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石田 好輝(いしだ よしてる)

所属 情報・知能工学系
兼務 人間・ロボット共生リサーチセンター
安全安心地域共創リサーチセンター
職名 教授/情報・知能工学系長
専門分野 生物系の情報システム / システム科学、複雑系 / 認知情報システム
学位 工学博士(京都大学)
所属学会 日本工学会 / 日本数理生物学会 / システム制御情報学会 / 計測自動制御学会 / 電子情報通信学会 / 情報処理学会 / KES / IEEE
E-mail ishida@cs
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://www.sys.cs.tut.ac.jp/

研究紹介

1.生物指向型情報システムの研究
免疫系における自己非自己識別、異物認識除去や体細胞変異による超多様性生成などを模擬した情報モデルを開発し、それをシステム診断、外乱除去、コンピュータウィルス防衛システム、コンピュータ侵入検出などに応用。また生物の遺伝子型への情報圧縮、表現型への情報展開など、広く情報システムとしての生物を研究し、それを新しい情報処理へ応用。
2.システム論と知能情報処理の研究
システムの定性的な性質や対称性に着目し、それらをグラフ理論や群論を用いて解析し、わらにシステムの特性、挙動を推論する知能情報処理の研究。また人間の神経系をエージェントによる分散モデルや、記号--動的システムとしてモデル化し、認知、記憶、意識などの現象を創発的に説明、実現する研究。
3.システム診断の研究
大規模なシステムから得られる様々な質の違う情報をもとに、そのシステムを診断したり、診断のための機能情報を構造化したり、さらに複雑度を計算するための基礎的研究。実践的な研究としては、動的なシステムからオンラインで得られるセンサデータから、ノイズや異常データを除去して、システムの状況をリアルタイムでモニタしたり、診断を行うセンサネットの構築。

テーマ1:センサデータからの診断ネットワーク自動構築

概要
図1.センサネットワーク設計支援システムのセッション画面

対象を計測するセンサには、各々のセンサ値が示す絶対的情報と、センサ値間の関係が示す相対的情報が含まれている。対象の異常診断のためのセンサ間の関係をネットワークで表し、そのネットワーク上で情報伝播させることにより診断を行う技術を研究開発している。またネットワーク の構築に統計手法および時系列解析モデルを用いることにより、より実用的かつ柔軟な環境適応的センサネットワークを目指す(図1)。

主な業績:
◆ Immunity-Based Diagnosis for a Motherboard, Sensors 11: 4. 4462-4473, 2011.
◆ Adaptive Sensing Based on Profiles for Sensor Systems Sensors, Sensors 9: 11. 8422-8437, 2009.

主な特集:
◆ State-of-the-Art Sensors Technology in Japan, Sensors 2012
◆ State-of-the-Art Sensors Technology in Japan, Sensors 2010

キーワード

異常診断,センサデータ,センサネットワーク,免疫ネットワーク,プロファイル

テーマ2:免疫系に基づくバイオインフォーマティックス

概要
図2.表現型格子空間とダイナミクス

免疫細胞やウイルスなど多様性が問題となるシステムのダイナミクスを微分方程式で表現するのは困難である。そこで、多様性が自然に導入でき、表現型および遺伝子型双方での距離やダイナミクスも表現しうる格子モデル(図2)を研究する。また同モデルのシミュレーションを行うため、ランダム性に基づくシミュレータを研究開発している。薬剤耐性に基づく投薬戦略や、オーダーメイド医療への応用を目指す。

生命の閉包性に関するノート:
◆ A Note on the Collective Identity of Indistinguishable Entities: A View from the Stable Marriage Problem, LNCS 6884 348-356, 2011.
◆ A Note on Symmetry in Logic of Self-Repair: A Case of a Self-Repair Network, LNCS 6278, pp. 652-659, 2010.
◆ A Note on Biological Closure and Openness: A System Reliability View, LNCS 5712, pp. 805-812, 2009.
◆ A Note on Space-Time Interplay through Generosity in a Membrane Formation with Spatial Prisoner’s Dilemma, LNCS 5179, pp. 448-455, 2008.
◆ A Note on Symmetries on Equations of Population Dynamics and Stability Conditions, LNCS 4694, pp. 796?803, 2007.

著書:
◆ Yoshiteru Ishida (2004) Immunity-Based Systems: A Design Perspective, Springer, Heidelberg.

キーワード

免疫情報学,バイオインフォーマティックス,多様性,準種,アイデンティティ

テーマ3:情報ネットワークを用いた知識・知能情報処理

概要
図3.協調エージェントによる修復

ネットワーク上での知能情報処理は、利己的なエージェントにより自律分散的に行われるべきである。その際ネットワークへの様々な操作は「両刃の剣」となり うる。本研究では、情報ネットワークのクリーン化問題を取り上げ、いかなる場合にネットワークをクリーンにしうるかを理論的および計算機シミュレーション (図3)により明らかにする。自律分散処理による超ロバストで知能的、適応的なシステムを考究する。

アシンメトリシリーズ:
◆ Asymmetric Structure between Two Sets of Adaptive Agents: An Approach Using a Matching Automaton, LNCS 6884, pp. 357-365, 2011.
◆ Asymmetry in Repairing and Infection: A Case of the Self-Repair Network, LNCS 6278, pp. 645-651, 2010.
◆ Asymmetric Phenomena of Segregation and Integration in Biological Systems: A Matching Automaton, LNCS5712, pp. 789-796, 2009.
◆ Asymmetric Interactions between Cooperators and Defectors for Controlling Self-Repairing,”LNCS5179, pp. 440-447, 2008.
◆ Symmetries on Asymmetric Wars: Generalists (HIVs) versus Specialists (T-cells), LNCS 4694, pp. 854?861, 2007.

自己修復ネットワーク:
◆ Complex Systems Paradigms for Integrating Intelligent Systems: a Game Theoretic Approach, in Computational Intelligence, 115, 155?181, 2008.
◆ A Game Theoretic Analysis on Incentive for Cooperation in a Self-Repairing Network, in Innovations and Advanced Techniques in Computer and Information Sciences and Engineering, pp. 505-510, 2007.
◆ A Critical Phenomenon in a Self-Repair Network by Mutual Copying, LNCS 3682, pp. 86-92, 2005.

著書:
◆ 石田好輝 編、石田好輝、平山博史、藤田博之、石黒章夫、森一之共著、 免疫型システムとその応用--免疫系に学んだ知能システム--、コロナ社、 1998.

キーワード

ゲーム理論,自律分散システム,自己修復ネットワーク,囚人のジレンマ,確率セル・オートマトン

担当授業科目名(科目コード)

複雑系・知能科学特論 (D33030120) /
数理モデル論 (B13622020) /
情報数学Ⅰ (B1361006a) /
システム・知能科学特論 (M23622030) /
数値解析論 (B13630030)

その他(受賞、学会役員等)

生命模倣システム(特に免疫系)
数理モデルの対称性解析
動的システムの安定性解析
ダイヤグラム推論と和算の研究
知識の保存と流通に関する研究

受賞等
1995年 システム制御情報学会論文賞
2005年 テレコムシステム技術賞
2009年 日本工学会フェロー認定
2010年 AROB Contribution Award


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