(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報を取得する因子情報取得部と、
前記現象を目的変数とする複数の数式モデルの中から、前記因子情報取得部が前記実績情報を取得した前記因子の種類に基づいて、前記現象の予測に用いられる数式モデルを決定するモデル決定部と、
を備え、
前記複数の数式モデルのそれぞれは、前記現象を目的変数とし、前記１種類以上の因子のそれぞれに対応する１以上の説明変数と、前記１以上の説明変数のそれぞれに対応するパラメータとを用いて前記目的変数を表した数式モデルである、
情報処理装置。
【請求項２】
前記モデル決定部は、前記因子情報取得部が前記実績情報を取得した前記因子の種類と、前記実績情報の個数とに基づいて、前記現象の予測に用いられる数式モデルを決定する、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記現象の実績情報を取得する現象情報取得部をさらに備え、
前記モデル決定部は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、及び、前記現象情報取得部が取得した前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価するモデル評価部と、
前記モデル評価部による評価に基づいて、前記現象の予測に用いられる数式モデルを選択するモデル選択部と、
を有する、
請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記モデル決定部は、前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部、及び、前記現象情報取得部が取得した前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルのパラメータを決定するパラメータ決定部を有する、
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記モデル評価部は、前記複数の数式モデルの少なくとも１つの数式モデルの評価に利用する実績情報が不足する場合、前記１種類以上の因子ごとに予め定められた基準データを利用して、前記少なくとも１つの数式モデルの予測精度を評価する、
請求項３又は請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記モデル評価部は、
評価期間を複数の期間に区分して、区分ごとに重み係数を決定し、
前記重み係数を用いて予め定められた計算式に基づいて、各数式モデルの予測精度を評価する、
請求項３から請求項５までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記モデル評価部は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記評価に用いられる実績情報の個数に対する、当該数式モデルの説明変数に対応する因子に関する情報が欠落している実績情報の個数の割合であるデータ欠損度を算出し、
前記データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きな数式モデルに対しては、当該モデルの予測精度及び計算時間を算出することなく、（ｉ）当該数式モデルは利用不可であると評価する、又は、（ｉｉ）当該数式モデルに対して、前記データ欠損度が前記第１の値より小さな数式モデルよりも低い評価を付与する、
請求項３から請求項６までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記現象が起きている位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記因子情報取得部が取得した前記１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、前記位置情報取得部が取得した前記位置情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納部と、
前記現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、前記現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の前記位置情報に基づいて、近隣の位置で起きた他の現象のサンプル情報に含まれる前記特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、前記現象のサンプル情報の前記特定の因子の実績情報を補完する補完部と、
をさらに備え、
前記モデル評価部は、前記複数の数式モデルのそれぞれについて、（ｉ）前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部及び前記補完部が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得部が取得した前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する、
請求項３から請求項６までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記現象が起きた時刻又はタイミングを示す時間情報を取得する時間情報取得部と、
前記因子情報取得部が取得した前記１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、前記時間情報取得部が取得した前記時間情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納部と、
前記現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、前記現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の前記時間情報に基づいて、同一の又は類似する時刻又はタイミングに起きた他の現象のサンプル情報に含まれる前記特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、前記現象のサンプル情報の前記特定の因子の実績情報を補完する補完部と、
をさらに備え、
前記モデル評価部は、前記複数の数式モデルのそれぞれについて、（ｉ）前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部及び前記補完部が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得部が取得した前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する、
請求項３から請求項６までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記モデル評価部は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記評価に用いられる実績情報の個数に対する、当該数式モデルの説明変数に対応する因子に関する情報が欠落している実績情報の個数の割合であるデータ欠損度を算出し、
前記データ欠損度が予め定められた第２の値よりも大きな数式モデルに対しては、（ｉ）前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部及び前記補完部が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得部が取得した前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価し、
前記データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きな数式モデルに対しては、当該モデルの予測精度及び計算時間を算出することなく、（ｉ）当該数式モデルは利用不可であると評価する、又は、（ｉｉ）当該数式モデルに対して、前記データ欠損度が前記第１の値より小さな数式モデルよりも低い評価を付与し、
前記第２の値は、前記第１の値よりも小さい、
請求項８又は請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部と、前記補完部が補完した実績情報の少なくとも一部と、前記モデル決定部が決定した数式モデルとに基づいて、前記現象の予測値を算出する予測部をさらに備える、
請求項８から請求項１０までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部と、前記モデル決定部が決定した数式モデルとに基づいて、前記現象の予測値を算出する予測部と、
をさらに備える、
請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記因子の将来の予定に関する予定情報を取得する予定情報取得部をさらに備え、
前記予測部は、さらに、前記予定情報取得部が取得した予定情報の少なくとも一部に基づいて、前記現象の予測値を算出する、
請求項１１又は請求項１２に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記モデル決定部は、予め定められた期間若しくは時刻が経過したタイミング、予め定められた数の実績情報が取得されたタイミング、又は、ユーザによる指示が受信されたタイミングにおいて、前記数式モデルの決定処理を実行する、
請求項１から請求項１３までの何れか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子のそれぞれの実績情報を取得する因子情報取得段階と、
