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2010 年度 実績報告書

グラフ構造データの予測的分析のための機械学習手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22680012
研究種目

若手研究(A)

研究機関東京大学

研究代表者

鹿島 久嗣  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 准教授 (80545583)

キーワード機械学習 / データマイニング / グラフ / 木
研究概要

22年度はグラフ構造をもったデータに対する予測モデル化についての基礎的な方法論の確立に注力するとともに、さまざまな分野においてグラフ構造解析法の応用を行った。
まずは、グラフ、あるいはその等価な表現である行列構造をもったデータの予測問題に取り組んだ。多くの実グラフデータは数学的には低ランク性と呼ばれる性質をもっており、この性質を利用することによって、少ないデータから高精度で、かつ非常に効率よく計算できるアルゴリズムを開発した。その成果は機械学習・データマイニング分野のトップ会議であるPKDD、ICML等をはじめとする様々な国際会議、ジャーナル誌上において発表された。
一方、グラフの部分クラスである木構造をもったデータに対し、その構造の特殊性を利用して、より高速、高精度で解析を行う手法も開発した。データ同志の類似度の定義とその効率的な計算は機械学習手法における基本であるが、我々は木同志の類似度を含まれる縦方向の部分構造によって定義し、これを効率よく計算できる方法を開発した。
応用面でも、創薬分野、バイオ分野へのグラフ予測法を適用し、各分野における主要ジャーナルにおいて発表された。特に、情報処理学会バイオ情報学研究会で発表された複数生物種における生体ネットワークの同時予測法についての発表は情報処理学会山下記念研究賞を受賞するなど高い評価を受けた。
加えて、アウトリーチ活動として、グラフ構造データの解析手法についての解説記事や書籍の2章分を執筆するなど、グラフ構造データ解析の啓蒙や研究成果のアピールも精力的に行った。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 部分パスに基づいた木カーネル2011

    • 著者名/発表者名
      木村大翼, 久保山哲二, 渋谷哲朗, 鹿島久嗣
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: Vol.26,No.3 ページ: 473-482

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cartesian Kernel : An Efficient Alternative to the Pairwise Kernel2010

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Kashima, Satoshi Oyama, Yoshihiro Yamanishi, Koji Tsuda
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Information and Systems

      巻: ol.E93-D,No.10 ページ: 2672-2679

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Protein-ligand Binding Affinities Using Multiple Instance Learning2010

    • 著者名/発表者名
      Reiji Teramoto, Hisashi Kashima
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Graphics and Modelling

      巻: Vol.29,No.3 ページ: 492-497

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Complex Prediction via Verifying and Reconstructing the Topology of Domain-domain Interactions2010

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ozawa, Rintaro Saito, Shigeo Fujimori, Hisashi Kashima, Masamichi Ishizaka, Hiroshi Yanagawa, Etsuko Miyamoto-Sato, Masaru Tomita
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: Vol.11,No.350 ページ: 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフとネットワークの構造データマイニング2010

    • 著者名/発表者名
      鹿島久嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌

      巻: Vol.93,No.9 ページ: 797-802

  • [学会発表] A Subpath Kernel for Rooted Unordered Trees2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kimura, Tetsuji Kuboyama, Tetsuo Shibuya, Hisashi Kashima
    • 学会等名
      The 15th Pacific-Asia Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (PAKDD 2011)
    • 発表場所
      Shenzeng, China
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] 複数情報源に対する主成分分析2011

    • 著者名/発表者名
      諏訪恭平, 冨岡亮太, 矢入健久, 鹿島久嗣
    • 学会等名
      第4回電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML)(信学技報,Vol.110,No.476)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-03-29
  • [学会発表] Fast and Scalable Algorithms for Semi-supervised Link Prediction on Static and Dynamic Graphs2010

    • 著者名/発表者名
      Rudy Raymond, Hisashi Kashima
    • 学会等名
      European Conference on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML PKDD 2010)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] A Fast Augmented Lagrangian Algorithm for Learning Low-Rank Matrices2010

    • 著者名/発表者名
      Ryota Tomioka, Taiji Suzuki, Masashi Sugiyama, Hisashi Kashima
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Machine Learning (ICML 2010)
    • 発表場所
      Haifa, Israel
    • 年月日
      2010-07-21
  • [学会発表] Finding Itemset-Sharing Patterns in a Large Itemset-Associated Graph2010

    • 著者名/発表者名
      Mutsumi Fukuzaki, Mio Seki, Hisashi Kashima, Jun Sese
    • 学会等名
      The 14th Pacific-Asia Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (PAKDD 2010)
    • 発表場所
      Hyderabad, India
    • 年月日
      2010-07-21
  • [学会発表] 複数生物種ネットワークの同時予測:半教師つき学習によるアプローチ2010

    • 著者名/発表者名
      鹿島久嗣, 山西芳裕, 加藤毅, 杉山将, 津田宏治
    • 学会等名
      第21回情報処理学会バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2010-06-19
  • [図書] Chemoinformatics and Advanced Machine Learning Perspectives : Complex Computational Methods and Collaborative Techniques Chapter 16 : Prediction of Compound-protein Interactions with Machine Learnine Methods(Huma Lodhi and Yoshihiro Yamanishi eds.)2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yamanishi, Hisashi Kashima
    • 総ページ数
      418(うち執筆箇所pp.304-317)
    • 出版者
      IGI Global
  • [図書] Chemoinformatics and Advanced Machine Learning Perspectives : Complex Computational Methods and Collaborative Techniques Chapter 1 : Graph Kernels in Chemoinformatics(Huma Lodhi and Yoshihiro Yamanishi eds.)2010

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Kashima, Hiroto Saigo, Masahiro Hattori, Koji Tsuda
    • 総ページ数
      418(うち執筆箇所pp.1-15)
    • 出版者
      IGI Global

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公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-06-10  

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