February. 2017

No.

135

The Institute of
Statistical Mathematics

02

響き合う人とデータ ̶ 統数研プロジェクト紹介
第 8 回「物質科学への応用に向けた位相的統計理論の構築」

06

シンポジウム報告「ANU-UC-ISM Joint Symposium on Environmental Statistics 2016」の開催について「Training on Advanced Statistical Analysis in "R" for Forest Resource Management 2016」
共同開催報告07

研究教育活動08

統数研トピックス
滋賀大学データサイエンス教育研究センターと研究協力に関する協定を締結
台湾経済部「平成 28 年度日台技術協力研修」のため来所
大学共同利用機関シンポジウム2016の開催
神奈川県立横浜翠嵐高等学校、開智中学・高等学校の見学受入れ
SC16に出展／平成 28 年度統計数理研究所子ども見学デーの実施
情報・システム研究機構永年勤続者表彰式

11

総合研究大学院大学複合科学研究科統計科学専攻関係

11

お知らせ
公開講座

13

共同利用
H28 年度共同利用公募追加採択課題13

外部資金・研究員等の受入れ
平成 28 年度受託研究・受託事業等の受入れ
外来研究員の受入れ／寄附金の受入れ

14

人事

14

刊行物
Research Memorandum（2016.10～2017.1）
Annals of the Institute of Statistical Mathematics

16

コラム

情報・システム研究機構

2016 年 10月－12月の公開講座実施状況
統計数理セミナー実施報告（2016 年 11月～ 2017 年 1月）
2016 年公開講演会「明日の天気・将来の天気：シミュレーションと統計数理」

大学共同利用機関法人

CONTENTS

統計数理研究所ニュース

News

響き合う

人とデータ

統数研プロジェクト紹介

トポロジーを応用した統計理
ソフトマターの構造解明を目
晶構造を持つ物であれば、比較的容は、データの「形」を定量的に記述す

易にその形状を記述することができる理論を確立し、ソフトマターの構造る。だが、ガラスのようなアモルファス

解析へ応用することがテーマ。高機（非晶質）状態の物質の場合は、一能ガラス材料や、疾患関連タンパク

筋縄ではいかない。これらの構造は単質のフォールディング構造解析といっ

一の大きさの構造を持たないことから、た挑戦的基礎研究を実施している。

マルチスケールで考える必要があり、

東北大学原子分子材料科学高等

それを記述しようとすると情報量は膨研究機構の平岡裕章教授を研究代大になってしまう。

表者とし、統計数理研究所からは福こうした課題にまったく新しい角度か▲福水健次教授

記述困難だった非晶質の構造を位相的に捉える新たな方法論
ガラスやタンパク質など、複雑な原ら解決への道筋を照らし出したのが、トポロジーを応用した位相的データ解
析の手法だ。科学技術振興機構のチーム型研究「CREST」に採択されいる（図１）。

「穴」の数をマルチスケールで数える
パーシステントホモロジー

た「ソフトマター記述言語の創造に向トポロジーでは、連続的に移り合う

けた位相的データ解析理論の構築」

図形は同じとみなす。たとえば、「穴が子配置構造を持つソフトマター。長年一つ」という共通の性質を持つ「取っにわたり、その構造を適切に記述する

手のついたマグカップ」と「リング状の方法の開発が求められてきた。というドーナツ」は、それぞれを引き伸ばしたのも、物の構造は、機能と密接な関り曲げたりすることで、切り貼りをしなく連があるからだ。例えば、材料の分子ても移り合える。したがって、この二つ構造は、その材料の持つ硬さや柔らの物体は、トポロジー的には同じという

かさや強靭さといった特性に直結すことになる（図 2）。

る。材料の設計やネットワークの制御

今世紀になって、このトポロジーをなどを検討する際にはまず、対象とす応用した新たなデータ解析手法が開る物の形を記述し、特徴づけをするこ発された。それが、データの位相的・とが不可欠だ。
物の形は、三角形の集まりとして記述することで代数的な扱いが可能になる。基本構造の繰り返しからなる結02

水健次教授と栗木哲教授が参画してThe Institute of Statistical Mathematics

幾何学的情報を抽出することによって
図1：研究の推進体制。プロジェクトチー
ムは純 粋 数 学、応用数 学、統 計 科 学、
確率論、物質科学など幅広い分野の研究者で構成されている。

解 析を 行う「位 相 的 デ ータ 解 析（Topological Data Analysis＝
TDA）
」だ。

第

8

論で
指す

回 「物質科学への応用に向けた位相的統計理論の構築」
ガラス、タンパク質、コロイドなど柔らかい物質、いわゆる「ソフトマター」は、その物質を構成する単位がいずれも複雑な幾何構造を形成している。新材料の開発や難病の治療法確立には、関連するソフトマターの構造解明が不可欠だ。トポロジー（位相幾何）を応用した位相的データ解析という新たな数学的手法によって、この構造を明らかにするための記述法を開発するプロジェクトで、統計数理研究所は位相的統計理論の構築を担っている。

いスケールでは不連続

いいか、記述子がわからなかったのでな集合として見えてします」と福水は説明する。

うし、大きいスケールでこうした記述法の開発は、「ガラスとは小さいリングがつぶれは何か」という基礎科学上の大問題てしまうなど、適 切なスへの理解を深めるのに役立つ。同時

ケールの設定が難しい。

に、産業にとっても、情報ストレージやこれに対し、パーシス

太陽光パネルなどのガラス材料開発

テントホモロジーを用いにも直接的に結びつく。平岡教授率

れば、トポロジー的に同いるグループの成果は、2016 年 6月に

TDAは「パーシステントホモロジー」

じとみなせる「穴」の生成と消滅の様

米国科学アカデミー紀要「Proceedings

をキーテクノロジーとする。
「ホモロジー」

子をマルチスケールに捉えることができof the National Academy ofは、図形を点と線と三角形の集まりでる（図 3）。その表現法にはバーコード

Sciences」オンライン速報版に掲載記述したうえで、そこに含まれる「穴」と「パーシステント図」の2種類がある。

され、世界中の注目を集めた。

図 2：トポロジーは、物の形を連続変形させた際に保たれる性質に着目した数学の一分野。左のマグカップと右のドーナ
ツは、「穴が一つ」という特性を保ったまま移り合うことから、同一とみなされる。

