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ヒトの大規模臨床データの探索的解析および新規事業提案
1000人規模の臨床データ
(変数は年齢、体重、BMI、体臭、血液検査項目、その他合わせて40~50個ほど)
から体臭に関する原因を探索的に解析し、
新たな知見の発見、および新知見から考えられうる新規事業提案を行った。
発見した知見は社内における研究発表会で経営層に向けてポスター発表を行い、
現在も事業推進に向けて取り組み中である。
【工程】
1000データの前処理後、説明変数を体臭とし、
PCA-UMAP-クラスタリング解析で体臭強い/弱いで2分類。
2群において血液検査項目など50種の変数についてT検定。
または分類モデルや回帰モデルを作成して体臭に寄与する因子を探索。
2群における有意差を見つけるのが難しかったため、
ブートストラップサンプリングにより得られた推定値の信頼性を評価し、
データの傾向を把握した。
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有効成分の効率的な探索法の開発
素材開発や商品開発速度を上げることは以上に大事であるが、製剤の組み合わせや素材は膨大な量が存在するため、すべての組み合わせを手を動かして実験するには莫大な時間がかかる。過去の実験データを用いて効果のありそうな素材や製材の組み合わせの当たり付けを行うことは材料開発でも商品開発でも非常に有効である。社内の過去データやWebのオープンデータを用いて機械学習による開発支援を行い、有効成分を効率的に発見し、研究開発の加速に貢献した。
【工程】
化合物の特徴量をRDKitを用いて抽出。
成分有効能を目的変数として、回帰モデルまたは分類モデルを作成し、
有効性が高い成分を予測した。
回帰モデルは重回帰、Ridge、Lasso、PLS。y-yplot、R2等で精度評価。
分類モデルは2値分類(ロジスティック回帰)。
混同行列作成後、正解率と再現率からモデル精度評価
モデル作成はサンプル数が少数のため
Leave one outを用いたダブルクロスバリデーションを採用。Python
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センサを活かした新事業提案及び検討
センサを活かした具体案
1:製品レコメンド(進行中)
2:身体状態モニタリング(ペンディング)
3:製品の品質管理(ペンディング)
【工程】
複数の時系列センサデータを加工後、特徴量抽出
1:主成分分析→ScorePlot上のデータ間の距離を製品の類似度(近いほど類似した製品)としてレコメンド。Streamlitを用いて簡易レコメンドアプリの作成。
2:特徴量と身体状態(目的変数)で相関解析。相関性のあった特徴量で目的変数の重回帰、Ridge、Lasso、PLS回帰モデル作成。y-yplot、R2等で精度評価。
3:正常品と異常品で2値分類(ロジスティック回帰)。混同行列作成後、正解率と再現率からモデル精度評価
2と3のモデル作成はサンプル数が少数のためLeave one outを用いたダブルクロスバリデーションを採用。
Python
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製品中の異臭原因解析
試作品の食器用洗剤から異臭がするため、原因物質の探索と異臭発生のメカニズム解明の依頼を引き受けた。該当製品の異臭発生前である製造直後品と製造から一定時間経過した異臭発生品のそれぞれに対して機器分析を行い、定性・定量分析を行った。
統計解析により異臭発生品に優位に存在また増加する物質を確認し、また優位に減少する物質も確認した。減少した物質と増加または新規に存在した物質の化学構造から異臭発生のメカニズムを考察し、先方部署に報告して業務を完遂した。
(具体的な工程:製造直後品と異臭発生品の複数回測定を行い、外れ値サンプルを除去後、Volcano plotによる2群比較。)
Python、R、Excel、Mass Profiler Professional
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有効成分の探索
所属会社の他研究所において、ある香り素材に一定の有効な効果が確認された。その素材はいくつかの素材メーカーから販売されていたため、すべてのメーカー由来の素材で同様試験を行うと、メーカー毎に有効性のレベルに違いがあることがわかった。そのため、実際に有効効果を持つ成分はその素材自体ではなく、素材中に含まれる夾雑物である可能性が示唆された。
この背景からメーカー毎の夾雑物の定性・定量分析と存在量の統計解析の依頼を引き受けた。 機器分析により定性・定量した後、主成分分析と因子分析、クラスター解析(ヒートマップ)等によって有効性が高いメーカー素材に寄与する夾雑物の探索を行った。統計的有意差を確認後、先方部署へ報告し、業務を完遂した。
【工程】
1メーカー毎に4回測定
PCA後、外れ値であるサンプル除去。因子分析により主成分寄与する夾雑物の探索。
または、サンプルと変数それぞれのクラスタ解析結果のヒートマップを作り、
視覚的に有効寄与成分の探索Excel、Python、R、Mass Profiler Professional
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春シャンプーの香り企画品開発(2ブランド)
担当ブランド製品の新規顧客の獲得に向けて香り企画品の発売を提案し、マーケット分析を主軸に未獲得顧客ゾーンを探索することでターゲットを選定し。ターゲットの詳細設定と香りコンセプトの立案に向けて、社内データやWeb口コミデータ等を用いてペルソナ分析を行う。ターゲットに沿った香りの開発にむけて香りの市場調査を行い、「嗜好性の高い領域」と「ニッチ領域」の探索行うことで候補の香りを選定した後、香りの設計図を作り、調香師に創香を依頼する。完成した香りで試作品を開発し、クライテリアの設定後、消費者の使用後アンケート調査を行う。調査結果をもとに香りコンセプトの受け入れ性、香りの嗜好性、使用意向の分析を行う。クライテリアの達成を確認し、上市まで携わる。