2.18. 知識情報学講座

2.18.1.         講座の概要

(a) 講座の簡単な説明,キーワード

知識情報学講座では,人工知能の研究分野であるニューラルネットワーク,遺伝的アルゴリズム,ラフ集合,問題解決,知識獲得と学習,自然言語処理など,人間が行う知識情報処理を計算機により実現することを目的とした研究を行っています.

 

キーワード: ニューラルネットワーク, 遺伝的アルゴリズム, 問題解決, 自然言語処理

(b) 年度目標

学生が自主的に学習,研究できる環境を整え,対外的な発表を推進する.

(c) 講座構成教員名

Goutam Chakraborty,馬淵 浩司,松原 雅文

(d) 研究テーマ

·      ゲノム配列再構築のための遺伝的アルゴリズムの効率化に関する研究

·      機械学習を用いた医用画像からの自動病巣発見

·      Webデザインのマイニングに関する研究

·      ワイヤレスセンサネットワークにおけるAnt Colony Optimizationを用いた適応的経路探索

·      形態素解析と構文解析および意味解析の統合によるエマージェントコンピュテーションの実現

·      ルールの追加および改良によるWebサイト生成システムの改善

·      複数の翻訳エンジンの結果を利用した機械翻訳手法

·      携帯端末でのニューラルネットワークを用いた数字漢字変換手法

·      LVQを用いた脳波データのクラスタリング

·      数字漢字変換における校正処理の効率化に関する研究

·      自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの効率の良いパラメータ計算手法

·      Web検索結果におけるあいまい性解消に向けたスニペット生成に関する研究

·      現実的移動モデルの移動特徴を用いた効率的位置管理システムの提案

(e) 在籍学生数

博士(前期)1名,博士(後期)3名,卒研生:9名,研究生:0

 


2.18.2.         教員業績概要

職名:

教授

氏名:

Goutam Chakraborty

[教育活動]

(a) 学部担当授業科目

知能機械と自然言語処理,統計学、ソフトウェア演習,システム演習

(b) 研究科担当授業科目

知識処理特論

(c) その他(教育内容・方法の工夫,作成した教材など)

該当なし

 

[研究活動]

(a) 著書

該当なし

(b) 学術論文

1)   Goutam Chakraborty, Sagar Naik, D. Chakraborty, N. Shiratori and David Wei, ``Analysis of the Bluetooth Device Discovery Protocol'', Wireless Networks, Springer. October 2008.

2)   Jagdish C. Patra, Goutam Chakraborty and Subhas Mukhopadhyay, ``Functional Link Neural Network-based Intelligent Sensors for Harsh Environments'', Sensors & Transducers Journal, Vol. 90, April 2008, pp. 209-220.

3)   Jagdish C. Patra, Goutam Chakraborty, Pramod K. Meher, ``Neural Network-based Robust Linearization and Compensation Technique for Sensors under Nonlinear Environmental Influences'', IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. 55, No.5, pp.1316-1327, June 2008.

(c) 研究発表

1)   J. C. Patra and P. K. Meher, G. Chakraborty "Development of Intelligent Sensors Using Legendre Functional-Link Artificial Neural Networks" Proceedings of the IEEE international conference on Systems, Man and Cybernatics, pp.1140-1145, 12-15 October, 2008, Singapore.

2)   J. C. Patra, R.W. S. Cheong, P. K. Meher, G. Chakraborty "Determination of QSAR of Aldose Reductase Inhibitors using an RBF Network" Proceedings of the IEEE international conference on Systems, pp. 1713-1718, 12-15 October, 2008, Singapore.

3)   J. C. Patra, W. C. Chin, P. K. Meher, G. Chakraborty "Legendre-FLANN-based Nonlinear Channel Equalization in Wireless Communication System" Proceedings of the IEEE international conference on Systems, pp. 1826-1831, 12-15 October, 2008, Singapore.

4)   Takashi Takada, Goutam Chakraborty "An Efficient Image Compression Algorithm Using Wavelet Transform" Proceedings of SCIS&ISIS 2008, pp.1073-1077, 17-21 September, Nagoya, Japan.