の数を数えるもの。ただ、これだけではガラスは結晶とは異なる乱れた3 次「ガラスとは何か」という命題を数学的な手法で解き明かす

元原子配置を持っており、その構造をの数だけではなく、サイズや形、階層

プロジェクトチームはすでに、TDA構成される中距離構造を調べる必要

性などの情報までも同時に見ていく。

を用いてガラスに含まれる階層的な幾がある。しかし、これまでの方法では、

ノイズのある有限個のサンプルから何構造の解明に成功している。
「アモ

それぞれの原子の周辺の短距離構造

真の構造を捉えようとするとき、どのよ

ルファスであるガラスの分子構造は、までしか調べることができなかった。

うな解像度（スケール）で見るかによっ

規則性がないように見えて実はある。

中距離構造を記述する際のポイントて、見え方は違ってくる。例えば、小さただ、物性を予測するのに何を見ればは二つある。一つは、多くの原子から複雑な構造に対応できないことから、
パーシステントホモロジーではさらに穴明らかにするには、広範囲の原子でなる多体系の特徴をどのように記述するか。もう一つは、短距離から中距離までのマルチスケール性をどのように扱うか。プロジェクトはこれらの課題を、
パーシステントホモロジーを用いた
図 3：パーシステントホモロジーの概念。複数の点が時間の経過とともに膨らむと、点が連結して中央に「穴」が生まれるが、この穴は、さらに膨らむと押しつぶされて消滅する。パーシス
テントホモロジーは、その経過を表現する。

TDAで解決した。
具体的には、原子配置を空間内の点の集まりとみなし、そこに含まれるリ

The Institute of Statistical Mathematics

03響き合う人とデータ

統数研プロジェクト紹介

ることを明らかにしたのは、大きな発見だった（図 5）。ここで得られた知見を基に、プロジェクトはガラスの硬さの起源にあたる中距離秩序構造の記述などにも成功している。

パーシステント図のデータ解析に機械学習的なアプローチを導入
今回のプロジェクトで、福水がチー
ムリーダーを務める統計班では、ガラ▲栗木哲教授スの相転移の特徴づけなどに役立つ

図 5：図 4のガラス相のパーシステント図に存在する典型的なリング構造。パーシ
ステント図は緑色のリングを捉えたもの。
赤球はO 原子、青球はSi 原子を表す。

データ解析手法の確立に取り組んでいる。液状のシリカを急冷した際、液3 次元原子配置データを取得し、これングや空洞といった「穴」に着目する相からガラス相へ変わる瞬間の温度を基に計算を行い、パーシステント図

マルチスケールデータ解析を可能にすを特定するものだ。

を作成する。ここまでが図4の状態だ。

る。これによって、シリカ（SiO₂）など

データとしては、プロジェクトメンバー

従来の物理学的方法では、MDシのガラスについて、液体とガラス状態である中村壮伸氏（東北大）らが作

ミュレーションデータからエンタルピーの内部構造の違いを幾何学的に特成した、原 子・分 子 の 動きをコン

曲線を描いて微分の推定を行い、そ徴づけた（図 4）。なかでも、ガラス状

ピュータ上で再現するSiO₂ 分子動力の不連続点を推定する。だが、この態において、原子配置のリング構造

学（MD）シミュレーションデータを用方法では精度に限界があった。そこでに階層性を持った秩序構造が存在すいる。まず、温度を変えて80セットの

今 回、福 水らはパーシステント図のデータ解析にあたり、カーネル法による機械学習を導入。非ベクトル的なデータをベクトル化することで、系統的データ解析を可能にした。
「データセットから起こした多くのパーシステント
図を記述子として、最終的に転移点を数値にまで落とし込むことを目標としました」と福水は振り返る。
データセットから得た80 個のパーシ
ステント図から、カーネル変化点検出法によって液相とガラス相の転移点を検出したのが図 6だ。縦軸は変化の度 合いを示し、横 軸は温 度を表す。
35 番目あたりの温度で鋭いピークを

図 4：SiO₂ の原子配置（左）とそのパーシステント図（右）。ガラスは液体と異なり三つの曲線のような帯状領域を持つ。
図 4、5 のデータは中村壮伸氏（東北大）より提供。
参考：T.Nakamura et al.（2015）Nanotechnology, Y.Hiraoka et al.（2016）PNAS.

04

The Institute of Statistical Mathematics

取り、これが相転移の瞬間だ。
この数値化したベクトルに対してさらにカーネル主成分分析を行い、2 次元で表現したのが図 7。福水は「変化点

第

8

回

「物質科学への応用に向けた位相的統計理論の構築」

ラー標数法を研究してきた栗木も、プ
ロジェクトへの展開に意欲を燃やす。これまでに、この手法を用いてイネの遺伝子相互作用の検出などに実績を上げてきた（図 8）。
「このプロジェクトを通じ、純粋数学や確率の研究者ともダイレクトにディスカッションをする機会を得て、刺激を受けています。自分の研究がどのような形で役立てられるか、熟図6：カーネル法による主成分分析の結果。
ピークを取るところが変化の最も大きい温度を示している。

考しているところです」と栗木は話す。

図 7：図 6で検出したベクトルに対し、さらにカーネル主成分分析を行い、2 次元で表現することによって、液相とガラス相の変化点が明確となった。

数学的手法の最大の特徴である「普遍性」は、実社会におけるさまざまな課題解決への可能性を秘める。この検出の結果に基づいて液相を赤、ガラ

変化をパーシステントホモロジーによっ

プロジェクトの成果は、物性をデータ科

ス相を青で色付けしてみると、転移するて解明していくことなどだ。

学的に予測するマテリアルズインフォマ

ポイント、つまり液体と固体の境界が明

パーシステントホモロジーと同様に応確であることがわかりました」と話す。

用ホモロジーの一種である期待オイ

新材料の開発や難病治療など
幅広い分野に応用できる
普遍的手法
機 械 学 習のアプローチによって、

1りと示された。このことで、パーシステン

9を記述するのに適した手法であることが証明されたわけだ。今後はさらに、物質の電気伝導性や熱伝導率を推定する方法への展開も視野に入ってくる。

4

5

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7

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（広報室）
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複雑な構造を持つソフトマターの特徴

