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2017 年度 実施状況報告書

学習なき発見のためのシーケンスデータ解析と可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16K12428
研究機関東京大学

研究代表者

大澤 幸生  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20273609)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード短時間シーケンス / 説明性 / データ市場
研究実績の概要

学習なき発見を実現するアルゴリズムおよび、ヒューマンインタフェースの仕組み開発に入っている。特に、参照データの時間ウィンドウ幅Wを短くするため、新たなアルゴリズムを構築し、その企業利活用プロセスを回す段階に入った。
ここで「学習なき発見」ということの特に要求されるマーケティングにおける販促戦略立案などにおいて考案したアルゴリズムは、Graph based Entropy(GBE)という指標を計算する手法であり、直前の短い期間のデータだけから、学習を行わずに計算できる。この手法は計画通りマーケティングのほかコミュニケーション分析にも適用し、データ提供者からは結果の説明性、有用性について高い評価を受けた。データ市場構想の成功事例ともいえる。
また、実業領域における文脈の期待持続性を調査するという点を昨年度、29年度の目標のひとつに挙げたが、これについても特に小売業のマーケティング領域で実践的に行ってきた。例えば、スーパーマーケットのPOSデータの場合には上記の利活用プロセスにおいて市場挙動の期待持続性が約1か月との結論が得られたので、上記GBEも1か月の時系列に対して計算している。
さらに、本来は学習なき発見が本研究のテーマであるが、その本質は、学習機の獲得するパラメータに加え、そもそもパラメータの上位にあるハイパーパラメータが変動することが問題であったため、データの大きさや経時的変化の速さに応じて自動的に深さを変更するような深層学習のアプローチも検討した。この結果、ダイナミックな深層学習という従来にないアルゴリズムを構築し、国際会議ICONIPにおいてBest Paper Finalistとなった。その他、データ数の少ない場合に適用できるレビュー記事推薦やベイズ最適化の手法などを発表した。

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

全体に、元々の研究動機であったデータ市場の要求に沿ってアルゴリズムおよびプロセスの構築を進めることができた。特に、参照データの時間ウィンドウ幅Wを短くするための新アルゴリズムをいくつか構築しその利活用プロセスを実施したことは、文脈の「期待持続性」すなわち、どの程度の長さに渡り同じ文脈が持続するかという幅を表出化および短縮する手法を開発したことになる。

中でも、Graph based Entropyが、直前の短い期間のデータだけから学習を行わずに計算できる点で本研究の目的を満たす。この手法は計画通りマーケティングのほかコミュニケーション分析、地震データにも適用し、データ提供者からは結果の説明性、有用性について高い評価を受けたことも、実社会における要求にこたえる目的に即している。

さらに、パラメータの上位にあるハイパーパラメータが変動することが「学習なき発見」という研究テーマの扱う根本的な問題であったが、データの大きさにおよび変化の速さに応じて、自動的に深さと幅(ユニット数)を変更するよイナミックなDNNという従来になかったアルゴリズムを構築し、国際会議等において高い評価を受けたことは顕著な実績となった。

今後の研究の推進方策

Graph based Entropyは、きわめて単純な計算手順と、きわめて小さな対象データだけで計算が可能であり、この研究の目指す究極の成果である。しかし、説明性(機械学習でいう説明可能性とは異なり、学習精度以上に強くこれ自体がデータ市場において強く求められている)というものの数学的定義が未完成との理由により、いまだ査読付き論文として採択には至っていない。
今後は、時系列における変化の説明性ということの数学的定義について、説明性を実業において強く求めるマーケッターなどとの議論も深めることによって追及してゆく。しかし一方、そもそもデータ外の要素を含む因果関係を説明することが、限定された変数間の数学的制約によって定義できるとは限らない。このことから、従来のデータマイニング、人工知能、あるいはチャンス発見とは異なる、新たな研究領域を立ち上げる必要があるとも考えうる。その結論に到達した場合には、その新領域を主張した上で研究成果を発表してゆく活動も含めて目指してゆく。