5)   Daisuke Senzaki and Goutam Chakraborty "Mobility Management using Movement Feature for Next Generation Cellular Networks" Proceedings of 2008 IEEE 8th International Conference on Computer and Information Technology pp 682-687, 8-11 July 2008 . Sydney, Australia

 

 

(d) 研究費の獲得

1)   科学研究費補助金、基盤研究(C)「ポスト4Gへ向けた利用者の自律・適応的行動理解モデル開発と新世代移動通信網の研究」平成20年度 130万円

2)   公立大学法人岩手県立大学学術研究費 「ニューラルネットワークを用いた損傷した脳細胞のモデル化に関する研究」全学プロジェクト、連携研究 平成20年度 200万円

(e) その他総説・解説,調査報告・市場調査,特許,受賞,報道など

該当なし

 

[大学運営]

(a) 全学委員会

該当なし

(b) 学部/研究科の委員会

研究科教務委員長、大学院部会長、学部教務委員会副委員長、Member-運営会、教授会、研究科委員会

(c) 学生支援

該当なし

(d) その他

該当なし

 

[社会貢献]

(a) 国や地方自治体などにおける活動

1)  Invited Lecture at Iwate University. Title: How to present research work in International Conference and Forums.

(b) 企業・団体などにおける活動

該当なし

 

(c) 一般教育

1)   April 2008, Invited lectures at different universities in Taiwan. August 1, 2008 to August 31, 2008 -  Visiting Professor at King Mongtuk Institue of Technology, Ladkrabang, Thailand.

(d) 産学連携

該当なし

(e) 学会などにおける活動

1)   Keynote Speech at 2008 International Conference on Advanced Information Technologies (AIT),  April, 2008

2)   Membership: IEEE, ACM Senior Member,

3)   Program committee member:
a) CIT 2007, Bhubaneswar, www.citconference.org/ 
b) IEEE AINA 2008
c) IEEE SMC 2008
d) SCIS & ISIS 2008

4)   Journal editor: Editor of International Journal of Communications and Networks (Wireless section)  Associate editor, International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems

5)   Paper review(JOURNAL PAPERS):
a) IEEE Transactions on Mobile computing
b) ETRI (Electronics and Telecommunication Research Institute) Journals
c) IEEE transactions on SMC
d) IEEE transactions on Knowledge Base and Data Engineering
e) Journal of Digital Signal Processing
f) Neurocomputing

(f) その他

該当なし

 

[主な業績]

During 2008 I mainly worked on solving problems from wireless networks, bioinformatics, and biometric problems using soft-computing tools. In wireless networking, with my collaborators I proposed a MAC protocol to improve efficiency of channel utilization. The other works was with my student to reduce location management cost in cellular networks. I also proposed an efficient device discovery protocol for BT networks. I proposed a novel efficient algorithm for improving performance and accuracy of sensors, by using artificial neural networks. The work on bioinformatics was about fragment assembly algorithm using GA. Please also check the papers published during April, 2008 till March, 2009, which are available at my web-site http://www.chishiki.soft.iwate-pu.ac.jp/~goutam/

 


 

職名:

准教授

氏名:

馬淵 浩司

[教育活動]

(a) 学部担当授業科目

プログラム言語構造論、計算モデル論

(b) 研究科担当授業科目

知識基礎特論

(c) その他(教育内容・方法の工夫,作成した教材など)

(1)授業評価アンケートにおいて「教員の熱意」と「総合的な満足度」の2項目に基づく評価値が高かった教員(平成19年度受賞、平成20年度表彰)、Best1、カテゴリI、情報学基礎A(後期分)

(2)授業評価アンケート、Best2、カテゴリI、プログラム言語構造論(後期分)

 

[研究活動]

(a) 著書

1)  H.Yoshikawa, K.Akama, H.Mabuchi, and R.Satoh : Flexible hardware-software cooperation system with HwModule board and co-design framework by ET, Recent Advances in Systems, Communications and Computers, WSEAS Press, pp.248--253

(b) 学術論文

1)   K.Miura, K.Akama, and H.Mabuchi : Generating Speq Rules based on Automatic Proof of Logical Equivalence, Int. J. of Computer Science, Vol.3, No.3, Summer 2008, pp.190—198

