JP2019091177A - Learning support system, learning support method and learning support processing program - Google Patents

Learning support system, learning support method and learning support processing program Download PDF

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JP2019091177A JP2017218519A JP2017218519A JP2019091177A JP 2019091177 A JP2019091177 A JP 2019091177A JP 2017218519 A JP2017218519 A JP 2017218519A JP 2017218519 A JP2017218519 A JP 2017218519A JP 2019091177 A JP2019091177 A JP 2019091177A
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一斗 安達
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Abstract

To facilitate learning relating to data analysis.SOLUTION: A learning support system in an embodiment includes: a data analysis unit which outputs an analysis result for input data; a simulated data generation unit which acquires source data of the input data to generate simulated data which has features different from features of the source data and simulates the input data; a data selection unit which selects data for verification of analysis performance of the data analysis unit and data for learning of an algorithm of analysis processing in the data analysis unit, from the simulated data; a learning unit which learns the algorithm on the basis of the selected data for learning; and a verification unit which acquires an analysis result with the data for verification as input data by using the learned algorithm and verifies the analysis performance on the basis of this analysis result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、学習支援システム、学習支援方法、および学習支援処理プログラムに関する。   Embodiments of the present invention relate to a learning support system, a learning support method, and a learning support processing program.

入力データをアルゴリズムにより解析して出力データを得る人工知能(AI:Artificial Intelligence)を搭載したシステムが知られている。
このシステムにより提供可能なサービスの例として、人工知能による対話型質疑応答サービスがある。このサービスは、開発者によりあらかじめ用意された質問に対する解析結果である回答をエキスパートシステム(それぞれの専門分野に関するデータを入力することで、その分野の専門家のように振る舞えるプログラム)により提供するとともに、利用者との対話から新たな知識や情報を獲得するサービスである。
There is known a system equipped with artificial intelligence (AI) that analyzes input data by an algorithm to obtain output data.
As an example of services that can be provided by this system, there is an interactive question-and-answer service by artificial intelligence. This service is provided by an expert system (a program that behaves like an expert in the field by inputting data about each specialized field), which is an analysis result for a question prepared in advance by the developer. , Is a service to acquire new knowledge and information from the dialogue with the user.

特開2005−196752号公報JP 2005-196752 A 特開2002−157571号公報JP 2002-157571 A 特開2001−75808号公報JP 2001-75808 A

既存の人工知能の実用化においては、人工知能に解決させようとする課題毎に、人工知能活用のための処理の流れを都度設計する必要がある。このため、人工知能の学習のために多量の入力データを必要とし、人工知能を実機に導入するまでのコストの増大を招いている。また、人工知能に新規のアルゴリズムを適用しようとするときは、既存のアルゴリズムを流用することができずに、全体の設計を改めて行なう必要がある場合が多いため、拡張性に乏しい。
このように、既存の技術においては、データの解析にかかる学習を円滑に行なうことができなかった。
In the practical application of the existing artificial intelligence, it is necessary to design the flow of processing for using the artificial intelligence for each task to be solved by the artificial intelligence. For this reason, a large amount of input data is required for learning artificial intelligence, which leads to an increase in cost until artificial intelligence is introduced to a real machine. In addition, when trying to apply a new algorithm to artificial intelligence, the existing algorithm can not be diverted, and in many cases it is necessary to redesign the whole, so the extensibility is poor.
As described above, in the existing technology, it was not possible to smoothly perform learning related to data analysis.

本発明が解決しようとする課題は、データの解析にかかる学習を円滑に行なうことが可能な学習支援システム、学習支援方法、および学習支援処理プログラムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a learning support system, a learning support method, and a learning support processing program capable of smoothly performing learning related to data analysis.

実施形態における学習支援システムは、入力データに対する解析結果を出力するデータ解析部と、前記入力データの元データを取得し、当該元データが有する特徴と異なる特徴を有し前記入力データを模擬する模擬データを生成する模擬データ生成部と、前記模擬データから、前記データ解析部の解析性能の検証用データと、前記データ解析部による解析処理のアルゴリズムの学習用データとをそれぞれ選別するデータ選別部と、前記選別された学習用データに基づいて、前記アルゴリズムの学習を行なう学習部と、前記検証用データを前記入力データとしたときの、当該入力データに対する、前記学習されたアルゴリズムを用いた前記解析結果を取得し、当該解析結果に基づいて前記解析性能を検証する検証部とを有する。   The learning support system according to the embodiment acquires a data analysis unit that outputs an analysis result on input data, and acquires original data of the input data, and simulates the input data with characteristics different from the characteristics of the original data. A simulated data generation unit that generates data; and a data selection unit that selects, from the simulation data, data for verification of analysis performance of the data analysis unit, and learning data for an algorithm of analysis processing by the data analysis unit. A learning unit for learning the algorithm based on the selected learning data; and the analysis using the learned algorithm for the input data when the verification data is the input data. And a verification unit that acquires a result and verifies the analysis performance based on the analysis result.

実施形態における学習支援システムの機能構成例を示すブロック図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows the function structural example of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムによる動作手順の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the operation | movement procedure by the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部による模擬データ生成の形態の一例を示す図。The figure which shows an example of the form of the simulation data production | generation by the simulation data production | generation part of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部が取得するデータの一例を説明する図。The figure explaining an example of the data which the simulation data generation part of the learning support system in an embodiment acquires. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部が取得するデータの一例を説明する図。The figure explaining an example of the data which the simulation data generation part of the learning support system in an embodiment acquires. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部が取得するデータの一例を説明する図。The figure explaining an example of the data which the simulation data generation part of the learning support system in an embodiment acquires. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部が取得するデータの一例を説明する図。The figure explaining an example of the data which the simulation data generation part of the learning support system in an embodiment acquires. 実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部により生成される模擬データの一例を示す図。The figure which shows an example of the simulation data produced | generated by the simulation data production | generation part of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムのデータ選別部によるデータ選別の形態の一例を示す図。The figure which shows an example of the form of the data selection by the data selection part of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムの検証用データ蓄積部に蓄積される検証用データセットに含まれるレアケースデータの作成の形態の一例を示す図。The figure which shows an example of a production | generation form of the rare case data contained in the data set for verification stored in the data storage part for verification of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムのアルゴリズム学習部による人工知能の学習の一例を示す図。The figure which shows an example of learning of artificial intelligence by the algorithm learning part of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムの人工知能部による命令の案出の一例を示す図。The figure which shows an example of drafting of the command by the artificial intelligence part of the learning assistance system in embodiment. 実施形態における学習支援システムの人工知能検証部による検証について説明する図。The figure explaining the verification by the artificial intelligence verification part of the learning assistance system in an embodiment.

以下、実施形態について図面を用いて説明する。
図1は、実施形態における学習支援システムの機能構成例を示すブロック図である。
この実施形態では、人工知能の学習支援システムを、シミュレーションゲームにおける意思決定(例えば、自チームの行動にかかる命令の決定)を行なう人工知能のアルゴリズムの学習の支援に適用する例を説明するが、この学習支援システムは、その他の処理(例えば、文字認識、画像認識、かな漢字変換、翻訳など)を行なう人工知能のアルゴリズムの学習の支援に適用することもできる。
Hereinafter, embodiments will be described using the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a learning support system in the embodiment.
In this embodiment, an example is described in which an artificial intelligence learning support system is applied to support learning of an artificial intelligence algorithm that makes a decision in a simulation game (for example, determination of an instruction related to the action of the own team). This learning support system can also be applied to support learning of an artificial intelligence algorithm that performs other processing (eg, character recognition, image recognition, kana-kanji conversion, translation, etc.).

図1に示すように、実施形態における学習支援システムは、データ作成部11、データ模擬部12、データ管理蓄積部20、人工知能学習部30、人工知能検証部40を有する。   As shown in FIG. 1, the learning support system in the embodiment includes a data creation unit 11, a data simulation unit 12, a data management storage unit 20, an artificial intelligence learning unit 30, and an artificial intelligence verification unit 40.

