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講演抄録/キーワード
講演名 2018-11-05 15:10
[ポスター講演]再生核ヒルベルト空間における変数選択を伴う支配方程式の推定
大坪洋介ニコン)・中島伸一ベルリン工科大/理研IBISML2018-65
抄録 (和) 支配方程式をデータから推定することは物理、化学、生物分野などの様々な科学分野において価値があることである。現象のダイナミクスを記述する支配方程式の多くは、非線形の常微分方程式(ODE) で記述される。歴史的には、ODE の係数を推定する試みは多く提案されてきたが、関数形を高精度に推定する問題に対するアプローチはほとんどないのが現状である。ODE の係数推定の手法として提案された再生核ヒルベルト空間に基づくアルゴリズムと、スパース推定を組み合わせた手法を提案する。本手法では、ODE の候補基底を予め用意しておき、時系列データに対するカーネル回帰と、カーネル回帰の微係数と候補基底とのスパース回帰を同時に行うことで、ODE の関数形推定を行う。いくつかのベンチマークODE によるシミュレーションにより、提案した手法がこれまでに提案された手法よりも優れた性能を持つことを示す。 
(英) It has great value in lots of scientific fields, e.g., physics, chemistry, and biology, to discover governing equations through data-driven approaches. Dynamics which describe various phenomena can be modeled as nonlinear ordinary differential equations (ODEs). Although there are lots of studies for estimating the unknown parameters in ODEs, there are less the approaches for ODE discovery problem. We propose a method to address such a problem, based on sparse inference in the reproducing kernel Hilbert space. In our approach, we prepare candidates of possible bases, and then optimize the objective function consisting of two factors, one for data fidelity term for kernel ridge regression, and one for gradient matching with sparsity inducing regularizer. We validate the performance of our proposal through simulation studies in benchmark ODE systems.
キーワード (和) 支配方程式 / 常微分方程式 / スパース推定 / 再生核ヒルベルト空間 / / / /  
(英) Governing equations / Ordinary Differential Equations / Sparse inference / Reproducing Kernel Hilbert Space / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 284, IBISML2018-65, pp. 159-166, 2018年11月.
資料番号 IBISML2018-65 
発行日 2018-10-29 (IBISML) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード IBISML2018-65

研究会情報
研究会 IBISML  
開催期間 2018-11-05 - 2018-11-07 
開催地(和) 北海道民活動センター(かでる2.7) 
開催地(英) Hokkaido Citizens Activites Center (Kaderu 2.7) 
テーマ(和) 情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2018) 
テーマ(英) Information-Based Induction Science Workshop (IBIS2018) 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 IBISML 
会議コード 2018-11-IBISML 
本文の言語 英語(日本語タイトルあり) 
タイトル(和) 再生核ヒルベルト空間における変数選択を伴う支配方程式の推定 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Discovery of Governing equations in Reproducing Kernel Hilbert space 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 支配方程式 / Governing equations  
キーワード(2)(和/英) 常微分方程式 / Ordinary Differential Equations  
キーワード(3)(和/英) スパース推定 / Sparse inference  
キーワード(4)(和/英) 再生核ヒルベルト空間 / Reproducing Kernel Hilbert Space  
キーワード(5)(和/英) /  
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キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 大坪 洋介 / Yosuke Otsubo / オオツボ ヨウスケ
第1著者 所属(和/英) 株式会社 ニコン (略称: ニコン)
Nikon Corporation (略称: Nikon)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 中島 伸一 / Shinichi Nakajima / ナカジマ シンイチ
第2著者 所属(和/英) ベルリン工科大学/理化学研究所 革新知能統合研究センター (略称: ベルリン工科大/理研)
Technical University of Berlin/Center for Advanced Intelligence Project (AIP), RIKEN (略称: TUB/RIKEN)
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講演者
発表日時 2018-11-05 15:10:00 
発表時間 180 
申込先研究会 IBISML 
資料番号 IEICE-IBISML2018-65 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.284 
ページ範囲 pp.159-166 
ページ数 IEICE-8 
発行日 IEICE-IBISML-2018-10-29 


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