2)   K.Miura, K.Akama, and H.Mabuchi : Creation of ET Rules from Logical Formulas Representing Equivalent Relations, Int. J. of Innovative Computing, Information & Control, Vol.5, No.2, pp.263--277 (2009.2)

(c) 研究発表

1)   Zheng Cheng, K.Akama, and H.Mabuchi : ETX - A language for processing of XML data by ET rules, Proc. of the Third International Conference on Innovative Computing, Information and Control, 4 pages (2008.6)

2)   S.Miyajima, K.Akama, and H.Mabuchi : Algorithmic Debugging of Equivalent Transformation Programs Based on Differences in Certainty of Rules, Procof the Ninth International Conference on Intelligent Technologies, pp.103--112 (2008.10)

3)   細川太輔, Chakraborty Goutam, 馬淵浩司, 松原雅文 : ワイヤレスセンサネットワークにおけるAnt Colony Optimizationを用いた適応的経路探索, FIT2008 7回情報科学技術フォーラム講演論文集, F-012, pp.339—340 (2008.9)

4)   山下和彦, Goutam Chakraborty, 馬淵浩司, 松原雅文 : 自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの構築, 情報処理学会第71回全国大会講演論文集(2), 6Q-6, pp.157--158 (2009.3)

5)   鈴木悟史, 松原雅文, Goutam Chakraborty, 馬淵浩司 : 携帯端末での日本語入力に向けたニューラルネットワークの適用について, 平成20年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集, 2F09, pp.213 (2008.8)

(d) 研究費の獲得

1)   科学研究費補助金、基盤研究(B) 「適応的セマンテックWebの構築技術の研究」 平成20年度 140万円

2)   科学研究費補助金、基盤研究(C) 「ポスト4Gへ向けた利用者の自律・適応的行動理解モデル開発と新世代移動通信網の研究」 平成20年度 130万円

3)   公立大学法人岩手県立大学学術研究費 全学プロジェクト、連携研究 「ニューラルネットワークを用いた損傷した脳細胞のモデル化に関する研究」 平成20年度 200万円

(e) その他総説・解説,調査報告・市場調査,特許,受賞,報道など

該当なし

 

[大学運営]

(a) 全学委員会

該当なし

(b) 学部/研究科の委員会

学生委員会副委員長、総務委員会委員

(c) 学生支援

該当なし

(d) その他

該当なし

 

[社会貢献]

(a) 国や地方自治体などにおける活動

該当なし

(b) 企業・団体などにおける活動

該当なし

(c) 一般教育

1)   出前講義 (黒沢尻北高等学校)(2008.6)

2)   出前講義 (大館国際情報学院高等学校)(2008.10)

3)   出前講義 (久慈高等学校)(2008.11)

(d) 産学連携

該当なし

(e) 学会などにおける活動

該当なし

(f) その他

該当なし

 

[主な業績]

Generating Speq Rules based on Automatic Proof of Logical Equivalence

 

In the Equivalent Transformation (ET) computation model, a program is

constructed by the successive accumulation of ET rules. A method by

meta-computation by which a correct ET rule is generated has been

proposed. Although the method covers a broad range in the generation of

ET rules, all important ET rules are not necessarily generated.

Generation of more ET rules can be achieved by supplementing generation

methods which are specialized for important ET rules. A

specialization-by-Equation (Speq) rule is one of those important rules.

A Speq rule describes a procedure in which two variables included in an

atom conjunction are equalized due to predicate constraints. In this

paper, we propose an algorithm that systematically and recursively

generate Speq rules and discuss its effectiveness in the synthesis of ET

programs. A Speq rule is generated based on proof of a logical formula

consisting of given atom set and dis-equality. The proof is carried out

by utilizing some ET rules and the ultimately obtained rules in

generating Speq rules.

 


 

職名:

講師

氏名:

松原 雅文

[教育活動]

(a) 学部担当授業科目

学の世界入門,プロジェクト演習I,アルゴリズム論,知能機械と自然言語処理

(b) 研究科担当授業科目

知識処理特論

(c) その他(教育内容・方法の工夫,作成した教材など)

該当なし

 

[研究活動]

(a) 著書

該当なし

(b) 学術論文

該当なし

(c) 研究発表

1)   Rafal Rzepka, Hideyuki Shibuki, Yasutomo Kimura, Keiichi Takamaru, Masafumi Matsuhara and Koji Murakami: “Judicial Precedents Processing Project for Supporting Japanese Lay Judge System”Workshop on Semantic Processing of Legal Texts, LREC2008, pp.33-41, Marrakech, Morocco, May 2008.