上記のデータ作成部11、データ模擬部12、データ管理蓄積部20、人工知能学習部30、人工知能検証部40は、例えばハードウェア構成(例えば、入出力装置、CPU、メモリ、記憶装置などを備えたコンピュータ、例えばパーソナルコンピュータとソフトウェアとの組合せにより実施可能である。ソフトウェアとしては、ネットワーク又は記憶媒体からコンピュータに予めインストールされ、このコンピュータにより実行可能なプログラムを用いることができる。   The above data creation unit 11, data simulation unit 12, data management storage unit 20, artificial intelligence learning unit 30, and artificial intelligence verification unit 40 have, for example, hardware configurations (eg, input / output device, CPU, memory, storage device, etc.) The computer can be implemented by a combination of a computer, such as a personal computer and software, which can be a program that is pre-installed on a computer from a network or storage medium and that can be executed by the computer.

データ作成部11は、図示しない入力装置に対する、人工知能の学習の元となるデータについての、システムの管理者からの入力操作を受け付けて、データ模擬部12に送る新規データを作成する。   The data creation unit 11 receives an input operation from the system administrator for data serving as a source of learning of artificial intelligence with respect to an input device (not shown), and creates new data to be sent to the data simulation unit 12.

データ模擬部12は、模擬データ生成部13、データ選別部14を有する。
模擬データ生成部13は、データ作成部11により作成された新規データと、人工知能が搭載された実機、例えばシミュレーションゲームにおける命令を案出するコンピュータを有するシステムが試験的に運用されたとき、つまり正式な運用の前に人工知能の学習のために実機が暫定的に運用されたときの現場で得たフィールドデータとをそれぞれ入力する。
フィールドデータは、人工知能に対する入力データの実績データ(過去に入力されたデータ)と、この入力データに対する解析結果である案出結果の実績データ(例えば過去における自チームへの命令)とを含むことができる。
The data simulation unit 12 includes a simulation data generation unit 13 and a data selection unit 14.
The simulation data generation unit 13 is operated on a trial basis with a new data generated by the data generation unit 11 and a real machine on which artificial intelligence is installed, for example, a computer for devising an instruction in a simulation game, that is, Before formal operation, field data obtained on site when a real machine is temporarily operated for learning artificial intelligence is respectively input.
The field data should include actual data (data input in the past) of input data for artificial intelligence and actual data (for example, an instruction to one's own team in the past) which is an analysis result for this input data. Can.

模擬データ生成部13は、上記の新規データ、フィールドデータが有する特徴の少なくとも一部を変更した特徴を有し、元の新規データ、フィールドデータに基づく複製(増殖)データである模擬データを、人工知能への入力データを模擬するデータとして生成し、この模擬データと、上記の新規データと、フィールドデータとを含むデータセットを生成する。   The simulated data generation unit 13 artificially simulates the new data described above, a feature in which at least a part of the feature included in the field data is changed, and the original new data and replication (proliferation) data based on the field data. Input data to intelligence is generated as data to simulate, and a data set including this simulation data, the above new data, and field data is generated.

上記のように、新規データが有する特徴の少なくとも一部を変更した特徴を含むデータを模擬データとすることができる。また、フィールドデータ中の、入力データの実績データが有する特徴の少なくとも一部を変更した特徴を含むデータを模擬データとすることができる。   As described above, data including features obtained by changing at least a part of features included in the new data can be used as simulation data. In addition, data including features obtained by changing at least a part of the features included in the actual data of the input data in the field data can be used as simulation data.

上記のシミュレーションゲームにおける新規データおよびフィールドデータは、データの特徴として、各種の条件、例えば、シミュレーションゲームにおける地形データ(道路の情報を含む)、気象データ、土地利用方法データ(例えば他チーム車両の移動経路)、時間データ、他チームの情報、自チームの情報を含むことができる。また、シミュレーションゲームにおけるフィールドデータは、データの特徴として、自チームへの命令、例えば他チームの情報と自チームの情報などに基づく、自チームが次にとるべき行動の命令を含むことができる。
なお、新規データ、フィールドデータが、上記の文字認識、画像認識におけるデータであるときなど、新規データ、フィールドデータに上記の各種条件が特に含まれない場合もある。
The new data and field data in the above simulation game have various conditions as data characteristics, for example, terrain data (including information on roads) in the simulation game, weather data, land use method data (for example, movement of other team vehicles) Route, time data, information of other teams, information of one's team can be included. In addition, field data in the simulation game can include, as a feature of the data, an instruction to the own team, for example, an instruction of an action to be taken next by the own team based on information of other teams and information of the own team.
When the new data and the field data are data in the character recognition and the image recognition, the new data and the field data may not particularly include the various conditions.

データ選別部14は、模擬データ生成部13により生成されたデータセットから、人工知能の解析性能の検証に用いられる検証用データを、一定数または模擬データ生成部13により生成されたデータセットにおける一定割合でランダムに逐次的に選別し、その他のデータを人工知能のアルゴリズムの学習に用いられる学習用データセットとして逐次的に選別する。学習用データセットを単に学習用データと称することがある。   From the data set generated by the simulation data generation unit 13, the data selection unit 14 uses a fixed number of verification data used to verify the analysis performance of artificial intelligence in a fixed number or a data set generated by the simulation data generation unit 13. Randomly and sequentially sort by ratio, and sort other data sequentially as a training data set used for learning artificial intelligence algorithm. The training data set may be simply referred to as training data.

データ管理蓄積部20は、学習用データ蓄積部21、インタフェース変換部22、検証用データ蓄積部23を有する。
学習用データ蓄積部21は、不揮発性メモリなどの記憶装置を有し、この記憶装置に対し、データ選別部14により逐次的に選別された学習用データを蓄積する。
インタフェース変換部22は、学習用データ蓄積部21の記憶装置に蓄積された学習用データの形式を、人工知能学習部30による処理に適した形式に変換する。
検証用データ蓄積部23は、不揮発性メモリなどの記憶装置を有し、この記憶装置に対し、データ選別部14により逐次的に選別された検証用データを含む検証用データセットを蓄積する。
The data management storage unit 20 includes a learning data storage unit 21, an interface conversion unit 22, and a verification data storage unit 23.
The learning data storage unit 21 includes a storage device such as a non-volatile memory, and stores the learning data sequentially sorted by the data sorting unit 14 in the storage device.
The interface conversion unit 22 converts the format of the learning data stored in the storage device of the learning data storage unit 21 into a format suitable for processing by the artificial intelligence learning unit 30.
The verification data storage unit 23 includes a storage device such as a non-volatile memory, and stores a verification data set including verification data sequentially sorted by the data sorting unit 14 in the storage device.

人工知能学習部30は、アルゴリズム学習部31、人工知能部(データ解析部)32を有する。
アルゴリズム学習部31は、データ管理蓄積部20からの学習用データをもとに、人工知能を構成するアルゴリズム、つまり、入力データを解析して案出データを得る解析処理のアルゴリズムの学習処理(例えば、教師あり学習(Supervised learning))を行なう。
The artificial intelligence learning unit 30 includes an algorithm learning unit 31 and an artificial intelligence unit (data analysis unit) 32.
The algorithm learning unit 31 performs learning processing of an algorithm that configures artificial intelligence based on learning data from the data management storage unit 20, that is, an analysis processing algorithm that analyzes input data and obtains draft data (for example, Perform supervised learning.

学習の例としては、ディープラーニングによる機械学習が挙げられる。ディープラーニングとは、多層のニューラルネットワークにおいて、層間のパラメータを学習する手法である。ニューラルネットワークとしては、CNN(Convolutional Neural Network)やRNN(Recurrent Neural Network)などが用いられる。なお、アルゴリズム学習部31は、SVM(Support Vector Machine)やロジスティックス回帰、ベイジアンフィルタなど、他の手法による機械学習を行ってもよい。   An example of learning is machine learning by deep learning. Deep learning is a method of learning parameters between layers in a multi-layered neural network. As a neural network, CNN (Convolutional Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), etc. are used. The algorithm learning unit 31 may perform machine learning by another method such as SVM (Support Vector Machine), logistics regression, Bayesian filter, and the like.

