人と共に進化する次世代人工知能に関する技術開発事業27図：医用画像におけるAIのホワイトボックス化技術優位性 技術優位性①深層学習分野① 深層学習分野深層学習モデルをモジュール化する試みは、内外でも我々のグループ以外は行っておらず、独創性・革新性が極めて高い。モジュール化により、役割を細分化・専門化できると同時に、複雑な深層学習モデルを簡単化することができ、その中身の解釈を容易にする。②深層学習の中身を理論的に解析する研究深層学習が学んだ内部ネットワークを可視化する試みは② 深層学習の中身を理論的に解析する研究行われているものの、単なる可視化では判断理由・根拠を深層学習が学んだ内部ネットワークを可視化する試示すことはできない。本研究開発のようなアプローチは内外みは行われているものの、単なる可視化では判断理でも全く行われていない。由・根拠を示すことはできない。本研究開発のよう③独自性なアプローチは内外でも全く行われていない。 医師がカルテに記載した自然言語による理由や根拠を、③ 独自性医用画像を入力するだけで提示できるAIの開発は、我々独自のものである。27人と共に進化する次世代人工知能に関する技術開発事業図：医用画像におけるAIのホワイトボックス化深層学習モデルをモジュール化し、役割を細分化・専門化することにより、複雑なモデルを簡単化し、中身の解析や理解を容易にする。また、モジュール化された深層学習モデルを、既存の処理や従来の特徴量型機械学習モデルと融合することで、学習されたモジュールを既存の処理や特徴量で解釈可能とする。このようにして、ブラックボックスである深層学習を「ホワイトボックス化」し、深層学習の判断理由と根拠を説明できるようにする。さらに、「ホワイトボックス化された深層学習」をAI支援画像診断に応用し、その効果を医師による心理物理実験を通じて明らかにする。①深層学習モデルのモジュール化②モジュール型深層学習モデルの可視化③ホワイトボックス化AIの診断支援応用における社会ニーズ調査と分析東京工業大学／GE ヘルスケア・ジャパン（株）／神戸大学／東京大学深層学習モデルをモジュール化し、役割を細分化・専門化することにより、複雑なモデルを簡単化し、中身の解析や理解を容易にする。また、モジュール化された深層学習モデルを、既存の処理や従来の特徴量型機械学習モデルと融合することで、学習されたモジュールを既存の処理や特徴量で解釈可能とする。このようにして、ブラックボックスである深層学習を「ホワイトボックス化」し、深層学習の判断理由と根拠を説明できるようにする。さらに、「ホワイトボックス化された深層学習」をAI支援画像診断に応用し、その効果を医師による心理物理実験を通じて明らかにする。取組内容 取組内容モジュール型モデルによる深層学習のホワイトボックス化により、モジュール型モデルによる深層学習のホワイトボック深層学習の「ブラックボックス」の問題を解決した「ホワイトボックス化により、深層学習の「ブラックボックス」の問題ス化AI」を開発する。また、その医療分野への応用に踏み込み、「ホワイトボックス化AI」を組み込んだAI支援画像診断シを解決した「ホワイトボックス化AI」を開発する。また、ステムのプロトタイプを完成させ、大学病院等の医師による心その医療分野への応用に踏み込み、「ホワイトボック理物理実験によってその効果を測定・評価する。ス化AI」を組み込んだAI支援画像診断システムのプロトタイプを完成させ、大学病院等の医師による心理物理実験によってその効果を測定・評価する。深層学習モデルをモジュール化する試みは、内外でも我々のグループ以外は行っておらず、独創性・革新性が極めて高い。モジュール化により、役割を細分化・専門化できると同時に、複雑な深層学習モデルを簡単化することができ、その中身の解釈を容易にする。医師がカルテに記載した自然言語による理由や根拠を、医用画像を入力するだけで提示できるAIの開発は、我々独自のものである。① 深層学習モデルのモジュール化④モジュールを既存のモデルで置き換えるメカニズムの開発② モジュール型深層学習モデルの可視化⑤学習されたモデルの説明、解釈、根拠の提示③ ホワイトボックス化AIの診断支援応用における社会⑥ホワイトボックス化AIによるAI支援画像診断システムのニーズ調査と分析プロトタイピング④ モジュールを既存のモデルで置き換えるメカニズム⑦ホワイトボックス化AIを利用した医師の心理物理実験の開発⑤ 学習されたモデルの説明、解釈、根拠の提示⑥ ホワイトボックス化AIによるAI支援画像診断システムのプロトタイピング⑦ホワイトボックス化AIを利用した医師の心理物理実験研究開発テーマ紹介モジュール型モデルによる深層学習のホワイトボックス化研究開発テーマ紹介モジュール型モデルによる深層学習のホワイトボックス化東京工業大学／GEヘルスケア・ジャパン（株）／神戸大学／東京大学
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