前記現象を目的変数とする複数の数式モデルの中から、前記因子情報取得段階において取得された前記実績情報に含まれる前記因子の種類に基づいて、前記現象の予測に用いられる数式モデルを決定するモデル決定段階と、
を有し、
前記複数の数式モデルのそれぞれは、前記現象を目的変数とし、前記１種類以上の因子のそれぞれに対応する１以上の説明変数と、前記１以上の説明変数のそれぞれに対応するパラメータとを用いて前記目的変数を表した数式モデルである、
情報処理方法。
【請求項１６】
前記現象の実績情報を取得する現象情報取得段階をさらに有し、
前記モデル決定段階は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記因子情報取得段階において取得された実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、及び、前記現象情報取得段階において取得された前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価するモデル評価段階と、
前記モデル評価段階における評価に基づいて、前記現象の予測に用いられる数式モデルを選択するモデル選択段階と、
を含む、
請求項１５に記載の情報処理方法。
【請求項１７】
前記モデル評価段階は、
評価期間を複数の期間に区分して、区分ごとに重み係数を決定する段階と、
前記重み係数を用いて予め定められた計算式に基づいて、各数式モデルの予測精度を評価する段階と、
を含む、
請求項１６に記載の情報処理方法。
【請求項１８】
前記モデル評価段階は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記評価に用いられる実績情報の個数に対する、当該数式モデルの説明変数に対応する因子に関する情報が欠落している実績情報の個数の割合であるデータ欠損度を算出する段階と、
前記データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きな数式モデルに対しては、当該モデルの予測精度及び計算時間を算出することなく、（ｉ）当該数式モデルは利用不可であると評価する、又は、（ｉｉ）当該数式モデルに対して、前記データ欠損度が前記第１の値よりも小さな数式モデルよりも低い評価を付与する段階と、
を含む、
請求項１６又は請求項１７に記載の情報処理方法。
【請求項１９】
前記現象が起きている位置を示す位置情報を取得する位置情報取得段階と、
前記因子情報取得段階において取得された前記１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、前記位置情報取得段階において取得された前記位置情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納段階と、
前記現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、前記現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の前記位置情報に基づいて、近隣の位置で起きた他の現象のサンプル情報に含まれる前記特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、前記現象のサンプル情報の前記特定の因子の実績情報を補完する補完段階と、
をさらに有し、
前記モデル評価段階は、前記複数の数式モデルのそれぞれについて、（ｉ）前記因子情報取得段階において取得された実績情報の少なくとも一部及び前記補完段階において補完された実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得段階において取得された前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する段階を含む、
請求項１６又は請求項１７に記載の情報処理方法。
【請求項２０】
前記現象が起きた時刻又はタイミングを示す時間情報を取得する時間情報取得段階と、
前記因子情報取得段階において取得された前記１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、前記時間情報取得段階において取得された前記時間情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納段階と、
前記現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、前記現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の前記時間情報に基づいて、同一の又は類似する時刻又はタイミングに起きた他の現象のサンプル情報に含まれる前記特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、前記現象のサンプル情報の前記特定の因子の実績情報を補完する補完段階と、
をさらに有し、
前記モデル評価段階は、前記複数の数式モデルのそれぞれについて、（ｉ）前記因子情報取得段階において取得された実績情報の少なくとも一部及び前記補完段階において補完された実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得段階において取得された前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する段階を含む、
請求項１６又は請求項１７に記載の情報処理方法。
【請求項２１】
前記モデル評価段階は、
前記複数の数式モデルのそれぞれについて、前記評価に用いられる実績情報の個数に対する、当該数式モデルの説明変数に対応する因子に関する情報が欠落している実績情報の個数の割合であるデータ欠損度を算出する段階と、
前記データ欠損度が予め定められた第２の値よりも大きな数式モデルに対しては、（ｉ）前記因子情報取得段階において取得された実績情報の少なくとも一部及び前記補完段階において補完された実績情報の少なくとも一部を用いて当該数式モデルにより算出された前記現象の予測値、並びに、（ｉｉ）前記現象情報取得段階において取得された前記現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該数式モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する段階と、
前記データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きな数式モデルに対しては、当該モデルの予測精度及び計算時間を算出することなく、（ｉ）当該数式モデルは利用不可であると評価する、又は、（ｉｉ）当該数式モデルに対して、前記データ欠損度が前記第１の値より小さな数式モデルよりも低い評価を付与する段階と、
を含み、
前記第２の値は、前記第１の値よりも小さい、
請求項１９又は請求項２０に記載の情報処理方法。
【請求項２２】
前記モデル決定段階は、予め定められた期間若しくは時刻が経過したタイミング、予め定められた数の実績情報が取得されたタイミング、又は、ユーザによる指示が受信されたタイミングにおいて、前記数式モデルの決定処理を実行する段階を含む、
請求項１５から請求項２１までの何れか一項に記載の情報処理方法。
【請求項２３】
コンピュータを、請求項１から請求項１４までの何れか一項の情報処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、プログラム及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多変量解析などの解析手法を用いた予測装置が知られている（例えば、特許文献１〜４を参照。）。
［先行技術文献］
［特許文献］
特許文献１  特許第５２９３７３９号明細書
特許文献２  特許第５０１８８０９号明細書
特許文献３  特許第３３２４２６５号明細書
特許文献４  特開１９９４−３３７８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
予測モデルの予測精度を向上させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、情報処理装置が提供される。上記の情報処理装置は、予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報を取得する因子情報取得部を備える。上記の情報処理装置は、因子情報取得部が実績情報を取得した因子の種類に基づいて、現象の予測に用いられるモデルを決定するモデル決定部を備える。
【０００５】
上記の情報処理装置において、モデル決定部は、因子情報取得部が実績情報を取得した因子の種類と、実績情報の個数とに基づいて、現象の予測に用いられるモデルを決定してよい。上記の情報処理装置は、１以上のモデルを格納するモデル格納部をさらに備えてよい。上記の情報処理装置は、現象の実績情報を取得する現象情報取得部をさらに備えてよい。上記の情報処理装置において、１以上のモデルのそれぞれは、現象を目的変数とし、１種類以上の因子のそれぞれに対応する１以上の説明変数と、１以上の説明変数のそれぞれに対応するパラメータとを用いて目的変数を表した数式モデルであってよい。
【０００６】
上記の情報処理装置において、モデル決定部は、モデル格納部に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部を用いて当該モデルにより算出された現象の予測値、及び、現象情報取得部が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価するモデル評価部を有してよい。上記の情報処理装置において、モデル決定部は、モデル評価部による評価に基づいて、現象の予測に用いられるモデルを選択するモデル選択部を有してよい。