人工知能部32は、人工知能の本体部分である。人工知能部32は、アルゴリズム学習部31により学習処理がなされたアルゴリズムにしたがって、入力データに対する解析結果である案出データを得て、この案出データを入力データとともに出力する。   The artificial intelligence unit 32 is a main part of artificial intelligence. The artificial intelligence unit 32 obtains draft data which is an analysis result for the input data according to the algorithm subjected to the learning process by the algorithm learning unit 31, and outputs the draft data together with the input data.

人工知能検証部40は、人工知能検証処理部41を有する。人工知能検証処理部41は、検証用データ蓄積部23の記憶装置に蓄積された検証用データセットを人工知能の入力データとしたときの、人工知能部32のアルゴリズムにより案出されるデータ(解析結果)が適切なデータ(入力データに対する適切な解析結果)であるか否かを検証することで、人工知能の解析性能を検証する。   The artificial intelligence verification unit 40 has an artificial intelligence verification processing unit 41. The artificial intelligence verification processing unit 41 uses the data set for verification stored in the storage device of the verification data storage unit 23 as input data for artificial intelligence, and data proposed by the algorithm of the artificial intelligence unit 32 (analysis result The artificial intelligence analysis performance is verified by verifying whether or not it is appropriate data (appropriate analysis result for input data).

次に、実施形態における学習支援システムによる動作手順について説明する。
図2は、実施形態における学習支援システムによる動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、人工知能部32は実機に搭載されて試験的に運用されているとする。
Next, an operation procedure by the learning support system in the embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operation procedure by the learning support system in the embodiment. Here, it is assumed that the artificial intelligence unit 32 is mounted on a real machine and operated on a trial basis.

まず、データ作成部11は、学習支援システムによる学習の元となる新規データの入力操作を受け付けて、データ模擬部12に送る新規データを作成し、この作成したデータをデータ模擬部12に送る(S11)。   First, the data creation unit 11 receives an input operation of new data to be a source of learning by the learning support system, creates new data to be sent to the data simulation unit 12, and sends the created data to the data simulation unit 12 S11).

データ模擬部12の模擬データ生成部13は、データ作成部11により作成された新規データと、人工知能部32が搭載された実機が運用現場で得たフィールドデータとをそれぞれ入力し、これらのデータに基づいて模擬データを生成し、この模擬データを含むデータセットをデータ選別部14へのデータセットとして生成する(S12)。   The simulated data generation unit 13 of the data simulation unit 12 receives the new data created by the data creation unit 11 and the field data obtained at the operation site by the actual machine on which the artificial intelligence unit 32 is installed, and these data The simulation data is generated based on the above, and a data set including the simulation data is generated as a data set to the data selection unit 14 (S12).

図3は、実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部による模擬データ生成の形態の一例を示す図である。
図3に示した例では、模擬データ生成部13は、新規データおよびフィールドデータを合わせたデータの少なくとも一部を雛形のデータとして選択し、この雛形のデータに含まれる条件と異なる条件を含むデータセット(条件作為データ)を生成して、模擬データを含むデータセットとする。この雛形のデータは、人工知能部32による解析対象となるデータの元データである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a form of simulated data generation by the simulated data generation unit of the learning support system in the embodiment.
In the example shown in FIG. 3, the simulation data generation unit 13 selects at least a part of the data obtained by combining the new data and the field data as data of the template, and data including conditions different from the conditions included in the data of the template A set (condition creation data) is generated to be a data set including simulated data. This template data is the original data of the data to be analyzed by the artificial intelligence unit 32.

例えば、雛形のデータが条件a、条件b、条件cを有する場合、この雛形のデータをもとに、(1)これら条件a、条件b、条件cを有する雛形のデータ自身、(2)条件a´(条件aを変更したもの)、条件b、条件cを有するデータ、(3)条件a、条件b´(条件bを変更したもの)、条件cを有するデータ、(4)条件a、条件b、条件c´(条件cを変更したもの)、(5)条件a´、条件b´、条件cを有するデータ、(6)条件a´、条件b、条件c´を有するデータ、(7)条件a、条件b´、条件c´を有するデータ、(8)条件a´、条件b´、条件c´を有するデータ、などの、複数の模擬データを含むデータセットが、データ選別部14へのデータセットとして生成されることが一例として挙げられる。   For example, when the data of the template has the condition a, the condition b, and the condition c, based on the data of the template, (1) data of the template itself having the condition a, the condition b, and the condition c, (2) the condition a ′ (the condition a has been changed), condition b, data having the condition c, (3) condition a, condition b ′ (the condition b has been changed), data having the condition c, (4) the condition a, Condition b, condition c '(a change of condition c), (5) data having condition a', condition b ', condition c, (6) data having condition a', condition b, condition c ', 7) A data set including a plurality of simulated data such as data having condition a, condition b 'and condition c', (8) data having condition a ', condition b' and condition c ' The generation of a data set of 14 is taken as an example.

図3では1つの雛形のデータをもとに複数の模擬データを含むデータセットが生成される例を示したが、これに限らず、複数の雛形データを選択し、これらのデータに含まれる条件の組み合わせに基づいて、データセットが生成されてもよい。   Although FIG. 3 shows an example in which a data set including a plurality of simulation data is generated based on one template data, the present invention is not limited thereto, and a plurality of template data is selected and conditions included in these data A data set may be generated based on a combination of

例えば、第1の雛形のデータが条件a、条件b、条件cを有し、第2の雛形のデータが条件d、条件e、条件fを有している場合、(1)条件a、条件b、条件cを有する第1の雛形のデータ自身、(2)第1の雛形のデータに基づく、条件a´、条件b、条件cを有するデータ、(3)第1の雛形のデータに基づく、条件a、条件b´、条件cを有するデータ、(4)第1の雛形のデータに基づく、条件a、条件b、条件c´を有するデータ、(5)条件d、条件e、条件fを有する第2の雛形のデータ自身、(6)第2の雛形のデータに基づく、条件d´(条件dを変更したもの)、条件e、条件fを有するデータ、(7)第2の雛形のデータに基づく、条件d、条件e´(条件eを変更したもの)、条件fを有するデータ、(8)第2の雛形のデータに基づく、条件d、条件e、条件f´(条件fを変更したもの)を有するデータ、などの、複数の模擬データを含むデータセットが、データ選別部14へのデータセットとして生成されることが一例として挙げられる。   For example, if the first data in the form of the wedge has conditions a, b and c and the data in the second form has conditions d, e and f, then (1) condition a, condition b, first wedge data itself having condition c, (2) data having condition a ′, condition b, condition c based on first wedge data, (3) based on first wedge data , Condition a, condition b ', data having condition c, (4) data having condition a, condition b, condition c' based on data of the first template, (5) condition d, condition e, condition f Data of the second template having itself, (6) based on the data of the second template, the condition d ′ (the variation of the condition d), data having the condition e, and the condition f, (7) the second template The condition d, the condition e ′ (the condition e is changed), the data having the condition f, and (8) the second A data set including a plurality of simulated data, such as data having condition d, condition e, and condition f '(a change of condition f) based on the data of the form is generated as a data set to the data selection unit 14 Being taken as an example.

また、模擬データ生成部13により、第1の雛形のデータと第2の雛形のデータを組み合わせたデータを模擬データとして生成可能な場合は、例えば、上記の条件a〜条件fの少なくとも一部を変更した条件、例えば条件a´、条件b、条件c、条件d、条件e、条件fを有する、第1の雛形のデータと第2の雛形のデータを組み合わせたデータが模擬データとして生成されてもよい。   In addition, when it is possible to generate data combining simulation data of the first template and data of the second template as simulation data by the simulation data generation unit 13, for example, at least a part of the conditions a to f described above Data combining the first template data and the second template data having changed conditions such as condition a ′, condition b, condition c, condition d, condition e, and condition f is generated as simulation data It is also good.