2)   羽多野 顕, 荒木 健治, 松原 雅文:“携帯端末向けの筋電位信号を用いた日本語文入力手法”2008年度人工知能学会全国大会(第22回), 2P2-11, 旭川, June 2008.(全国大会優秀賞受賞)

3)   松原 雅文, 木村 泰知, 渋木 英潔, 高丸 圭一, Rzepka Rafal, 村上 浩司:“新聞記事を対象とした刑事事件の性質と量刑との関連性の可視化”2008年度人工知能学会全国大会(第22回), 3K3-05, 旭川, June 2008.

4)   鈴木悟史, 松原雅文, Goutam Chakraborty, 馬淵浩司: “携帯端末での日本語入力に向けたニューラルネットワークの適用について”平成20年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集, 2F09, p.213, August 2008.

5)   高丸圭一・渋木英潔・木村泰知・松原雅文・Rafal Rzepka・村上浩司:“裁判員支援に向けた類似判例に基づく量刑可視化システムの提案”FIT2008 7回情報科学技術フォーラム講演論文集, E-041, pp.233-234, September 2008.

6)   松原雅文・木村泰知・渋木英潔・高丸圭一・Rafal Rzepka・村上浩司: “裁判員支援に向けた新聞記事を対象とした刑事事件の性質に基づく量刑推定手法の提案”FIT2008 7回情報科学技術フォーラム講演論文集, E-042, pp.235-236, September 2008.

7)   木村泰知・渋木英潔・高丸圭一・松原雅文・Rafal Rzepka・村上浩司: “裁判員支援に向けた量刑推定に適した判例タグの構築”FIT2008 7回情報科学技術フォーラム講演論文集, E-043, pp.237-238, September 2008.

8)   細川太輔・Chakraborty Goutam・馬淵浩司・松原雅文: “ワイヤレスセンサネットワークにおけるAnt Colony Optimizationを用いた適応的経路探索”FIT2008 7回情報科学技術フォーラム講演論文集, F-012, pp.339-340, September 2008.

9)   Keiichi Takamaru, Hideyuki Shibuki, Rafal Rzepka, Masafumi Matsuhara, Koji Murakami, and Yasutomo Kimura: “Proposal of Precedents Processing System for Supporting Japanese Lay Judges”Second International Symposium on Universal Communication(ISUC2008), Poster Session No. 8, Osaka, Japan, December 2008.

10)  Rafal Rzepka, Masafumi Matsuhara, Yasutomo Kimura, Keiichi Takamaru, Hideyuki Shibuki and Koji Murakami: “Toward Automatic Support For Japanese Lay Judge System - Processing Precedent Factors For Sentencing Trends Discovery”Proceedings of NTCIR-7 Workshop Meeting, pp.563-570, Tokyo, Japan, December 2008.

11)  羽多野顕,荒木健治,松原雅文: “筋電位信号を用いた携帯端末向けの日本語文入力手法における文脈情報を用いた誤認識の修正”情報処理学研究会研究報告,2009-MLB-48, pp.119-125, January 2009.

12)  山下和彦,Goutam Chakraborty,馬淵浩司,松原雅文: “自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの構築”情報処理学会第71回全国大会講演論文集(2)6Q-6, pp.157-158, March 2009.(全国大会学生奨励賞受賞)

(d) 研究費の獲得

1)   科学研究費補助金、基盤研究(C) 「ポスト4Gへ向けた利用者の自律・適応的行動理解モデル開発と新世代移動通信網の研究」 平成20年度 130万円

2)   公立大学法人岩手県立大学学術研究費 「ニューラルネットワークを用いた損傷した脳細胞のモデル化に関する研究」 全学プロジェクト、連携研究 平成20年度 200万円

(e) その他総説・解説,調査報告・市場調査,特許,受賞,報道など

該当なし

 