【０００７】
上記の情報処理装置において、モデル評価部は、１以上のモデルの少なくとも１つのモデルの評価に利用する実績情報が不足する場合、１種類以上の因子ごとに予め定められた基準データを利用して、少なくとも１つのモデルの予測精度を評価してよい。上記の情報処理装置は、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部と、モデル決定部が決定したモデルとに基づいて、現象の予測値を算出する予測部を備えてよい。
【０００８】
上記の情報処理装置は、現象が起きている位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部を備えてよい。上記の情報処理装置は、因子情報取得部が取得した１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、位置情報取得部が取得した位置情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納部を備えてよい。上記の情報処理装置は、現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の位置情報に基づいて、近隣の位置で起きた他の現象のサンプル情報に含まれる特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、現象のサンプル情報の特定の因子の実績情報を補完する補完部を備えてよい。上記の情報処理装置において、モデル評価部は、モデル格納部に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部及び補完部が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該モデルにより算出された現象の予測値、並びに、現象情報取得部が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価してよい。
【０００９】
上記の情報処理装置は、現象が起きた時刻又はタイミングを示す時間情報を取得する時間情報取得部を備えてよい。上記の情報処理装置は、因子情報取得部が取得した１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、時間情報取得部が取得した時間情報とが対応づけられたサンプル情報を格納するサンプル格納部を備えてよい。上記の情報処理装置は、現象のサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の時間情報に基づいて、同一の又は類似する時刻又はタイミングに起きた他の現象のサンプル情報に含まれる特定の因子の実績情報を抽出し、抽出された実績情報に基づいて、現象のサンプル情報の特定の因子の実績情報を補完する補完部を備えてよい。上記の情報処理装置において、モデル評価部は、モデル格納部に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部及び補完部が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該モデルにより算出された現象の予測値、並びに、現象情報取得部が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価してよい。
【００１０】
上記の情報処理装置は、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部と、補完部が補完した実績情報の少なくとも一部と、モデル決定部が決定したモデルとに基づいて、現象の予測値を算出する予測部を備えてよい。上記の情報処理装置は、因子の将来の予定に関する予定情報を取得する予定情報取得部を備えてもよい。上記の情報処理装置において、予測部は、予定情報取得部が取得した予定情報の少なくとも一部に基づいて、現象の予測値を算出してもよい。上記の情報処理装置において、モデル決定部は、因子情報取得部が取得した実績情報の少なくとも一部、及び、現象情報取得部が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、モデルのパラメータを決定するパラメータ決定部を有してよい。
【００１１】
本発明の第２の態様においては、情報処理方法が提供される。上記の情報処理方法は、予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報を取得する因子情報取得段階を有する。上記の情報処理方法は、前記因子情報取得段階において前記実績情報を取得された前記因子の種類の個数、及び、前記因子の種類ごとの前記実績情報の個数の少なくとも一方に基づいて、前記現象の予測に用いられるモデルを決定する処理、及び、前記現象の予測に用いられるモデルのパラメータの値を決定する処理の少なくとも一方を実行するモデル決定段階を有する。上記の予測方法の各段階の動作の主体は、コンピュータであってよい。
【００１２】
本発明の第３の態様においては、コンピュータを、上記の情報処理装置として機能させるためのプログラムが提供される。コンピュータに、上記の情報処理方法を実行させるためのプログラムが提供されてもよい。プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、当該プログラムは、コンピュータにおいて当該プログラムが実行された場合に、コンピュータを上記の情報処理装置として機能させるコンピュータ読み取り可能な媒体が提供されてもよい。プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、当該プログラムは、コンピュータにおいて当該プログラムが実行された場合に、コンピュータに上記の情報処理方法を実行させるコンピュータ読み取り可能な媒体が提供されてもよい。
【００１３】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】予測システム１００のシステム構成の一例を概略的に示す。
【図２】モデル決定部１３４のシステム構成の一例を概略的に示す。
【図３】データテーブル３００の一例を概略的に示す。
【図４】データテーブル４００の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、予測システム１００のシステム構成の一例を概略的に示す。予測システム１００は、センサ１０２と、ユーザ端末１０４と、情報提供サーバ１１０とを備える。本実施形態において、情報提供サーバ１１０は、取得部１２２と、情報格納部１２４と、補完部１２６と、モデル格納部１３２と、モデル決定部１３４と、予測部１４２とを備える。情報提供サーバ１１０の各要素は、互いに情報を送受してよい。
【００１７】
予測システム１００及び情報提供サーバ１１０は、情報処理装置の一例であってよい。センサ１０２、ユーザ端末１０４及び取得部１２２の少なくとも１つは、因子情報取得部、現象情報取得部、位置情報取得部、時間情報取得部、及び、予定情報取得部の少なくとも１つの一例であってよい。情報格納部１２４は、サンプル格納部の一例であってよい。センサ１０２に測定結果は、特定の現象の実績情報に対応する、当該特定の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つに関する実績情報の一例であってよい。
【００１８】
本実施形態において、センサ１０２及びユーザ端末１０４と、情報提供サーバ１１０とは通信回線１０を介して情報を送受する。通信回線１０は、有線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信回線１０は、携帯電話回線網などの移動体通信網、無線パケット通信網、インターネッ及び専用回線又はそれらの組み合わせであってもよい。
【００１９】
本実施形態において、予測システム１００は、特定の現象の過去の実績情報と、当該現象に寄与する因子の過去の実績情報と、当該現象のモデルとを用いて、当該現象の予測値を算出する。現象のモデルとしては、数式モデル、数理モデルなどを例示することができる。予測システム１００は、特定の現象の過去の実績情報と、当該現象に寄与する因子の過去の実績情報と、当該因子の将来の予定情報と、当該現象のモデルとを用いて、当該現象の予測値を算出してもよい。実績情報に含まれる１以上の情報、予定情報に含まれる１以上の情報、及び、現象の予測値の少なくとも１つは、数値などの定量的データであってもよく、何らかのイベントの発生の有無などの非数値データであってもよく、「多い」又は「少ない」などの定性値データであってもよい。
【００２０】
例えば、ユーザが、ウイルス、微生物又は動植物を育成する場合において、予測システム１００は、ウイルス、微生物又は動植物の生育状況を予測する。ウイルス、微生物又は動植物の育成としては、（ａ）微生物又は植物の栽培、（ｂ）動物の飼育又は養殖、（ｃ）ウイルス、微生物、細胞などの培養、（ｄ）ウイルス、微生物、細胞などの培養による各種物質の生産などを例示することができる。上記の生育状況としては、（ａ）動植物の生育状況、（ｂ）ウイルス、微生物、細胞などの増殖状況、（ｃ）ウイルス、微生物、細胞などの培養による各種物質の生産状況などを例示することができる。予測システム１００は、生育ステージの各段階への到達時期を予測してもよく、収量又は生産量、品質、必要な労働力又は経費、売上、及び、これらの経時変化の少なくとも１つを予測してよい。
【００２１】