次に、模擬データのもととなる新規データ、フィールドデータの例を説明する。
図4、図5、図6、および図7は、実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部が取得するデータの一例を説明する図である。
上記のシミュレーションゲームでは、新規データ、フィールドデータは、地形データ、気象データ、土地利用方法データ、時間データ、他チームの情報、自チームの情報、他チームに対する行動命令を含むことができる。この命令は教師データとしての命令である。
Next, an example of new data and field data that are the basis of simulated data will be described.
FIG.4, FIG.5, FIG.6 and FIG. 7 are figures explaining an example of the data which the simulation data production | generation part of the learning assistance system in embodiment acquires.
In the above simulation game, the new data and the field data may include terrain data, weather data, land usage method data, time data, information of other teams, information of one's own team, and an action instruction to another team. This instruction is an instruction as teacher data.

図4に示した例では、他チームの情報は、他チームの種類(例えば車両、歩行メンバー)、他チームの位置(座標)、他チームの状態(例えば、移動中、待機中)、他チームの行動方針(例えば、待機、能動的)が対応付けられる情報を含む。
また、図5に示した例では、自チームの情報は、自チームを構成するメンバー名(例えば自チームA)、自チームの道具の種類(例えば道具A)、自チームの位置、自チームの状態(例えば行動の準備完了)が対応付けられる情報を含む。
In the example shown in FIG. 4, the information of the other team is the type of the other team (for example, vehicle, walking member), the position (coordinates) of the other team, the state of the other team (for example, moving or waiting), the other team Contains information to which the action policy (for example, waiting, active) is associated.
Also, in the example shown in FIG. 5, the information of the own team is the name of the member of the own team (for example, the own team A), the type of tool of the own team (for example, tool A), the position of the own team, The information (for example, completion of preparation for action) is included.

図6では、データ作成部11により作成された新規データにおける、他チームへの命令が示される。この命令は、新たな地形データ、新たな気象データ、新たな土地利用方法データ、新たな時間データ、他チームの新たな情報、自チームの新たな情報に基づいて自チームに発せられる命令である。この命令は、自チームAに発せられる、所定の第1の目標への前進(移動)命令、および、自チームのメンバーである自チームBに発せられる、所定の第2の目標への前進命令を含む。   In FIG. 6, the command to the other team in the new data created by the data creation unit 11 is shown. This instruction is issued to the team based on new topography data, new weather data, new land use data, new time data, new information of other teams, and new information of the own team. . This command is issued to own team A to advance (move) to a predetermined first goal, and issued to own team B as a member of own team to a predetermined second goal. including.

図7では、フィールドデータにおける、自チームへの命令の実績が示される。この命令は、過去の地形データ、過去の気象データ、過去の土地利用方法データ、過去の時間データ、他チームの過去の情報、自チームの過去の情報に基づく命令の実績であって、自チームAに発せられる、所定の第1の場所への後退(移動)命令、および、自チームBに発せられる、所定の第2の場所への後退命令を含む。   FIG. 7 shows the result of the instruction to the own team in the field data. This command is a track record of commands based on past topography data, past weather data, past land usage method data, past time data, past information of other teams, and past information of one's own team. A command to move back to a predetermined first place issued to A, and a command to move back to a predetermined second place issued to own team B are included.

次に、上記の雛形のデータにおける条件を変更した複数パターンの模擬データの例を説明する。
図8は、実施形態における学習支援システムの模擬データ生成部により生成される模擬データの一例を示す図である。
図8に示した例では、模擬データ生成部13による模擬データの生成のもととなる雛形のデータに含まれる地形データと土地利用データは、自チームを構成するメンバー(自チームA、自チームB、自チームC)が所定のエリアで配置されており、このエリアの近傍の道路上を他チームが移動していることを示す。
また、この雛形のデータに含まれる条件Aが、天候と、時間帯と、他チームの行動方針とでなり、この条件Aの天候が「晴天」で、時間帯が「3:00〜4:00(24時間表記、以下も同じ)」で、他チームの行動方針が「待機」である。本実施形態では、この雛形のデータをもとに3つの模擬データが生成される。
Next, an example of simulated data of a plurality of patterns in which the conditions in the above-mentioned template data are changed will be described.
FIG. 8 is a diagram showing an example of simulation data generated by a simulation data generation unit of the learning support system in the embodiment.
In the example shown in FIG. 8, the terrain data and land use data included in the data of the template which is the source of generation of the simulation data by the simulation data generation unit 13 are members of the own team (your own team A, own team B and own team C) are arranged in a predetermined area, indicating that another team is moving on a road near this area.
Also, the condition A included in the data of this template is the weather, the time zone, and the action policy of the other team, and the weather of this condition A is "fine weather" and the time zone is "3: 00-4: 00 (24-hour notation, the same applies below), and the action policies of other teams are "standby". In the present embodiment, three simulated data are generated based on this template data.

1つ目の模擬データに含まれる条件A1の天候は「雨天」で、時間帯が「5:00〜6:00」で、他チームの行動方針が「待機」である。また、この模擬データでは、天候が雨天であるとの理由で、他チーム車両の移動速度が低下しており、雛形のデータと異なる。
つまり、この模擬データは、雛形のデータに対して、天候と時間帯と他チーム車両の移動速度をそれぞれ異ならせたデータである。
The weather of condition A1 included in the first simulated data is "rainy weather", the time zone is "5:00 to 6:00", and the action policy of the other team is "standby". Further, in this simulated data, the moving speed of the other team vehicle is reduced because the weather is rainy, which is different from the data of the template.
That is, this simulated data is data in which the weather, the time zone, and the moving speeds of the other team vehicles are different from each other for the data of the template.

2つ目の模擬データに付与される条件A2の天候は「晴天」で、時間帯が「6:00〜12:00」で、他チームの行動方針が「待機」である。また、この模擬データでは、周囲が明るいとの理由で、他チーム車両の経路が自チームに見つかりにくい経路であり、雛形のデータと異なる。
つまり、この模擬データは、雛形のデータに対して、時間帯と、他チーム車両の経路をそれぞれ異ならせたデータである。
The weather of condition A2 given to the second simulated data is "fine weather", the time zone is "6:00 to 12:00", and the action policy of the other team is "standby". Also, in this simulated data, the route of another team vehicle is a route that is difficult for the team to find because the surroundings are bright, and this is different from the data of the template.
That is, this simulated data is data in which the time zone and the route of another team vehicle are made different from each other for the template data.

3つ目の模擬データに付与される条件A3の天候は「雨天」で、時間帯が「18:00〜24:00」で、他チームの行動方針が「能動的」である。また、この模擬データでは、他チームの行動方針が「能動的」であることに伴い、他チーム車両の経路が、道路を無視して自チームに直進する経路であり、雛形のデータと異なる。
つまり、この模擬データは、雛形のデータに対して、時間帯と、他チームの行動方針と、他チーム車両の経路をそれぞれ異ならせたデータである。
The weather of condition A3 given to the third simulated data is "rainy weather", the time zone is "18:00 to 24:00", and the action policy of the other team is "active". Further, in this simulated data, the route of the other team vehicle is a route which goes straight to the own team ignoring the road, which is different from the data of the template, as the action policy of the other team is "active".
That is, this simulated data is data in which the time zone, the action policy of another team, and the route of another team vehicle are different from each other for the template data.

次に、データ選別部14は、模擬データ生成部13から出力されたデータセットから、人工知能の検証に用いられる検証用データセットを一定数またはデータセットにおける一定割合でランダムに選別し、その他のデータを人工知能の学習に用いられる学習用データセットとする(S13)。   Next, the data sorting unit 14 randomly sorts out the verification data set used for verification of the artificial intelligence from the data set output from the simulation data generation unit 13 at a fixed number or a fixed ratio in the data set. The data is set as a learning data set used for artificial intelligence learning (S13).

