(57)【要約】  予測解釈装置において、複数ユーザのデータを格納するデータ記憶部と、前記複数ユーザ全体のデータから学習された予測モデルを格納するモデル記憶部と、対象ユーザに対する近傍ユーザを前記データ記憶部から抽出する近傍ユーザ探索部と、前記近傍ユーザを対象として、前記予測モデルに近似させた線形回帰モデルを学習する線形回帰モデル学習部と、 前記線形回帰モデルの偏回帰係数に基づいて前記対象ユーザに対する予測の解釈結果を出力する解釈結果出力部と、を備え、前記近傍ユーザ探索部は、ユーザ間の距離に基づき抽出された近傍ユーザ候補を、前記予測モデルによる前記対象ユーザの予測方向に基づいて絞り込むことにより、前記近傍ユーザを抽出する。
2020040253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ユーザのデータを格納するデータ記憶部と、
前記複数ユーザ全体のデータから学習された予測モデルを格納するモデル記憶部と、
対象ユーザに対する近傍ユーザを前記データ記憶部から抽出する近傍ユーザ探索部と、
前記近傍ユーザを対象として、前記予測モデルに近似させた線形回帰モデルを学習する線形回帰モデル学習部と、 
前記線形回帰モデルの偏回帰係数に基づいて前記対象ユーザに対する予測の解釈結果を出力する解釈結果出力部と、を備え、
前記近傍ユーザ探索部は、ユーザ間の距離に基づき抽出された近傍ユーザ候補を、前記予測モデルによる前記対象ユーザの予測方向に基づいて絞り込むことにより、前記近傍ユーザを抽出する
予測解釈装置。
【請求項２】
前記近傍ユーザ探索部は、
前記予測方向として前記予測モデルの微分係数を算出し、
前記近傍ユーザ候補についての状態と前記予測モデルによる予測結果とに対応する点と、前記対象ユーザについての状態と前記予測モデルによる予測結果とに対応する点とを結んだ直線の傾きを算出し、
前記微分係数と、前記直線の傾きとの積が負にならない近傍ユーザ候補を近傍ユーザとして抽出する
請求項１に記載の予測解釈装置。
【請求項３】
前記解釈結果出力部は、前記線形回帰モデルの偏回帰係数の大きさの順位に基づいて、各偏回帰係数に対応する項目を並べて出力する
請求項１又は２に記載の予測解釈装置。
【請求項４】
前記解釈結果出力部は、ある項目の値が変更された場合において、偏回帰係数に基づいて、変更後の予測結果を出力する
請求項３に記載の予測解釈装置。
【請求項５】
複数ユーザのデータを格納するデータ記憶部と、前記複数ユーザ全体のデータから学習された予測モデルを格納するモデル記憶部とを備える予測解釈装置が実行する予測解釈方法であって、
対象ユーザに対する近傍ユーザを前記データ記憶部から抽出する探索ステップと、
前記近傍ユーザを対象として、前記予測モデルに近似させた線形回帰モデルを学習するステップと、 
前記線形回帰モデルの偏回帰係数に基づいて前記対象ユーザに対する予測の解釈結果を出力するステップと、を備え、
前記探索ステップにおいて、前記予測解釈装置は、ユーザ間の距離に基づき抽出された近傍ユーザ候補を、前記予測モデルによる前記対象ユーザの予測方向に基づいて絞り込むことにより、前記近傍ユーザを抽出する
予測解釈方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械学習に基づく予測結果の解釈を行う技術に関連するものである。本技術の適用分野の一例として、健康予測を高い精度で行いつつ、健康に影響を与える生活習慣を独立して算出する技術がある。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械学習によって構築した予測モデルを用いて、入力データから結果を予測する技術が用いられている。【０００３】
また、得られた予測結果に関して、入力データにおけるどの要因が予測結果に大きく影響しているか等、予測結果の解釈を行うための技術も用いられている。そのような予測結果の解釈を可能とする技術として、例えばＬＩＭＥと呼ばれる技術がある。ＬＩＭＥでは、機械学習における予測モデルと、予測の解釈用モデルとを独立して算出することで、機械学習における予測結果の解釈を可能としている。【０００４】
