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高度に収束したフォトンジェットの深層学習による探索

(Probing highly collimated photon-jets with deep learning)

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田中専務

拓海先生、最近の物理の論文でAIを使って新しい粒子を探す話があると聞きました。私は物理は門外漢ですが、これって会社の業務改善に使えるヒントがありますか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、物理の話もビジネスの比喩で分かりやすくしますよ。結論だけ先に言うと、この研究は『細かくまとまった信号(フォトンジェット)を画像として捉え、深層学習で高精度に識別する』ことで、従来手法よりノイズを強く排除できることを示しています。要点を3つにまとめると、(1)生データから特徴を引き出す、(2)従来手法より高い識別精度、(3)実際の検索感度が上がる、です。

田中専務

うーん、要点は掴めそうです。ただ、具体的にはどのAI技術を使っているのですか。うちで使えるかどうか判断したいので、専門用語は簡単にお願いします。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!本論文ではConvolutional Neural Network (CNN)(コンボリューショナル・ニューラル・ネットワーク:画像の特徴を自動で学ぶ手法)を中心に用いています。比較対象としてBoosted Decision Trees (BDT)(ブーステッド・ディシジョン・ツリー:手作りの要約指標で分類する手法)も使い、CNNが生データに近い形から情報を引き出して高精度を出す、という点を見せています。ビジネスで言えば、従来のルールベースのチェック(BDT)が人が作ったチェックリストなのに対して、CNNは現場の原始データから直接「良し悪しのクセ」を見つけるAIです。

田中専務

これって要するに、生データをそのまま機械に読ませて重要なパターンを見つける、ということですか?うちで言えばセンサーデータをそのまま見せれば不良を自動で見つけられる、そんなイメージで合っていますか?

AIメンター拓海

そのイメージでほぼ合っていますよ。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。論文がやっているのは、電磁波を測る装置(Electromagnetic Calorimeter (ECAL))の出力を2次元の

監修者

阪上雅昭(SAKAGAMI Masa-aki)
京都大学 人間・環境学研究科 名誉教授

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