Research

研究内容

微生物創薬

Microorganism-Based Drug Discovery

教授 服部 元信 Motonobu Hattori
専門分野
  • 機械学習
  • 脳型情報処理

住環境、食品、医療分野において、毒やアレルギー、疾病などの問題を引き起こす糸状菌が存在します。これらの問題を抑制するためには、糸状菌の迅速かつ簡易な同定が求められます。しかし、正確な同定にはDNA解析が必要で時間とコストがかかり、一方で従来の簡易同定は熟練者の高度な専門知識に依存しています。そこで本研究では、機械学習を用いた画像診断によって、誰でも容易かつ迅速に糸状菌を同定できる手法の開発を目指します。学習データのラベル付けには多大な手間がかかるため、転移学習やデータ拡張、半教師あり学習といった手法を適用し、少量のデータでも高精度な同定を可能にすることを目指します。さらに、小規模なシステムでも運用できるよう、これまで研究してきた知識蒸留手法を活用することも検討しています。

Filamentous fungi are known to cause various issues such as toxicity, allergies, and diseases across diverse fields including residential environments, food production, and healthcare. To mitigate these risks, rapid and simplified identification of filamentous fungi is essential. However, accurate identification typically requires DNA analysis, which is both time-consuming and costly. On the other hand, conventional simplified methods rely heavily on the advanced expertise of trained specialists.
To address these challenges, this research aims to develop an image-based diagnostic method utilizing machine learning, enabling anyone to easily and quickly identify filamentous fungi. Given the significant effort required for labeling training data, we apply techniques such as transfer learning, data augmentation, and semi-supervised learning to achieve high-accuracy identification even with limited datasets. Furthermore, to ensure the method can be deployed on small-scale systems, we are exploring the use of knowledge distillation techniques developed in our previous studies.
This project contributes to the advancement of accessible and efficient fungal diagnostics, with potential applications in public health, food safety, and environmental monitoring.

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