また、予測結果の解釈を可能とする技術として、ランダム森の重要度を利用する技術（例えば特許文献１）、決定木と回帰を組み合わせることでモデルを学習する異種混合学習（例えば非特許文献１）等もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０５７３３７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Riki Eto, Ryohei Fujimaki, Satoshi Morinaga, Hiroshi Tamano; Proceedings of the Seventeenth International Conference on Artificial Intelligence and Statistics, PMLR 33: 238-246, 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述したＬＩＭＥでは、予測を高い精度で行うことができても、直観に反する解釈を与える場合があり、解釈精度が低いという問題があった。また、特許文献１及び非特許文献２に開示された技術では、予測精度を上げることと解釈精度を上げることとがトレードオフの関係にあり、両方を高い精度で実施することが難しいという問題があった。【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、機械学習による予測と、予測の解釈とを高い精度で行うことを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術によれば、複数ユーザのデータを格納するデータ記憶部と、
前記複数ユーザ全体のデータから学習された予測モデルを格納するモデル記憶部と、
対象ユーザに対する近傍ユーザを前記データ記憶部から抽出する近傍ユーザ探索部と、
前記近傍ユーザを対象として、前記予測モデルに近似させた線形回帰モデルを学習する線形回帰モデル学習部と、 
前記線形回帰モデルの偏回帰係数に基づいて前記対象ユーザに対する予測の解釈結果を出力する解釈結果出力部と、を備え、
前記近傍ユーザ探索部は、ユーザ間の距離に基づき抽出された近傍ユーザ候補を、前記予測モデルによる前記対象ユーザの予測方向に基づいて絞り込むことにより、前記近傍ユーザを抽出する
予測解釈装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、機械学習による予測と、予測の解釈とを高い精度で行うことを可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる重要生活習慣返却装置１００の機能構成図である。
【図２】重要生活習慣返却装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】重要生活習慣返却装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】重要生活習慣返却装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】近傍ユーザの抽出を説明するための図である。
【図６】重要生活習慣返却装置１００により出力される画面例を示す図である。
【図７】重要生活習慣返却装置１００により出力される画面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【００１３】
以下では本発明の一実施形態として、健康リスクに関わる重要生活習慣を提示（返却）する重要生活習慣返却装置１００について説明するが、本発明の適用分野はこれに限られるわけではなく、本発明は様々な分野において適用可能である。
【００１４】
（重要生活習慣返却装置１００の機能構成例）
図１は、本実施の形態における重要生活習慣返却装置１００の機能構成図である。図１に示すように、本実施の形態における重要生活習慣返却装置１００は、予測モデル処理部２００と、ユーザインタフェース部３００と、解釈モデル処理部４００とを有する。
【００１５】
予測モデル処理部２００は、実際にユーザがユーザ端末からアクセスする前に学習を行う処理部であり、複数ユーザの全体のデータから予測モデルを構築する。解釈モデル処理部４００は、生活習慣の改善案の提示を求めるユーザ（対象ユーザ）の近傍ユーザのデータを用いた解釈用モデルの作成等を行う。
【００１６】