センサ１０２は、予測システム１００による予測の対象となる現象、及び、現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つを測定する。一実施形態において、センサ１０２は、測定結果を情報提供サーバ１１０に送信してよい。測定結果は、特定の期間における各因子の測定値の平均値、最小値及び最大値の少なくとも１つを含んでもよい。例えば、１日の平均気温、最高気温及び最低気温を含んでよい。センサ１０２は、測定結果を、測定場所の位置情報と対応付けて、情報提供サーバ１１０に送信してもよい。センサ１０２は、測定結果を、測定を実施した時刻又はタイミングを示す情報と対応付けて、情報提供サーバ１１０に送信してもよい。
【００２２】
センサ１０２の測定結果は、現象の実績情報、及び、当該現象に寄与する１種類以上の因子の実績情報の少なくとも１つの一例であってよい。実績情報は、時系列データであってよい。測定場所は、現象が起きている位置の一例であってよい。測定を実施した時刻又はタイミングを示す情報は、時間情報の一例であってよい。
【００２３】
測定場所の位置情報は、測定場所の位置座標を示す情報であってもよく、当該測定場所を含む特定のエリアの地理的範囲を示す情報であってもよく、当該エリアに含まれる１以上の位置のそれぞれの位置座標を示す情報であってもよい。位置情報としては、住所情報、ＧＰＳ情報などを例示することができる。１以上のセンサ１０２のそれぞれについて、各センサを一意に識別するセンサ識別情報と、各センサの位置又は測定位置を特定する情報とが対応付けられている場合、位置情報は、１以上のセンサ１０２のそれぞれを一意に識別する識別情報であってもよい。
【００２４】
例えば、予測システム１００による予測の対象が、ウイルス、微生物又は動植物の生育状況である場合、センサ１０２は、育成場所の温度、水分、ｐＨ、電気伝導度、全炭素、全窒素、アンモニア態窒素、硝酸態窒素、全リンなどの少なくとも１つを測定するためのセンサであってよい。育成場所としては、土壌、培地、栽培容器、養殖場、水槽などを例示することができる。
【００２５】
センサ１０２は、育成場所の気温、湿度、日射量、日照時間、風速、降雨量、気圧などの気象情報を測定するためのセンサであってよい。センサ１０２は、育成場所の室温、水温、湿度、照度、照明の光量、照明の照射時間などの環境情報を測定するためのセンサであってよい。センサ１０２は、肥料若しくは飼料の供給量、及び、農薬、抗生物質、ホルモン剤などの薬品の散布量の少なくとも一方を測定するためのセンサであってもよい。
【００２６】
センサ１０２は、育成場所を撮影する撮像素子などの光学センサであってもよい。これにより、例えば、ウイルス、微生物又は動植物の生育状況に関する情報を取得することができる。
【００２７】
ウイルス、微生物又は動植物の生育状況に関連する現象の情報は、現象の実績情報の一例であってよい。ウイルス、微生物又は動植物の生育状況に関連する現象としては、ウイルス若しくはウイルス株、微生物若しくはその細胞株、又は、動植物若しくはその細胞株の色、形、大きさ及び品質の少なくとも１つの変化、並びに、生育イベントを例示することができる。生育イベントとしては、生育ステージの特定の段階への到達、物理的な損傷の発生、病害虫の発生などを例示することができる。生育ステージの特定の段階としては、出芽、分けつ、幼穂形成、出穂、開花、落花、着果、摘果、傾穂、結球、成熟、完熟などの段階を例示することができる。
【００２８】
本明細書において、「時刻」は、日時に限定されず、日付であってもよい。また、タイミングとしては、生育イベントのような各種イベントが起きたタイミング、特定の作業が実施されたタイミング、育成期間のような特定の期間が経過したタイミングなどを例示することができる。特定の作業としては、播種、移植、水やり、施肥、給餌、薬品散布、収穫、種菌の接種又は種付け、芽出し栽培、ならし栽培、抑制栽培、種卵又は稚魚若しくは家畜の導入などを例示することができる。例えば、情報の入力を簡略化する目的で、現象が起きた時刻又はタイミングは、当該現象に寄与する１種類以上の因子の実績情報が取得された時刻又はタイミングと同一であると見做してもよい。
【００２９】
ユーザ端末１０４は、情報提供サーバ１１０と情報を送受することができる装置であればよく、パーソナルコンピュータ、携帯端末などであってよい。携帯端末としては、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、タブレット、携帯電話、スマートホン、ウェアラブル端末、無線端末などを例示することができる。ユーザ端末１０４は、例えば、予測システム１００又は情報提供サーバ１１０により提供されるサービスのユーザにより利用される。
【００３０】
本実施形態において、ユーザ端末１０４は、ユーザからの入力を受け付ける入力部を有する。ユーザ端末１０４は、入力部が受け付けた情報を情報提供サーバ１１０に送信する。また、ユーザ端末１０４は、情報提供サーバ１１０が提供する情報を受信して、当該情報をユーザが知覚できるように、出力部から出力する。ユーザ端末１０４の出力部としては、ディスプレイなどの表示装置音声出力、スピーカなどの音声出力装置などを例示することができる。
【００３１】
ユーザ端末１０４は、ユーザから、現象の実績情報に関する入力を受け付けてもよく、当該現象が起きている位置を示す位置情報、及び、当該現象が起きた時刻又はタイミングを示す時間情報の少なくとも一方に関する入力を受け付けてもよい。ユーザ端末１０４は、ユーザから、上記の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報に関する入力を受け付けてもよく、当該因子の将来の予定に関する予定情報に関する入力を受け付けてもよい。
【００３２】
例えば、ユーザは、過去又は当日のセンサ１０２の測定結果、過去又は当日の気象情報、過去又は当日の作業内容に関する情報などを、実績情報として入力する。また、ユーザは、例えば、収穫適期が到達するまでの凡その育成期間における各日の作業スケジュールに関する情報、気象予報情報、病害虫の発生予察情報などを、予定情報として入力する。
【００３３】
現象に寄与する１種類以上の因子としては、育成日数のような特定の生育イベントが発生してからの時間、周辺環境の温度、周辺環境の湿度、周辺環境の圧力、光の照度、光の照射量、光の照射時間、風速、水分供給量、土壌特性、培地特性、作業内容、作業を実施するタイミングなどを例示することができる。周辺環境の温度としては、気温、水温、土壌又は培地の温度などを例示することができる。周辺環境の湿度としては、大気中の湿度、土壌又は培地の湿度などを例示することができる。周辺環境の圧力としては、気圧、水圧などを例示することができる。土壌特性としては、土壌の物理的特性、土壌の化学的特性、及び、土壌の生物学的特性を例示することができる、培地特性は、土壌特性と同様の特性であってよい。
【００３４】
土壌の物理的特性としては、土壌の構造、有効土層の深さ、水分、立地条件などを例示することができる。土壌の構造としては、土壌を構成する石又は砂の組成分布及び粒度分布、土壌の透水性、通気性、保水力などを例示することができる。立地条件としては、当該土壌が含まれる土地の傾斜、当該土地の地理的な区分（例えば、山間部、都市部などである。）などを例示することができる。土壌の化学的特性としては、養分の保持力、養分の供給力及び供給量、ｐＨのような土壌反応、土壌に含まれる成分などを例示することができる。土壌の生物学的特性としては、有機物の分解速度、緩衝・解毒作用、生物活性などを例示することができる。
【００３５】
予定情報としては、将来の育成期間に関する情報、将来の作業スケジュールに関する情報、天気予報などの気象予報情報、病害虫の発生予察情報などを例示することができる。将来の育成期間に関する情報としては、将来の日付、日時又はタイミングなどを例示することができる。作業スケジュールは、特定の作業の内容と、当該特定の作業の実施予定日又は実施を予定するタイミングとが対応づけられた情報であってよい。「将来」とは、情報提供サーバ１１０による予測処理の実行又はユーザによる当該予測処理の要求時を基準とした未来を意味してよい。
【００３６】
本実施形態において、情報提供サーバ１１０は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から各種の情報を受信する。情報提供サーバ１１０は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から受信した情報を利用して、現象を予測する。情報提供サーバ１１０は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方からの情報の収集具合に応じて、現象の予測に利用するモデルを決定又は更新してよい。
【００３７】
一実施形態において、情報提供サーバ１１０は、予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報を取得する因子情報取得段階を実行する。また、情報提供サーバ１１０は、上記の因子情報取得段階において取得された実績情報に含まれる前記因子の種類に基づいて、現象の予測に用いられるモデルを決定するモデル決定段階を実行する。
【００３８】
情報提供サーバ１１０は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方との間で情報を送受することができる装置であればよく、サーバ、パーソナルコンピュータなどの一般的な構成の情報処理装置であってよい。情報提供サーバ１１０は、仮想サーバ又はクラウドシステムであってもよい。情報提供サーバ１１０は、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。
【００３９】
