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小西 貞則

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事業推進担当者

統計科学の新たな展開

小西 貞則(システム生命科学府)
学位:理学博士(広島大学)
専門分野:統計科学
ユニット:不確定性

活動報告書

21世紀の高度情報技術環境の中、生命科学、情報技術、地球環境科学、システム工学、金融工学など、さまざまな科学技術分野に於いて、それらはわれわれが曾て予測し得なかった勢いで大きな発展を遂げ、新たな学問分野の創始・創出が続いている。この発展を陰に陽に支えてきたのは、高度計算機環境の中で発想を新たにした研究が大きく進展しつつある科学としての数学である。特に、数理科学、統計科学、情報科学、計算機科学における成果は、科学者や技術者に、きわめて扱いにくい未解決問題にチャレンジする数理的、統計的技術を提供してきた。

実際、現代社会においては、計算機システムの高度な発展と電子化された計測・測定技術の進歩とが相俟って、諸科学、産業界のあらゆる分野で日々大量かつ多様なデータが蓄積されつつある。生命科学におけるマイクロアレイデータなどの遺伝子を特徴付けるデータ、地球観測衛星からリアルタイムで送信されるリモートセンシングデータ、システム工学における現象過程や動作過程の連続データ、秒単位、分単位の高頻度で蓄積される株価や為替の経済変動データ、商品に付けられたパーコードを光学スキャナーで読み取り収集されるPOS(Point Of Sales)データなどが大量に蓄積され、データベースとして組織化されつつある。このような状況の中で、さまざまな現象の解明と法則性を発見するための情報源であるデータの中に潜む有益な情報やパターンを、効率的に抽出・処理するための新しい統計的データ解析技術の開発研究が強く望まれているのが現状である。

グローバルCOE「マス・フォア・インダストリ教育研究拠点」では、高度計算機時代の手法として国際的に研究が進められている複雑な非線形現象解明のための新しいモデリング手法の開発研究に取り組み、諸科学、産業界が直面する問題解決に役立つツール/技術を提供する。実際、大量データに基づく情報抽出と知識発見、複雑な自然現象や社会現象の解明とその予測・制御に当たっては、対象となる現象のモデリングが不可欠である。さらに、このモデリングのプロセスにおいて、現象を捉える最適なモデルの選択が適切な推論や新たな知識発見のための重要な鍵を握る。これによって、複雑かつ多様なデータの分析、例えば、画像情報の分析、人間の歩行における動作過程の実時間記録データや生命科学におけるゲノムデータ、タンパク質立体構造データに基づく有効なモデリングが可能となる。

これまでに日本人によって提唱され、自然科学はもとより社会科学のあらゆる分野で応用され、現象解明と知識発見に多大な貢献をしてきた統計手法に情報量規準AICと呼ばれるモデル評価基準がある(提唱者の赤池弘次博士は、第22回(2006年度)京都賞を受賞)。この情報量規準AICは、例えば、火力発電用ボイラの制御、船舶の自動操舵システムの設計、経済時系列データの解析など科学の様々な分野の現象解明に大きな役割を果たしてきた。

しかし、近年、電子化された計測・測定技術の急速な進展は、ゲノムデータ、動作過程の実時間記録データ、形や立体情報データなど多様なデータの獲得を可能とし、その中から有益な情報やパターンを高効率に抽出するための新たなモデリング手法、特に、複雑な非線形構造を捉える非線形モデリング手法の開発研究が不可欠となった。

グローバルCOEでは、諸科学、産業界との連携を深めながら実際の現象に即した問題に取り組み、統計科学、数理科学、情報科学の知識融合によって複雑な非線形モデリングに有効に機能する新たな統計的データ解析技術の開発研究を目指す。さらに、社会的ニーズを的確に把握・認識し、これを教育に生かすことによって、九州大学大学院数理学府の院生、若手研究者を中心とした人材育成指導を通して、本研究課題に関わる新たな統計科学の研究を推進・展開する。

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