科学的法則を発見する機械学習アルゴリズムの研究

研究机器学习算法发现科学规律

• 批准号: 07780335
• 负责人: 宮原 哲浩
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780335/
• 关键词: 機械発見; 論駁推論; 帰納的関数; ループプログラム; 単純関数

本課題では,科学的法則を発見する機械学習アルゴリズムついて研究を行ない,次の成果を得た.機械学習とは人間の持つ学習機能をコンピュータ上で実現することである.実験,観測データからコンピュータに科学的法則を発見させることを事実からの機械発見という.機械発見の本質が論駁推論であり,論駁推論可能な仮説空間は機械発見が可能であることがわかっている.論駁推論アルゴリズムは,特別な帰納推論アルゴリズムであり,次のように動作する.アルゴリズムにデータを与えたとき,データを説明する仮説が仮説空間にあるときには正しい仮説を同定し,そうでないときには,データを説明できる仮説が仮説空間にないことを知らせて停止し,仮説空間全体を棄却する.最近,言語を対象として機械発見の計算論的学習理論が創始され,機械発見の理論的基礎が確立された.本研究では帰納的関数の論駁推論可能性を調べて,機械発見の理論的基礎を与えた.機械発見の現実的理論を展開するため,帰納的関数を計算する具体的なプログラミング系の論駁推論可能性を調べた.ループ関数と単純関数のプログラムを具体的プログラミング系として,このプログラミング系が計算する関数のクラスの論駁推論可能性を調べた.ループ命令の入れ子の深さがnであるループプログラムで計算できる関数全体のクラスをF Loop(n)で表すと,F Loop(0)は論駁推論可能であるが,F Loop(n)(n≧1)は論駁推論不可能であることを証明した.論駁推論不可能な関数のクラスは,論駁推論可能な部分クラスの無限列で近似できれば,実質的に機械発見が可能となる.そこで,単純関数を計算する命令を用いて,F Loop(1)を近似する論駁推論可能な部分クラスから成る無限列を構成した.

在这个项目中，我们对发现科学规律的机器学习算法进行了研究，得到了以下成果： 机器学习是人类学习功能在计算机上的实现，人类发现科学规律的本质就是机器发现。机器发现的本质是反驳推理。众所周知，对于可反驳的假设空间，机器发现是可能的。反驳推理算法是一种特殊的归纳推理算法，其工作原理如下。当将数据提供给算法时，可以解释数据并识别数据。当假设空间中存在时，正确假设；当假设空间中不存在时，解释数据。它标志着假设不在假设空间内，停止，并拒绝整个假设空间。最近，针对语言创建了机器发现的计算学习理论，建立了机器发现的理论基础。这本书在在这项研究中，我们研究了反驳归纳函数的可能性，并为机器发现提供了理论基础。为了发展机器发现的现实理论，我们我们研究了计算函数的具体编程系统的反驳推理可能性。我们使用循环函数和简单函数程序作为具体编程系统，并研究了该编程系统计算的函数类的反驳推理可能性。设F为类。循环指令嵌套深度为 n 的循环程序可以计算的所有函数。表示为 Loop(n)，我们证明了 F Loop(0) 是可反驳的，但 F Loop(n) (n≧1) 是不可反驳的，如果一个类可以用无限个可反驳的子类序列来近似，并且推断，机器发现实际上变得可能。因此，使用指令计算一个简单的函数，F我们构造了一个由近似 Loop(1) 的可反驳子类组成的无限序列。

项目成果

Tetsuhiro Miyahara: "Refutable Inference of Functions Computed by Loop Programs" RIFIS-TR-CS-112,Res.Inst.Fund.Inf.Sci.,Kyushu Univ.1-11 (1995)

Tetsuhiro Miyahara：“循环程序计算的函数的可反驳推理”RIFIS-TR-CS-112，Res.Inst.Fund.Inf.Sci.，九州大学1-11 (1995)