情報提供サーバ１１０の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。情報提供サーバ１１０の各部は、一般的な構成の情報処理装置において、情報提供サーバ１１０の各部の動作を規定したソフトウエア又はプログラムを起動することにより実現されてよい。
【００４０】
情報提供サーバ１１０として用いられる情報処理装置は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェースなどを有するデータ処理装置と、キーボード、タッチパネル、マイクなどの入力装置と、表示装置、スピーカなどの出力装置と、メモリ、ＨＤＤなどの記憶装置とを備えてよい。データ処理装置又は記憶装置は、上記のソフトウエア又はプログラムを記憶してよい。上記のソフトウエア又はプログラムは、プロセッサによって実行されることにより、上記の情報処理装置に、当該ソフトウエア又はプログラムによって規定された動作を実行させる。
【００４１】
取得部１２２は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から各種の情報を取得する。例えば、取得部１２２は、センサ１０２から、センサ１０２の測定結果を取得する。また、取得部１２２は、ユーザ端末１０４から、ユーザが入力した情報を取得する。取得部１２２は、現象が起きている位置を示す位置情報を取得してもよく、現象が起きた時刻又はタイミングを示す時間情報を取得してもよい。
【００４２】
取得部１２２は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から取得した情報を、情報格納部１２４に格納してよい。取得部１２２は、例えばユーザ端末１０４から取得した予定情報を予測部１４２に送信してもよい。
【００４３】
一実施形態において、取得部１２２は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から、ウイルス、微生物又は動植物の生育状況に関連する特定の現象の実績情報を取得する。取得部１２２は、上記の特定の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つに関する実績情報を取得する。取得部１２２は、上記の特定の現象に寄与する少なくとも２つの因子に関する実績情報を取得してもよい。取得部１２２は、特定の現象の実績情報と、当該特定の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つに関する実績情報とを対応付けて、情報格納部１２４に格納する。例えば、特定の現象を測定対象とするセンサ１０２の測定結果と、当該特定の現象に寄与する因子の少なくとも１つに対応する現象を測定対象とする１以上のセンサ１０２の測定結果とを対応付けて格納する。
【００４４】
他の実施形態において、取得部１２２は、センサ１０２及びユーザ端末１０４の少なくとも一方から、ウイルス、微生物又は動植物の生育状況に関連する複数の現象のそれぞれの実績情報を取得してもよい。また、複数の現象のそれぞれについて、当該現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つに関する実績情報を取得してもよい。取得部１２２は、複数の現象のそれぞれについて、当該現象の実績情報と、当該現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つに関する実績情報とを対応付けて、情報格納部１２４に格納してよい。
【００４５】
情報格納部１２４は、取得部１２２が取得した情報を格納する。情報格納部１２４は、例えば、取得部１２２が取得した、特定の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、当該現象に関する位置情報及び時間情報との少なくとも一方とを対応付けて格納する。一実施形態において、情報格納部１２４は、特定の現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報と、当該現象に関する位置情報及び時間情報との少なくとも一方とが対応付けられたサンプル情報を格納する。サンプル情報は、少なくとも、取得部１２２が取得した現象の実績情報と、当該現象に寄与する１種類以上の因子のうちの少なくとも１つの因子の実績情報とが対応付けられた情報であってもよい。
【００４６】
補完部１２６は、取得部１２２が取得した現象の実績情報、当該現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報、及び、予定情報からなる群から選択される少なくとも１つの情報に関する補完処理を実施する。補完処理の具体的な方法は特に制限されるものではないが、一実施形態において、補完部１２６は、情報格納部１２４に格納された情報を利用して、補間処理を実施する。他の実施形態において、補完部１２６は、他の情報処理装置に格納された、気象予報情報、病害虫の発生予察情報、特定の地域の土壌特性に関する情報などを利用して、補間処理を実施する。
【００４７】
一実施形態において、取得部１２２が取得した情報の中に、特定の現象の実績情報が含まれているにもかかわらず、当該特定の現象の実績情報に対応する、当該特定の現象に寄与する特定の因子に関する実績情報が含まれていない場合がある。例えば、圃場Ａで栽培されているレタスに関して、２０１５年１月２２日における直径の情報が含まれているにもかかわらず、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量の情報が含まれていない場合がある。なお、２０１５年１月２２日における圃場Ａのレタスの直径の情報は、特定の現象の実績情報の一例であり、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量の情報は、特定の現象に寄与する特定の因子に関する実績情報の一例である。
【００４８】
この場合において、補完部１２６は、他の現象に寄与する特定の因子に関する実績情報に基づいて、特定の現象の実績情報に対応する、特定の因子に関する実績情報を補完してよい。例えば、補完部１２６は、圃場Ａの近隣に位置する圃場Ｂで栽培されているキャベツの直径の情報に対応付けられた、圃場Ｂにおける２０１５年１月２２日の降雨量の情報に基づいて、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量の情報を補完する。より具体的には、例えば、補完部１２６は、圃場Ｂにおける２０１５年１月２２日の降雨量を、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量と見做す。なお、圃場Ｂで栽培されているキャベツの直径の情報は、他の現象の実績情報の一例であり、圃場Ｂにおける２０１５年１月２２日の降雨量の情報は、他の現象に寄与する特定の因子に関する実績情報の一例であってよい。
【００４９】
補完部１２６は、他の現象に寄与する特定の因子に関する複数の実績情報に基づいて、特定の現象の実績情報に対応する特定の因子に関する実績情報を補完してもよい。例えば、補完部１２６は、圃場Ａの近隣に位置する圃場Ｂ、圃場Ｃ及び圃場Ｄにおける２０１５年１月２２日の降雨量の平均値を、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量と見做す。それぞれの圃場における２０１５年１月２２日の降雨量に、それぞれの圃場と圃場Aと距離に応じた重みを乗じた値を、圃場Ａにおける２０１５年１月２２日の降雨量と見做してもよい。
【００５０】
一実施形態において、特定の現象に関するサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合、補完部１２６は、まず、情報格納部１２４を参照して、特定の現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の位置情報及び時間情報の少なくとも一方に基づいて、１以上の他の現象のサンプル情報の中から、適切なサンプル情報を抽出し、抽出されたサンプル情報に含まれる特定の因子の実績情報を、補完用のデータとして抽出する。
【００５１】
次に、補完部１２６は、抽出された実績情報に基づいて、特定の現象に関するサンプル情報の特定の因子の実績情報を補完する。補完部１２６は、抽出された複数の実績情報を統計処理又は補間処理することにより、特定の因子の特定の実績情報を補完してもよい。特定の現象に関するサンプル情報に特定の因子の実績情報が含まれていない場合は、取得部１２２が取得した情報の中に、特定の現象に寄与する特定の因子の実績情報が含まれていない場合の一例であってよい。
【００５２】
一実施形態において、補完部１２６は、特定の現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の位置情報に基づいて、近隣の位置で起きた他の現象のサンプル情報に含まれる特定の因子の実績情報を抽出する。他の実施形態において、補完部１２６は、特定の現象のサンプル情報及び他の現象のサンプル情報の時間情報に基づいて、同一の又は類似する時刻又はタイミングに起きた他の現象のサンプル情報に含まれる特定の因子の実績情報を抽出する。
【００５３】
例えば、予測システム１００を用いて、畑Ａにおけるレタスの生育状況（例えば、収穫時期及び収穫量である。）を予測する場合を例として、補完部１２６における補完処理の具体例について説明する。この具体例において、情報格納部１２４は、複数の畑のそれぞれについて、各畑を一意に識別するＩＤ、日付、気温及び作業内容に関する情報が対応付けられた複数のレコードを含むデータテーブルＸと、各畑のＩＤ、位置情報、栽培品種に関する情報及び土壌特性に関する情報とが対応付けられた複数のレコードを含むデータテーブルＹとを格納する。データテーブルＸ及びデータテーブルＹは、サンプル情報の一例であってよい。栽培品種に関する情報は、現在及び過去の栽培品種の履歴に関する情報を含んでもよい。
