高齢者 生活行動推論 ため 大規模アンケー ータを
用いた確率的潜在意味構造モ ル構築
Probabilistic Latent Semantic Sturucture Modeling
Based on The Large Scale Elderly Living Activities Survey
井手 絵
1,2
村陽一
1,2
Ayae Ide
1,2Yoichi Motomura
11
産業技術総合研究所 人工知能研究 ンタ
1
Artificial Intelligence Research Center,
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
2
東京工業大学 情報理工学院
2
School of Computing, Tokyo Institute of Technology
Abstract: In Japan, there are many social problems caused by super-aged society. So we need to resolve these problems by using ICT. In addition, it is also necessary to actively use of big data in healthcare. In this study, we analyzed the elderly questionnaire to investigate relations between activity and subjective happiness level in this analysis. We used probabilistic Latent Semantic Analysis and Bayesian network. We found variables related to elderly heterogeneity and behavioral character. These findings make it possible to simulate elderly’s activity and provide new insight into elderly’s subjective level of happiness.
じめに
世界 先駆 超高齢社会 迎え 日 い
超高齢社会 引 起 療 足 社会保 費 増 大 生産 齢人 減少 深刻 社会問題
い 後 世界的 先 国 中心 急 高齢
化 予測 日 超高齢社会
組 大 心 集 い 総 省 発表
政府 健康 療戦略 い 世界最先端
療 実現 療 護 健康
タ 化 ICT 化 提唱 現時点
バ 等 利用経験 乏 い高齢者 多い ICT
端 普 伴い 後 利用者 々増加 推
測 バ ビ タ い
ICT 課題解決 可 あ 示唆
高齢者 健康 維持 社会保 費 増大
生産 齢人 減少 抑制 ICT
高齢者 健康維持支援 構築 望
々 ICT 超高齢社会 課題解決
組 高齢者 ン タ 利用
現在 実証的 老 学的研究 護予防政策
総合的 ベンチ 開発 通
well-being 幸福 健康 水準 高く
格差 健康長 社会 実現 寄
目的 日 老 学的評価研究(Japan Gerontological Evaluatin Study,略称JAGES) いう
全国 100 超え 町村 共 研究協定 締結 10万人以 高齢者 象
大規模 ン 調査 行 わ い
ン 身体 心理 社会 多面的 視点
高齢者 タ 得 可能 研究
JAGES タ 利用 高齢者 生活行動
分析 具体的 ン 項目
タ ン 回答傾向 似通 い 高齢
者 質問項目群 抽出 ベ ン
ワ 確率的潜在意味構 ン
行い タ 説明変数 発見 得
推論 高齢者 生活行動 高
齢者 健康 生活行動 分析
分析手法
pLSA(probabilistic Latent Semantic Analysis) ベ
ン ワ 用い
pLSA[1] 文書分類 手法 提唱
タ ン 一手法 あ 手法 文書d中
単語w 潜在変数z 生 仮定
EM 尤度最大化 共起
タ 潜在変数� ∈ � = {�&, … , �)} 付
研究 高齢者w 質問項目d 潜在変数z
回答 仮定 ン タ
回答 似通 い 高齢者 質問項目群 抽出
ベ ン ワ [2] 確率変数
各 割 当 条件付 確率表
(CPT) 定義 カ あ
確率変数�, �- 依存 �,→�- 向 ン 表 �, 親 �- 子
あ 親 �個存在 子 �-
親 集合 � �- = {�-&, … �-0}
変数�- � �- 間 依存 条件付 確率
�(�-|� �- ) 表 n個 確率
