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2015 年度 実績報告書

人間行動センシング時系列データのための知識探索型ビッグデータ解析基盤の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J05331
研究機関東京大学

研究代表者

岩澤 有祐  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードディープラーニング / 不変性 / 行動認識 / スマートフォン / モデル圧縮
研究実績の概要

■R1: ユーザ非依存性を担保する行動認識モデルの提案・開発
ディープニューラルネットワーク(DNN)で学習されるモデルがユーザ非依存に利用可能になるように拡張したモデルを提案した.学習するモデルをどのユーザでも利用可能にすることは,1)人間行動センシングデータを解析し一般的な知見を獲得する,2)人間行動センシングデータを利用したアプリケーションを作成するという解析面・実用面双方から重要である.提案手法では,DNNにより学習される表現がユーザ非依存なものになるように制約を加える方法である.提案手法の有効性について,1.学習に利用したデータ,2.学習に利用したユーザのその他のデータ,3.学習に利用していないユーザのデータの3つの異なる種類のデータにおける行動の予測能力を定量的に評価し,提案手法が学習時に存在しないユーザに関する認識精度を複数のベースライン手法と比較して向上させることを示した.
■R2: 深層行動認識モデルの圧縮手法の提案・開発
DNNを用いて学習した行動認識モデル(深層行動認識モデル)を,人間行動センシングデータを利用したアプリケーション開発の文脈で実用的に利用することを目的に,深層行動認識モデルを圧縮する手法の提案を行った.一般に,DNNにより学習したモデルは大量のパラメタを持ち,ハードウェア制約のある端末上で認識を行わせることは困難である.ここでは,さらなる圧縮およびに精度保持を実現するために,行動認識の文脈に特化した圧縮手法の提案・開発を行った.提案手法は,ユーザ非依存なモデルを複数のユーザ特化した小さなモデル群により代替することで,スマートフォンで認識するモデルサイズを圧縮する手法である定量的な評価の結果,従来の手法が50%程度のメモリ削減にとどまっていたのに対して,提案手法では元のモデルの認識精度を維持したまま70%程度のメモリ削減が可能になることを検証した

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

ビッグデータ分析およびに機械学習の分野で重要な領域である深層学習について、輪読回に定期的に参加し最新の情報をキャチチアップし、また本研究テーマである行動センシング時系列データ分析に関係する領域で研究成果を出している。本研究テーマを構成する3つの研究のうち、1つはすでにジャーナル論文に再録されており、残りの2つについてもすでに国際会議に投稿し再録可否を待っている状態である。これらのことから、おおむね順調に進展しているということができる。

今後の研究の推進方策

本年度は、これまで行ってきた成果をまとめ、ジャーナル論文としてのアウトプット及びにサービスかによるアウトリーチを行い、博士論文として全体の成果をまとめる。
1. ジャーナル論文化:a)深層学習を利用した行動センシング時系列データ分析手法の高精度化(2016年7月)、b)新行動認識モデルの圧縮(2016年10月)
2. サービス化によるアウトリーチ活動:これまでの2年間で開発した技術を研究1)行動センシング時系列データを利用した車いす危険マップアプリケーションと統合し、Webサービスとして提供する。9月ごろまでに危険度のマッピングやユーザとのインタラクション、およびにユーザ認証機能などを備えたWebアプリケーションを開発、提供し、新たなデータの獲得およびにさらなる研究発展を目指す
3. 博士論文:10月ごろまでに「深層学習を利用した行動センシング時系列データ分析実用化に関する研究」という題目で博士論文を執筆し、これまでの研究成果をまとめる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Combining Human Action Sensing of Wheelchair Users and Machine Learning for Autonomous Accessibility Data Collection2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iwasawa, Ikuko Eguchi Yairi, Yutaka Matsuo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: 99 ページ: 1153,1161

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Road Sensing: Personal Sensing and Machine Learning for Development of Large Scale Accessibility Map2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iwasawa, Koya Nagamine, Yutaka Matsuo, Ikuko Eguchi Yairi
    • 学会等名
      The 17th International ACM SIGACCESS Conference on Computers and Accessibility (ASSETS-2015)
    • 発表場所
      Lisbon, Portgul
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward an Automatic Road Accessibility Information Collecting and Sharing Based on Human Behavior Sensing Technologies of Wheelchair Users2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iwasawa, Koya Nagamine, Yutaka Matsuo, Ikuko Eguchi Yairi
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Emerging Ubiquitous Systems and Pervasive Networks (EUSPN-2015)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] An estimation of wheelchair user's muscle fatigue by accelerometers on smart devices2015

    • 著者名/発表者名
      Koya Nagamine, Yusuke Iwasawa. Yutaka Matsuo, and Ikuko Eguchi Yairi
    • 学会等名
      The ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (Ubicomp-2015)
    • 発表場所
      Grand Front Osaka, Umeda, Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 車いす行動センシング加速度データへの表現学習の適用2015

    • 著者名/発表者名
      岩澤有祐,矢入郁子
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会2015
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学、北海道、函館市
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-06-02
  • [学会発表] スマートデバイスの三軸加速度センサを利用した車いす走行者の疲労推定2015

    • 著者名/発表者名
      長峯洸弥, 岩澤有祐, 松尾豊, 矢入郁子
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会2015
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学、北海道、函館市
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-06-02

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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