[大学運営]

(a) 全学委員会

該当なし

(b) 学部/研究科の委員会

学部入試実施委員会委員,学部総務委員会委員

(c) 学生支援

該当なし

(d) その他

該当なし

 

[社会貢献]

(a) 国や地方自治体などにおける活動

該当なし

(b) 企業・団体などにおける活動

該当なし

(c) 一般教育

該当なし

(d) 産学連携

該当なし

(e) 学会などにおける活動

1)  Paper review of 2009 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2009)

(f) その他

該当なし

 

 

[主な業績]

In this paper we investigate factors that influence

trends in sentencing process basing on newspaper articles

in order to find lexical clues for automatic trial

verdict estimation. We examine verdicts for murder

cases of the last 10 years using 149 newspaper articles

(1998-2001) and 160 precedents from a database

available online (2001-2007). The results showed that

there is a tendency to give stricter verdicts for murder

cases and clustered by CLUTO into five classes

were judged as descriptive factors related to a crime

method and lethal weapon usage. We also use similarity

between cases for sentence estimation after filtering

out inadequate factors by using previously retrieved

precedents. Finally we confirmed that using

similarity-based weights gives less erroneous sentence

estimation than the baseline method lacking those

weights.


2.18.3.         教育活動概要

(a) 卒業論文概要

石本 善彦

 

形態素解析と構文解析および意味解析の統合によるエマージェントコンピュテーションの実現

従来,自然言語文の解析処理は,形態素解析,構文解析,意味解析の各解析を逐次におこなっていた.しかし,構文解析には曖昧性が多く,解になりえない候補まで意味解析を行うため,処理効率が落ちる.本研究では,各解析を細かく分け,効率のよい順序で処理することで自然言語の解析におけるエマージェントコンピュテーションを実現する.そして,従来手法と比較することで本手法の有効性を示す.

小原 早紀

 

ルールの追加および改良によるWebサイト生成システムの改善

Webサイトを作成する場合,閲覧者に負荷を与えないデザインであることが重要である.そこで本研究では,作成者のニーズに合致しユーザビリティの高いWebサイトを自動生成するシステムを提案した.データベース部を改善するため,既存のWebサイトを調査し,その結果から実験用Webページを作成した.これを用いて印象評価実験を行い,作成者のニーズを反映しやすいルールの作成を行う.

佐藤 真衣

 

複数の翻訳エンジンの結果を利用した機械翻訳手法

本研究では、複数の翻訳エンジンの翻訳結果を利用し、多数決により、適切な単語を決定する手法を提案する。それぞれの翻訳エンジンによる翻訳結果では、文脈に合わない単語が使用されていたり、原文の単語が伝える意味とは異なる意味の単語が使用されているなどの誤りがあるが、本手法により実験を行った結果、適切に単語を訳し分けることができた。

鈴木 悟史

携帯端末でのニューラルネットワークを用いた数字漢字変換手法

携帯端末において,高速な文字入力を可能とするために「ニューラルネットワークを用いた携帯端末向け日本語入力手法」という変換手法が提案されている.しかし,入力単位の制約等の問題から実用化は困難な手法であると考えられる.そこで本研究では,先行研究が抱える問題点を解決し,より実用に向けた新たな変換手法を提案した。

水野 佑治

 

LVQを用いた脳波データのクラスタリング

近年,脳科学の分野で人間のイメージや行動に伴う脳波の変化を解析し,意味のある情報として抽出する研究が注目されている.そこで,本研究では従来とは違う脳波の特徴抽出手法を提案し,分類手法にLVQを使用することで理想的なクラスタリングを行う.また,先行研究との比較実験を行い,本研究の有効性を示す.

門間 康晃

 

数字漢字変換における校正処理の効率化に関する研究

携帯電話等で一般的に用いられている入力方式として文字循環指定方式がある.しかし,この方式では迅速な入力が困難である.そこで「文字情報縮退方式を用いた帰納的学習によるべた書き文の数字漢字変換手法」が提案されている.しかし校正処理の再変換は文字循環指定方式による仮名漢字変換を用いている.そこで本研究では,辞書から候補を作成し,意図した単語を選択することにより迅速な入力を行えるようにすることを目的とする.