3開も期待されている。

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SiO₂の液相とガラス相の境界がはっき
トホモロジーによるTDAが、階層的で2

ティックスや、ビッグデータ解析への展

8
7
6
5

「実際に材料を作ってその性質を調べるには、多大な時間と労力とコストがかかります。TDAによってコンピュー
タ上のシミュレーションで望ましい物質

4
3の候補を絞ることができれば、物質探索の大幅な効率化が期待されます」。
福水は、このプロジェクトの研究の意
義をそのように語る。次なるテーマは、
タンパク質など高分子の形状の時間

2

100cM

20 16 -20
12 -16
8 -12
4- 8
0- 4

図 8：栗木が期待オイラー標数法・チューブ法を用いて、「致死遺伝子」となる二つの遺伝子の相互作用を確認した例。信号の統計的有意性を評価することにより、発見の偽陽確率をコントロールできる。

The Institute of Statistical Mathematics

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シンポジウム報告
Report「ANU-UC-ISM Joint Symposium on Environmental Statistics 2016」の開催について平成 28 年 12月3日、キャンベラ大学（オーストラリア）を会 場に、ANU-UC-ISM Joint
Symposium on Environmental Statistics
2016 が開催されました。本シンポジウムは平成 26 年度に締結したオーストラリア国立大学との学術研究協定（MOA）に基づいて開催したものです。開催に当って、オーストラリア
国立大学のAlan Welsh 先生、キャンベラ大
学のShuangzhe Liu 先生、そしてウーロンゴ
ン大学のRobert Clark 先生にはシンポジウムの計画から運営まで多大なご協力をいただきました。シンポジウム当日は、オーストラリアから5 名、日本から3 名の講演があり、非常に活発な議論がで進されました。今後とも本分野の共同研究等を推進していきき、本研究分野での日本とオーストラリアとの研究交流が推ます。

（金藤浩司）

Report「Training on Advanced Statistical Analysis in "R" for Forest Resource
Management 2016」共同開催報告
平成 28 年 12月13-14日の二日間に渡り、ベトナム・ハ
ノイ の MOU 締 結 研 究 機 関 Forest Inventory andPlanning Institute, Vietnamにおいて、統計数理研究
所リスク解析戦略研究センター、Forest Inventory andPlanning Institute, Vietnam の共催により、「Trainingon Advanced Statistical Analysis in "R" for Forest
Resource Management 2016」を開 催しました。ベトナ
ムにおける森林管理の実施に関わる人材育成を念頭に、統計解析ソフトRを用いた中級レベルの統計解析の修得を目的にしました。初日の午前中はRによるデータハンドリングおよびグラフィックスなどについて、その後、単回帰分析と重回

06

帰分析を取り扱いました。2日目は、前日のレビューの後、非析を学びたいという意欲も感じられました。次回は参加者が線形回帰を紹介し、モデル選択の考え方の基礎について講

実際に直面している問題に直結するようなテーマでのワーク

義を行いました。非線形回帰においては森林資源の解析にショップ開催を期待するとのことでした。ワークショップの運営

必要な成長関数に着目し、実際の成長データを用いた講義

は、Forest Inventory and Planning Institute, Vietnamを展開しました。今回、Rの初歩的な操作を行ったことがあのNguyen Hung Dinh 氏らが中心に行いました。尚、今る参加者が多く、より上級レベルを目指してR および統計分

回の参加者は12 名でした。

The Institute of Statistical Mathematics（吉本 敦）

研究教育活動
Report2016年10月－12月の公開講座実施状況
平成 28 年度後期公開講座は10月25日（火）から始まりま「生物多様性と統計数理」の講義が行われました。午前は多様性指数の数理や推定、午後は観察できない生き物の推した。
10月25日（火）から27日（木）までの3日間、当研究所の定について統計数理ではどう実践しているのかを中心に幅

土屋隆裕教授による「標本調査データの分析」が開講され広い内容の講義をしました。受講生は、北海道・香川・鳥ました。層や集落、不等抽出確率などを用いて抽出された取・滋賀など、遠方からの参加者が含まれており、この講義

標本データの分析について、土屋教授による理論の解説と、への関心の高さが窺えました。

（情報資源室）

パソコンを用いた実習を行いました。実習では、土屋教授が受講生一人ひとりに丁寧な指導をしました。
11月28日（月）は、東京工業大学の鈴木大慈准教授による「統計・機械学習における確率的最適化」の講義が行われました。午前の講義はスパース推定正則化学習法および確率的最適化の定式化を、午後の講義では確率的最適化の高速化とバッチ型手法および確率的最適化の発展的話題について講義をしました。スパース推定に用いる正則化や推定手法の解説から、確率的最適化の枠組み、基本的な手法とその理論的な性質を解説しました。また定員を50 名から100 名に増やしましたが、申込者数は定員を大幅に超える事となりました。
12月20日（火）は、当研究所の島谷健一郎准教授による公開講座「統計・機械学習における確率的最適化」資料より

Report

統計数理セミナー実施報告（2016年11月～2017年1月）
毎週水曜 16 時から所内研究教育職員および外部の方が 1 人 40 分ずつ、1日に2 人の講演を行っています。
（2016 年 11月～ 2017 年 1月）のセミナーは下記の通り行われました。
日 程