【００５４】
一実施形態によれば、例えば、データテーブルＹの畑Ａのレコードにおいて、畑Ａの土壌特性に関する情報が欠落している場合、補完部１２６は、まず、データテーブルＹに含まれる他の畑のレコードの中から、各レコードに含まれる位置情報に基づいて、畑Ａの近隣の畑のレコードであって、土壌特性に関する情報が含まれるレコードを抽出する。複数のレコードが抽出された場合、補完部１２６は、抽出された畑のレコードの中から、各レコードに含まれる栽培品種に関する情報に基づいて、レタスを栽培している畑のレコードをさらに抽出してもよい。
【００５５】
次に、補完部１２６は、抽出されたレコードに含まれる土壌特性に関する情報に基づいて、畑Ａの土壌特性に関する情報を決定する。例えば、補完部１２６は、抽出された土壌特性に関する情報の平均値を、畑Ａの土壌特性に関する情報として決定する。補完部１２６は、抽出された土壌特性に関する情報と、各情報の重み係数とに基づいて、畑Ａの土壌特性に関する情報として決定してもよい。例えば、位置が近い畑に関する情報ほど重み係数を大きくしたり、同一の又は類似する品種を栽培している畑に関する情報ほど重み係数を大きくしたりする。
【００５６】
他の実施形態において、例えば、データテーブルＸの畑Ａのレコードにおいて、畑Ａの作業内容に関する情報が欠落している場合、補完部１２６は、まず、データテーブルＸ及びデータテーブルＹを参照して、各レコードに含まれる日付、栽培品種に関する情報及び位置情報に基づいて、他の畑のレコードの中から、畑Ａの近隣の畑であって、レタスを栽培している他の畑のレコードであって、同一の又は類似する日付における作業内容に関する情報が含まれるレコードを抽出する。補完部１２６は、抽出された作業内容を、畑Ａの作業内容として決定する。
【００５７】
他の実施形態において、例えば、データテーブルＸの畑Ａのレコードにおいて、特定の年月日における気温の情報が欠落している場合、補完部１２６は、例えば、気象庁のＷｅｂサイトを参照して、当該年月日における気温の情報を取得する。補完部１２６は、取得した気温の情報を、畑Ａの気温に関する情報として決定する。
【００５８】
さらに他の実施形態において、補完部１２６は、１種類以上の因子の種類ごとに予め定められた基準に基づいて定められる基準データを利用して、欠落する情報を補完してよい。予め定められた基準データは、予め定められた値、育成期間に応じて予め定められた値であってよい。予め定められた基準データは、数式モデルであってもよい。例えば、予め定められた基準データは、育成期間を独立変数とする関数に基づいて定められる。
【００５９】
予め定められた基準データは、補完対象となっている因子の他の複数のデータを統計処理又は補間処理することにより定められてもよい。統計処理及び補間処理は、周知の方法又は将来的に開発された任意の方法であってよい。統計処理は、他の複数のデータに関する平均値、中央値、最頻値などの基本統計量を算出する処理であってもよく、他の複数のデータから確率モデルを構築し、当該確率モデルにより目的とする基準データを算出する処理であってもよい。補間処理は、１次補間、２次補間、３次補間、ラグランジュ補間、スプライン補間などであってよい。
【００６０】
例えば、特定の１日の気温のデータが欠落している場合、当該特定の日の気温のデータとして、他の複数の日の気温のデータの平均値、中央値、最頻値などの統計値を算出する。他の複数の日は、当該特定の日よりも前の複数の日であってもよく、当該特定の日の前後の複数の日であってもよく、当該特定の日よりも後の複数の日であってもよい。
【００６１】
本実施形態においては、取得部１２２が取得した情報の中に、特定の因子の実績情報が含まれていない場合について説明した。しかし、補完部１２６による処理は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、取得部１２２が取得した情報の中に、現象の実績情報、又は、予定情報が含まれていない場合であっても、補完部１２６は、同様の方法により、欠落したデータを補完することができる。
【００６２】
モデル格納部１３２は、予測部１４２において利用される１以上のモデルを格納する。１以上のモデルのそれぞれは、現象を目的変数とし、１種類以上の因子のそれぞれに対応する１以上の説明変数と、１以上の説明変数のそれぞれに対応するパラメータとを用いて目的変数を表した数式モデルであってよい。モデル格納部１３２は、モデルを利用することができる条件を示す制約条件を、当該モデルと対応づけて格納してもよい。
【００６３】
数式モデルとしては、単変量解析モデル、多変量解析モデル、カーネル多変量解析モデル、一般化線形モデル、ニューラルネットワークモデル、ベイジアンネットワークモデル、深層学習モデルなどを例示することができる。数式モデルは、連続な関数であってもよく、不連続な関数であってもよい。不連続な関数は、例えば、開花、結球などの生育イベントの発生を目的変数とする場合に利用される。
【００６４】
モデル決定部１３４は、取得部１２２が実績情報を取得した因子の種類に基づいて、現象の予測に用いられるモデルを決定する。モデル決定部１３４は、予測に利用することを決定したモデルを識別するためのモデル識別情報を、予測部１４２に送信してよい。
【００６５】
一実施形態において、モデル決定部１３４は、モデル格納部１３２に格納された各モデルの説明変数と、取得部１２２により実績情報を取得された因子とを比較して、取得部１２２により取得された情報を用いて利用できる１以上のモデルを抽出する。上記の抽出方法に代えて、又は、上記の抽出方法に加えて、モデル決定部１３４は、モデル格納部１３２に格納された各モデルの制約条件と、取得部１２２により取得された情報とを比較して、取得部１２２により取得された情報を用いて利用できる１以上のモデルを抽出してもよい。
【００６６】
モデル決定部１３４は、抽出された１以上のモデルの中から、予測部１４２において利用されるモデルを決定する。一実施形態において、モデル決定部１３４は、取得部１２２により取得された情報を用いて、抽出された１以上のモデルのそれぞれについて、予測精度及び計算時間の少なくとも一方を算出する。モデル決定部１３４は、予測精度及び計算時間の少なくとも一方が最も優れたモデルを、予測部１４２において利用されるモデルとして決定する。
【００６７】
例えば、取得部１２２が取得した情報の中に、畑Ａのレタスの生育に寄与する因子として、日付及び気温の２種類の因子に関する実績情報が含まれる場合、モデル決定部１３４は、予測部１４２において、有効積算気温法に基づいて収穫時期を予測する単変量解析モデルを利用することを決定する。一方、取得部１２２が取得した情報の中に、畑Ａのレタスの生育に寄与する因子として、日付、気温、降水量、日照時間、作業内容、土壌特性、栽培品種の履歴などの２以上の因子に関する実績情報が含まれる場合、モデル決定部１３４は、予測部１４２において、これらの情報に基づいて収穫時期及び収穫量を予測する多変量解析モデル、又は、カーネル多変量解析モデルを利用することを決定する。
【００６８】
他の実施形態において、モデル決定部１３４は、取得部１２２が実績情報を取得した因子の種類と、当該実績情報の個数とに基づいて、現象の予測に用いられるモデルを決定してもよい。例えば、モデル決定部１３４は、まず、取得部１２２が実績情報を取得した因子の種類に基づいて、利用可能な１以上のモデルを抽出する。次に、モデル決定部１３４は、抽出された１以上のモデルの中から、実績情報の個数に基づいて、予測部１４２において利用するモデルを決定する。
【００６９】
例えば、モデル決定部１３４は、取得部１２２が取得した情報に過去１ヵ月分のサンプル情報が含まれる場合と、過去３ヵ月分のサンプル情報が含まれる場合とで、モデル予測部１４２において利用されるモデルとして、異なるモデルを決定する。モデル決定部１３４は、数式の異なるモデルを利用することを決定してもよく、数式は同一で、パラメータの異なるモデルを利用することを決定してもよい。
【００７０】
現象によっては、第１のイベントから第２のイベントまでの一連の過程が周期的に繰り返される場合がある。例えば、圃場Ａにおいて、レタスの作付けからレタスの成熟又は収穫までの一連の過程が毎年繰り返される。多期作の場合には、当該過程が１年の間に複数回繰り返される。多毛作の場合には、例えば、レタスの作付けからレタスの成熟又は収穫までの一連の過程と、白菜の作付けから白菜の成熟又は収穫までの一連の過程とが交互に繰り返される。なお、この場合、レタスの生育状況と、白菜の生育状況とは、異なる現象であってよい。
【００７１】
一実施形態において、モデル決定部１３４は、周期的に繰り返される第１のイベントから第２のイベントまでの一連の過程の途中において、モデルの決定処理を実行してよい。これにより、１回の周期における一連の過程の途中で、予測部１４２において利用されるモデルを変更することができる。その結果、予測精度を向上させることができる。モデル決定部１３４においてモデルの決定処理を実行するタイミングとしては、予め定められた期間又は時刻が経過したタイミング、予め定められた数の実績情報を取得したタイミング、ユーザによる指示を受信したタイミングなどを例示することができる。
【００７２】