検証用データセットは、データ選別部14により選別された検証用データと、この検証用データに対して別に設定されたデータとを含む。
図9は、実施形態における学習支援システムのデータ選別部によるデータ選別の形態の一例を示す図である。
図9に示すように、本実施形態では、上記の別に設定されたデータをレアケースデータ(特異点データ)と呼ぶ。
このレアケースデータは、上記の新規データが有する特徴、フィールドデータが有する特徴、および模擬データが有する特徴とは異なる特徴であって、これらの特徴と比較して希少な特徴を有するデータとすることができる。
The verification data set includes the verification data selected by the data selection unit 14 and data separately set for the verification data.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a form of data sorting by the data sorting unit of the learning support system in the embodiment.
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the data set separately as described above is called rare case data (singularity data).
The rare case data is a feature different from the features of the above new data, the features of the field data, and the features of the simulated data, and should be data having rare features as compared to these features. Can.

レアケースデータは、管理者による入力操作に応じてデータ作成部11が作成する任意のデータであってもよい。
また、データ選別部14による選別のもととなるデータセットをデータ作成部11が取得して、このデータセット中の各データが有する特徴とは異なる、これらの特徴と比較して希少な特徴を含むデータをデータ作成部11が自動的に作成してなるデータをレアケースデータとしてもよい。
The rare case data may be any data created by the data creation unit 11 according to the input operation by the administrator.
In addition, the data creation unit 11 acquires a data set that is the basis of selection by the data selection unit 14, and the rare feature is compared with these features that are different from the features possessed by each data in this data set. Data formed by the data creation unit 11 automatically including data may be used as rare case data.

図10は、実施形態における学習支援システムの検証用データ蓄積部に蓄積される検証用データセットに含まれるレアケースデータの作成の形態の一例を示す図である。ここでは、雛形のデータに基づいてレアケースデータを作成する例を説明するが、これに限らず、雛形のデータが無い状態からレアケースデータが作成されてもよい。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a form of creation of rare case data included in the verification data set accumulated in the verification data accumulation unit of the learning support system in the embodiment. Here, although the example which produces rare case data based on the data of a template is demonstrated, not only this but rare case data may be created from the state without data of a template.

図10に示した例では、レアケースデータのもととなる雛形のデータは、図8に示した雛形のデータと同じである。この雛形のデータに含まれる条件Aが天候、時間帯、他チームの行動方針でなり、この条件Aの天候が「晴天」で、時間帯が「3:00〜4:00」で、他チームの行動方針が「待機」であり、この雛形のデータをもとに3つのレアケースデータが生成される。   In the example shown in FIG. 10, the data of the template which is the source of the rare case data is the same as the data of the template shown in FIG. The condition A included in the data of this template is the weather, time zone, and the action policy of other teams, and the weather of this condition A is "fine weather" and the time zone is "3:00 to 4:00", and other teams The action policy of is "waiting", and three rare case data are generated based on the data of this template.

1つ目のレアケースデータに含まれる条件B1の天候は「台風」で、時間帯が「3:00〜4:00」で、他チームの行動方針が「待機」である。また、このレアケースデータでは、天候が台風であるとの理由で道路の状態が悪い。このため、この道路に対する車両の通行が不可であり、他チーム車両は路外を走行しており、雛形のデータと異なる。
つまり、このレアケースデータは、雛形のデータに対して、天候が台風、つまり晴天や雨天に対して発生頻度が希少である天候に変更され、他チーム車両の経路が異なるデータである。
The weather of condition B1 included in the first rare case data is "typhoon", the time zone is "3:00 to 4:00", and the action policy of the other team is "standby". Also, in this rare case data, the road condition is bad because the weather is a typhoon. For this reason, it is not possible to pass the vehicle on this road, and the other team vehicles are traveling off the road, which is different from the data of the template.
That is, this rare case data is data in which the weather is changed to a weather whose frequency of occurrence is rare with respect to a typhoon, that is, fine weather or rainy weather with respect to the data of the template, and the routes of other team vehicles are different.

2つ目のレアケースデータに含まれる条件B2の天候は「晴天」で、時間帯が「6:00〜11:00」で、他チームの行動方針が「不明」である。ここでは、「不明」は、「待機」や「能動的」に対して発生頻度が希少である行動方針であるとする。また、このレアケースデータでは、他チームの行動方針が「不明」であることに伴い、他チーム車両の経路が不安定であって道路または路外を走行し、雛形のデータと異なる。
つまり、このレアケースデータは、雛形のデータに対して、時間帯が異なり、かつ、他チームの行動方針が「不明」に変更され、他チーム車両の経路が異なるデータである。
The weather of condition B2 included in the second rare case data is "fine weather", the time zone is "6:00 to 11:00", and the action policy of the other team is "unknown". Here, it is assumed that "unknown" is a behavior policy whose frequency of occurrence is rare with respect to "waiting" or "active". Further, in this rare case data, the route of the other team vehicle is unstable and travels on the road or off road because the action policy of the other team is "unknown", which is different from the data of the template.
That is, the rare case data is data in which the time zone is different from the data of the template, the action policy of the other team is changed to "unknown", and the route of the other team vehicle is different.

3つ目のレアケースデータに含まれる条件B3の天候は「晴天」で、時間帯が「18:00〜24:00」で、他チームの行動方針が「消極的」である。ここでは、「消極的」は、「待機」や「能動的」に対して発生頻度が希少である行動方針であるとする。また、このレアケースデータでは、他チームの行動方針が「消極的」であることに伴い、他チーム車両が所定の位置からほとんど移動せず、雛形のデータと異なる。
つまり、このレアケースデータは、雛形のデータに対して、時間帯が異なり、かつ、他チームの行動方針が「消極的」に変更され、他チーム車両の経路が異なるデータである。
The weather of condition B3 included in the third rare case data is "fine weather", the time zone is "18:00 to 24:00", and the action policies of the other teams are "negative". Here, it is assumed that "negative" is a behavior policy whose frequency of occurrence is rare with respect to "waiting" or "active". Further, in this rare case data, other teams' vehicles are hardly moved from the predetermined position, which is different from the data of the template, as the action policy of the other team is "negative".
That is, this rare case data is data in which the time zone is different from the template data, and the action policies of other teams are changed to "negative", and the routes of other team vehicles are different.

データ選別部14により選別された学習用データセットは、データ管理蓄積部20の学習用データ蓄積部21に蓄積される。また、検証用データセット、つまり、データ選別部14により選別され検証用データと、上記のレアケースデータとをあわせたデータは、データ管理蓄積部20の検証用データ蓄積部23に蓄積される(S14)。   The learning data set selected by the data selection unit 14 is stored in the learning data storage unit 21 of the data management storage unit 20. In addition, a verification data set, that is, data obtained by combining the verification data selected by the data selection unit 14 and the rare case data is stored in the verification data storage unit 23 of the data management storage unit 20 (see FIG. S14).

学習用データ蓄積部21に蓄積された学習用データはインタフェース変換部22による変換を経て、人工知能学習部30のアルゴリズム学習部31に逐次入力される(S15)。この入力のタイミングは、例えば、学習用データ蓄積部21に蓄積された学習用データが更新されたタイミングである。   The learning data accumulated in the learning data accumulation unit 21 is converted by the interface conversion unit 22 and sequentially input to the algorithm learning unit 31 of the artificial intelligence learning unit 30 (S15). The timing of this input is, for example, the timing at which the learning data stored in the learning data storage unit 21 is updated.