変数{�&… �5} い 子 考
え 全 確率変数 時確率分
P{�&… �5} = -�(�-|� �- ) う 変数
確率的因果構 化
確実性 含 象 確率分 計算
確率推論 可能 稿 pLSA 行い
ベ ン ワ 構築 確率的
潜在意味構 述
ータ
象 タ JAGES2010-2013 タ (2010横断 タ 要 護認定 タ 護保
険賦課 タ 結合 ) あ 2010
調査 象 24 町 回答者 後 要 護認
定 死亡 約3 間追跡 い ン 質
問群 項目 バ ン項目 構
項目 全回答者共通 項目 あ 項目 付 A~E版 5種類 バ ン項目 均等割 付 研究 項目(N=81,376)
タ ン 行い タ ン 結果 用い
確率的潜在意味構 構築 ン
項目 概要 図1 示
図1: JAGES ン 項目概要[3]
結果
ン タ pLSA タ ン
行 結果 以 示 所属確率最大
項目 所属 AIC基準
タ数 決定 pLSA 尤度計算 EM法
用い 初期値依存性 あ 初
期値 5 回変更 潜在 2~20 増加
各 タ数 最 値 比較 結果
K=7 時 AIC 最 値 タ数7
採用 表1 pLSA 得 結果 示
抽出 質問項目群 共通 傾向
把握 ベ ン 行 所属確率 0.8 以
項目 項目数 あ 中 一部抜粋
所属 代表的質問項目 表1: 各質問項目 所属
タ
各 タ 所 属 代 表 的 質 問 項 目
項 目 数
Z001 人 近隣 需要 提供あ 7 Z002 領 提供無 土地 無 23 Z003 飲酒 度 趣味 釣 性別 男性 7 Z004 居人 子供 孫 食事相手 子供
孫
12 Z005 各交流 ベン 参加 度 趣味 稽
内容
18 Z006 気 持 混 乱 否 定 的 感 情 持
無い
5 Z007 助 無 治療中 病 否定的 感
情
27
研究 Bayonet[4] 利用 ベ ン
ワ 作 ソ
ビ ン 入力 確率推論 可能 あ
各 説明変数 構 学習
行 先程 pLSA 得 結果 用い
ン タ 各項目 潜在 追加
目的変数 各 説明変数 質問項目
ベ ン ワ 作
説明変数 結び く 向 ン
明 構 学習 結果 表2 示
表2: ベ ン ワ 構 学習結果
タ
ベ ン ワ 構 学習結果
Z001 女性 達 家 訪 婚姻状態 死別
離別
Z002 近所 付 合い 挨拶 立 程度
Z003 男性 食事相手 看病 世 あ 象
配偶者
Z004 居 子 供 看 病 世 く 世 態 人
数 3人以
Z005 趣味 ン
参加
Z006 食事相手 配偶者 酒 飲 い
Z007 金 書 類 書 い 充 実 感 生 い
い
表 全質問項目 ベ ン
ワ 構築 構 学習 結果 示 全
数 約「60あ 非常 複雑
い 回 加え タ 連 最 限
質問項目 幸福度 質問 ベ ン
ワ 構築 生活行動 幸福度 影響
分析 全質問項目 構築 ベ ン
ワ タ 結び い 質問項目
抽出 医表 週 説明変数 28項目 幸福
度 連 質問5項目 目的変数 タ
当 7 項目 全 40 項目 ベ ン ワ 再構築 医図 2週 実 使用 変数 以 示 別 い 変数 連続値以外 {無 回答(0) い(1) いいえ(2)} 3状態 あ 説明変数
l ml2sp10：食事相手 配偶者
l acll3_10：現在 飲酒状況{無回答(0) 飲 (1) (2) 飲 い(3)}
l iadl2dc10： 金 書類 書
l iadl2vf10： 達 家 訪 あ
l cmnt6vl10： ン 参加 度
{無回答(0) 毎日(1) 2~3日(2) 1回 程度(3) 1~2回(4) 数回(5) 参加 い い(6)}
l cmnt6sp10：
参加 度{無回答(0) 毎日(1) 2~3 日(2) 1回程度(3) 1~2回(4) 数回 (5) 参加 い い(6)}
l cmnt6hb10： 趣 味 参 加 度
{無回答(0) 毎日(1) 2~3日(2) 1回 程度(3) 1~2回(4) 数回(5) 参加 い い(6)}
l lsnd2ch10： 居 子 心配事 愚痴 聞い
く
l lsnd2ne10：近隣 人 心配事 愚痴 聞い く
l lsnd2fr10： 人 心配事 愚痴 聞い く
l lstn2fr10： 人 心配事 愚痴 聞い あ
l lstn2no10：心配事 愚痴 聞い あ 人 い
い
l card2ch10：病気 数日間寝込 居
子 看病 世 く
l card2rl10：病気 数日間寝込 別居
子 親戚 看病 世 く
l wcar2fm10：配偶者 看病 世 あ
l acqu4_10：地域内 近所 方 付 合い
{無回答(0) 互い 相談 日用品 貸 借 生活面 協力 あ 人 い (1) 日常的 立 程度 付 合い
い (2) 挨拶程度 最 限 付 合い い い(3) 付 合い 全く い い(4)}
