| 研究課題/領域番号 |
19K20278
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
夏川 浩明 京都大学, 学術情報メディアセンター, 特定講師 (90712951)
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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 | 情報可視化 / 非線形状態空間再構成 / 動的ネットワーク / 視覚的分析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では計測された時系列データのデータ間の動的な関係性を定量化し背景のシステムの理解を深めるために、非線形状態空間再構成（State space reconstruction: SSR）を用いた解析手法によりデータ間の動的な関係性を定量化する手法を開発し、定量化した関係性から動的ネットワークを構築する。また、これらの解析手法とインタラクティブな可視化技術を結び付けてユーザー理解を促進することで、生態学や神経科学等の自然科学分野知見創出のための動的ネットワーク分析のための可視化システムの構築を目指す。R1年度の実績としては、非線形状態空間再構成法（SSR）により計測時系列データ間の時間変化する関係性を計算する手法（Empirical Dynamic Modeling: EDM）により、動的ネットワークを構築し、t-SNEやPCA、UMAPなどの種々の次元削減法を利用し、動的ネットワークの状態を特定し解釈するための可視化分析システムのプロトタイプを実装した。また、実装したプロトタイプシステムを生態学シミュレーションデータや海洋メソコスム実験データに適用し、生態系の状態特定とその遷移の分析に資することが確認できた。この成果の一部は国内の学術会議にて発表を行った。以上の成果を踏まえ、引き続き次年度以降に、システムの改良や、生態学や神経科学データにおけるシステムの適用による知見創出を目指す。
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| 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
現在までの進捗状況としては、非線形状態空間再構成法（SSR）により計測時系列データ間の時間変化する関係性を計算する手法（Empirical Dynamic Modeling: EDM）により、動的ネットワークを構築し、t-SNEやPCA、UMAPなどの種々の次元削減法を利用し、動的ネットワークの状態を特定し解釈するための可視化解析システムのプロトタイプを実装した。本システムはEDMによる動的ネットワークの定量化、動的ネットワークの可視化、ならびに解釈のためのインタラクティブな連携可視化を含んでいる。本システムを生態学データに適用することで、生態系の状態特定とその遷移の分析に資することが確認できた。これらの進捗を鑑みて、概ね順調に進捗していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策としては、R1年度に構築した動的ネットワークの可視化分析システムのプロトタイプの改良を行う。そのために、種々のデータの解析結果を各ドメインの研究者と議論することで、機能要件の再定義や解析をサポートする情報可視化技術の開発導入などに引き続き取り組む。またシステム評価のための事例を蓄積するとともに、ユーザー実験も考慮に入れたシステム評価に取りかかる。これらの結果を国際会議で発表し、また学術論文にまとめる予定である。以上を踏まえて、動的ネットワーク解析と可視化の新たな方法論を提案する。
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