例えば、１回の周期における一連の過程に含まれる第１の期間について、過去の他の周期における第１の期間の現象及び因子に関する複数の実績情報を含む複数のサンプル情報を学習データとして、予測部１４２において利用されるモデルを決定する。複数のサンプル情報は、過去の他の周期における他の期間の現象及び因子に関する複数の実績情報を含んでもよい。現象及び因子に関する実績情報は、圃場Ａにおけるレタスの生育情報に関する実績情報であってもよく、圃場Ａを含む複数の圃場におけるレタスの生育情報に関する実績情報であってもよい。また、圃場Ａにおける因子に関する実績情報の少なくとも一部は、圃場Ａにおけるレタス以外の作物の生育情報に関する実績情報であってもよい。
【００７３】
第１の期間が経過した後、モデル決定部１３４は、当該周期における第１の期間における現象及び因子に関する複数の実績情報を含む複数のサンプル情報を学習データとして、予測部１４２において利用されるモデルを決定する。複数のサンプル情報は、当該周期における第１の期間における現象及び因子に関する複数の実績情報と、過去の他の周期における第１の期間の現象及び因子に関する複数の実績情報及び過去の他の周期における第２の期間の現象及び因子に関する複数の実績情報の少なくとも一方とを含んでよい。
【００７４】
第２の期間は、第１の期間よりも時期的に後の期間であってよい。当該周期における第１の期間における現象に関する複数の実績情報、及び、当該周期における第１の期間における因子に関する複数の実績情報の少なくとも一方は、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部の一例であってよい。
【００７５】
予測部１４２は、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部と、モデル決定部１３４が決定したモデルとに基づいて、現象の予測値を算出する。予測部１４２は、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部と、補完部１２６が補完した実績情報の少なくとも一部及び取得部１２２が取得した予定情報の少なくとも一部の少なくとも一方と、モデル決定部１３４が決定したモデルとに基づいて、現象の予測値を算出してもよい。
【００７６】
取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部、及び、補完部１２６が補完した実績情報の少なくとも一部は、ウイルス、微生物又は動植物の育成を開始した日後の実績情報であってよい。取得部１２２が取得した予定情報の少なくとも一部は、将来の任意の期間における予定情報であってよい。
【００７７】
予測部１４２が、取得部１２２が取得した実績情報及び補完部１２６が補完した実績情報の両方を用いて現象の予測値を算出する場合、実績情報のそれぞれに重み係数を乗じた値をモデルに入力してよい。この場合において、取得部１２２が取得した実績情報の重み係数と、補完部１２６が補完した実績情報の重み係数とが異なってもよい。他の実施形態において、取得部１２２が取得した実績情報の一部において、予測部１４２で利用するモデルの１以上の説明変数に対応する１以上の因子の少なくとも１つに関する情報が欠落している場合、予測部１４２は、当該実績情報を除いた他の実績情報に基づいて、予測値を算出してもよい。
【００７８】
図２は、モデル決定部１３４のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、モデル決定部１３４は、モデル評価部２３２と、モデル選択部２３４と、パラメータ決定部２３６とを備える。モデル決定部１３４の各要素は、互いに情報を送受してよい。
【００７９】
モデル評価部２３２は、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれを評価する。モデル評価部２３２は、各モデルのパラメータを調整した後で、各モデルを評価してもよく、各モデルのパラメータを調整する前に、各モデルを評価してもよい。
【００８０】
モデル評価部２３２は、例えば、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する。一実施形態において、モデル評価部２３２は、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部を用いて当該モデルにより算出された現象の予測値、及び、取得部１２２が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価してよい。
【００８１】
例えば、モデル評価部２３２は、まず、情報格納部１２４に格納された１以上の実績情報の中から、各モデルの評価に利用するサンプル情報を抽出する。例えば、モデル評価部２３２は、実績情報の取得時期、実績情報の位置情報などに基づいて、複数のサンプル情報を抽出する。なお、抽出条件は、予測対象となる現象に応じて、適切に決定してよい。次に、モデル評価部２３２は、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、取得部１２２が実績情報を取得した因子の種類に基づいて、現象の予測に利用可能であるか否かを判断する。
【００８２】
モデル評価部２３２は、例えば、下記の手順に従って、１以上のモデルのそれぞれが現象の予測に利用可能であるか否かを判断する。まず、モデル評価部２３２は、評価対象となるモデルに含まれる１以上の説明変数の種類に関する情報を取得する。一実施形態において、モデル評価部２３２は、モデル格納部１３２に格納された各モデルの数式に関する情報を参照して、各モデルに含まれる説明変数の種類に関する取得する。この場合、モデル評価部２３２が各モデル及び各サンプル情報を自動的に解析するので、ユーザによる設定の手間を大幅に軽減することができる。他の実施形態において、モデル評価部２３２は、モデル格納部１３２に格納された各モデルの制約条件に関する情報を参照して、各モデルに含まれる説明変数の種類に関する情報を取得する。
【００８３】
次に、モデル評価部２３２は、抽出された複数のサンプル情報のそれぞれに含まれる実績情報を解析して、各実績情報に対応する１以上の因子の種類に関する情報を取得する。１以上の因子の種類に関する情報は、センサ１０２の種類及び測定項目に関する情報であってもよく、入力装置１０４に表示される各種の実績情報の入力フォームに含まれる１以上の入力項目に関する情報であってもよい。次に、モデル評価部２３２は、各実績情報に対応する１以上の因子の種類に関する情報と、評価対象となるモデルの説明変数の種類に関する情報とに基づいて、抽出された複数のサンプル情報のそれぞれが、評価対象となるモデルの説明変数に対応する因子に関する実績情報を含んでいるか否かを判断する。モデル評価部２３２は、センサ１０２の種類及び測定項目の少なくとも一方と説明変数との対応関係、及び、入力装置１０４に表示される各種の実績情報の入力フォームに含まれる各入力項目と説明変数との対応関係の少なくとも一方に基づいて、上記の事項を判断してよい。
【００８４】
モデル評価部２３２は、例えば、抽出された複数のサンプル情報の個数に対する、評価対象となるモデルの説明変数に対応する因子に関する実績情報が欠落しているサンプル情報の個数の割合（データ欠損度と称する場合がある。）が、予め定められた第１の値よりも大きい場合に、評価対象のモデルが現象の予測に利用可能でないと判断する。他の実施形態において、モデル評価部２３２は、データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きい場合に、欠落した実績情報の代わりに、補完部１２６が補完した実績情報を用いることを決定してもよい。モデル評価部２３２は、補完部１２６が補完した実績情報を用いた場合のデータ欠損度を算出して、当該データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きい場合に、評価対象のモデルが現象の予測に利用可能でないと判断してよい。
【００８５】
さらに他の実施形態において、モデル評価部２３２は、データ欠損度が予め定められた第１の値よりも大きい場合には、評価対象のモデルが現象の予測に利用可能でないと判断する。モデル評価部２３２は、データ欠損度が予め定められた第２の値よりも大きい場合には、欠落した実績情報の代わりに、補完部１２６が補完した実績情報を用いることを決定する。第２の値は、第１の値よりも小さくてよい。これらの実施形態において、モデル評価部２３２は、補完部１２６が補完した実績情報を用いることを決定した場合に、補完部１２６に補間処理を要求して、補完処理後のデータを取得してもよく、情報格納部１２４を参照して、情報格納部１２４に格納された補完処理後のデータを取得してもよい。
【００８６】
モデル評価部２３２は、評価対象のモデルが現象の予測に利用可能でないと判断した場合、当該モデルの予測精度及び計算時間を具体的に算出することなく、当該モデルは利用不可であると評価する、又は、当該モデルに対して非常に低い評価を付与する。一方、評価対象のモデルが現象の予測に利用可能である場合、モデル評価部２３２は、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を具体的に算出して、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価する。
【００８７】
例えば、モデル評価部２３２は、抽出された複数のサンプル情報のそれぞれに含まれる１種類以上の因子に関する実績情報の中から、評価対象となるモデルの説明変数に対応する因子に関する実績情報を抽出して、当該モデルに入力する。これにより、モデル評価部２３２は、予測対象となる現象に対する当該モデルによる予測値を算出する。なお、モデル評価部２３２は、補完部１２６が補完した実績情報を用いることを決定した場合には、補完処理後のデータも併せて利用することにより、当該モデルによる予測値を算出してよい。モデル評価部２３２は、予測値の算出に要した計算時間を算出してもよい。
【００８８】