本実施の形態では、重要生活習慣返却装置１００とユーザ端末とがネットワークを介して接続されることを想定しており、ユーザインタフェース部３００は、ネットワークを介してユーザ端末に画面（Ｗｅｂ画面等）を表示したり、ユーザ端末からの入力情報を受け付ける等の処理を実施する。例えば、ユーザインタフェース部３００は、生活習慣の改善案の提示を求めるユーザのユーザ端末からのアクセスを受け付ける。なお、ユーザが直接に重要生活習慣返却装置１００を操作する構成であってもよい。その場合、ユーザインタフェース部３００は、例えば、ディスプレイ及びキーボード、入出力操作可能なタッチパネル等である。以下、予測モデル処理部２００と解釈モデル処理部３００をより詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、予測モデル処理部２００は、データ取得部２０と、モデル学習部２１と、データ記憶部２２と、モデル記憶部２３とを有する。
【００１８】
データ取得部２０は、全ユーザの健康診断データ及び生活習慣の問診結果データを取得し、取得したデータをデータ記憶部２２に格納する。健康診断データ及び生活習慣の問診結果データは、例えば、これらを蓄積した所定のサーバからネットワークを介して取得される。また、取得されるデータには、健康診断データ及び生活習慣の問診結果データと紐付く形で各ユーザの属性等も含まれる。なお、健康診断データ及び生活習慣の問診結果データを、「属性」と見なしてもよい。
【００１９】
モデル学習部２１は、データ取得部２０により取得されたデータをデータ記憶部２２から読み出し、当該データを用いてユーザ全体における健康リスクの予測モデルを学習し、学習された予測モデルをモデル記憶部２３に格納する。
【００２０】
データ記憶部２２及びモデル記憶部２３はそれぞれ上述したデータを格納する。なお、データ記憶部２２及びモデル記憶部２３は、予測モデル処理部２００の外部にあってもよい。また、データ記憶部２２及びモデル記憶部２３が、重要生活習慣返却装置１００の外部のネットワーク上にあってもよい。
【００２１】
解釈モデル処理部４００は、近傍ユーザ探索部４０と、線形回帰モデル学習部４１と、重要生活習慣返却部４２とを有する。
【００２２】
近傍ユーザ探索部４０は、データ記憶部２２を参照することにより、対象ユーザに近しい属性を持ち、なおかつ、対象ユーザの予測モデルにおける予測結果と大きく外れていないユーザを近傍ユーザとして抽出する。
【００２３】
線形回帰モデル学習部４１は、近傍ユーザ探索部４０により抽出された近傍ユーザのみについて、予測モデル処理部２００で学習した予測モデルに近似する線形回帰モデルを学習し、学習した線形回帰モデルをモデル記憶部２３に格納する。この線形回帰モデルは解釈用の予測モデルであり、これを解釈用モデルと呼ぶことができる。
【００２４】
重要生活習慣返却部４２は、線形回帰モデル学習部４１で学習された線形回帰モデルの偏回帰係数をもとに、対象ユーザにとって改善すべき重要な生活習慣をユーザインタフェース部３００を介してユーザに返却する。
【００２５】
（ハードウェア構成例）
図１に示した重要生活習慣返却装置１００のブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、例えば、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現される。
【００２６】
また、重要生活習慣返却装置１００は、本実施の形態に係る処理を行うコンピュータで実現してもよい。図２は、重要生活習慣返却装置１００として使用されるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、当該コンピュータは、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７を含む。
【００２７】
重要生活習慣返却装置１００における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２等のハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び書き込みを制御することで実現される。
【００２８】
プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタ等を含む中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成されてもよい。
【００２９】
また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール又はデータを、ストレージ１００３又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、本実施の形態で説明する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
