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専門家主導のPOMDP学習による医療分野でのデータ効率的なモデリング

Expert-Guided POMDP Learning for Data-Efficient Modeling in Healthcare

http://arxiv.org/abs/2511.14619v1


限られたデータから部分観測マルコフ決定過程(POMDP)のパラメータを学習することは大きな課題です。本研究では、専門家の知識を取り入れた新しいFuzzy MAP EMアルゴリズムを提案し、期待値最大化(EM)フレームワークに専門家定義のファジーモデルに基づく疑似カウントを加えることでパラメータ推定過程を強化します。この統合により、問題は最大事後推定(MAP)として再定式化され、限られたデータの環境での学習を効果的に導きます。合成医療シミュレーションにおいて、我々の手法は低データかつ高ノイズ条件下で従来のEMアルゴリズムを一貫して上回る性能を示しました。また、重症筋無力症に関するケーススタディは、Fuzzy MAP EMアルゴリズムが臨床的に整合したPOMDPを再構築する能力を示し、医療におけるデータ効率的なモデリングの実用的なツールとしての可能性を示しています。