
拓海先生、最近部下から「音楽の研究でPOMDPって使われてますよ」と聞いたのですが、そもそも何の話かよくわからなくて。うちの業務に関係ありますか?

素晴らしい着眼点ですね!POMDP(Partially Observable Markov Decision Process=部分観測マルコフ決定過程)は不確実な状況下での意思決定の枠組みです。今回の論文はそのうち混合可観測性(MOMDP)という手法を音高(ピッチ)の扱いに応用した話なんですよ。

不確実な状況下での意思決定……。工場のラインで「見えない部分」があるときに役立つ、ということですか?具体的にはどう違うのですか。

大丈夫、一緒に整理しましょう。要点は三つです。1)状態を「完全に見える部分」と「部分的にしか見えない部分」に分けることでモデルが軽くなる、2)その分離が計算効率と解釈性を上げる、3)音楽の例では音高の要素をこうした分離で扱った、です。身近な比喩なら、帳簿の“確定数”と“推定数”を分けるイメージですよ。

なるほど。これって要するに「見えるものと見えないものを分けて考えるから、判断が速くなる」ということ?

その通りです!さらに付け加えると、MOMDP(Mixed Observability Markov Decision Process=混合可観測性マルコフ決定過程)は同じ意思決定を、より少ない状態の組合せで扱えるため、計算量が減り実運用に近づけられるのです。投資対効果を気にされる専務にとって重要なポイントですよ。

工場で言えば、品質検査の中でカメラで確実に見える傷と、作業者の感覚でしか判断できない微妙な変化を分けるようなものですか。導入コストはどう見ればいいですか。

投資対効果は必ず示せます。ポイントは三つです。1)モデルの簡素化で導入の計算コストが下がる、2)部分観測の設計次第でセンサー投資を抑えられる、3)最初は小さな領域で試験運用し効果を測る。小さく始めて広げるのが現実的です。

実証はどのように行ったのですか。論文は音楽の例とありますが、音楽の世界の話をどう現場に当てはめれば良いのかイメージがつかないのです。

論文では音高(ピッチ)という空間を状態空間に見立て、ある部分を完全に観測でき、別の部分は部分観測として扱っています。実務に直すと、計測で確実に取れるデータと現場の観察でしか得られない情報を分けて統合するイメージです。まずはその設計図を作ることから始められますよ。

分かりました。最後に一つだけ確認です。導入の第一歩として、まず何から手を付ければ良いですか。

大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。最初は三点です。1)現場で確実に取得できるデータと不確実な情報を紙に分ける、2)小さな試験領域を定めてMOMDPの簡単なモデルを作る、3)結果をKPIで評価して拡大を決める。ここまで私が伴走しますので安心してくださいね。

承知しました。要するに、まず現場で”確実に見える情報”と”あいまいな情報”を分け、そこで小さなモデルを回して効果を確認するということですね。自分の言葉で言うと、「見えるものと見えないものを分けて、まず小さく試す」ことで導入リスクを下げる、という理解でよろしいですか。