【００３０】
メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）等と呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の実施の形態に係る処理を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール等を保存することができる。
【００３１】
ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  ＲＯＭ）等の光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ等の少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記録媒体は、例えば、メモリ１００２又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
【００３２】
通信装置１００４は、有線又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等ともいう。
【００３３】
入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ等）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、ＬＥＤランプ等）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
【００３４】
また、プロセッサ１００１及びメモリ１００２等の各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
【００３５】
また、重要生活習慣返却装置１００は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等のハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
【００３６】
（重要生活習慣返却装置１００の動作）
次に、図１に示した機能構成を備える重要生活習慣返却装置１００の動作を図３及び図４のフローチャートを参照して詳細に説明する。以下の動作において、データ取得部２０により取得したユーザ全体の健康診断データ及び生活習慣の問診データは既にデータ記憶部２２に格納されているものとする。
【００３７】
まず、図３を参照して説明する。図３におけるＳ１０１の処理は、対象ユーザからのアクセスがある前に予め行う処理であり、Ｓ１０２は実際に重要生活習慣返却装置１００へ対象ユーザからアクセスがあった場合に行う処理である。図４は、Ｓ１０２の詳細内容を示す。
【００３８】
まず、Ｓ１０１において、モデル学習部２１が、データ記憶部２２からユーザ全体の健康診断データ及び生活習慣の問診データを読み出し、これらのデータを使用して、ＸＧＢｏｏｓｔを一例とする機械学習ソフトウェアにより予測モデルを学習する。この予測モデルにより、例えば、生活習慣のデータに基づいて、収縮時血圧を一例とする健康リスク値について、１年後、２年後、３年後の結果値を予測することができる。
【００３９】
続いて、ユーザインタフェース部３００を介してあるユーザ（対象ユーザ）のユーザ端末からアクセスを受けると、Ｓ１０２において、解釈モデル処理部４００が、対象ユーザに対する近傍のユーザのみを学習対象とする解釈用モデルを学習し、重要生活習慣返却部４２が、解釈用モデルに基づいて対象ユーザに対して重要な生活習慣を提示する。なお、「重要な生活習慣」は、予測に対する解釈結果の例である。
【００４０】
（Ｓ１０２の詳細）
以下、Ｓ１０２における解釈用モデルの学習処理、及び重要な生活習慣の提示処理の詳細を、図４のフローチャート、及び図５〜７を参照して説明する。
【００４１】
＜Ｓ２０１：近傍ユーザの抽出＞
まず、図４のＳ２０１において、ユーザインタフェース部３００が対象ユーザからのリクエストを受け付けた後、近傍ユーザ探索部４０が、対象ユーザと健康状態及び生活習慣が近しいユーザを、データ記憶部２２に記憶された全ユーザから探索し、回帰モデルを構築する際に用いる近傍ユーザの情報を線形回帰モデル学習部４１へ引き渡す。
【００４２】
なお、対象ユーザは、Ｓ１０１において学習に用いたユーザに含まれていなくてもよい。例えば、対象ユーザがユーザインタフェース部３００を介して自身の健康状態及び生活習慣を入力し、これら健康状態及び生活習慣を用いて近傍ユーザを探索することができる。
