2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Next-generation Semi-Structured Data Mining Technology Towards The Real-World Knowledge Creation Infrastructure
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20H00595
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
有村 博紀 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (20222763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇野 毅明 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (00302977)
平田 耕一 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (20274558)
山本 章博 京都大学, 情報学研究科, 教授 (30230535)
喜田 拓也 北海学園大学, 工学部, 教授 (70343316)
ジョーダン チャールズハロルド 小樽商科大学, 商学部, 准教授 (60647577)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 離散構造学習 / 大規模半構造データ / 次世代機械学習技術 / データマイニング / 知識基盤形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，実世界の膨大多様な半構造データに内在する知識を解釈性の高い離散的な予測モデルとして取り出せる高速な離散構造学習と周辺技術を研究開発した：a1.超高速な離散構造学習技術では，整数計画法を用いた反実仮想説明技術に関する研究が学術雑誌に掲載された[Kanamori+, Trans.JSAI 36(4), 36(6)]. a2.高効率構造発見技術では，平田は，根付きキャタピラの編集距離や照合の研究と，深層学習によるグラム染色画像からの菌の分類と検出を研究し，後者は国際会議ESKM 2021において優秀賞[Yoshihara+, Competitive Paper Award]等を受けた．a3.統計情報と半構造発見の結合では，山本らはLSTMを拡張した半構造学習手法を開発した[Kawamura+, DS'21]．a4.構造学習の一般理論に関して，集合被覆や支配集合決定木の厳密学習と密接に関連する．宇野は，仏Clermont Auvergne大学との国際共同研究により，これらの問題と関係が深い超グラフ双対化の一般化である分配束双対化に関して超グラフ等による定式化を与えて計算量を解明し，b1.知識連係技術とb2.周辺技術では，ジョーダンは論理に基づく解法と多面体探索の並列化ライブラリcheckpred等を開発し，カナダのMcgill大学の探索ライブラリのサイトlrslibにて公開した(2022年3月)．宇野は，疎なグラフに対する支配集合と独立点集合の高速列挙法を開発した [Kurita+, DAM 2021, TCS 2021]，また離散計算と知識発見に関して一般科学誌に解説シリーズを執筆し[Newton誌, 2021年6-11月]，招待講演（SIGFPAI研, 2021年9月）を行った．c 開発した個々の知識発見技術について理論・実証解析し，実装最適化を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね順調であり，実施計画通りに進んでいる．本年度は，初年度に引き続きコロナ感染予防措置による各種の行動制限と活動制限が行われ，出張制限および研究集会の開催中止・延期が生じた．これについては，引き続き，研究打ち合わせはオンラインで実施し，国内・国外研究集会での成果発表についてはコロナ感染予防措置の解除まで延期し，各研究項目における領域策定と，技術の設計と開発を先行して行うことで対応した．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，順調に研究と開発が進んでいるので，研究開発した技術について，理論解析と計算機実験を行いつつ，改善点の洗い出しと，改良を行う予定である．また，実世界知識獲得に関する問題について，引き続き，離散構造処理問題としての定式化と解法の設計を進める．研究を遂行する上での変更点として，引き続き，全世界的に実施されたコロナ感染予防措置による各種の行動制限と活動制限が行われた．その対応として，国際会議等参加を伴う技術調査および成果発表を，コロナ感染予防制限が解除される次年度以降に再度延期し，代わりに次年度以降の技術の設計と開発を先行して実施することとした．これ以外は，予定通り，研究計画を実施する予定である．
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