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2018 年度 実施状況報告書

異質性や非定常性のあるデータにおける未観測交絡変数を許す因果構造推定法と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K00045
研究機関滋賀大学

研究代表者

清水 昌平  滋賀大学, データサイエンス学部, 教授 (10509871)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード因果探索
研究実績の概要

介入のない観察データから因果関係を推定するための研究開発の一環として、因果関係が非線形の場合の因果探索法をつくった。2変数の場合には因果の向きについて、回帰による最小二乗誤差を比較することにより、その向きを推定することを考えた。データ生成過程を表す関数と誤差の分布が「独立」という仮定の下、もし二つの変数が同様にスケーリングされ、因果関係が決定的な関係に近ければ、正しい因果方向の場合の方がそれと反対向きの因果方向の場合に比べて、最小二乗誤差が小さいことを示した。この関数と誤差の分布が「独立」という基準は、通常の独立性の定義とは異なるが、因果探索する上での追加情報として、方法論分野において注目されているものである。

従来は、誤差変数と原因候補の変数との独立性を調べる必要があったが、最小二乗誤差の大小を調べれば良いことがわかった。独立性の評価は一般に大きなサンプルサイズが必要であったり、計算コストが高かったりするので、最小二乗誤差の評価で済めば、より少ないサンプルサイズや小さい計算コストで因果方向の探索ができる。国際会議AISTATS2018にて発表を行った。

また, つくった方法論を実際の応用領域で検証するために、大学や企業を含め研究協力者を見つけ、検証に向けた議論をし、マーケティングや製造業、食品系のデータで検証を進めるための準備を行った。これまでにつくった方法論に加え、来年度つくる方法論もそれらの実際のデータを用いて評価し、また方法論の改善につなげる。

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

非線形化に関する論文が出版されたため。

今後の研究の推進方策

実際のデータにおける検証を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

納品が間に合うように、書籍数冊の購入を次年度に回すことにしたため。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Shanghai University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shanghai University
  • [国際共同研究] Max Planck institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck institute
  • [雑誌論文] Analysis of cause-effect inference by comparing regression errors2019

    • 著者名/発表者名
      Blobaum Patrick、Janzing Dominik、Washio Takashi、Shimizu Shohei、Scholkopf Bernhard
    • 雑誌名

      PeerJ Computer Science

      巻: 5 ページ: e169~e169

    • DOI

      https://doi.org/10.7717/peerj-cs.169

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Personalization Recommendation Algorithm Based on Trust Correlation Degree and Matrix Factorization2019

    • 著者名/発表者名
      Li Weimin、Zhou Xiaokang、Shimizu Shohei、Xin Mingjun、Jiang Jiulei、Gao Honghao、Jin Qun
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 45451~45459

    • DOI

      https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2885084

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Novel Personalized Recommendation Algorithm Based on Trust Relevancy Degree2018

    • 著者名/発表者名
      Li Weimin、Zhu Heng、Zhou Xiaokang、Shimizu Shohei、Xin Mingjun、Jin Qun
    • 雑誌名

      Proc. DASC/PiCom/DataCom/CyberSciTec2018

      巻: 1 ページ: 418-422

    • DOI

      https://doi.org/10.1109/DASC/PiCom/DataCom/CyberSciTec.2018.00084

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cause-Effect Inference by Comparing Regression Errors2018

    • 著者名/発表者名
      Patrick Bloebaum, Dominik Janzing, Takashi Washio, Shohei Shimizu, Bernhard Schoelkopf
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-First International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS2018), PMLR

      巻: 84 ページ: 900-909

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-Gaussian Methods for Causal Structure Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Shohei
    • 雑誌名

      Prevention Science

      巻: 20 ページ: 431~441

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11121-018-0901-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Causal discovery, prediction, and control2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Shimizu
    • 学会等名
      Causal Modeling and Machine Learning (CaMaL) Workshop, Guangzhou, China.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Causal discovery, prediction mechanisms, and control2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Shimizu
    • 学会等名
      he 5th meeting of the Institute of Mathematical Statistics (IMS) meeting series, the IMS Asia Pacific Rim Meeting (IMS-APRM), Singapore
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 因果探索、予測、そして制御2018

    • 著者名/発表者名
      清水昌平
    • 学会等名
      2018年度 統計関連学会連合大会, 東京. 応用統計学会企画セッション: 「統計的因果推論―基本的なアイデアから最近の発展まで―」
    • 招待講演
  • [備考] https://sites.google.com/site/sshimizu06/

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公開日: 2019-12-27  

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