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2016 年度 実績報告書

不均質なグラフ集合に対する教師付き学習系の設計

研究課題

研究課題/領域番号 26330242
研究機関北海道大学

研究代表者

瀧川 一学  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (10374597)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード機械学習 / グラフ / 特徴表現 / 潜在構造
研究実績の概要

化学構造式データなど、グラフ構造として保持されているデータが近年増大しており、これらのデータに対する機械学習技術の重要性や関心が高まっている。本研究課題では、創薬における低分子化合物の毒性や薬物動態のADME(吸収・分布・代謝・排泄)など、機序が複雑で化学的な定義付けが困難な生物活性の予測への応用を念頭に、機械学習に基づいて統計的にグラフデータの特徴付けを与える技術開発を目指している。特にこうしたデータは出自や計測環境の異なるデータの混在に由来する「不均質さ」を伴うため、この問題に対処する技術の検討や問題の分析を行っている。

本年度は、グラフデータを特徴付けする際の説明変数として部分構造特徴(部分グラフ)の有無を用いる一般的問題設定において次の研究に取り組んだ。(1) データ中に生起するすべての部分構造特徴から有効な少数の特徴だけを予測モデルを学習しながら同時に探索・学習を行う枠組みの基礎として、スパース性に対する制約付きで一般のロス関数を最小化する線形モデル学習の論文が受理・出版された。(2) 実際に創薬の現場の統計的バーチャルスクリーニングでよく用いられるECFP法(Extended Connectivity Fingerprint法)に関して、複数の不均質な実データに関して解析と精度評価を行い、グラフ学習法と比較を行った。(3) 与えられた予測問題を解く際に必要な特徴間の相関についてすべての部分構造特徴を考慮した上での決定木学習およびそのアンサンブル予測の実現・および不均質な実データに対する適用・解析を行った。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Generalized sparse learning of linear models over the complete subgraph feature set2017

    • 著者名/発表者名
      Takigawa I, Mamitsuka H
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence

      巻: 36(3) ページ: 617-624

    • DOI

      10.1109/TPAMI.2016.2567399

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An online self-constructive normalized Gaussian network with localized forgetting2017

    • 著者名/発表者名
      Backhus J, Takigawa I, Imai H, Kudo M, Sugimoto M
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A (3) ページ: 865-876

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.865

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Machine-learning prediction of d-band center for metals and bimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Takigawa I, Shimizu K, Tsuda K, Takakusagi S
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 ページ: 52587-52595

    • DOI

      10.1039/C6RA04345C

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ABS作動データを用いた分析による札幌市内の道路凍結の予測2017

    • 著者名/発表者名
      穐本浩昇・田中 讓・瀧川一学
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] 科学と機械学習のあいだ:変量の設計・変換・選択・交互作用・線形性2016

    • 著者名/発表者名
      瀧川一学
    • 学会等名
      第19回情報論論的学習理理論論ワークショップ (IBIS2016)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Wildcard許容特徴量のグラフ分類における効果の分析2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎文哉・瀧川一学
    • 学会等名
      第19回情報論論的学習理理論論ワークショップ (IBIS2016)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-19
  • [学会発表] Online EM for the Normalized Gaussian Network with Weight-Time-Dependent Updates2016

    • 著者名/発表者名
      Backhus J, Takigawa I, Imai H, Kudo M, Sugimoto M.
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2016)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-10-16 – 2016-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing Redundancy with Unit Merging for Self-constructive Normalized Gaussian Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Backhus J, Takigawa I, Imai H, Kudo M, Sugimoto M
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN 2016)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] An Online Self-constructive Locally Updated Normalized Gaussian Network with Localized Splitting2016

    • 著者名/発表者名
      Jana Backhus・瀧川一学・今井英幸・工藤峰一・杉本雅則
    • 学会等名
      2016年度人工知能学会全国大会(JSAI2016)
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-09
  • [学会発表] Wildcard許容頻出部分グラフパターンのグラフ分類への応用2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎文哉・瀧川一学
    • 学会等名
      2016年度人工知能学会全国大会(JSAI2016)
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-09

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公開日: 2018-01-16  

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