次に、モデル評価部２３２は、情報格納部１２４を参照して、モデルに入力された因子に関する実績情報に対応する、現象に関する実績情報を抽出する。モデル評価部２３２は、モデルによる予測値と、抽出された現象に関する実績情報とを比較して、予測精度を算出する。モデル評価部２３２は、予測精度及び計算時間の少なくとも一方の数値に基づいて、評価対象となるモデルを複数の評価区分のいずれかに分類することで、当該モデルを評価してもよく、予測精度及び計算時間の少なくとも一方の数値自体に基づいて、当該モデルを評価してもよい。
【００８９】
本実施形態においては、モデル評価部２３２が、抽出されたサンプル情報に基づいて、利用可能なモデルを選択した後、選択された各モデルによる予測値を算出した。しかしながら、モデル評価部２３２における処理は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、モデル評価部２３２は、まず、情報格納部１２４に格納された１以上の実績情報の中から、各モデルの評価に利用するサンプル情報を抽出する。
【００９０】
次に、モデル評価部２３２は、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、抽出された複数のサンプル情報のそれぞれに含まれる１種類以上の因子に関する実績情報の中から、評価対象となるモデルの説明変数に対応する因子に関する実績情報を抽出して、当該モデルに入力することにより、当該モデルによる予測値を算出する。この場合において、サンプル情報の中に、上記モデルの説明変数に対応する因子に関する実績情報が含まれていないときには、当該データをモデルに入力することなく、破棄してもよい。又は、当該データの代わりに、補完部１２６が補完した実績情報を用いることを決定してよい。
【００９１】
次に、モデル評価部２３２は、情報格納部１２４を参照して、モデルに入力された因子に関する実績情報に対応する、現象に関する実績情報を抽出する。モデル評価部２３２は、モデルによる予測値と、抽出された現象に関する実績情報とを比較して、予測精度を算出する。モデル評価部２３２は、データの欠損度と、予測精度及び計算時間の少なくとも一方とに基づいて、当該モデルを評価してよい。本実施形態における各処理の具体的な事項は、上記の実施形態における各処理と同様であってもよい。
【００９２】
上述のとおり、情報格納部１２４に、補完部１２６により補完された実績情報が格納されている場合がある。この場合、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部及び補完部１２６が補完した実績情報の少なくとも一部を用いて当該モデルにより算出された現象の予測値、並びに、取得部１２２が取得した現象の実績値に基づいて、当該モデルの予測精度及び計算時間の少なくとも一方を評価してよい。例えば、モデル評価部２３２は、１以上のモデルの少なくとも１つのモデルの評価に利用する実績情報が不足する場合、１種類以上の因子ごとに予め定められた基準データを利用して、少なくとも１つのモデルの予測精度を評価してもよい。
【００９３】
モデル評価部２３２は、予測精度が大きいほど、高い評価を与えてよい。また、計算時間が短いほど、高い評価を与えてよい。モデル評価部２３２は、予測精度及び計算時間のそれぞれに重み係数を設定して、予め定められた計算式に基づいて、各モデルを評価してもよい。
【００９４】
モデル評価部２３２は、各モデルの予測精度を評価する場合において、評価期間を複数の期間に区分して、区分ごとに重み係数を設定してよい。この場合において、モデルの評価日に近い期間における予測精度ほど、重み係数を大きくしてよいこれにより、例えば、育成期間の初期における予測精度が低くても、モデルの評価日近傍において予測精度の高いモデルに高い評価を与えることができる。
【００９５】
一実施形態において、モデル評価部２３２は、周期的に繰り返される第１のイベントから第２のイベントまでの一連の過程の途中において、モデルの評価処理を実行してよい。これにより、１回の周期における一連の過程の途中で、予測部１４２において利用されるモデルを変更することができる。その結果、予測精度を向上させることができる。モデル決定部１３４においてモデルの決定処理を実行するタイミングとしては、予め定められた期間又は時刻が経過したタイミング、予め定められた数の実績情報を取得したタイミング、ユーザによる指示を受信したタイミングなどを例示することができる。
【００９６】
本実施形態において、モデル選択部２３４は、モデル評価部２３２による評価に基づいて、予測部１４２において現象の予測に用いられるモデルを選択する。モデル選択部２３４は、予測部１４２に割り当てられた情報処理装置のリソースに基づいて、モデルを選択してもよい。例えば、予測部１４２に割り当てられたリソース量が予め定められた値より大きい場合には、予測精度に関する評価の高いモデルを優先的に選択する。一方、予測部１４２に割り当てられたリソース量が予め定められた値より小さい場合には、計算時間に関する評価の高いモデルを優先的に選択する。
【００９７】
本実施形態において、パラメータ決定部２３６は、モデル格納部１３２に格納された１以上のモデルのそれぞれについて、取得部１２２が取得した実績情報の少なくとも一部、及び、取得部１２２が取得した現象の実績値の少なくとも一部に基づいて、当該モデルのパラメータを決定する。例えば、パラメータ決定部２３６は、取得部１２２が取得した現象の実績情報、及び、当該現象に寄与する因子の実績情報のうち、一部の期間における情報を学習データとして、各モデルのパラメータを決定する。
【００９８】
パラメータ決定部２３６は、モデル評価部２３２が各モデルを評価する前に、各モデルのパラメータを決定してよい。パラメータ決定部２３６は、モデル評価部２３２において利用可能と判断されたモデルについてのみ、パラメータを決定してもよい。パラメータ決定部２３６は、モデル選択部２３４により選択されたモデルについてのみ、パラメータを決定してもよい。
【００９９】
図３は、データテーブル３００の一例を概略的に示す。本実施形態において、データテーブル３００は、農地ＩＤ３１０と、日付３２０と、位置情報３３０と、現象情報３４０と、因子情報３５０とを対応付けて格納する。本実施形態において、現象情報３４０は、生育具合３４２に関する情報と、生育イベント３４４に関する情報とを含む。また、因子情報３５０は、気象情報３５２と、土壌情報３５４と、栽培品種３５６に関する情報と、作業内容３５８に関する情報とを含む。
【０１００】
データテーブル３００は、取得部１２２により取得され、情報格納部１２４に格納された情報の一例であってよい。データテーブル３００は、サンプル情報の一例であってよい。生育具合３４２に関する情報、及び、生育イベント３４４に関する情報は、予測システム１００による予測の対象となる現象の実績情報の一例であってよい。気象情報３５２、土壌情報３５４、栽培品種３５６に関する情報、及び、作業内容３５８に関する情報のそれぞれは、予測システム１００による予測の対象となる現象に寄与する１種類以上の因子の少なくとも１つの実績情報の一例であってよい。日付３２０に関する情報、及び、生育イベント３４４に関する情報は、時間情報の一例であってよい。生育イベント３４４は、現象が起きたタイミングの一例であってよい。
【０１０１】
図４は、データテーブル４００の一例を概略的に示す。本実施形態において、データテーブル４００は、モデルＩＤ４１０と、数式モデル４２０と、制約条件４３０とを対応付けて格納する。本実施形態において、数式モデル４２０は、数式４２２に関する情報と、パラメータ値４２４に関する情報とを含む。
【０１０２】
数式モデル４２０は、例えば、現象を目的変数とし、１種類以上の因子のそれぞれに対応する１以上の説明変数と、１以上の説明変数のそれぞれに対応するパラメータとを用いて目的変数を表す。制約条件４３０は、モデルを利用することができる条件を表す。モデルを利用することができる条件は、当該モデルを利用した場合に、予め定められた値よりも高い予測精度で予測値を算出することができる条件であってよい。モデルを利用することができる条件は、当該モデルを利用した場合に、予め定められたリソースを用いて予め定められた時間よりも短時間で予測値を算出することができる条件であってもよい。
【０１０３】
データテーブル４００は、モデル格納部１３２に格納されたモデルに関する情報の一例であってよい。なお、データテーブル４００において、ｆは目的変数であり、Ｘ、Ｙ及びＺのそれぞれは説明変数である。また、ａ、ｂ、ｃ及びＫのそれぞれは、パラメータであり、ｉは、例えば、１からｊまでの正の整数であり、ｊは予測日における育成日数であってよい。
【０１０４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  通信回線、１００  予測システム、１０２  センサ、１０４  ユーザ端末、１１０  情報提供サーバ、１２２  取得部、１２４  情報格納部、１２６  補完部、１３２  モデル格納部、１３４  モデル決定部、１４２  予測部、２３２  モデル評価部、２３４  モデル選択部、２３６  パラメータ決定部、３００  データテーブル、３１０  農地ＩＤ、３２０  日付、３３０  位置情報、３４０  現象情報、３４２  生育具合、３４４  生育イベント、３５０  因子情報、３５２  気象情報、３５４  土壌情報、３５６  栽培品種、３５８  作業内容、４００  データテーブル、４１０  モデルＩＤ、４２０  数式モデル、４２２  数式、４２４  パラメータ値、４３０  制約条件
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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