l env5uns10：家 1 キ 以内 夜 一人歩
危 い場所 あ {無回答(0) く あ (1) あ 程度あ (2) あ い(3) く
い(4) 分 い(5)}
l gds_2sa10： 生 い 方 い い う 気
持
l tok2sub10：毎日 生活 充実感 い
l tok2enj10： 楽 楽
く
l iltr5_10： 当 扱 い い い う 気 持
あ {無回答(0) く あ (1) 時々あ (2) 言え い(3) あ い(4) 全く い(5)}
l dlsf5_10：毎日 い {無回答(0) 喜び
満足 く (1) いえ 1 寄
(2) いえ い(3) いえ
5寄 (4) く 屈 あ (5)}
l mnls5_10：日々 生活 行 い
意 味 い 感 あ {無 回 答 (0) くあ (1) 時々あ (2)
言え い(3) あ い(4) 全く い(5)}} l sex_2_10：性別{無回答(0) 男(1) 女(2)} l age_ysl10： 齢(連続値)
l mari5st10：婚姻状態{無回答(0) 配偶者 い (1) 死別 (2) 離別 (3) 婚 あ (4)
(5)}
l mebr2nb10：自分 含 世帯人数(連続値)
l empl8lgst10： 事 中 最 長く勤
職種{無回答(0) 専門 技術職(1) 管理職 (2) 事 職(3) 販売 ビ 職(4) 技能 労
職(5) 農林漁業職(6) (7) 職 就い い(8)}
l gds_2sf10： 生活 満足 い
l gds_2fg10：普段 気分 良い
l gds_2hp10：自分 幸 方 思う
l gds_2lb10： う 生 い
い 思う
l gds_2vt10：自分 活力 満 い 感
目的変数
l Z：Z001,Z002,Z003,Z004,Z005,Z006,Z007
図2:主要 質問項目 幸福度 各 タ分析
考察
3 章 結果 示 確率的潜在意味構 考察 述
. pLSA 結果
pLSA 各質問項目 高齢者 タ
ン 結果 高齢者 異質性 明
(表1) タ 所属項目 タ 特徴
ベ ン
{Z001: 人 近隣 体制 あ , Z002: 体制 無い孤独 ,
Z003: 酒好 元喫煙者 男性 ,
Z004: い あ ,
Z005:交流 ベン 参加 積極的 ,
Z006: ,
Z007: 助 必須 現在治療中 }
述 各 所属 人数 分
表3 う 結果 全回答者 う
10 段 評 価 主 観 的 幸 福 度 含 バ ン 項 目 B版 回答 い 25438人 タ別 主観 的幸福度 均 算出 結果 表4 示
タ間 主観的幸福度 差 Z004,Z005 び Z006 高齢者層 主観的幸福度 高い望 い高齢者
タ 言え
高齢者層 確率推論 行う
高齢者 行動傾向 把握 ニ
構築 構想 実現 用 知見 得 考え
表3:各 タ 人数分
タ 所属 人数
Z001 14548 Z002 4611 Z003 19075 Z004 5684 Z005 12078 Z006 14300 Z007 11079
表4:各 タ 主観的幸福度 均 タ 主観的幸福度 均 Z001 7.05 Z002 6.01 Z003 6.70 Z004 7.66 Z005 7.78 Z006 8.05 Z007 5.61
. 確 率 的 潜 在 意 味 構 造 モ ル を 用 い
た高齢者モ ル 構築
表 2 構 学習 結果 pLSA 抽出 高 齢 者 タ 行 動 傾 向 分 例 え Z005(交 流 ベ ン 参 加 積 極 的 タ)
趣味 ン 参加
傾向 あ 分 地域 ベン
3 分 タ 効果的 参
加率 高 い う
Z006( タ) 配偶者 食事
飲酒 い傾向 あ いう
タ 日常的 配偶者 ニ
ン 悩 安 打 明 精神衛生 健全
保 い 推論
. 高齢者モ ルと幸福度分析
図2 示 ベ ン ワ 幸福度
連 {gds_2vt10：自分 活力 満
い 感 } 親 タ 結 び
い い Z006( タ)
タ変数 Z006 ビ ン 入力
項目 事後確率 計算 変動 分析 推
論実行結果 示 (図3,図4) Z006=0 Z006=1
ビ ン 入力後 事後確率 変動 ml2sp10=1
0.6402 0.7428 昇 acll3_10=1 0.3462 0.1919 降 gds_2vt10=2 0.4738 0.2904 降 mnls5_10=1 0.1831 0.5363
昇 以 タ
所属 人 食事相手 配偶者 あ 確率 高く
飲酒 飲 確率 降 活力 満 い
感 時 日々 生活 行 い
意味 い 感 全く い傾向
あ 高齢者 タ
配偶者 食事 飲酒確率 低い 推測
図3:Z006 所属 い場合 確率推論実行結果