【００４３】
近傍ユーザ探索部４０が行う探索法についてより具体的に説明する。
【００４４】
対象ユーザの状態ベクトル（例えば、ＢＭＩ、収縮時血圧等の健康リスク値及び運動時間や朝食の有無等の生活習慣値を表したベクトル）をｘとし、近傍ユーザの状態ベクトルをｘ´としたとき、近傍ユーザとの距離はユークリッド距離Ｄ（ｘ，ｘ´）で表される。Ｄ（ｘ，ｘ´）が他と比べて小さい所定数のユーザを、対象ユーザの近傍ユーザとする。なお、ここでの近傍ユーザは最終的な近傍ユーザではないので、近傍ユーザ候補と称してもよい。
【００４５】
続いて、近傍ユーザ探索部４０は近似結果の妥当性に基づく近傍ユーザの絞り込みを行う。これにより、生活習慣を改善したにも関わらず健康リスク値が上がってしまうといった誤予測を防ぐ効果がある。
【００４６】
具体的には、モデル学習部２１で学習された予測モデルをｆとおいたとき、予測モデルの微分係数
【００４７】
【数１】
2020040253.tif 000003
と、対象ユーザと近傍ユーザ間の健康リスク値の傾き
【００４８】
【数２】
2020040253.tif 000004
を計算する。
【００４９】
「数１」で示される微分係数は、対象ユーザの状態を微小変化させたときのｆの変化量を表す。簡単のために、対象ユーザの状態ｘが１次元であるとすると、ｘとｆ（ｘ）とを２次元グラフで表したときに、「数１」で示される微分係数は、ｆのグラフの点（ｘ，ｆ（ｘ））における接線の傾きを表す。なお、当該微分係数を予測方向と称してもよい。
【００５０】
また、「数２」は、近傍ユーザ候補についての状態ｘ´と予測モデルｆによる予測結果ｆ（ｘ´）とに対応する点と、対象ユーザについての状態ｘと予測モデルｆによる予測結果ｆ（ｘ）とに対応する点とを結んだ直線の傾きを表す。
【００５１】
近傍ユーザ探索部４０は、対象ユーザと近傍ユーザ間の健康リスク値の傾きと、微分係数との積を計算し、それが負である場合にはそのユーザを近傍ユーザから除外する。すなわち、
【００５２】
【数３】
2020040253.tif 000005
が負となるユーザ（ｘ´）を近傍ユーザから除外する。このことは、対象ユーザの状態が変化した場合の予測値の変化傾向（予測方向）から大きくはずれた予測値を持つ近傍ユーザを、最終的な近傍ユーザから除外することを意味する。この意味を図５を参照してより具体的に説明する。
【００５３】
図５において、「Ａ」で示される曲線が予測モデルｆを表し、Ｂで示される点線が対象ユーザと近傍ユーザとの間での健康リスク値の傾きを表している。対象ユーザについて、現状の状態の点における予測モデルｆの接線の傾きが右上を向くので、予測モデルｆでは飲酒量が増えるほどＢＭＩが上がると予測されている。
【００５４】
一方、飲酒量が少ないが極端にＢＭＩの高い予測結果（ｆ（ｘ´））が得られた近傍ユーザがいた場合、近似の回帰モデルを生成した際に誤予測となる可能性がある。そのため、Ｂの点線で示すように対象ユーザと近傍ユーザとの間の傾きを求め、予測モデルｆにおける微分係数と傾きとの積が負である場合には、外れ値であるとして、当該近傍ユーザを最終的な近傍ユーザから除外することとしている。
【００５５】
図５に示すｇ（Ｃで示す直線）は、最終的な近傍ユーザのデータに基づく計算により得られた解釈用モデルである。これについては、下記のＳ２０２で説明する。
【００５６】
＜Ｓ２０２：線形回帰モデルｇの学習＞
図４のＳ２０２では、Ｓ２０１で抽出された近傍ユーザ群Ｘ´｛ｘ´∈Ｘ´｝において、線形回帰モデル学習部４１が、モデル記憶部２３に記憶されている学習済み予測モデルｆとフィッティングするような線形回帰モデルｇを解釈用モデルとして学習する。具体的には、
【００５７】
【数４】
2020040253.tif 000006
で定義される損失関数Ｌを最小化するようにｇを学習する。すなわち、近傍ユーザ群について、解釈用の線形回帰モデルｇを、予測モデルｆに近づくように学習する。ここで、πｘ（ｘ´）は損失関数の重み係数を表しており、
【００５８】
【数５】
2020040253.tif 000007
で定義される。距離が近いユーザほど損失関数を重視するため、より対象ユーザに近いユーザにフィッティングする解釈用モデルを学習する機構となる。解釈用モデルを学習した後、線形回帰モデル学習部４１は、重要生活習慣返却部４２へ解釈用モデルの偏回帰係数を引き渡す。なお、ある偏回帰係数は、その偏回帰係数に対応する項目以外の項目の値を固定してその偏回帰係数に対応する項目の値を増加させた場合の予測結果の増加量（もしくは減少量）を示す。
