞穂, 前田英
    • 雑誌名

      じんもんこんシンポジウム 論文集

      巻: 2021 ページ: 260-267

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary Acquisition of Multiple TTSP Graph Patterns with Wildcards by Clustering TTSP Graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawasaki, T. Miyahara, T. Kuboyama, Y. Suzuki, T. Uchida
    • 雑誌名

      IEEE 12th International Workshop on Computational Intelligence and Applications (IWCIA)

      巻: 2021 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Random Number Generators in Training of Contex- tual Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      M. Huk, K. Shin, T. Kuboyama, T. Hashimoto
    • 雑誌名

      Intelligent Information and Database Systems 13th Asian Conference (ACI- IDS)

      巻: 2021 ページ: 717-730

    • 査読あり
  • [学会発表] 共食における銘々膳と共同膳の形式が参加者の会話行動に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      徳永弘子, 久保山哲二, 木村敦, 武川直樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ヒューマンコミュニケーション基礎研究会 (HCS)
  • [学会発表] 地方史統計資料における知的探索インタラクションのためのデジタル情報化2022

    • 著者名/発表者名
      中小路久美代, 藤原慎太郎, 寺沢憲吾, 山本恭裕, 川嶋稔夫, 木村健一, 松原伸人
    • 学会等名
      情報処理学会, 人文科学とコンピュータ研究会
  • [学会発表] AI婚活と結婚支援2022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      長崎県結婚支援センター
    • 招待講演
  • [学会発表] 研究ファンド獲得力強化セミナー プレゼンを想定した申請書構成力と研究課題構築力を鍛える その12022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      広島大学URA主催 オンラインセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 研究ファンド獲得力強化セミナー プレゼンを想定した申請書構成力と研究課題構築力を鍛える その22022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      広島大学URA主催 オンラインセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会連携のためのファシリテーション講座 ①インタビューイング2022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      九州大学公開講座
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会連携のためのファシリテーション講座 ②相互理解とコミュニケーション2022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      九州大学公開講座
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会連携のためのファシリテーション講座 ③共通のテーマ設定2022

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      九州大学公開講座
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning for Molecules: Lessons and Challenges of Data-Centric Chemistry, Perspectives on Artificial Intelligence and Machine Learning in Materials Science2022

    • 著者名/発表者名
      I. Takigawa
    • 学会等名
      FY2021 IMI Joint Usage Research
  • [学会発表] Concept Lattice Reduction Using Integer Programming2021

    • 著者名/発表者名
      Siqi Peng and Akihiro Yamamoto
    • 学会等名
      人工知能学会 知識ベースシステム研究会 SIG-KBS
  • [学会発表] Applying ZBDD for Triadic Concept Analysis SIG-FPAI 1162021

    • 著者名/発表者名
      Siqi Peng and Akihiro Yamamoto
    • 学会等名
      人工知能学会 人工知能基本問題研究会 SIG-FPAI
  • [学会発表] クラスタリングアルゴリズムの水平展開2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      第117回人工知能基本問題研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] データから読み解く現代の結婚とコミュニケーション像2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 学会等名
      島根県結婚支援センター
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を自然現象の理解・発見に使いたい人に知っておいてほしいこと2021

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      JST 科学技術未来戦略ワークショップ「機器の安全性を高める破壊・寿命予測の科学技術基盤の構築」
  • [学会発表] 機械学習・機械発見から見るデータ中心型化学の野望と憂鬱2021

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      2021年度 知能情報学専攻コロキウム(IST COLLOQUIUM 2021)
  • [学会発表] Machine Learning for Molecular Graph Representations and Geometries2021

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会, シンポジウム1AS-17:現実世界のノイズと多様性に挑むデータサイエンス・機械学習
  • [学会発表] 機械学習と機械発見:データ中心型の化学・材料科学の教訓とこれから2021

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      第142回 フロンティア材料研究所学術講演会 「データ科学と機械学習の最前線 ーデータを基軸とした材料開発に向けてー」
  • [学会発表] 機械学習~データを予測に変える技術~で化学に挑む!2021

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      サイエンスアゴラ2021, シン・サイエンス~情報・AI・ビッグデータが紡ぐ最先端研究~
  • [図書] アルゴリズムな世界(第5回・終)データ量を減らせ : データの圧縮で活躍するアルゴリズム, Newton = ニュートン : graphic science magazine 41(14)2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュートンプレス
  • [図書] アルゴリズムな世界(第4回)データの特徴を探れ : 膨大なデータの分析に役立つアルゴリズム, Newton = ニュートン : graphic science magazine 41(11)2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュートンプレス
  • [図書] アルゴリズムな世界(第3回)情報を効率よく探せ : 検索エンジンなどの技術にひそむアルゴリズム, Newton = ニュートン : graphic science magazine 41(10)2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュートンプレス
  • [図書] アルゴリズムな世界(第2回)計算量を減らせ : アルゴリズムの真価は,計算量を劇的に減らすことにある, Newton = ニュートン : graphic science magazine 41(9)2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュートンプレス
  • [図書] アルゴリズムな世界(第1回)最短経路を探せ : カーナビなどで利用される経路検索のアルゴリズム, Newton = ニュートン : graphic science magazine 41(7)2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 毅明
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニュートンプレス
  • [図書] 唐宋八大家古文の計量分析的考察ー序、記、論の虚詞分析, 『唐宋八大家研究』(中国書店)2021

    • 著者名/発表者名
      東英寿, 久保山哲二
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      中国書店

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公開日: 2023-12-25  

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