氏 名

2016年 11月 9日

タイトル

Evgeny Spodarev

An inverse problem in the theory of inﬁnitely divisible random ﬁelds

11月 9日北野 利一

気候モデルから得られる多数のアンサンブル標本を活用した極値統計解析

11月16日土屋 隆裕

複数回答をめぐる諸問題

11月16日石垣 司

ビッグデータ環境下での“個”の消費行動モデリングとその活用のために

11月30日田村 義保

福島第一の現状

11月30日中野 純司

平行座標プロットによる集約的シンボリックデータの可視化

12月 7日清水 信夫

カテゴリー変数を含む集約的シンボリックデータのモデリング12月 7日藤澤 洋徳

拡張モデルを利用した外れ値の割合をも同時推定するロバスト推定

12月14日逸見 昌之

連続共変量がカテゴリー化されている場合の回帰係数の統合法について

12月14日吉野 諒三

国際比較調査の知見の幾つか

12月21日宮里 義彦

有向グラフ上のマルチエージェント系の協調制御

12月21日本橋 永至

テレビ広告とクチコミの長期効果を考慮したクロスメディア分析

2017年 1月11日

Mathias Drton

A Bayesian information criterion for singular models

1月11日

川崎 能典

Eﬀective search for masked explanatory variables in linear regression

1月25日

吉本 敦

異時点間の空間的集約を伴う資源管理の離散最適化モデリング

1月25日

柳松

Recent development on learning sparse changes between graphical models

セミナーの開催予定はホームページにてご案内しています。http://www.ism.ac.jp/（メディア開発室）

The Institute of Statistical Mathematics

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Report2016 年公開講演会「明日の天気・将来の天気：シミュレーションと統計数理」
教育・文化週間の行事として、公開講演会を2016 年 11

モデルです。地球全体の計算結果から個々の地域の気候

月1日に開催しました。以下の3 件の講演を企画し、95 名の変化を調べるための、ダウンスケーリング手法およびアンサン

聴講がありました。

ブル予測手法の紹介がありました。

1. 地域的な気候の変化をどう表すのか？
（高薮出・気象2.なぜ天気予報は当たるのか？そして、なぜ天気予報は

庁気象研究所）外れるのか？
（伊藤耕介・琉球大学理学部）

地球スケールから風鈴スケールに及ぶ大気現象、その予

近年の天気予報は、数値計算能力、観測技術、データ測に使われるのは、全球モデルと呼ばれる地球全体の物理

同化理論の発展により、予測精度の向上が見られます。一方で、台風の強度や局地豪雨のように予測が難しい対象もあります。天気予報の仕組みとその難しさ、および将来的な取り組みの紹介がありました。
3. 統計数理で気候変動をさぐる（中野慎也・統計数理研
究所）「気候」というものが日々変化する気象を長期的に見たものだとすると、気候変動は気象の統計的な特性の変動と捉えられます。台風の統計的モデリングを通した、過去数十年の気候変動への取り組みの紹介がありました。
（オーガナイザー：上野玄太）

統数研トピックス
Report滋賀大学データサイエンス教育研究センターと研究協力に関する協定を締結
2016 年 10月31日に、統計数理研究所と国立大学法人滋賀大学データサイエンス教育研究センターは、相互に研究交流の促進を図り、学術及び科学技術の発展に寄与することを目的とした研究協力に関する協定を締結しました。締結日当日は、統計数理研究所所長室に於いて、滋賀大学からは、須江理事（社会連携担当）と竹村データサイエンス教
育研究センター長が来所され、統計数理研究所からは樋口所長、川崎統計思考院長が出席し、調印式が行われました。調印終了後は、出席者全員で記念撮影ののち今後の研究協力に係る意見交換が行われました。

（広報室）

Report台湾経済部「平成28年度日台技術協力研修」のため来所
平成 28 年 9月28日（水）に、台湾経済部の政府関係職
員 5 名が、「平成 28 年度日台技術協力研修」の一環として、本研究所に来所しました。当日のプログラムは、日本語と中国語の同時通訳で、樋口所長による「研究所の紹介」、山下教授による「信用リスク」と題した研究紹介、岡本 URAによる「公的ミクロデータ」と題した研究紹介がそれぞれ行
われました。その後、施設見学が行われ、足立統計科学技術センター副センター長によるスパコン等の紹介がありました。インド統 計 研 究 所、中 央 研 究 院 統 計 科 学 研 究 所

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The Institute of Statistical Mathematics

（ISSAS）、統計数理研究所の3 機関が、毎年、Joint カン模で活躍・貢献している様子が少しでもわかっていただけ

ファレンスを持ち回りで実施していることを紹介をした際（今たものと理解した取材となりました。今回、同時通訳で行わ年はインド）、大変興味深く聴き入っておられました。最後に、れたことは、現場での進め方の難しさを感じたと共に今後の質疑応答も行われ、充実した研修となりました。所長からの取材の参考となりました。

（企画グループ・総務担当）

ご挨拶にもございましたが、統計数理研究所が、世界的規Report

大学共同利用機関シンポジウム2016の開催
平成 28 年 11月27日（日）に、秋葉原のアキバ・スクエア

め、開場時刻が早められ、研究者トークは満席で立見が絶において、大学共同利用機関協議会および大学共同利用えないほど盛況となりました。全体を一望できる会場は、終機関法人機構長会議が主催する大学共同利用機関シンポ

始一体感に包まれ、732 名の来場者は、展示ブースでの研ジウム2016 が開催されました。

究者の説明と研究者トークの講演に、熱心に耳を傾けており

本年度は、「研究者に会いに行こう！―大学共同利用機

ました。

（URAステーション）

関博覧会―」をテーマに、統計数理研究所を軸とする広報
ワーキンググループの企画のもとで実施されました。本シンポ
ジウムは、学生を含めた一般市民の方の大学共同利用機
関に対する認知度の向上と基礎研究の面白さを伝えることを目的として、１国立大学法人、4 機構法人及び 20 機関が参加して行われました。本年度のプログラムは、各機関による研究者トークと研究紹介ブース展示に加え、4 機構のブース展示も新規に設けられ、法人としてのアピールにも力が注がれました。
入口受付には、定刻開始前から来場者の列ができたた研究者トーク

応援に来てくれた立川市キャラクター「くるりん」
と樋口所長

展示ブース

Report神奈川県立横浜翠嵐高等学校、開智中学・高等学校の見学受入れ
平成 28 年 10月21日（金）に神奈川県立横浜翠嵐高等学校の生徒 18 名と教諭 1 名が研究所を訪れました。はじめに金藤副所長による挨拶と統計数理研究所概要説明が行われ、続いて小山准教授による『多段変調装置によるマッド
パルスのモデリングと信号解析』と題した講演が行われました。講演のあとは生徒から「研究がうまくいかない時の対処法」や「自分の研究分野以外を広く学ぶ方法」などの質問が寄せられました。施設見学では田村副所長による計算機
展示室の案内とスパコンの説明が行われ、生徒は自分たち