【００５９】
＜Ｓ２０３：重要な生活習慣を返却＞
Ｓ２０３において、重要生活習慣返却部４２は、線形回帰モデル学習部４１から渡された偏回帰係数に基づいて、重要な生活習慣を対象ユーザに返却（提示）する。具体的には下記のとおりである。
【００６０】
生活習慣の一例として運動時間をｉ１とおく。このとき、ｉ１を変更したときに健康リスク値ｇがどの程度変動するかを示す偏回帰係数
【００６１】
【数６】
2020040253.tif 000008
の値が、運動時間の健康リスクに対する重要度となる。つまり、偏回帰係数の値が大きい生活習慣は、健康リスクへの影響が大きいということである。
【００６２】
重要生活習慣返却部４２は、線形回帰モデル学習部４１が返却した偏回帰係数のリスト
【００６３】
【数７】
2020040253.tif 000009
を受け取り、受け取った偏回帰係数のリストに基づいて、ユーザ端末への情報提示を行う。
【００６４】
例えば、重要生活習慣返却部４２は、偏回帰係数及びそれに対応する生活習慣を偏回帰係数の降順で並び替え、ユーザインタフェース部３００を介してユーザ端末へ返却する。ここで提示された生活習慣は、対象ユーザにとって改善すべき生活習慣となる。上にあるものほど重要なものである。
【００６５】
図６、図７に、重要生活習慣返却部４２からユーザ端末に提示される画面例を示す。
【００６６】
図６は、偏回帰係数の降順で並び替えた生活習慣が表示された画面の例である。図６の例では、運動習慣（「１日３０分以上の運動習慣がある」）が健康リスクに最も影響の大きな生活習慣であることがわかる。この例では、現状の生活習慣も表示されるようになっており、この対象ユーザは、「１日３０分以上の運動習慣がある」は「はい」であることがわかる。
【００６７】
また、対象ユーザは、図６に示す画面上で、現状の生活習慣を変更することで、健康リスクの予測値がどの程度変動するを確認する生活習慣の変更シミュレーションを行うことができる。
【００６８】
図７は、ユーザ端末に表示される生活習慣の変更シミュレーション結果の画面例を示す。図７において、「ｂｅｆｏｒｅ」で示される各健康リスク値は、現状の生活習慣から予測された値である。
【００６９】
例えば、対象ユーザが、生活習慣ｉｋを変更する。その変更量をΔｉｋとする。変更の情報はユーザ端末から重要生活習慣返却部４２に通知され、重要生活習慣返却部４２は、変更後の健康リスク値を、生活習慣ｉｋに対応する偏回帰係数とΔｉｋとを用いて
【００７０】
【数８】
2020040253.tif 000010
として計算し、ユーザインタフェース部３００を介してユーザ端末の画面に表示する。図７の例では、生活習慣変更後の各健康リスク値が「ａｆｔｅｒ」として示されている。対象ユーザは、生活習慣の変更操作を繰り返すことで、生活習慣の改善と健康リスク値の変動との関係を視覚的に知ることができるようになる。
【００７１】
（重要生活習慣返却装置１００の作用及び効果）
重要生活習慣返却装置１００は、個々のユーザに対して健康リスクと関係の深い重要生活習慣を高い精度で提示することができる。
【００７２】
また、本実施の形態における重要生活習慣返却装置１００は、結果の解釈と予測とを独立して行うことから、予測対象に合わせた予測モデルを開発者が選択することができる。
【００７３】
また、近傍ユーザを抽出する際に、単純に属性の近いユーザのみを抽出する場合には、妥当性の低い解釈結果が生成されることがあるが、本実施の形態にかかる重要生活習慣返却装置１００では予測モデルを用いて近傍ユーザの絞り込みを行っているため、妥当性の高い解釈結果（精度の高い解釈結果）を得ることができる。
【００７４】
（他の適用分野の例）
以上、説明したように、本実施の形態における重要生活習慣返却装置１００は、コントロール可能な変数であるユーザの生活習慣に基づいて、他の変数であるユーザの健康リスク値を予測するとともに、その予測結果を解釈することで、生活習慣の改善効果を提示する。
【００７５】
このように、コントロール可能な変数に基づいて他の変数を予測する分野であれば、本発明により、健康以外の分野でも、予測、及び妥当性の高い予測結果の解釈を行うことが可能である。
【００７６】
例えば、ユーザをターゲットとして動画を推薦するサービスにおいて、個々のユーザに対して、どのような動画推薦を行えばよいかをチューニングすることができる。この場合、動画の視聴履歴等をコントロール可能な変数として用い、推薦すべき動画を他の変数として予測し、本発明の手法により予測結果の解釈を行うことで、個々人に適した推薦方法をチューニングできる。