図11は、実施形態における学習支援システムのアルゴリズム学習部による人工知能の学習の一例を示す図である。
図11に示すように、学習用データ蓄積部21に蓄積された学習用データは、データ作成部11により作成された新規データを雛形のデータとしたときの、このデータに基づいて模擬データ生成部13により生成された複数の模擬データでなる模擬データ群を含むことができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of artificial intelligence learning by the algorithm learning unit of the learning support system according to the embodiment.
As shown in FIG. 11, the learning data stored in the learning data storage unit 21 is a simulated data generation unit based on the new data created by the data creation unit 11 when the new data is used as a template data. A simulated data group consisting of a plurality of simulated data generated by 13 can be included.

ここで説明する、データ作成部11により作成されたデータは、例えば図6に示した、新たな地形データ、新たな気象データ、新たな土地利用方法データ、新たな時間データ、自チームの新たな情報、他チームの新たな情報、自チームへの命令などを含むデータである。   The data created by the data creating unit 11 described here is, for example, new terrain data, new weather data, new land use method data, new time data, new team data, as shown in FIG. It is data that includes information, new information from other teams, and instructions to your team.

また、図11に示すように、上記の蓄積された学習用データは、フィールドデータを雛形のデータとしたときの、このデータに基づいて模擬データ生成部13により生成された複数の模擬データでなる模擬データ群を含むことができる。
ここで説明するフィールドデータは、例えば図7に示した、過去の地形データ、過去の気象データ、過去の土地利用方法データ、過去の時間データ、自チームの過去の情報、他チームの過去の情報、自チームへの過去の命令などを含むデータである。
Further, as shown in FIG. 11, when the field data is used as template data, the above-mentioned stored data for learning is composed of a plurality of simulation data generated by the simulation data generation unit 13 based on this data. It can contain simulated data groups.
The field data described here is, for example, the past landform data, the past weather data, the past land use method data, the past time data, the past information of the own team, and the past information of the other teams shown in FIG. , And data including past orders for the team.

アルゴリズム学習部31は、模擬データ群を分析して、人工知能部32のアルゴリズムを、より適したアルゴリズムに更新することで、人工知能のアルゴリズムの学習を行なう(S16)。   The algorithm learning unit 31 analyzes the simulated data group, and updates the algorithm of the artificial intelligence unit 32 with a more suitable algorithm, thereby performing learning of the artificial intelligence algorithm (S16).

図12は、実施形態における学習支援システムの人工知能部による命令の案出の一例を示す図である。
人工知能部32は、アルゴリズム学習部31により学習されたアルゴリズムを用いて、新たな入力データと学習用データ蓄積部21に蓄積された学習用データとを比較照合することで、上記の新たな入力データに対する解析結果である案出データ、例えば自チームに対する新たな命令を得ることができる。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the generation of an instruction by the artificial intelligence unit of the learning support system in the embodiment.
The artificial intelligence unit 32 compares the new input data with the learning data stored in the learning data storage unit 21 using the algorithm learned by the algorithm learning unit 31 to obtain the new input. It is possible to obtain draft data which is an analysis result for data, for example, a new command for one's own team.

ここで説明する新たな入力データは、上記の模擬データ生成のもととなる新規データと異なるデータであって、例えば、新たな地形データ、新たな気象データ、新たな土地利用方法データ、新たな時間データ、自チームの新たな情報、他チームの新たな情報などを含むデータである。   The new input data to be described here is data different from the new data that is the basis of the above-mentioned simulation data generation, and for example, new topography data, new weather data, new land use method data, new data It is data including time data, new information of one's team, and new information of other teams.

次に、人工知能検証部40による検証について説明する。ここでは、検証用データセット中のデータを人工知能検証部40による検証のための新たな入力データとして、人工知能の検証を行なう例について説明する。図13は、実施形態における学習支援システムの人工知能検証部による検証について説明する図である。
図13(a)に示した例では、人工知能検証部による検証のための新たな入力データにおける地形データが、自チームAによるレーダ範囲W1に他チーム車両が入っている一方で、自チームBによるレーダ範囲W2に当該他チーム車両が入っていないことを示す。レーダ範囲W2はレーダ範囲W1と一部重複し、このレーダ範囲W1より狭い。
この場合、検証用データセットに対する解析結果として望ましい案出データ(命令)は、例えば、自チームAから他チーム車両への、回数多めのモニタリングとなる。
Next, verification by the artificial intelligence verification unit 40 will be described. Here, an example will be described in which artificial intelligence is verified using data in a verification data set as new input data for verification by the artificial intelligence verification unit 40. FIG. 13 is a diagram for explaining verification by the artificial intelligence verification unit of the learning support system in the embodiment.
In the example shown in FIG. 13 (a), while the terrain data in the new input data for verification by the artificial intelligence verification unit contains other team vehicles in the radar range W1 by its own team A, its own team B Indicates that the other team vehicle is not included in the radar range W2 according to. The radar range W2 partially overlaps with the radar range W1 and is narrower than the radar range W1.
In this case, desirable drafting data (instructions) as an analysis result for the verification data set is, for example, monitoring of the team A from the other team vehicle to a larger number of times.

図13(b)に示した例では、検証のための新たな入力データにおける地形データが、自チームAのレーダ範囲W1および自チームBのレーダ範囲W2に他チーム車両が入っており、自チームAからでも自チームBからでも他チーム車両をモニタリングできることを示す。
この場合、望ましい案出データは、例えば、他チーム車両を効果的に把握するために、自チームAによるモニタリングと、自チームBによるモニタリングを交互に行なうとの命令となる。
In the example shown in FIG. 13B, the terrain data in the new input data for verification includes another team vehicle in the radar range W1 of the own team A and the radar range W2 of the own team B, and the own team It shows that you can monitor other team vehicles from A and your own team B.
In this case, the desirable drafting data is, for example, an instruction to alternately perform monitoring by the own team A and monitoring by the own team B in order to effectively grasp the other team vehicles.

図13(c)に示した例では、検証のための新たな入力データにおける地形データが、自チームAのレーダ範囲W1および自チームBのレーダ範囲W1に他チーム車両が一時的に入ったが、この他チーム車両の移動速度が速く、この他チーム車両がレーダ範囲W1から速やかに外れてレーダ範囲W2に入らない状態で自チームA、自チームB、自チームCに高速で接近していることを示す。
この場合、望ましい案出データは、例えば、自チームを構成する各メンバー(自チームA、自チームB、自チームC)に対する後退命令となる。
In the example illustrated in FIG. 13C, the terrain data in the new input data for verification is temporarily entered by another team vehicle in the radar range W1 of the own team A and the radar range W1 of the own team B. This other team vehicle moving speed is high, and this other team vehicle is approaching the own team A, own team B, and own team C at high speed in a state where it does not immediately move out of the radar range W1 and enter the radar range W2. Indicates that.
In this case, the desirable drafting data is, for example, a reverse command to each member (your team A, your team B, your team C) that compose your team.

人工知能検証部40の人工知能検証処理部41は、人工知能部32のアルゴリズムを用い、検証用データ蓄積部23に蓄積された検証用データセット中のデータ、例えば図13(a)、図13(b)、または図13(c)に示したデータを入力し、上記のアルゴリズムを用いて、入力データに対する解析結果である案出データを得る。   The artificial intelligence verification processing unit 41 of the artificial intelligence verification unit 40 uses the algorithm of the artificial intelligence unit 32, and the data in the verification data set accumulated in the verification data accumulation unit 23, for example, FIG. (B) or data shown in FIG. 13 (c) is input, and drafting data that is an analysis result for the input data is obtained using the above algorithm.

そして、人工知能検証処理部41は、この案出データと、当該案出データに対応する所定の基準データ、つまり上記の望ましい案出データとを比較し、これらの案出データと基準データとの類似度が所定値以上であるか、もしくは案出データと基準データとが同一であるか否かを判定する。この基準データは、検証用データセットに対する解析結果として望ましいデータである。   Then, the artificial intelligence verification processing unit 41 compares this drafting data with the predetermined reference data corresponding to the drafting data, that is, the above-mentioned desirable drafting data, and compares the drafting data with the standard data. It is determined whether the similarity is equal to or greater than a predetermined value, or whether the draft data and the reference data are identical. This reference data is desirable data as an analysis result for the verification data set.