小山准教授による研究紹介
The Institute of Statistical Mathematics

09

の生まれた頃の計算機や最新のスパコンについての説明に熱心に耳を傾けていました。
平成 28 年 11月16日（水）に開智中学・高等学校 4 年生
1 名が「首都圏フィールド・ワーク」で研究所を訪れました。
生徒は「国民性の違いはどのような要因から生まれるのか（日米比較を中心に）」をテーマに研究しており、5 年次にはイギリスの大学で研究発表をするそうです。吉野教授より国
民性の国際比較調査について統数研の設立時の話を交えながら研究紹介を受けました。

（広報室）
吉野教授による研究紹介

ReportSC16に出展
11月14～17日にアメリカ合衆国・ソルトレークシティーで開スーパーコンピュータ関連企業や大学・研究機関等の展示催されたSC16において、ブース展示を行いました。SCは毎会も実施され、統計数理研究所も毎年出展を行っています。

年アメリカで開催さ

統計数理研究所のブースでは、ポスターや動画を用いて、れるスーパーコン

研究所の統計科学スーパーコンピュータシステム「A」やピュータやそれらをデータ同化スーパーコンピュータシステム「I」を利用した研用いた科学研究に究を中心に、来場者の皆様に紹介しました。用意していた関する国際会議でパンフレットは、機構の活動を紹介したものも含め最終日前日

す。テクニカルセッに全て無くなるほど、多くの方にお立ち寄り頂きました。
（有吉雄哉）

ションと同 時 に、Report

平成28年度統計数理研究所子ども見学デーの実施
統計数理研究所の「子ども見学デー 2016」が 10月15日

89 人が実施。白球 75,000 個、黒球 25,000 個が入った容（土）、立川スタンプラリーに参加して行われ、昨年を24 人器から300 個を取り出し、画像認識のカメラが数えた黒球の上回る391 人が訪れました。

数を赤いワッペンに書き、グラフに張り付けていきます。その恒例となった「じゃんけんゲーム」は112 人がパソコンとタ作業を何人も重ねると、75を頂点とした正規分布の富士山

ブレットで挑戦しました。子どもの様子を見て「性格が出るが描かれるはずですが、89 人では前回同様のデコボコ山んですね」とつぶやく母親。
「あー、分かった、グーが最強になってしまいました。

だ」と勝手に叫ぶ小学生。
「コンピューターには負けない」とトースター博士 &スタッツによる研究所紹介、研究所の施

時間をかけ真剣に闘い、15-0で圧勝した女性は「じっくり考

設見学も行われました。訪問者は、海上保安庁、立川拘えた」と満足そうでした。

置所など近所に勤める方の家族が多かったようです。小学部分から全体を推定するBB 弾によるサンプリング実験は生の男の子は「研究者になりたい。どうしたらいいの」と質問し、若手研究者から「算数を勉強し、本をいっぱい読むこと」とアドバイスされていました。

10

The Institute of Statistical Mathematics（広報室）

Report

情報・システム研究機構永年勤続者表彰式
平成 28 年 11月28日（月）に所長室にて、情報・システム研究機構永年勤続者表彰式が行われました。被表彰者は
極地研・統数研統合事務部共通事務センター副センター長
仲野竜也氏、同センターチームリーダー（施設担当）齋藤琢也氏で、樋口所長から表彰状が授与され、併せて記念品が贈呈されました。

（企画グループ・人事担当）

総合研究大学院大学複合科学研究科統計科学専攻関係
Report大学院説明会について
平成 28 年 11月4日（金）に、会議室 1（D222）において、
平成 28 年度第 2 回大学院説明会を開催し、17 名の参加者がありました。内容は、「入試ガイダンス」「カリキュラムの説
明及び修了後の進路紹介」「学生による学生生活と研究
テーマの紹介」などで、説明会終了後には、希望者に対して教員との面談を行いました。
（企画グループ・研究支援担当）●公開講座
一般社会人・学生を対象に、下記の公開講座を開催
します。

参考書：
●統計のための基礎数学 ●記述統計、確率分布、標準化●統計的推定 ●統計的検定 ●回帰分析と統計モデル●重回帰分析とモデル選択 ●多変量解析の概要と用例●時系列モデルの初歩

A 統計学概論

B ベイズ統計の理論・モデリング・評価について

日時：5月9日（火）～5月12日（金）10時～16時（20時間）

日時：6月7日（水）～6月8日（木）10時～16時（10時間）

講師：山下智志・荻原哲平・坂田綾香・廣瀨雅代（統計数理研究所）

講師：渡辺澄夫（東京工業大学）

申込受付：3月27日（月）
10時～4月3日（月）10時

申込受付：4月24日（月）
10時～5月1日（月）10時

受講料:20,000円

受講料:10,000円

定員：100名（応募者多数の場合は抽選）

定員：30名（応募者多数の場合は抽選）

講義レベル：初級

講義レベル：上級

統計学の入門編として基礎的な講義です。

ベイズ統計の理論・モデリング・評価について述べま

これからデータ分析・モデリングを行う初心者に必要なす。事前分布・モデル・事後分布の定義、分配関数

統計学の知識を、網羅的に紹介します。教科書的な数や損失関数などの基礎概念から始め、まず正則なモデ学による統計学の解説だけでなく、簡易なデータ分析例

ル、その後に特異モデルについてのモデル評価法を解説を適宜示すことにより、直感的な理解を深めることを目的とします。講座の目的は数学的基盤があって初めて可能にしています。

