カオスダイナミクスに基づく組み合わせ最適化技法を用いた配列モチーフ解析

使用基于混沌动力学的组合优化技术进行序列基序分析

• 批准号: 15014101
• 负责人: 池口 徹
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15014101/
• 关键词: カオス; ニューラルネットワーク; 組み合わせ最適化; タブーサーチ; モチーフ; DNA; アナログ電子回路; ギプスサンプリング

ゲノム情報解析技術の急速な発展により,生命を記述する膨大な量の遺伝情報が解読されつつある.どのような情報が遺伝子のどの位置に埋め込まれているかを解析する技術の開発が急務である.この中でも特に,DNAからのモチーフ抽出は,蛋白質の機能・構造の推定に関する知見を与える重要課題である.本研究は,研究代表者らが既にその有効性生を十分に示してきたカオスダイナミクスを用いた組み合わせ最適化技法を用いて,モチーフ抽出問題に関する効果的な解法を実現する.その際,提案アルゴリズムを配列モチーフ解析問題に適した形に改良し,それをハードウェアとして実装することにより,大量の配列モチーフ解析を高速実行できる解析装置のコア部分の開発に繋げることが眼目である.本年度は,公募班として一年目であるため,以下の課題を中心に検討した.1.ギプスサンプラの改良による抽出技法の開発モチーフ抽出の従来技法の一つにギプスサンプリング法がある.この手法は,対象となる塩基配列中のモチーフ候補群から推定される尤度に比例した確率分布により,モチーフ候補を更新する手法であり,従来技法の中でも最も強力な手法の一つであるとされている.提案技法では,推定された尤度に基づいて決定論的に抽出を行うが,その際に生じる局所最適解への収束という問題を,タブーサーチ法の導入により解決を図るものである.大量の数値実験に基づく解析の結果,ギプスサンプリング法を充分に凌駕する手法であることが分かった.2.新しいタブーサーチアルゴリズムによる抽出技法の開発モチーフ抽出問題にタブー・サーチ法を適用する場合に,探索過程において不要な振動が発生することがある.そこで,探索履歴をタブーとする時間を強制的に遅延させることによる探索過程の多様化を実現する新しいタブーサーチ法を提案した.大量の数値実験に基づく解析の結果,ワーストケースにおいても従来の単純なタブーサーチ法の性能を充分に上回る性能を有することが示された.

The rapid development of technology and technology, the record of life, the expansion of the volume, the understanding of the situation, the rapid development of the technology, the rapid development of the technology, the rapid development of the technology and the rapid development of the technology. Please do not know if you are in a good position to analyze the technical information and start the emergency management. There is a special situation in which the DNA is extracted, and the protein machine is able to create a presumption that information is known and that important issues are important. In this study, the representative of the research was asked to use the most advanced techniques to solve the problem, and the solution to the problem was improved. In the world, it is proposed that the analysis system should be equipped with an improved system for the analysis of problems, and that a large number of equipment should be installed. A large number of equipment should be equipped with high-speed analysis equipment for high-speed analysis. This year's program, the public recruitment class is scheduled for one year, and the following project center is interested in the program. 1. To improve the extraction technique, to improve the extraction technique and to use the extraction technique to improve the extraction technique. In the basic arrangement, there is a presumption that there is a probability distribution, that is, an update of the technique, and that the most powerful technique in the technique is the most powerful one. The technique of the proposal is accurate, and it is presumed that there is a problem in the decision theory, and that the most effective solution to the problem is to solve the problem. A large number of basic analysis results have been analyzed, and the method has been fully used. 2. The new method of drawing out problems is to solve the problem. Do not use the same method to explore the process. Do not vibrate during the process. To explore the implementation of the proposed law on the implementation of the law on the implementation of new regulations. A large number of basic analysis results have been analyzed, and the results have been shown in the previous performance analysis.

项目成果

E.Marhdana: "An Integral Tabu Search for finding DNA Motifs"Proceedings of the 2004 RISP International Symposium on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 323-326 (2004)

E.Marhdana：“寻找 DNA 基序的整体禁忌搜索”2004 年 RISP 国际非线性电路和信号处理研讨会论文集。

上手洋子: "カオスノイズ注入型Hopfield NNによる連想記憶"電子情報通信学会技術研究報告. 103(185). 87-92 (2003)

Yoko Kami：“使用混沌噪声注入型 Hopfield NN 的联想记忆”IEICE 技术报告 103(185)。

エウィン・マルダナ: "カオスニユーラルネットワークによるNP困難問題解決法のオブジェクト指向プログラミング開発"日本神経回路学会第13回全国大会講演論文集. 228-229 (2003)

Ewin Maldana：“使用混沌神经网络解决 NP 难题的面向对象编程的开发”日本神经网络学会第 13 届全国会议论文集 228-229 (2003)。

佐藤慶一: "組み合わせ最適化問題のニューラル解法に関する理論的考察"電子情報通信学会技術研究報告. 103(136). 31-36 (2003)

Keiichi Sato：“组合优化问题的神经解决方案的理论考虑”IEICE 技术报告 103(136)。

上手洋子: "Performance of Chaos Noise Injected to Hopfield NN for Associative Memory"平成15年度電気関係学会四国支部連合大会講演論文集. 17-8. (2003)

Yoko Kami：“为联想记忆注入 Hopfield NN 的混沌噪声的性能”电气工程学会 2003 年四国分会会议记录（2003 年）。