ここで、基準データの作成の例について説明する。
管理者による入力操作にしたがい、検証用データ蓄積部23に上記のように蓄積される検証用データセット中のレアケースデータに対する望ましい解析結果としての基準データは、データ作成部11により、このレアケースデータ自体の作成とともに作成され、レアケースデータと対応付けて検証用データ蓄積部23に蓄積されることができる。
Here, an example of creation of reference data will be described.
Based on the input operation by the administrator, reference data as a desirable analysis result for the rare case data in the verification data set stored as described above in the verification data storage unit 23 is determined by the data creation unit 11 using the rare case data. It can be created along with creation of the data itself, and can be stored in the verification data storage unit 23 in association with the rare case data.

また、管理者による入力操作にしたがい、データ選別部14により選別された上で検証用データ蓄積部23に蓄積された検証用データセットと比較するための基準データは、別途のデータ作成部またはデータ作成部11により作成され、当該検証用データセットに対応付けて検証用データ蓄積部23に蓄積されることができる。   The reference data to be compared with the verification data set stored in the verification data storage unit 23 after being sorted by the data selection unit 14 in accordance with the input operation by the administrator is a separate data creation unit or data It can be created by the creation unit 11 and stored in the verification data storage unit 23 in association with the verification data set.

上記の判定により、人工知能検証処理部41は、人工知能部32の解析性能が、この人工知能部32を実機に搭載したときの正式な運用に適した性能であるか、つまり所定条件を満たす高さの精度により案出データを得ることができるか否かを検証する(S17)。   Based on the above determination, the artificial intelligence verification processing unit 41 determines whether the analysis performance of the artificial intelligence unit 32 is a performance suitable for formal operation when the artificial intelligence unit 32 is mounted on a real machine, that is, satisfies the predetermined condition It is verified whether draft data can be obtained by the height accuracy (S17).

上記の検証により、検証のもととなる検証用データのうち、データ選別部14により選別されたデータに対する解析結果が望ましい解析結果であることを検証でき、また、検証のもととなる検証用データのうち、レアケースデータとして作成されたデータに対する解析結果が望ましい解析結果であることを検証できる。   With the above verification, it is possible to verify that the analysis result for the data selected by the data selection unit 14 among the verification data that is the source of the verification is a desirable analysis result, and for the verification that is the source of the verification Among the data, it can be verified that the analysis result for the data created as rare case data is the desired analysis result.

また、人工知能検証処理部41の処理の別の例として、人工知能検証処理部41が人工知能部32のアルゴリズムを用いるのではなく、人工知能部32が検証用データセットに対する解析結果である案出データを求め、人工知能検証処理部41は、この案出データを取得して、所定の基準データと比較することで上記の検証を行なってもよい。   Also, as another example of the processing of the artificial intelligence verification processing unit 41, the artificial intelligence verification processing unit 41 does not use the algorithm of the artificial intelligence unit 32, and the artificial intelligence unit 32 is an analysis result for the verification data set Outgoing data may be obtained, and the artificial intelligence verification processing unit 41 may perform the above verification by acquiring the draft data and comparing it with predetermined reference data.

人工知能検証処理部41による検証の結果、人工知能部32の解析性能が上記の正式な運用に適した性能でない場合には(S18のNo)、人工知能検証部40は、模擬データ生成部13に追加の新規データ、フィールドデータに基づく模擬データの再度の作成を指示し、S11以降の処理が再度なされる。   As a result of verification by the artificial intelligence verification processing unit 41, when the analysis performance of the artificial intelligence unit 32 is not the performance suitable for the above-mentioned formal operation (No in S18), the artificial intelligence verification unit 40 generates the simulated data generation unit 13 Is instructed to create the additional new data and the simulation data based on the field data again, and the process after S11 is performed again.

先のS11からS17までの処理がなされたとき、学習用データ蓄積部21に蓄積される学習用データ、および検証用データ蓄積部23に蓄積されるデータはそのまま保持されている。   When the above processing from S11 to S17 is performed, the learning data accumulated in the learning data accumulation unit 21 and the data accumulated in the verification data accumulation unit 23 are held as they are.

そして、データ作成部11により追加の新規データが作成されて、模擬データ生成部13により新たな模擬データが生成されると、この模擬データからデータ選別部14により選別された新たな学習用データが追加の学習用データとして学習用データ蓄積部21に蓄積され、データ選別部14により選別された新たな検証用データが追加の検証用データセットとして検証用データ蓄積部23に蓄積される。   Then, when additional new data is generated by the data generation unit 11 and new simulation data is generated by the simulation data generation unit 13, new learning data selected by the data selection unit 14 from the simulation data is generated. The additional verification data is accumulated in the learning data accumulation unit 21, and the new verification data selected by the data selection unit 14 is accumulated in the verification data accumulation unit 23 as an additional verification data set.

つまり、先のS11からS17までの処理がなされたときと比較して、データ作成部11により作成されるデータ、模擬データ生成部13に入力されるフィールドデータがそれぞれ増加するので、学習用データ蓄積部21に蓄積される学習用データおよび、検証用データ蓄積部23に蓄積されるデータの量が増加する。   That is, since data generated by the data generation unit 11 and field data input to the simulation data generation unit 13 are respectively increased as compared with the processing in the previous steps S11 to S17, the learning data accumulation is performed. The amount of learning data accumulated in the unit 21 and data accumulated in the verification data accumulation unit 23 increases.

なお、追加の検証用データセットが検証用データ蓄積部23に蓄積されたとき、この蓄積される検証用データの数が一定数以下に収まるように、検証用データ蓄積部23に蓄積される既存の検証用データセットの一部が、追加の検証用データセットにより上書き更新されてもよい。   When the additional verification data set is stored in the verification data storage unit 23, the existing data stored in the verification data storage unit 23 is stored so that the number of the verification data stored is less than a predetermined number. A portion of the verification data set may be overwritten and updated by the additional verification data set.

これにより、人工知能のアルゴリズムの学習の精度が向上し、人工知能検証処理部41により比較した案出データが基準データと一致する、もしくは基準データに近づき、人工知能部32の解析性能が、実機での正式な運用に適した性能に近づき、この性能に到達するようになる。   As a result, the learning accuracy of the artificial intelligence algorithm is improved, and the draft data compared by the artificial intelligence verification processing unit 41 matches the reference data, or approaches the reference data, and the analysis performance of the artificial intelligence unit 32 becomes a real machine. Approaches the performance suitable for the formal operation in and will reach this performance.

人工知能検証処理部41による検証の結果、人工知能部32の解析性能が上記の正式な運用に適した性能である場合には(S18のYes)、学習支援システムによる処理を終了する。   As a result of verification by the artificial intelligence verification processing unit 41, when the analysis performance of the artificial intelligence unit 32 is the performance suitable for the above-mentioned formal operation (Yes in S18), the processing by the learning support system is ended.

以上説明したように、実施形態における学習支援システムは、新規データ、フィールドデータに基づいて、模擬データを生成し、この模擬データを含むデータセットから学習用データと検証用データをそれぞれ選別し、学習用データを用いて人工知能部のアルゴリズムに学習を行なった上で、検証用データを人工知能部の入力データとしたときの案出データにもとづいて、人工知能部の検証を行なう。   As described above, the learning support system in the embodiment generates simulation data based on the new data and the field data, selects the learning data and the verification data from the data set including the simulation data, and performs learning. After learning in the algorithm of the artificial intelligence unit using the data for use, verification of the artificial intelligence unit is performed based on the draft data when the verification data is input data of the artificial intelligence unit.

