| 研究課題/領域番号 |
19K12102
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| 研究機関 | 広島市立大学 |
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研究代表者 |
鈴木 祐介 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (10398464)
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| 研究分担者 |
内田 智之 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (70264934)
正代 隆義 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (50226304)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 機械学習 / グラフマイニング / グラフアルゴリズム |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，データの持つ多種多様な付加情報に着目し，付加情報を活用した高性能グラフマイニング手法を開発を目的とする．そのために，データの付加情報を活用したグラフ表現の提案，提案したグラフの構造的特徴を表現する項グラフパターンの提案，項グラフパターンに対する効率のよいグラフマイニングアルゴリズムの開発，グラフマイニング手法の開発の４つの研究を行う．2020年度は，主に以下のテーマについて研究を行った．
1変数項木パターンに対するマッチングアルゴリズムの改良：項木パターンとは，順序木に構造的変数を導入した順序木パターンであり，構造的変数には任意の順序木を代入できる．1変数項木パターンとは，パターン中の全ての変数に同一の順序木を代入しなくてはならない制限を持つ項木パターンである．2019年度に，1変数項木パターンが順序木に照合するかどうかを判定する問題を解く多項式時間マッチングアルゴリズムを提案した．本研究課題では，この多項式時間マッチングアルゴリズムの時間計算量の改良と計算時間の解析を行った．
TTSPグラフ構造データからの知識獲得：TTSP項グラフパターンとは，構造的変数を持つ項グラフパターンであり，TTSPグラフに共通する構造を表現することができる．本研究課題では，正事例と負事例のTTSPグラフ集合から特徴的なTTSP項グラフパターン集合を発見する進化的手法を提案した．
外平面的グラフ構造データからの知識獲得：ブロック保存型外平面的グラフパターンとは，構造的変数を持つ項グラフパターンであり，外平面的グラフに共通する構造を表現することができる．本研究課題では，特徴的なブロック保存型外平面的グラフパターンを発見する進化的手法を提案した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2020年度は，１．付加情報を活用した項グラフパターンの提案，２．付加情報を活用した項グラフパターンに対するグラフマイニングアルゴリズムの開発の２点を研究テーマとして研究を実施した．
この研究テーマに沿って，1変数項木パターンに対するグラフマイニングアルゴリズムの改良や，特徴的なTTSP項グラフパターン集合の獲得手法，特徴的な外平面的グラフパターンの獲得手法について研究を行い，研究成果を発表した．また質問学習モデルを用いた木構造パターンの学習アルゴリズムの開発などを行うなど，項グラフパターンに対するグラフマイニング手法開発や機械学習に基づくグラフマイニング手法開発のための基礎技術の研究を行った．
しかし新型コロナウイルスのため，大学での研究状況に影響が出たほか，他大学の教員との研究打ち合わせや学会発表などが十分に行えなくなり，当初予定したほどの研究成果が得られなかった．
以上より，研究はやや遅れていると考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
付加情報を活用した項グラフパターンの提案に関しては，外平面的グラフを対象とした新しい項グラフパターンの提案を進めていく予定である．提案した項グラフパターンのグラフマイニングアルゴリズムの開発に関しては，パターンとグラフが照合するかどうかを判定するマッチングアルゴリズムの開発や，グラフ集合に共通する特徴を発見する共通パターン発見アルゴリズムの開発を行う予定である．
付加情報を活用した順序木のグラフマイニング手法開発については，1変数項木パターンを用いた共通パターン発見アルゴリズムの開発を進めていく予定である．また，空代入可能な変数を持つ項木パターンに対するマッチングアルゴリズムの開発を行う予定である．
さらに項グラフパターンのグラフマイニングアルゴリズム開発や機械学習に基づくグラフマイニング手法開発のための基礎技術の研究として，木構造パターンの質問学習可能性についてさらに考察を行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルスにより，研究状況に影響が出ているため，予定していたワークステーションの購入を見送った．その代わりとしてオンラインでの打ち合わせ用としてタブレットコンピュータを購入したが，その差額の分，物品費が余ってしまったと考えられる．また研究成果の発表に関しても学会の現地開催が全面的に中止となったため，学会参加のための旅費が不要となってしまった．さらに共同研究者との研究打ち合わせのための旅費を計上していたが，これについても中止としたため，計上していた旅費が余ってしまったと考えられる．
2021年度の使用計画としては，研究成果を国際会議，国内会議で発表するための学会参加料，論文投稿費などにあてる予定である．学会発表した研究成果を英文雑誌に投稿する際に，論文校正を行うための費用として用いる予定である．さらに遠方の共同研究者とのオンラインでの打ち合わせを円滑に用いるためタブレットコンピュータの追加購入や，計算機実験を行うためのワークステーションなどを購入する予定である．
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