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2014 年度 実施状況報告書

空間データの記号表現に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25330274
研究機関関西学院大学

研究代表者

高橋 和子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (30330400)

研究分担者 巳波 弘佳  関西学院大学, 理工学部, 教授 (40351738)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード時空間推論 / 人工知能 / 計算モデル / ソフトウェア工学 / 定性推論
研究実績の概要

1. [高さ情報を伴う移動ナビゲーションシステムの作成と改良] まず,対象となる地形のイメージがわかるようにビジュアル化を行った.相対的高さ情報をもつ定性表現から 3 次元図形を描画するプログラムを作成した.次に,高さを考慮した経路探索部分について,これまでの C 言語での実装から論理型言語 Prolog への実装に変更するために,アルゴリズムの見直しと改良を行った.また,定性表現から地形の形状を推論するプログラムを作成した.
2. [矩形を基本図形とする表現と推論システムの改良] 前年度作成した,動画から画像編集ツールを使って手動でオブジェクトを切り出す支援システムについて以下の自動化を試みた.まず,機械学習機能をとりいれて対象オブジェクトを自動判定するプログラムを作成し,実験評価を行った.しかし,あまりよい結果が得られず,精度をよくするためにはかなりのデータ量と学習時間を使った調整が必要であることがわかった.また,連続画像の中で同一オブジェクトの対応づけをするプログラムを作成し,実験評価を行った.こちらは比較的よい結果が得られたため,逆に矩形を基本図形とする表現の時系列から得られる情報を取り込んで精度をあげることについても検討した.
3. [定性空間推論の枠組みに対する計算モデルの作成と証明] 定性空間表現の 1 つ PLCA についてその計算モデルを作成し,無矛盾性や2次元性などの性質について証明支援系 Coq を使って表現し証明を行った.また,矩形の重ねあわせシステムについても形式化を行い,証明支援系 Isabelle/HOL を使って表現し証明を行った.

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

最初の 2 つのサブテーマについては,システム全体の改良や評価にはいたらなかったが,インタフェースやデータ取得に関する部分については改良したため,今後の研究開発の効率化がはかれた.また,3 つ目の サブテーマについては,かなりの時間を費やした.その結果,証明支援系を使うことで机上の証明で見落としていたケースが発見されただけでなく,定義の曖昧性や思い込みによる厳密なモデル化の必要性が判明した.このことから,定性空間推論と計算モデルの研究分野をつなぐための研究としておおむね順調に進捗しているといえる.

今後の研究の推進方策

1. [高さ情報を伴う移動ナビゲーションシステム作成と改良] 相対的高さ情報の表現方法の拡張とアルゴリズムの効率化を行って段差の危険度の判定や坂を登る負荷の有無等を考慮した移動ナビゲーションを作成する.また,この表現方法の妥当性について検討する.
2. [イベント推論システムの作成] 矩形を基本図形とする表現で,現状態と目標状態が与えられたときにオブジェクト間の位置関係が満たすべき条件を求める推論等を行う手法を検討する.また,表現の時系列から得られる情報を取り込んでオブジェクトの同一判定の精度をあげる手法についても検討し,これらをイベント推論システムに組み込む.
3. [定性空間推論の枠組みに対する計算モデルの作成と証明] 計算モデルの作成とその性質の計算機による証明を引き続き行う.PLCA について,手証明は終了しているが,自動証明が終了していない部分について証明を完成させる.また,矩形の重ね合わせシステムについては,対象を拡張した新たな表現方法と推論方法を提案し,その妥当性を証明する.

次年度使用額が生じた理由

国際学会への参加を予定していたが,論文投稿締切までに証明が完成しなかったため,投稿ができなかった.

次年度使用額の使用計画

上記証明完成の目処がたったので,適切な国際学会に投稿して参加発表する予定である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Formalizing Polygonal Knot Origami2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Ida, Fadoua Ghourabi and Kazuko Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Symbolic Computation

      巻: 69 ページ: 93-108

    • DOI

      10.1016/j.jsc.2014.09.031.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 定性空間表現の Coq による形式化およびその平面性の証明2015

    • 著者名/発表者名
      後藤瑞貴,森口草介,高橋和子
    • 学会等名
      情報処理学会第103回PRO研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海都心センター(東京)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] Coqを使ったツリー型ネットワークトポロジー上でのCCNのモデル化と検証について2015

    • 著者名/発表者名
      森嶋崇,後藤瑞貴,森口草介,高橋和子
    • 学会等名
      情報処理学会第103回PRO研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海都心センター(東京)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] レコードの拡張を許す対話的修正機構2015

    • 著者名/発表者名
      森口草介, 高橋和子
    • 学会等名
      第17回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 発表場所
      道後プリンスホテル(松山・愛媛)
    • 年月日
      2015-03-04
  • [学会発表] リンク故障時においてもサーバへの可到達性を保証し距離増大を抑制するサーバ配置法における多項式時間アルゴリズム2015

    • 著者名/発表者名
      前田奈緒, 巳波弘佳
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(那覇・沖縄)
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] A Qualitative Representation of a Figure and Construction of Its Planar Class2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Takahashi, Mizuki Goto and Hiroyoshi Miwa
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART15)
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2015-01-11
  • [学会発表] Formalizing the Qualitative Superposition of Rectangles in Proof Assistant Isabelle/HOL2015

    • 著者名/発表者名
      Fadoua Ghourabi and Kazuko Takahashi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART15)
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2015-01-10
  • [学会発表] 対話的修正と対象プログラムの合成手法2014

    • 著者名/発表者名
      森口草介,高橋和子
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第30回大会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋・愛知)
    • 年月日
      2014-09-10
  • [学会発表] Automated Construction and Proving of Knot Fold by EOS System2014

    • 著者名/発表者名
      Fadoua Ghourabi, Tetsuo Ida and Kazuko Takahashi
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Origami in Science, Mathematics and Education and Folding Convention (6OSME)
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2014-08-13
  • [学会発表] 証明支援系Coqを使ったCCNのモデル化と検証について2014

    • 著者名/発表者名
      森嶋崇,後藤瑞貴,高橋和子
    • 学会等名
      情報通信学会ディペンダブルコンピューティング研究会
    • 発表場所
      国立情報学研究所(東京)
    • 年月日
      2014-04-25

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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