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公開番号2025126368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022485
出願日2024-02-19
発明の名称機械学習支援装置及び機械学習支援方法
出願人株式会社明電舎
代理人園田・小林弁理士法人
主分類G06Q 50/26 20240101AFI20250822BHJP(計算;計数)
要約【課題】機械学習に用いられる学習データを容易に収集し、AIモデルの精度を向上させること。
【解決手段】機械学習支援装置は、仮想的な下水道施設が配置されたゲームマップにおいて、ゲーム状況を設定するゲーム制御部と、ゲーム状況に対してユーザが決定する運転設定であって前記下水道施設に備えられる設備の運転設定を含む設備情報を取得する取得部と、前記ゲームマップにおける天候、人口及び工業発展度の少なくとも1つの情報に基づいて、前記下水道施設へ流入する下水の水量及び水質を示す流入データを生成する流入データ生成部と、設備情報と流入データとに基づいて、前記下水道施設における水処理をシミュレーションするシミュレーション処理部と、前記設備情報と前記流入データとシミュレーション結果とを対応付けて機械学習に用いられる学習データを生成する生成部と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
仮想的な下水道施設が配置されたゲームマップにおいて、ゲーム状況を設定するゲーム制御部と、
前記ゲーム制御部によって設定されたゲーム状況に対してユーザが決定する運転設定であって前記下水道施設に備えられる設備の運転設定を含む設備情報を取得する取得部と、
前記ゲームマップにおける天候、人口及び工業発展度の少なくとも１つの情報に基づいて、前記下水道施設へ流入する下水の水量及び水質を示す流入データを生成する流入データ生成部と、
前記取得部によって取得された設備情報と前記流入データ生成部によって生成された流入データとに基づいて、前記下水道施設における水処理をシミュレーションするシミュレーション処理部と、
前記設備情報と前記流入データと前記シミュレーション処理部によるシミュレーション結果とを対応付けて機械学習に用いられる学習データを生成する生成部と、
を有する機械学習支援装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記ゲーム制御部は、
前記シミュレーション処理部によるシミュレーション結果に基づいてゲーム状況を更新する
請求項１に記載の機械学習支援装置。
【請求項３】
前記シミュレーション処理部は、
前記下水道施設において水処理された処理水の水量及び水質をシミュレーション結果として導出する
請求項１に記載の機械学習支援装置。
【請求項４】
前記ゲーム制御部は、
前記ゲーム状況として、前記ゲームマップにおける都市の人口及び工業発展度を設定する
請求項１に記載の機械学習支援装置。
【請求項５】
前記取得部は、
前記ゲーム状況に対してユーザが決定する設備の配置であって前記下水道施設に備えられる設備の配置をさらに含む設備情報を取得する
請求項１に記載の機械学習支援装置。
【請求項６】
仮想的な下水道施設が配置されたゲームマップにおいて、ゲーム状況を設定することと、
設定されたゲーム状況に対してユーザが決定する運転設定であって前記下水道施設に備えられる設備の運転設定を含む設備情報を取得することと、
前記ゲームマップにおける天候、人口及び工業発展度の少なくとも１つの情報に基づいて、前記下水道施設へ流入する下水の水量及び水質を示す流入データを生成することと、
取得された設備情報と生成された流入データとに基づいて、前記下水道施設における水処理をシミュレーションすることと、
前記設備情報と前記流入データと前記シミュレーションのシミュレーション結果とを対応付けて機械学習に用いられる学習データを生成することと、
を有する機械学習支援方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、機械学習支援装置及び機械学習支援方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、例えば下水処理場などの下水道施設においては、運転員の老齢化や減少に伴い、機器や設備の運転技術の継承が問題となっている。この問題への対策の１つとして、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）を用いる運転補助技術が検討されている。
【０００３】
このような運転補助技術においては、例えば、天候や流入水量などの環境条件と、環境条件下における機器や設備の運転設定と、機器や設備によって処理された処理水の水質や水量などの処理水情報とを含む過去の蓄積データをＡＩに学習させる。そして、学習済みのＡＩモデルによって、入力される環境条件に対する適切な運転設定や予測される処理水情報が運転員に提示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－３９１２６号公報
特開２０２３－１３１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡＩを用いる運転補助技術においては、十分なデータをＡＩに学習させることが容易ではないという問題がある。具体的には、ＡＩがＡＩモデルを生成するために学習するデータは、過去に実際に発生した環境条件及び運転設定であるため、例えば異常気象が発生した場合のような異常時のデータは学習されないか、学習されるとしても対象となるデータ量は少ない。この結果、学習済みのＡＩモデルの精度には一定の限界があり、異常気象発生時には、適切な運転設定や正確な処理水情報を提示することが困難である。
【０００６】
また、下水道施設を構成する設備・機器群やそれらの適切な運転設定は、時代の要求や技術進歩に応じて変更されることがあり、同時に、求められる処理水情報も変化することがある。この点、ＡＩが学習するデータが過去の運転設定及び処理水情報であるため、学習済みのＡＩモデルに最新の技術や知見に基づく運転設定及び処理水情報が反映されない恐れがある。
【０００７】
さらに、下水道施設を構成する設備・機器群やそれらの適切な運転設定は、下水道施設が存在する地域の諸状況（人口、天候及び産業など）によって異なるため、ある地域において環境条件、運転設定及び処理水情報を学習するのみでは、他の地域において機能するＡＩモデルが生成されない可能性が高い。
【０００８】
このように、ＡＩに学習させるデータは、限られた条件の下に得られるデータとなる傾向があり、精度が高いＡＩモデルを得るのに十分なデータを学習させることが困難になっている。このため、様々な状況に応じた多様な学習データを容易に収集することが求められている。
【０００９】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、機械学習に用いられる学習データを容易に収集し、ＡＩモデルの精度を向上させることができる機械学習支援装置及び機械学習支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様によれば、機械学習支援装置は、仮想的な下水道施設が配置されたゲームマップにおいて、ゲーム状況を設定するゲーム制御部と、前記ゲーム制御部によって設定されたゲーム状況に対してユーザが決定する運転設定であって前記下水道施設に備えられる設備の運転設定を含む設備情報を取得する取得部と、前記ゲームマップにおける天候、人口及び工業発展度の少なくとも１つの情報に基づいて、前記下水道施設へ流入する下水の水量及び水質を示す流入データを生成する流入データ生成部と、前記取得部によって取得された設備情報と前記流入データ生成部によって生成された流入データとに基づいて、前記下水道施設における水処理をシミュレーションするシミュレーション処理部と、前記設備情報と前記流入データと前記シミュレーション処理部によるシミュレーション結果とを対応付けて機械学習に用いられる学習データを生成する生成部と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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