【００７７】
（実施の形態のまとめ）
以上、説明したように、本実施の形態により、複数ユーザのデータを格納するデータ記憶部と、前記複数ユーザ全体のデータから学習された予測モデルを格納するモデル記憶部と、対象ユーザに対する近傍ユーザを前記データ記憶部から抽出する近傍ユーザ探索部と、前記近傍ユーザを対象として、前記予測モデルに近似させた線形回帰モデルを学習する線形回帰モデル学習部と、 前記線形回帰モデルの偏回帰係数に基づいて前記対象ユーザに対する予測の解釈結果を出力する解釈結果出力部と、を備え、前記近傍ユーザ探索部は、ユーザ間の距離に基づき抽出された近傍ユーザ候補を、前記予測モデルによる前記対象ユーザの予測方向に基づいて絞り込むことにより、前記近傍ユーザを抽出する予測解釈装置が提供される。
【００７８】
上記の構成により、機械学習による予測と、予測の解釈とを高い精度で行うことが可能となる。なお、重要生活習慣返却装置１００は、予測解釈装置の例である。重要生活習慣返却部４２は、解釈結果出力部の例である。
【００７９】
前記近傍ユーザ探索部は、前記予測方向として前記予測モデルの微分係数を算出し、前記近傍ユーザ候補についての状態と前記予測モデルによる予測結果とに対応する点と、前記対象ユーザについての状態と前記予測モデルによる予測結果とに対応する点とを結んだ直線の傾きを算出し、前記微分係数と、前記直線の傾きとの積が負にならない近傍ユーザ候補を近傍ユーザとして抽出するようにしてもよい。この構成により、近傍ユーザを適切に抽出できる。
【００８０】
前記解釈結果出力部は、前記線形回帰モデルの偏回帰係数の大きさの順位に基づいて、各偏回帰係数に対応する項目を並べて出力することができる。また、前記解釈結果出力部は、ある項目の値が変更された場合において、偏回帰係数に基づいて、変更後の予測結果を出力することができる。この構成により、例えば、ユーザは、項目の変更シミュレーションを行うことができる。
【００８１】
（実施形態の補足）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。実施の形態で述べた処理手順については、矛盾の無い限り処理の順序を入れ替えてもよい。処理説明の便宜上、重要生活習慣返却装置１００は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従ってユーザ装置１０が有するプロセッサにより動作するソフトウェア及び本発明の実施の形態に従って基地局２０が有するプロセッサにより動作するソフトウェアはそれぞれ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。
【００８２】
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
【００８３】
「含む（include）」、「含んでいる（including）」、及びそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
【００８４】
本開示の全体において、例えば、英語でのａ、ａｎ及びｔｈｅのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含み得る。
【００８５】
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【００８６】
本特許出願は２０１８年８月２４日に出願した日本国特許出願第２０１８−１５７７１８号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８−１５７７１８号の全内容を本願に援用する。
【符号の説明】
【００８７】
１００  重要生活習慣返却装置
２００  予測モデル処理部
２０  データ取得部
２１  モデル予測部
２２  データ記憶部
２３  モデル記憶部
３００  ユーザインタフェース部
４００  解釈モデル処理部
４０  近傍ユーザ探索部
４１  線形回帰モデル学習部
４２  重要生活習慣返却部
１００１  プロセッサ
１００２  メモリ
１００３  ストレージ
１００４  通信装置
１００５  入力装置
１００６  出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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