図4:Z006 所属 場合 確率推論実行結果
今後 課題
. 本研究 意義
内 府公表 高齢社会 策大綱 [5] 高齢 社会 策基 法第 条 基 高齢社会
政府 推 中長期 わ 基 的 総合的
指針 策定 い 大綱 基 的 視
点 中 地域力 強化 安定的 地域社会 実現
あ 高齢者 社会的 孤立 回避
地域 ニ 再構築 図 あ 一
部抜粋 地域 ニ 再構築 当
地縁 中心 地域 後
超高齢社会 い 高齢者 活気あ 新 い
タ 創 地縁 血縁 わ
い新 い形 含 地域 人々
人 世代 性別 超え 人々 間 顔 見え
助 合い 行わ 互助 再構築 向
組 推 あ
日 学術会議[6] 長 社会 広範 複
雑 課題 解決 長 社会 明確 目標
設定 達 研究課題 体系的 整
理 学術政策 策定 い
研究 政策的課題 項目
中 社 会 課 題 個 人 生 活 質
(QOL:Quality of Life) 相 的 評価 指標 開発 地域 ニ 質(QOC:Quality of Community) 相 的 評 価 指 標
開発 あ
以 挙 文献 論 う 高齢
社会 向 活気 あ 老 期 う地域
ニ 再 構 築 高 齢 者 QOL
向 時 QOL QOC 相 評価
指標 開発 必須 あ
研究 pLSA ベ ン ワ [7]
高齢者 行動 生 高齢
者 行動特性 分析 健康 タ 個人属性 背後 あ 規則性 抽出 知識 獲得
いう タ ニン 技術 知
い タ ニン 知識 獲得 可
能 結果 利用 いう面 十分 あ あ
一人 評価 人 い 当
程度当 いう
定 的 議論 必要 あ 度 基 い 確率
化 行え う 定 的 議論
可能 あ 定 化 ベ ン ワ
形 表現 計算機 確率推論 実行
ン 効率的 行う
質問項目 膨大 あ 各項目 意味的
整理 少数 主要 項目 質問 行
う ン 地域 ベン 高齢者
ニ 利用 機会 設 う 定 的
構築 再度可能 あ JAGES ン 心理(幸福度) 社会 ソ ワ
ソ 会 参加
地域環境 信 近所付 合い等 質問項目群
存在 予測 象 目的変数
質問項目回答状況 QOL QOC 予
測 逆 QOL QOC 向 確率 大
く う 高齢者層 所属確率 計算
QOL QOC 向 タ
地域 ニ ン 利用 うい
ベ ン ワ 応用 前述
老 期 新 い タ 創 地域
ニ 再構築 QOL びQOC 相 評価
可能 開発 貢献 考え い
. 今後 課題
研究 JAGES ン タ 高齢者
構築 予測 象 目的変数 タ所属
変数 生活行動 幸福度 傾向 分析
後 QOL QOC 相 評価 質問項目 専
門家 意見 交え 洗い出 項目 目的
変数 分析 いく 考え い うい
生活行動 地域環境 QOL QOC 影響
い 明 タ 地
域 ニ ン 貢献 い い
度 JAGES ン タ 様
構築 行う 時間軸 高齢者
タ 変化 分析 健康要因 特定 齢 応
変化 検出 応用 い い
謝辞
研 究 日 老 学 的 評 価 研 究 the Japan Gerontological Evaluation Study, JAGES
タ 使用 JAGES
研究会 指 JAGES内 人工知能ワ キ
ン 立 協力 く い
代表 近藤克則先生 研究者 事 局
方 々 JAGES わ 多 く
方々 助力い 心 感謝申
研究 NEDO委 事業 人間 相互理解 世代人工知能技術 研究開発 支援
参考文献
[ ] Hoffman, T.: Probabilistic Latent Semantic Analysis, Proc. UAI’ 99, pp.289-296(1999)
[ ] 村陽一:ベ ン ワ 確率的人間
行動 ン (2006)
[ ] JAGES 研究会 概要,
http://www.jages.net/#!about/c1ger,(参照2016/06/12) [ ] 村陽一:ベ ン ソ Bayonet,計
測 制御Vol.42,No.8,pp.693-694(2003) [ ] 内 府 高齢社会 策大綱 ,
http://www8.cao.go.jp/kourei/measure/taikou/h24/hon- index.html, (参照2016/11/01)
[ ] 日 学術会議 提言持続可能 長 社会 資
学術 ニ 構築 ,
http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-21-t119- 1.pdf,(参照2016/11/01)
[ ] 村陽一,岩崎弘利,ベ ン ワ 技術,東 京電機大学出版局(2006)
1
連 先：産業技術総合研究所 人工知能研究 ンタ
〒135-0064 東京都江東 青梅2-3-26 E-mail: [email protected]