なるモデリングとその評価について解説することです。

受講者に期待する予備知識やレベル：

受講者に期待する予備知識やレベル：

高校数学程度の微積分と初歩的な線形代数の知識があることを前提としています。

お 知 ら せInformati on

ベイズ統計について合理的な観点からの設計法を学
びたいかたを期待します。情報量規準の概念は合理的な統計モデリングを実現する基盤として統数研において

The Institute of Statistical Mathematics11お 知 ら せI n fo rma t i o n

世界で初めて提案され常に最先端の研究がなされてきま

数と確率分布を用いる統計モデルという考え方から始め、した。その基礎にあるものを理解されていることを期待しまず尤度と最尤法に関する解説を行なう。複数の統計モます。現代数学の知識は必要ありませんが、数学的基

デルをデータに基づいてAICで相対評価するとき、最大盤があって可能になるモデリングとその評価について解説

対数尤度からモデルが含むパラメータ数という整数を差ししますので、数学的な方法や理解を希望されているかた引く。その数理的根拠は決して易しいものではないが、の受講を歓迎します。

実例とパソコンによるシミュレーションで数学的背景を直観

参考書：●島谷著「フィールドデータによる統計モデリングとAIC」近代科学社 2012●小西、北川著「情報量規準」朝倉書店 2004
●福水、栗木、竹内、赤平著「特異モデルの統計学」岩波書店 2004
●伊庭、種村、大森、和合、佐藤、高橋著「計算統計 2」岩波書店
2005●Gelman, A. et. al.,「Bayesian Data Analysis, Third Edition,」
Chapman & Hall/CRC, 2013.
●渡辺著「ベイズ統計の理論と方法」コロナ社 2012

的に納得した上で実データに使っていく、そのような統計

C スパース推定
日時：7月4日（火）
10時～16時（5時間）

思考力を養うことを目標に置く。
受講者に期待する予備知識やレベル：

1. 確率分布の例など、統計学の入門書の最初に記載されている内容2. 何らかの計算ソフトで統計手法を実践できる（講座の中でパソコン実習は行いません）
参考書：●島谷健一郎著 .「フィールドデータによる統計モデリングとAIC」.
近代科学社 .
●小西貞則・北川源四郎著 .「情報量規準」. 朝倉書店 .

講師：川野秀一（電気通信大学）
申込受付：5月22日（月）10時～5月29日（月）10時
受講料:5,000円

E 多変量解析法

定員：100名（応募者多数の場合は抽選）

日時：9月12日
（火）
～15日
（金）
10時～16時（20時間）

講義レベル：中級

講師：馬場康維・清水信夫（統計数理研究所）
今泉忠
（多摩大学

スパース推定とは、データ発生構造の疎性に着目した

経営情報学部）
申込受付：7月31日（月）
10時～8月7日（月）10時

統計的推定法である。近年ビッグデータ（特に、超高次受講料:20,000円

元データ）解析の一手法として注目を浴びはじめ、今後

定員：80名（応募者多数の場合は抽選）

その重要性がますます高まるものと期待されている。本

講義レベル：初級講座では、正則化法に基づいたスパース推定の入門的

多くの現象は一つの変数で観測されるものではなく多数

内容について概説する。具体的には、正則化法からはの変数の観測によって把握される。すなわち多次元のじめ、lasso 法を軸としたスパース推定法、スパース推定

データによって現象が表現される。得られた多次元のデーの推定値を得るための計算アルゴリズム、構築したスパー

タを用いて、数量の推測をする、判別をする、あるいは尺スモデルの評価方法について解説する。また、実際の解度を作る等の手法の総称が多変量解析法である。重回析例や、利用可能なソフトウェアについても紹介する。大帰分析、判別分析、数量化など、多変量解析の古典的・学初級程度の微分積分や線形代数と、学部程度の統計

標準的な手法の解説をする。平均、分散、標準偏差等、学の基礎知識は前提とします。

統計学の基礎的な概念を知っていることを前提とする。

参考文献：●Hastie, T., Tibshirani, R., Wainwright, M.（2014）Statistical
Learning with Sparsity. Chapman & Hall.

手法の数学的な説明よりは、用い方に重点をおいた解説

D 統計モデルと赤池情報量規準 AIC 1を行うが、理解をたやすくする点から、大学初級程度の線
形代数と微分積分の知識があることが望ましい。
教科書：資料を配布します。
備考：この講座は社会調査協会の社会調査士認定科目申請中です。

日時：7月26 日（水）
10時～16時（5時間）
講師：島谷健一郎（統計数理研究所）
申込受付：6月12日（月）
10時～6月19日（月）10時

詳細は、以下のwebサイトをご覧ください。

受講料:5,000円

http://www.ism.ac.jp/lectures/kouza.html

定員：70名（応募者多数の場合は抽選）
講義レベル：初級

赤池情報量規準 AICを実データへ適用するために必要な数理的背景の基本事項について解説する。確率変

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The Institute of Statistical Mathematics（情報資源室）共同利用
Report

