八谷研究室では， 様々な分野の問題に機械学習を応用する際に直面する課題を分析し，それらの課題を解決する新たな機械学習アルゴリズムを作る研究に取り組んでいます．観測または数値シミュレーションのデータが取得できる分野であれば特に制限なく，どんな分野でも，それぞれの専門の研究者と共同で，機械学習の応用に挑みます．
以下，現在進行中の研究テーマをいくつか紹介します．
鏡面物体の検出と形状推定（2020年～）
道路や工場内を動くロボットは、鏡に映った物体や風景を、間違って実物と認識してしまうと事故などのトラブルの要因となってしまいます。そこで、近年、画像から鏡の領域を特定する研究に注目が集まっています。本研究では、鏡のように周りを映す様々な複雑な形をした鏡面物体を画像のなかから見つ出す研究に取り組んでいます。
- 鏡面フローとハイライトに基づく深層特徴による鏡面検出, 吉村優大 & 八谷大岳, 第26回 画像の認識・理解シンポジウム（MIRU）ショートオーラル発表, 2023
深層点過程モデル（2020年～）
地震や自転車のレンタルなど次に発生するイベントの時間や場所を予測するために、深層モデルと点過程を組み合わせた発展的な方式を研究しています。
- Multi-stream based Marked Point Process, Sujun Hong & Hirotaka Hachiya, ACML2021
- Multistream-Based Marked Point Process With Decomposed Cumulative Hazard Functions, Hirotaka Hachiya & Sujun Hong, Neural Computation, 35 (4), pp. 699-726, 2023
深層inpaintingによる地震動補間（2020年～）
日本全国の観測所で観測されるスパースな地震動データの空間補間に、画像の修復で発展してきた深層inpaintingを拡張し適用する研究をしています。
地震動データ：https://github.com/hhachiya/position_dependent_inpainting
Position-dependent partial convolutions for supervised spatial interpolation, Hirotaka Hachiya, Kotaro Nagayoshi, Asako Iwaki, Takahiro Maeda, Naonori Ueda & Hiroyuki Fujiwara, ACML2022
www.acml-conf.org
集合間マッチング（2019年～）
zozo technologiesと共同で、ファッションアイテムや人物の特徴量の集合間のマッチングを行い、ファッションコーディネートの推薦やグループ認識をするための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- Exchangeable Deep Neural Networks for Set-to-Set Matching and Learning, Yuki Saito, Takuma Nakamura, Hirotaka Hachiya & Kenji Fukumizu, 第23回 画像の認識・理解シンポジウム（MIRU）,ショートオーラル発表, 2020
降水量ガイダンスの統合（2019年～）
LFM、MSM、GSM降水量ガイダンスを、場所、時間、状況に応じて適応的に統合するための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- Encoder-decoder-based image transformation approach for integrating precipitation forecasts, Hirotaka Hachiya, Yusuke Masumoto, Yuki Mori & Naonori Ueda, ACML2021
- Encoder-decoder-based image transformation approach for integrating multiple spatial forecasts, Hirotaka Hachiya, Yusuke Masumoto, Atsushi Kudo & Naonori Ueda, Machine Learning with Applications, 2023, accepted
急発達台風の予報（2019年～）
気象研究所と共同で、急激に発達する台風を検出するための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- ニューラルネットワークを用いた急発達台風予報, 黒良峻平、八谷大岳、嶋田宇大&上田修功，気象学会秋季大会, 2019
- マルチクロスヒンジ損失を用いた不均衡多クラス分類, 黒良峻平、八谷大岳、嶋田宇大&上田修功，情報論的学習理論と機械学習研究会（IBISML）, 2020
- Direct Multi-class AUC Maximization for Forecasting Rapidly Intensifying Tropical Cyclones , Hirotaka Hachiya, Shumpei Kurora, Udai Shimada & Naonori Ueda，JpGU-AGU Joint Meeting, 2020
地震予報（2018年～）
理化学研究所と共同で、南海トラフ地震の摩擦パラメータを同化するための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- Adaptive truncated residuals regression for fine-grained regression problems, Hirotaka Hachiya et al., Asian Conference on Machine Learning (ACML), 2019
- 機械学習とアンサンブルカルマンフィルタのハイブリッド手法を用いた南海トラフ巨大地震シミュレータの摩擦パラメータ推定, 山本 友, 平原 和朗, 八谷 大岳, 高橋 温志&上田 修功, 地震学会秋季大会, 2019
- Machine Learning Approach for Adaptive Integration of Multiple Relative Intensity Models toward Improved Earthquake Forecasts in Japan, Hirotaka Hachiya et al., International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), 2019
- Machine learning approach for constraining the plausible ranges of frictional parameters on the Philippine Sea plate reproducing the historical sequences of the Nankai megaquakes, European Geosciences Union, Hirotaka Hachiya et al., European Geoscience Union (EGU), 2019
異常検知（2018年～）
正常のみのデータから、異常事象を検出するための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- Training Discriminative Model for Anomaly Detection through Generative Adversarial Network, 八谷大岳，情報論的学習理論ワークショップ（IBIS), 2018
単眼画像からの距離推定（2017年～）
単眼カメラ画像のみからの、特定物体の距離を推定するための機械学習アルゴリズムの研究をしています。
- Distance estimation with 2.5D anchors and its application to robot navigation, H. Hachiya et al., ROBOMECH journal, 2019
- 3D Faster R-CNNとレーザスキャンとの組み合わせによる特定物体の頑健な距離推，八谷大岳 et al., 計測自動制御学会論文集, 55(1), 2019
- 信頼度重み付きクラスタリングによる２次元測距センサの距離推定の頑健化，射手矢和真, 八谷大岳 & 中村恭之 et al., 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演, 2018
- 2.5D+Orientationアンカーによる物体の距離と向きの推定, 佐々木寛史 & 八谷大岳, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演, 2018
ロボットナビゲーション（2017年～）
つくばチャレンジを題材に、ロボットの自律走行の研究をしています。
- LaserVAEによる特徴量生成とその特徴量に基づいた大域自己位置推定, 脇田翔平, 中村恭之&八谷大岳, 計測自動制御学会論文集, 55(7), 2019
- Laser variational autoencoder for map construction and self-localization, Shohei Wakita, Takayuki Nakamura & Hirotaka Hachiya, IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2018
- 自由領域制限による経路教示と経路計画のハイブリッド自律走行, 野村雅也, 中村恭之 & 八谷大岳, ロボティクスシンポジア, 2018