山下 和彦

 

自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの効率の良いパラメータ計算手法

パターン認識などの分類手法の一つに動径基底関数ネットワークがある.この動径基底関数ネットワークはRBF係数の計算に逆行列を利用しているため,データ数や中間ユニット数が増えると計算量が多くなるという問題がある.そこで本研究では,RBF係数の計算に自己組織化マップを用いることで計算コストの削減を目指す.評価実験の結果,少ない計算量でRBF係数を計算することができ,提案手法の有効性を示すことができた.

横手 泰穂

 

Web検索結果におけるあいまい性解消に向けたスニペット生成に関する研究

本研究では,TF-IDF重み付けを用いて各文書を特徴付ける単語を抽出し,その単語を用いて重要文抽出を行うことによりウェブページの内容判別を迅速に行うことが可能なスニペットを生成することを目指す.そして,その提案手法を用いて評価実験を行った結果,本手法で得られたスニペットが内容の差別化について有効であることが示された.

吉田 佳祐

 

現実的移動モデルの移動特徴を用いた効率的位置管理システムの提案

携帯移動端末の効率的な位置管理手法としてBeFaSが提案されている.これはユーザの移動特徴を用いる位置管理手法であるが,代替経路に対応していない.そこで,本研究ではBeFaSに代替経路への対応を追加し,より現実的で位置管理手法へと発展させる.評価実験の結果,代替経路がある移動データでコストを削減することができ,現実的な利用状況での効率的な位置管理が可能となることを示した.

 

(b) 博士(前期)論文概要

細川 太輔

 

ワイヤレスセンサネットワークにおけるAnt Colony Optimizationを用いた適応的経路探索

近年の無線通信技術の発展によりワイヤレスセンサネットワークが注目されている。ワイヤレスセンサネットワークにおいて提案されている経路選択手法はアドホックネットワークを元にしておりネットワーク負荷が高い。これに対し、本研究ではACOメタヒューリスティクスを用いた経路選択手法を提案する。経路選択にメタヒューリスティクスを用いることで経路選択を確率的に行い、ネットワークへの負荷を軽減できる。また、ACOを用いることで動的な経路探索が可能となり、障害に強い経路選択を行うことができる。

 

(c) 博士(後期)論文概要

該当なし

 

(d) 講座所属学生が第一著者として査読ありの論文誌掲載論文一覧

該当なし

 

(e) 講座所属学生が各学会で登壇発表した実績一覧

1)   山下和彦,Goutam Chakraborty,馬淵浩司,松原雅文:“自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの構築”情報処理学会第71回全国大会講演論文集(2)6Q-6, pp.157-158, March 2009.

2)   Takashi Takada, Goutam Chakraborty:An Efficient Image Compression Algorithm using Wavelet Transform”Proc. of SCIS&ISIS 2008, FR-B4-2, pp.1073-1077, Nagoya, September 2008.

3)   山下和彦, Goutam Chakraborty, 水野佑治: An Efficient Construction of RBF Network Based on First Layer Training by SOM”7回情報科学技術フォーラム一般講演論文集, F-007, pp.325-326, September 2008.

4)   水野佑治, Goutam Chakraborty, 山下和彦: An Novel Soft Margin Classifier Using Genetic Algorithm”7回情報科学技術フォーラム一般講演論文集, F-008, pp.327-328, September 2008.

5)   細川太輔, Goutam Chakraborty, 馬淵浩司, 松原雅文: “ワイヤレスセンサネットワークにおけるAnt Colony Optimizationを用いた適応的経路探索”第7回情報科学技術フォーラム一般講演論文集, F-012, pp.339-340, September 2008.

6)   鈴木悟史, 松原雅文, Goutam Chakraborty, 馬淵浩司: “携帯端末での日本語入力に向けたニューラルネットワークの適用について”平成20年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集, 2F09, p.213, August 2008.

 

(f) 学生が単独で受けた受賞や表彰一覧

1)   山下和彦,情報処理学会,第71回全国大会学生奨励賞,自己組織化マップを用いた動径基底関数ネットワークの構築,2009312

2.18.4.         その他の活動

該当なし