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2014 年度 実績報告書

群知能型手法と数理モデル化手法を組み合わせた多段マイニングによる農業暗黙知抽出

研究課題

研究課題/領域番号 26240032
研究機関電気通信大学

研究代表者

栗原 聡  電気通信大学, その他の研究科, 教授 (30397658)

研究分担者 淺井 義之  沖縄科学技術大学院大学, その他の研究科, 研究員 (00415639)
鳥海 不二夫  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30377775)
我妻 広明  九州工業大学, 生命体工学研究科(研究院), 准教授 (60392180)
諏訪 博彦  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (70447580)
菊池 康紀  東京大学, 学内共同利用施設等, 講師 (70545649)
篠田 孝祐  電気通信大学, その他の研究科, 助教 (90533191)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード農作業暗黙知 / 多段創発 / センサーネットワーク / データマイニング / マルチモーダル / 形式知 / サトウキビ / 育種
研究実績の概要

今年度は,次年度から実際にデータ収集を開始するための現地との調整と,必要な視線計測デバイスや土壌センサーデバイスといった具体的な計測機器の選定と入手,そして,年度末に圃場でのセンサー設置作業が完了するところまでが完了した.当初は年末を目処としていたが,天候の影響もあり,現場とのやりとりの難しさを痛感している.
また,エキスパートへの複数回に渡るヒアリングとディスカッションを通し、サトウキビ栽培の営農操作について,95の営農操作とそれに関係する163のパラメタを特定し,その依存関係を整理することができた.これにより,これまで栽培指針等では必ずしも明確に記載できていなかった,営農操作の優先順位や競合・複合関係などを半定量的に分析することを可能とした.
多粒度モデル統合法についても,モデルベースの多階層データマイニングを実施するにあたり,要素技術の開発を進めた.具体的には,多階層生体機能モデリングプラットフォームPhysioDesignerのデータベースとの連携機能,時系列データの統合機能の充実を進め,また柔軟な多階層モデリング手法の開発・実装を行った.また,因果関係抽出法においても,具体的なマーケティングデータを対象として,店舗間での販売の実態の分析を題材として,提案手法の精緻化を行い,良好な結果を出すとともに,データ分析競技会にて優秀賞を獲得するに至っている.また,数理モデル化については,群知能型手法としては自己駆動粒子の集団運動による情報表現形同士の相互作用の基礎数理のシミュレーション実験を行った.
そして,農業センシングにより取得するデータの分析アプローチを検討するために,データ取得が容易な屋内やスマホを用いたデータに基づく行動認識・推定に関する研究も行った.その結果,データ粒度の調整手法や様々なセンサによるデータ取得方法について一定の目処を立てるに至っている.

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

農作業という異分野への挑戦であることから,最初は現場に出向き,研究について説明させていただき,センシングを行うことねのご理解をいただくなど,基本的な信頼関係の構築に時間がかかった.また,農作業を対象とすることから,台風といった天候にも大きな影響を受けることとなった.本来年末を目処した圃場へのセンシング基盤の完成が,年度末にずれ込んたものの,データ収集基盤は完成し,マイニング手法については圃場での作業とは独立に研究を遂行していたことから,当初計画から大きな遅延は発生していない.

今後の研究の推進方策

早速,視線計測や土壌センシングを開始する.また,これまでにおよそ10年間保存されている育種作業データを利用するための手続きも完了することから合わせて分析を開始する.また,農作業における重要パラメータ分析についても,圃場の特徴に合わせて自動的に優先して執り行うべき営農操作を特定するためのデータベースとクエリの設計を行う計画である.数理モデル化についても,収量モデル,生育モデル,人(熟練者)認知モデルについて,時空間粒度の統合の観点から異種モデル間の結合と情報抽出の方法論構築を進める.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Collective Intelligence-based Sequential Pattern Mining Approach for Marketing Data2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Tsuboi, Kosuke Shinoda, Hirohiko Suwa, Satoshi Kurihara
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science series