H28年度共同利用公募追加採択課題【共同利用登録】2 件
e8

研究課題名
舞鶴湾におけるマアジの環境DNA分布に関する数値実験

尹

h5

回転円すいの外表面を上昇する液膜流れの数値シミュレーション

阿保

分野研究代表者（所属）錫鎭（北海道大学・研究員）
吉政（秋田大学・学部生）【一般研究１】1 件
分野
j3

研究課題名
人骨の形態と生前の生活の相関研究代表者（所属）五十嵐 由里子（日本大学・講師）（企画グループ・研究支援担当）

外部資金・研究員等の受入れ
Report

平成28年度受託研究・受託事業等の受入れ
委託者の名称

研究題目

研究期間

研究経費（円）学長

生態学的ビッグデータを基盤とした生物多様性パターンの予測と自然公園の実効力評価

H28.4.1～
H29.3.31

179,000

数理・推論研究系
江口 真透 教授

教育次長

「横浜市学力・学習状況調査」結果の分析チャートの研究・開発委託

H28.10.6～
H29.3.31

494,921

データ科学研究系
土屋 隆裕 教授

国立研究開発法人科学技術振興機構 分任研究契約担当者
契約部長 岩田 一彦

画像解析におけるデータ同化手法の有効性の検討H28.10.1～
H29.3.31

1,300,000

モデリング研究系
中野 慎也 准教授

国立研究開発法人科学技術振興機構 分任研究契約担当者
契約部長 岩田 一彦

基礎医学と社会医学をつなぐ離散幾
何学的モデリング

H28.10.1～
H29.3.31

3,120,000

数理・推論研究系
福水 健次 教授
早水 桃子 外来研究員

国立大学法人京都大学 学長
山極 壽一
代理人
医学・病院構内共通事務部長
川口 泰史

臨床統計家育成のための教育カリキュ
ラムの開発と標準化

H28.10.1～
H29.3.31

2,000,000

樋口 知之 所長
データ科学研究系
逸見 昌之 准教授

横浜市教育委員会
小林 力

横浜市学力・学習状況調査結果分析
チャート及び横浜市体力・運動能力調
査結果分析チャート等の作成委託

H28.11.22～
H29.3.31

969,170

データ科学研究系
土屋 隆裕 教授

気候変動予測データの統計学的解析
手法の開発

H28.4.1～
H29.3.31

国立大学法人琉球大学
大城 肇
横浜市教育委員会
小林 力

教育次長

国立大学法人筑波大学
分任契約担当役
研究担当副学長 三明康郎

11,300,000

受入担当研究教育職員

モデリング研究系
上野 玄太 准教授

（企画グループ・研究支援担当）

Report外来研究員の受入れ
研究題目

研究期間

竹林 由武

氏 名

福島県立医科大学・助教

職 名

国民生活基礎調査を利用した精神的苦悩の重篤化のモデリング

H28.10.6 ～H29.3.31

逸見

受入担当研究教育職員
昌之 准教授

Ashis
SenGupta

インド統計研究所・教授

角度の観測を含むデータのための統計的手法

H28.10.22 ～ 加藤
H28.11.21

昇吾 准教授EvgenySpodarev

ウルム大学・教授

確率場における分布型の検定

H28.11.4 ～H28.11.16

栗木

哲 教授

小野塚 亜裕子 （株）三菱化学科学技術研究センター・研究員

無機材料系仮想スクリーニングシステムの開発

H28.10.6 ～H29.3.31

吉田 亮 准教授

早水 桃子

総合研究大学院大学・学生

基礎医学と社会医学をつなぐ離散幾何学的モデリング

H28.10.1 ～H29.3.31

福水

ArthurPewseyエストレマドゥラ大学・准教授

周期的な確率密度関数を持つコピュラに関する研究

H28.12.15 ～ 加藤H29.1.9

健次 教授
昇吾 准教授The Institute of Statistical Mathematics

13

研究題目

研究期間

劉 書元

氏 名

北京大学・大学院生

職 名

日本地域地震震源メカニズムの確率分布の解析

H29.1.5 ～H29.1.24

庄

受入担当研究教育職員
建倉 准教授周 仕勇

北京大学・教授

震源機構を含める地震活動の統計モデルの開発

H29.1.13 ～H29.1.23

庄建倉 准教授二宮 嘉行

九州大学 マス・フォア・インダストリ研究所・准教授疑似相関を用いた多重性調整のための統計理論の構築および数値実験による実証

H29.1.1 ～H29.3.31

栗木

哲 教授

斎藤 侑輝

キヤノン株式会社

異種ドメイン間のクラスタマッチング法の研究H28.12.8 ～H29.3.31

福水

健次 教授

（企画グループ・研究支援担当）

Report

寄附金の受入れ
受入決定年月日

寄附者

H28.10.12

株式会社ビデオリサーチ

寄附金額（円）
200,000中村隆

データ科学研究系の研究助成

H28.12.14

第3回太平洋地域統計会議

2,800,000

樋口知之

統計数理の発展のため

H28.12.14

旭化成株式会社

250,000

担当教員

寄附目的

材料設計におけるデータ科学基盤技術の開発に対する研究助成

吉田 亮（企画グループ・財務担当）

人

事

平成28年12月1日役職者の異動
異動内容
兼

務

氏

名

上野

玄太

職 名

任 期

統計思考院副院長

平成28年12月1日～平成29年3月31日

平成28年12月1日役職者の異動
異動内容

氏

名

兼務免

足立

淳

兼務先
統計思考院副院長

外国人研究員（客員）氏 名
スロビ ピーター
Surový Peter

現 職

森林管理部局長

所 属

Czech Universityof Life Science

職 名
客員准教授

研究課題

期 間

受入教員

資源計測管理システ H28.10.14～ 吉本
ム構築に関わるスマー H28.11.4
トデバイス技術開発お
よび利用

敦 教授

（企画グループ・人事担当）

Report

外国人客員紹介●Peter Surovy

客員准教授

I am grateful to ISM, this year again, for providing me the possibility to spend another working
period here. It is a great pleasure and honor and the institute offer excellent conditions as fromprofessional so from the accommodation view.
With my host professor Atsushi Yoshimoto we were mostly focusing on applications of smart
devices for forest inventory purposes designing and developing algorithms for data acquisition,connecting in this way to our previous joint research in 3D data acquisition by motion trackers
and photogrammetry. The better and more precise data can improve in future the decision
making in forestry and forest management.

刊行物
ReportResearch Memorandum（2016.10～2017.1）
No.1201: Kondo, F., Akter, S., Yoshida, R., Development of a hierarchical model on service quality by structural equation model in Bayesian approach considering misspecification on reflective and formative dimensions（メディア開発室）

14

The Institute of Statistical Mathematics

ReportAnnals of the Institute of Statistical Mathematics
Volume 68, Number 5（October 2016）
Ivan Kojadinovic, Jean-François Quessy and Tom Rohmer
Testing the constancy of Spearman’s rho in multivariate time series …………………………………………………929
Hammou El Barmi and Ian W. McKeague
Testing for uniform stochastic ordering via empirical likelihood ………………………………………………………955
Guoyou Qin, Zhongyi Zhu and Wing K. Fung
Robust estimation of generalized partially linear model for longitudinal data with dropouts ………………………977
Mu Zhao, Yixin Wang and Yong Zhou
Accelerated failure time model with quantile information ……………………………………………………………1001
Svetlana Bizjajeva and Jimmy Olsson
Antithetic sampling for sequential Monte Carlo methods with application to state-space models ……………1025
Sigeo Aki and Katuomi Hirano
On monotonicity of expected values of some run-related distributions ………………………………………………1055
Takeshi Emura and Weijing Wang
Semiparametric inference for an accelerated failure time model with dependent truncation ………………………1073
Hanfang Yang, Shen Liu and Yichuan Zhao
Jackknife empirical likelihood for linear transformation models with right censoring ………………………………1095
Minggen Lu and Chin-Shang Li
Spline-based semiparametric estimation of a zero-inflated Poisson regression single-index model ………………1111
Tertius de Wet, Yuri Goegebeur, Armelle Guillou and Michael Osmann
Kernel regression with Weibull-type tails ………………………………………………………………………………1135

