データ駆動科学の基礎とベイズ最適化、スパースモデリングの実践活用のポイント <オンラインセミナー>

~ データ生成、データ蓄積、データ活用、予測モデルおよび高速スペクトル解析に対するスパースモデリング、EMアルゴリズムによる最尤推定 ~

・研究・開発に落とし込むことが難しいベイズ最適化やスパースモデリングを基礎から修得し、実務に応用するための講座
・膨大なデータから未知の現象や規則性を発見できるデータ科学の実践のポイントを学び、最小限の試行・コストで最適解を探索し、材料開発や製品開発に応用しよう!
・データ駆動科学を研究・開発に効果的に実践し、大幅な効率化を実現しよう!

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講師の言葉

 本講義では、ベイズ最適化やスパースモデリングを活用するためのデータ駆動科学の概要を理解いただくことを目的としています。特に、何から手をつけていいのかわからない、聞いたことがあるがきちんと理解できていない基礎的な事柄や技術要素について時間をかけて解説します。中でもベイズ最適化やスパースモデリング、データベースといった用語は広く普及していますが、その詳細を理解して研究・開発に落とし込むことは多くの研究者・技術者にとって難易度の高いものであることかと思います。
 本講義ではデータ駆動科学の実例として材料科学に着目します。またアドバンスドな内容として、一般的なスペクトル解析に対するスパースモデリング等の内容も、時間の許す限り解説いたします。本講義を受けて、ご自身のプロジェクトにデータ駆動科学を導入するための基盤知識を身につけていただければ幸いです。

セミナー詳細

開催日時
  • 2025年09月30日(火) 10:30 ~ 17:30
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナー加工・接着接合・材料化学・環境・異物対策ソフト・データ・画像・デザイン
受講対象者 ・これからベイズ最適化やスパースモデリングを活用したいと考えている研究者・技術者の方
・すでにデータ駆動科学に関する取り組みを実施しているが、思うような成果に結び付けられていない方
・その他、マテリアルズ・インフォマティクスやデータ駆動科学に興味のある方
予備知識 ・機械学習/統計解析に関する問題意識をお持ちの方
・(可能であれば)材料科学に関する基礎的な知識
修得知識 ・データ駆動科学の基礎と活用のポイント
・データ駆動科学の材料開発への応用
プログラム

1.データ駆動科学概要
  (1).情報科学の活用に至った経緯
  (2).機械学習の概要
  (3).データ駆動科学について
    a.データ駆動科学の要素:データ生成
    b.データ駆動科学の要素:データ蓄積
    c.データ駆動科学の要素:データ活用
  (4).機械学習応用の流れと課題設定の重要性
  (5).材料分野を例にしたデータ駆動科学実施の注意点
  (6).データ駆動科学の実現に必要な情報科学市民権

2.データ駆動科学のための基礎:データ解析実行環境
  (1).データ駆動科学の実施環境
  (2).OSの分類
  (3).ユーザーインターフェース
  (4).プログラム実行環境
    a.Python
    b.WSL2
    c.Package manager
    d.Jupyter lab

3.データ駆動科学のための基礎:データベース
  (1).データベース構築の3つの目的
  (2).データベースの種類
  (3).フラットファイルフォーマット
  (4).ツリー構造を利用したデータ蓄積事例
  (5).電子ラボノートの事例
 
4.データ駆動科学のための基礎:ソフトウェア開発環境
  (1).ソフトウェアの開発の目的
  (2).開発コストの見積もり
  (3).デスクトップアプリとウェブアプリ
  (4).フロントエンドとバックエンド
    a.ウェブアプリ開発:Django
    b.ウェブアプリ開発:Streamlit
    c.ウェブアプリ開発:JavaScript
    d.ウェブアプリ開発:SQL
    e.ウェブアプリ開発:noSQL
  (5).アジャイル開発という考え方

5.データ駆動科学の実践:ベイズ最適化の応用
  (1).ベイズ最適化の背後にある数理
  (2).ベイズ最適化を実施するための環境整備
    a.GPyOpt
    b.OPTUNA
    c.PHYSBO
  (3).材料科学での事例自律実験装置とAIソフトウェア

6.データ駆動科学の実践:予測モデルに対するスパースモデリング
  (1).予測・モデル選択の応用例
  (2).「モデル」と「損失関数」
  (3).線形回帰とカーネル法の違い
  (4).損失関数の変更によるモデル選択
  (5).交差検証によるモデル評価
  (6).モデル推定の種類(最尤法、MAP推定、ベイズ推定)
  (7).スパース性とLO、L1正則化
  (8).説明可能性と特徴量選択
   
7.データ駆動科学の実践:スパースモデリングとしての低次元化とクラスタリング
  (1).高次元データとしてのスペクトルと低次元化の重要性
  (2).分類:教師あり学習と教師なし学習
  (3).特徴空間と類似性
  (4).主成分解析によるスペクトルの低次元化
  (5).k-means法によるスペクトルの分類
  (6).階層的クラスタリングによるスペクトルの分類

8.データ駆動科学の応用:高速スペクトル解析技術とスパースモデリング
  (1).ピーク検知のための処理フロー
  (2).非線形最小二乗法の困難
  (3).EMアルゴリズムによる最尤推定
  (4).スペクトル解析のための改良EMアルゴリズム
  (5).解析事例とスペクトル解析に対するスパースモデリング

キーワード データ駆動科学 データ解析実行環境 アジャイル開発 ベイズ最適化 予測モデル スパースモデリング 損失関数 カーネル法 交差検証 モデル推定 低次元化 クラスタリング 主成分解析 階層的クラスタリング 高速スペクトル解析 EMアルゴリズム 最尤推定
タグ AI・機械学習化学化学物質データ解析材料データ分析OS・言語
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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営業時間 月~金:9:00~17:00 / 定休日:土日・祝日