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2016 年度 実施状況報告書

非線形時系列解析論の拡張によるヒトとヒトの相互作用の解析と感染症流行予測への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K16126
研究機関東京理科大学

研究代表者

島田 裕  東京理科大学, 工学部情報工学科, 助教 (50734414)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードグラフ間距離 / テンポラル・ネットワーク / 複雑ネットワーク
研究実績の概要

本研究の主たる目的は,非線形時系列解析技法を拡張することで,決定論的観点からヒトとヒトの相互作用データに潜む時空間的性質を明らかにすることである.これにより,テンポラル・ネットワーク上での感染症流行規模予測に向けた新たな解析フレームワークを提案することが主眼である.
当該年度では,その第一ステップとして,交付申請書に記載した研究実施計画に基づいて,(i)ネットワークの時間変動量定量化尺度を用いたヒトの相互作用データの決定論性検定法の開発,および (ii)ヒトとヒトの相互作用データに対する時系列解析手法の有効性検証を行った.
具体的には,研究代表者らが既に提案しているネットワーク構造間の差異を定量的に捉える手法を用いて,テンポラル・ネットワークの構造の時間変動の周期性を捉える手法を提案した.
また,一般に公開されているヒトとヒトの相互作用データ(http://www.sociopatterns.org)に対して提案手法を適用し,その有効性の検証を行った.対象としたデータは2種類あり,一方は病院内での医療従事者および患者間のコンタクトを記録したデータ,他方は高校生・教員間のコンタクトデータである.いずれのデータもRFIDを用いて記録されている.これらのデータに対して提案フレームワークによる解析を行った結果,ネットワーク構造の時間変化の周期性を捉えることが可能となった.この成果の一部は Scientific Reports 誌に掲載されている(Y. Shimada, et al., Sci. Rep., Vol. 6, 34944, 2016).

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

交付申請書に記載した研究実施計画の通り進んでいる.

今後の研究の推進方策

交付申請書に記載した研究実施計画の通りの内容を実施する予定である.

次年度使用額が生じた理由

所属機関からの助成金および交付申請書提出時以降に計算機環境が向上したため,当該年度に購入する計算機のコストを抑えることができたため.

次年度使用額の使用計画

次年度以降使用額は,主に外部記憶装置の購入および成果発表のための旅費に充てる.本研究課題では大量のネットワークデータを扱うことから,当初予定していた外付けHDDを,よりデータアクセスが高速で高価なSSDへと変更する.また,研究の進捗に応じて,当初予定していた国際会議に加え,当該分野の著名な他の国際会議への応募を検討している.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Graph distance for complex networks2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shimada, Yoshito Hirata, Tohru Ikeguchi, Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 34944

    • DOI

      10.1038/srep34944

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Symmetry of Lyapunov exponents in bifurcation structures of one-dimensional maps2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Shimada, Tohru Ikeguchi
    • 雑誌名

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      巻: 26 ページ: 123119

    • DOI

      10.1063/1.4972401

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Which vertices affect the spread of disease in temporal networks2016

    • 著者名/発表者名
      Koshi ABE, Yutaka SHIMADA, Kantaro FUJIWARA, Tohru IKEGUCHI
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Yugawara, Japan
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis on Differences of Japanese and English languages by the Complex Network Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Mayumi TATARA, Yutaka SHIMADA, Kantaro FUJIWARA, Tohru IKEGUCHI
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Yugawara, Japan
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] How contact timings affect spread of disease in human interaction networks2016

    • 著者名/発表者名
      Koshi ABE, Yutaka SHIMADA, Kantaro FUJIWARA, Tohru IKEGUCHI
    • 学会等名
      電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-06-12 – 2016-06-12
  • [学会発表] 頂点間の最短距離と局所的なクラスタ係数の分布 について2016

    • 著者名/発表者名
      多々良 真弓美,島田 裕,藤原 寛太郎,池口 徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-06-12 – 2016-06-12

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公開日: 2018-01-16  

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