よって、新規データ、フィールドデータの数に比して、多くのデータを用いて人工知能部の学習を行なうことができ、また、模擬データを含むデータセットの一部のデータを用いて人工知能部の検証を行なうことができる。
つまり、学習に必要なデータの用意にかかる負担、および人工知能部の検証にかかる負担を軽減することができるので、データの解析にかかる学習を円滑に行なうことができる。
Therefore, learning of the artificial intelligence unit can be performed using a large amount of data as compared to the number of new data and field data, and the artificial intelligence unit using part of data of the data set including simulated data Can be verified.
That is, the burden of preparing data necessary for learning and the burden of verifying the artificial intelligence unit can be reduced, so that learning concerning analysis of data can be smoothly performed.

なお、上記の実施形態に記載した学習支援システムによる手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、光磁気ディスク(MO)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。
また、この記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であっても良い。
In addition, the method by the learning support system described in the above embodiment is a program that can be executed by a computer, such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), It can also be stored and distributed in a storage medium such as a magneto-optical disk (MO) or a semiconductor memory.
In addition, as the storage medium, any storage format may be used as long as it can store a program and can be read by a computer.

また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のMW(ミドルウェア)等が上記実施形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。
さらに、実施形態における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
In addition, an operating system (OS) operating on a computer based on instructions of a program installed in the computer from a storage medium, MW (middleware) such as database management software, network software, etc. realize the above embodiment. Part of each process may be executed.
Furthermore, the storage medium in the embodiment is not limited to a medium independent of the computer, but includes a storage medium downloaded and stored or temporarily stored a program transmitted by a LAN, the Internet, or the like.

また、記憶媒体は1つに限らず、複数の媒体から上記の実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であっても良い。なお、実施形態におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上記の実施形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の1つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であっても良い。
また、実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
Further, the storage medium is not limited to one, and the processing in the above embodiment may be executed from a plurality of media and included in the storage medium in the present invention, and the medium configuration may be any configuration. Note that the computer in the embodiment executes each process in the above embodiment based on the program stored in the storage medium, and an apparatus consisting of one such as a personal computer and a plurality of apparatuses are connected to a network. It may be any configuration such as a system.
Further, the computer in the embodiment is not limited to a personal computer, but includes an arithmetic processing unit, a microcomputer and the like included in an information processing device, and collectively refers to devices and devices capable of realizing the functions of the present invention by a program. .

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

11…データ作成部、12…データ模擬部、13…模擬データ生成部、14…データ選別部、20…データ管理蓄積部、21…学習用データ蓄積部、22…インタフェース変換部、23…検証用データ蓄積部、30…人工知能学習部、31…アルゴリズム学習部、32…人工知能部、40…人工知能検証部、41…人工知能検証処理部。   11: data creation unit, 12: data simulation unit, 13: simulation data generation unit, 14: data selection unit, 20: data management storage unit, 21: learning data storage unit, 22: interface conversion unit, 23: for verification Data storage unit, 30: artificial intelligence learning unit, 31: algorithm learning unit, 32: artificial intelligence unit, 40: artificial intelligence verification unit, 41: artificial intelligence verification processing unit.

Claims (5)

入力データに対する解析結果を出力するデータ解析部と、
前記入力データの元データを取得し、当該元データが有する特徴と異なる特徴を有し前記入力データを模擬する模擬データを生成する模擬データ生成部と、
前記模擬データから、前記データ解析部の解析性能の検証用データと、前記データ解析部による解析処理のアルゴリズムの学習用データとをそれぞれ選別するデータ選別部と、
前記選別された学習用データに基づいて、前記アルゴリズムの学習を行なう学習部と、
前記検証用データを前記入力データとしたときの、当該入力データに対する、前記学習されたアルゴリズムを用いた前記解析結果を取得し、当該解析結果に基づいて前記解析性能を検証する検証部と
を備えた学習支援システム。
A data analysis unit that outputs an analysis result for input data;
A simulation data generation unit that acquires original data of the input data, generates a simulation data that has characteristics different from the characteristics of the original data, and that simulates the input data;
A data sorting unit that sorts, from the simulated data, data for verification of analysis performance of the data analysis unit and data for learning of an algorithm of analysis processing by the data analysis unit;
A learning unit for learning the algorithm based on the selected data for learning;
A verification unit for acquiring the analysis result using the learned algorithm for the input data when the verification data is the input data, and verifying the analysis performance based on the analysis result Learning support system.
前記元データは、前記データ解析部への過去の入力データおよび当該入力データに対する解析結果を含み、
前記模擬データ生成部は、
前記過去の入力データが有する特徴と異なる特徴を有し新たな入力データを模擬する模擬データを生成する
請求項1に記載の学習支援システム。
The original data includes past input data to the data analysis unit and analysis results on the input data,
The simulated data generation unit
The learning support system according to claim 1, wherein simulation data is generated having characteristics different from the characteristics of the past input data and simulating new input data.
前記検証部は、
前記選別された検証用データに対して別に設定された任意のデータを前記入力データとしたときの、当該入力データに対する、前記学習されたアルゴリズムを用いた前記解析結果を取得し、当該解析結果に基づいて前記解析性能を検証する
請求項1に記載の学習支援システム。
The verification unit
When arbitrary data separately set for the sorted verification data is used as the input data, the analysis result using the learned algorithm for the input data is acquired, and the analysis result is obtained as the analysis result. The learning support system according to claim 1, wherein the analysis performance is verified based on the information.
入力データに対する解析処理により解析結果を出力するコンピュータが、
前記入力データの元データを取得し、当該元データが有する特徴と異なる特徴を有し前記入力データを模擬する模擬データを生成し、
前記模擬データから、前記解析処理の性能の検証用データと、前記解析処理のアルゴリズムの学習用データとをそれぞれ選別し、
前記選別された学習用データに基づいて、前記アルゴリズムの学習を行ない、
前記検証用データを前記入力データとしたときの、当該入力データに対する、前記学習されたアルゴリズムを用いた前記解析結果を取得し、当該解析結果に基づいて前記解析処理の性能を検証する
学習支援方法。
A computer that outputs an analysis result by analysis processing on input data,
Obtaining original data of the input data, and generating simulation data having characteristics different from the characteristics of the original data and simulating the input data;
The verification data of the performance of the analysis process and the learning data of the algorithm of the analysis process are respectively selected from the simulated data,
The learning of the algorithm is performed based on the selected data for learning.
A learning support method for acquiring the analysis result using the learned algorithm for the input data when the verification data is the input data, and verifying the performance of the analysis process based on the analysis result .
コンピュータを、
入力データに対する解析結果を出力するデータ解析部、
前記入力データの元データを取得し、当該元データが有する特徴と異なる特徴を有し前記入力データを模擬する模擬データを生成する模擬データ生成部、
前記模擬データから、前記データ解析部の解析性能の検証用データと、前記データ解析部による解析処理のアルゴリズムの学習用データとをそれぞれ選別するデータ選別部、
前記選別された学習用データに基づいて、前記アルゴリズムの学習を行なう学習部、および
前記検証用データを前記入力データとしたときの、当該入力データに対する、前記学習されたアルゴリズムを用いた前記解析結果を取得し、当該解析結果に基づいて前記解析性能を検証する検証部
として機能させるための学習支援処理プログラム。
Computer,
Data analysis unit that outputs analysis results for input data,
A simulation data generation unit that acquires original data of the input data, and generates simulation data that has characteristics different from the characteristics of the original data and that simulates the input data,
A data sorting unit that sorts, from the simulated data, data for verification of analysis performance of the data analysis unit and data for learning of an algorithm of analysis processing by the data analysis unit;
A learning unit that performs learning of the algorithm based on the selected learning data, and the analysis result using the learned algorithm for the input data when the verification data is the input data The learning support processing program for functioning as a verification part which acquires and verifies said analysis performance based on the said analysis result.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210009692A (en) * 2019-07-17 2021-01-27 충남대학교산학협력단 System and method for classication of firmware information
KR102252862B1 (en) 2019-07-17 2021-05-18 충남대학교산학협력단 System and method for classication of firmware information
KR102086351B1 (en) * 2019-09-03 2020-05-29 국방과학연구소 Apparatus and method for learning machine learning models based on virtual data

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