Volume 69, Number 1（February 2017）
Shuhei Mano
Extreme sizes in Gibbs-type exchangeable random partitions ……………………………………………………………1
Christophe Ley, Yvik Swan and Thomas Verdebout
Efficient ANOVA for directional data ………………………………………………………………………………………39
Qinqin Hu and Lu Lin
Conditional sure independence screening by conditional marginal empirical likelihood ……………………………63
Jun Zhang, Zhenghui Feng, Peirong Xu and Hua Liang
Generalized varying coefficient partially linear measurement errors models …………………………………………97
Huijun Guo and Youming Liu
Strong consistency of wavelet estimators for errors-in-variables regression model …………………………………121
Liwen Zhang, Huixia Judy Wang and Zhongyi Zhu
Composite change point estimation for bent line quantile regression …………………………………………………145
Yongjin Li, Qingzhao Zhang and Qihua Wang
Penalized estimation equation for an extended single-index model ……………………………………………………169
Ann-Kathrin Bott and Michael Kohler
Nonparametric estimation of a conditional density ………………………………………………………………………189
Taras Bodnar and Thorsten Dickhaus
On the Simes inequality in elliptical models ………………………………………………………………………………215
Donald E. K. Martin and Laurent Noé
Faster exact distributions of pattern statistics through sequential elimination of states ……………………………231（メディア開発室）

The Institute of Statistical Mathematics

15

コ ラム

ColumnNO.

135

U S 大学での経 験を振り返る
南 和宏

モデリング研究系

私は1999 年から約 10 年間、US 東部のダートマス大学、た。私は半信半疑であったが、その後の１年半に有名国

そして中西部のイリノイ大学に滞在した。どちらの大学もま際会議に2 件、ジャーナル1 件が続けて採択され、無事卒だ日本では馴染みのない方が多いと思われるのでこれら2業できた。そして指導教授と真剣な議論を通して信頼関係つの大学での私の経験を紹介してみたい。

を築くことの大切さを学んだ。
その後、イリノイ大学アーバナシャンペーン校にポスドク最初に行ったのはニューハンプシャー州にあるダートマス

研究員のポジションを得た。USでは卒業した大学に残って大学である。1769 年設立の全米で13 番目に古い大学ではいけないという不文律があり、私は世界中の大学、研究あり、東部の名門私立大学 8 校のアイビー・リーグ（Ivy

機関に100 通くらい応募書類を送った。幸いイリノイ大学は

League）の一つである。情報科学の分野では最近話題のコンピュータ・サイエンスでトップ5に入る有名校であり、「Artiﬁcial intelligence」という言 葉 が 最 初に作られた

Webブラウザー Mosaicの開発で有名である。私はセキュ

1950 年代の人口知能会議、そしてBasic 言語の開発で有リティを専門にするMarianne Winslett 先生の研究室に名である。冬は大変寒く氷点下 30 度くらいになり、娯楽も入った。Winslett 先生は非常に自由な研究者で、あまりオ少ない場所であったが、大学所有のスキー場でシーズン中

フィスに現れず、メールの返事をなかなかくれない方であっは毎週末スキーを楽しんだ。

た。どうしても打ち合わせをしたいときは、先生の家に押し

私はコンピュータ・サイエンス学科の博士課程に入学しかけ、キッチンで相談したこともあった。しかし先生の研究た。入ると、既に10年くらい在籍している学生もいて驚いた。

を楽しむ姿勢はすばらしく、多いに感化された。どちらかと日本では、博士前後期で5 年程度が目安と思うが、USでいうと体育会系であったKotz 先生とは全く違うタイプの研は必要な研究業績ができるまで卒業できない。また最初の究者であり、優れた研究者のスタイルに一つの答えはない

2 年は授業、宿題に明け暮れるが、2 年目が終わるまでにということを実感した。

Qualiﬁed examという筆記試験に合格しなければ退学とまたイリノイ大学には日本からも多くの研究者が訪問していう大変厳しいルールがあった。日本の大学では入学時でおり、多くの友人を得ることができた。帰国した今もイリノイ

厳しく合格者を選別するが、USはとりあえず受け入れてか大学で出会った日本人研究者とのネットワークは貴重な財

ら卒業までにふるいにかければよいという方針の違いがあ産であり、共同研究、飲み会等を通して交流を深めている。

るように思う。
3 年目以 降は研 究中心になり、私の指 導 教 授 David
Kotz 先生とユビキタス・コンピューティングにおけるセキュ
リティの研究に取り組んだ。しかし毎週のミーティングではことごとくアイデアを却下され、なかなか論文を書かせてもらえない。さらにその状況が 2 年つづき、かなり卒業への見込みに自信を失っていたある日思いがけないことが起きた。
打ち合わせの直前、今までの幾つかの課題が一度に解決できそうなアイデアを思いつき、メモに殴り書きした。その後のミーティングで、また却下されるのかと思いながらメモを見せると、しばらく黙っていたKotz 先生は突然立ち上がり「こ
れで君も卒業できるな」と、笑顔で私に握手を求めたのだっ統計数理研究所ニュース No.135（平成 29 年 2 月 25 日発行）
発行：大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構
統計数理研究所 広報委員会〒190-8562 東京都立川市緑町 10-3
TEL 050-5533-8500（代） http://www.ism.ac.jp/

指導教授 David Kotz 先生とのダートマス大学の卒業式での写真

制作：統計科学技術センター
送付先変更は、Fax（042-526-4334）
にてお知らせ下さい。