      巻: 8852 ページ: 353-361

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地域資源利活用のための統合的情報基盤の要件定義2015

    • 著者名/発表者名
      菊池康紀, 尾下優子
    • 雑誌名

      人工知能学会誌

      巻: Vol. 30, No. 2 ページ: 157-162

  • [雑誌論文] Versatile Platform for Multilevel Modeling of Physiological Systems: SBML-PHML Hybrid Modeling and Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Asai, Y., T. Abe, H. Oka, M. Okita, K. Hagihara, S. Ghosh, Y. Matsuoka, Y. Kurachi, T. Nomura and H. Kitano
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering (ABE)

      巻: 3 ページ: 50-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiome.jp におけるモデルデータベースとモデリング・シミュレーションプラットフォームとの連携(ミニ特集 国内外バイオデータベースの現状と展望)2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 野村泰伸, 北野宏明
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: Vol. 53, No. 5 ページ: 426-431

  • [雑誌論文] Samik Ghosh, 北野宏明. Software Platform for Systems Biology/システムバイオロジー研究のためのソフトウェア・プラットフォームの動向2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 安部武志, 松岡由希子
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: Vol. 29, No. 5 ページ: 386-396

    • 査読あり
  • [学会発表] センサデータ粒度が宅内行動認識精 度に与える影響について2015

    • 著者名/発表者名
      上田健揮,諏訪博彦,荒川豊,安本慶一
    • 学会等名
      第45回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 発表場所
      豊洲,東京
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-03
  • [学会発表] False Rumor Diffusion Analysis based on The SIR-Extended Information Diffusion Model2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kurihara
    • 学会等名
      Systems Resilience: Bridging the Gap Between Social and Mathematical(
    • 発表場所
      湘南国際村,神奈川
    • 年月日
      2015-02-22 – 2015-02-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 地域資源・エネルギーと社会システムイノベーション2015

    • 著者名/発表者名
      菊池康紀
    • 学会等名
      第10回エネル ギー持続性フォーラム 公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 心拍数予測に基づいたウ ォーキング支援システム2015

    • 著者名/発表者名
      前中省吾,杉田敢,諏訪博彦,荒川豊,安本慶一
    • 学会等名
      モバイルネットワークとアプリケーション研究会
    • 発表場所
      白浜,和歌山
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-27
  • [学会発表] Collective Intelligence-based Sequential Pattern Mining Approach for Marketing Data2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Tsuboi, Kosuke Shinoda, Hirohiko Suwa, Satoshi Kurihara
    • 学会等名
      SEDNAM: Socio-Economic Dynamics: Networks and Agent-based Models,
    • 発表場所
      バルセロナ,イタリア
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
  • [学会発表] エネルギーシステムにおけるシナリオ分析と統合化工学2014

    • 著者名/発表者名
      菊池康紀
    • 学会等名
      化学工学会 46回秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 中心名詞をノードとした文法構造を反映した構文解析 ツリーの可視化2014

    • 著者名/発表者名
      相川 大輔,我妻 広明
    • 学会等名
      第176回知能システム研究発表会
    • 発表場所
      恩納村,沖縄
    • 年月日
      2014-07-22 – 2014-07-23
  • [学会発表] ACOに基づく階層型時系列パターンマイニング法の提案2014

    • 著者名/発表者名
      坪井 一晃、篠田 孝祐、諏訪 博彦、栗原 聡
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      松山,愛媛
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15
  • [学会発表] マルチエージェント協調メカニズムを用いたデスクワーク支援システム(AIDE)の構築2014

    • 著者名/発表者名
      藤田 真康、篠田 孝祐、諏訪 博彦、栗原 聡
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      松山,愛媛
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15
  • [学会発表] 自己駆動粒子の集団運動様相2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤萌香,我妻広明
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      松山,愛媛
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15
  • [学会発表] The Multi Agent Based Information Diffusion Model for False Rumor Diffusion Analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kurihara
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Large Scale Network Analysis (LSNA 2014).In conjunction with WWW 2014
    • 発表場所
      韓国,ソウル
    • 年月日
      2014-04-08 – 2014-04-08
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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