次年度使用額が生じた理由

昨年度は、多くの論文を発刊したものの、投稿していたGraph based Entropy(GBE)に関する論文は研究実施状況報告書に記したように採択されず、そのための旅費や関連する広報活動などは2018年度以降に持ち越しとなった。GBEに関連するこのような活動に伴う学生アルバイトなどの人件費についても、同様に持ち越しとなったため次年度使用額が発生した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] グラフに基づくエントロピーを用いた変化予兆検知 ~ データジャケットによるデータ市場が生んだアルゴリズム:そのX ~2018

    • 著者名/発表者名
      大澤幸生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol.117, no. 440 ページ: 87-92

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] PageRank Topic Model: Estimation of Multinomial Distributions using Network Structure Analysis Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Ikegami, K., Ohsawa, Y.
    • 雑誌名

      Fundamenta Informaticae

      巻: 159 (3) ページ: 257-277

    • DOI

      10.3233/FI-2018-1664

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Memorizing Transactional Databases Compressively in Deep Neural Networks for Efficient Itemset Support Queries2017

    • 著者名/発表者名
      Yi Ji, Ohsawa, Y.
    • 雑誌名

      Neural Information Processing

      巻: 1 ページ: 521-531

    • DOI

      10.1007/978-3-319-70096-0_54

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tree-Based モデルとガウス過程による高速で汎用的なベイズ最適化2017

    • 著者名/発表者名
      岩永宇央, 大澤幸生
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117 ページ: 67-74

  • [雑誌論文] Applying the Heavy-Tailed Kernel to the Gaussian Process Regression for Modeling Point of Sale Data2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Yang, YukioOhsawa
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Artificial Neural Networks

      巻: 1 ページ: 705-712

    • DOI

      10.1007/978-3-319-68612-7_80

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Re-discovery Data Jacket’s Value by combining Cluster with Text Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Yanyuan Zeng,Yukio Ohsawa
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science

      巻: 112 ページ: 2195-2203

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.08.111

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Web-based Innovators Marketplace on Data Jackets as Communication Support System2018

    • 著者名/発表者名
      Daiji Iwasa, Teruaki Hayashi, and Yukio Ohsawa
    • 学会等名
      5th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフに基づくエントロピーを用いた変化予兆検知 ~ データジャケットによるデータ市場が生んだアルゴリズム:そのX ~2017

    • 著者名/発表者名
      大澤幸生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 人工知能と知識処理研究会:データ市場特集IV
  • [学会発表] Memorizing Transactional Databases Compressively in Deep Neural Networks for Efficient Itemset Support Queries2017

    • 著者名/発表者名
      Yi Ji, Yukio Ohsawa
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] Tree-Based モデルとガウス過程による高速で汎用的なベイズ最適化2017

    • 著者名/発表者名
      岩永宇央, 大澤幸生
    • 学会等名
      第207回CVIM研究発表会
  • [学会発表] Sentiment Analysis on the Online Reviews Based on Hidden Markov Model2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyi Zhao and Yukio Ohsawa
    • 学会等名
      International Conference on Computing and Artificial Intelligence
    • 国際学会
  • [学会発表] Applying the Heavy-Tailed Kernel to the Gaussian Process Regression for Modeling Point of Sale Data2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Yang, YukioOhsawa
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Neural Networks
    • 国際学会
  • [学会発表] Re-discovery Data Jacket’s Value by combining Cluster with Text Analysis,2017

    • 著者名/発表者名
      Yanyuan Zeng,Yukio Ohsawa
    • 学会等名
      International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Looking back at MoDATs since 2013, Chance Discovery since 20002017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Ohsawa
    • 学会等名
      MoDAT : The 5th International Workshop on the Market of Data, in ICDMW2017
    • 国際学会
  • [備考] Research Interests

    • URL

      http://www.panda.sys.t.u-tokyo.ac.jp/ohsawa/

  • [学会・シンポジウム開催] MoDAT : The 5th International Workshop on the Market of Data2017

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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