ISO/TR 23846:2022 バイオミメティックス—画像検索エンジン | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令第 1 Part に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)

この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。

規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html

この文書は ISO/TC 266, バイオミメティクス技術委員会によって作成されました。

導入

バイオミメティクスとは、生物の構造や機能、生産過程の観察・解析から得たアイデアを利用して新たな技術を開発したり、ものづくりに活用したりする科学技術のことです。 「バイオミメティクス」という用語は、1950 年代にアメリカの神経生理学者オットー・シュミットによって初めて使用されました。

人類は太古の昔から、生物が持つ形態や構造、それらが発現する機能を模倣して作り出してきました。ルネサンス時代にレオナルド・ダ・ヴィンチが鳥類の精密な観察から飛行機械を構想したのは有名な話です。 18 世紀初頭、フランスの技術者マーク ブルネルは、シップワームがその分泌物を使って木材に穴を開け、おがくずを背後に押し出すという観察に触発されて、シールド トンネルを設計しました。最近では、水の抵抗を軽減するためにサメの皮膚の質感をヒントにしたシャークスキン柄の高速水着も開発されています。関西大学基礎工学部の青柳誠司氏はある蚊からインスピレーションを得て、ワクチン接種時の痛みを軽減する「マイクロニードル」を開発した。これらはすべてバイオミメティクスの例であり、生物が製品や技術の製造の課題をどのように解決するかに成功しています。しかし、これらの成功例における生物学と工学の関係は、研究を支える人々の能力に大きく負っています。近年、ビッグデータや人工知能に代表される情報学が目覚ましく進歩し、従来はコンピュータの性能によって難しかった大量の文字や画像の解析が可能になりました。したがって、情報学を活用することで、人間の能力を超えたさまざまな組み合わせの可能性を考えることができるようになります。これにより、バイオミメティクスの可能性も大幅に高まります (図 1 を参照)

1 スコープ

このドキュメントでは、画像検索エンジン (ISE) のプロトタイプについて説明します。 ISE の使用と価値に焦点を当てていますが、その設計原則についても説明しています。

2 規範的参照

以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO/TR 23845, バイオミメティクス — バイオミメティクス用のオントロジー強化シソーラス (OET)

3 用語と定義

この文書の目的としては、ISO/TR 23845 および以下に示されている用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1

データ

潜在的な読者またはユーザーにとって意味のある最小限の情報

注記 1:多くの場合、データは、より大きなエンティティ、データセット、またはデータベースのコンポーネントです。データには、研究論文、シミュレーション モデル、アルゴリズム、数値、写真、図、音声およびビデオ記録などのテキストが含まれます。

3.2

データベース

テキスト、画像、サウンド、ビデオなど、ほぼすべてのデジタル オブジェクトのセット

3.3

画像検索システム

デジタル画像の大規模なデータベースから画像を閲覧、検索、取得するために使用されるコンピュータ システム

3.4

データの取得

オペレーショナル データベース管理システム (ODBMS) などのデータベース管理システム (DBMS) からデータを取得するアクション

3.5

オントロジー

知識管理と人工知能の分野における、言説領域における概念とそれらの概念間の関係の、形式的、構造化された、明示的な記述

注記 1:オントロジーは、クラスの個々のインスタンスのセットとともに知識ベースを構成します。

3.6

シソーラス

意味の類似性に基づいてグループに整理された単語のリスト

参考文献

1ISO/TR 23847, バイオミメティクス — TRIZ を適用した問題指向アプローチと機能指向アプローチの統合
2溝口理一郎、小崎幸二、北村好伸、シソーラスオントロジー強化、アイデア創出のための高度な情報検索に向けて、情報処理管理ジャーナル 2015, 58, (5)、p.361-37
3小林 徹、磯野 裕也、新井 和也、山内 哲也、小林 弘、持続可能なライフスタイルのための Bio-TRIZ データベース -自然から工学への技術移転-、Proc.知識創造とインテリジェント コンピューティングに関する国際エレクトロニクス シンポジウム、2017 年、p284-28
4小林 徹、磯野 泰、山内 哲、小林 弘、持続可能なライフスタイルのためのセレンディピティ指向のバイオ TRIZ データベース、第 10 回自然からインスピレーションを得たテクノロジーに関する国際シンポジウム議事録、2017 年、p.1
5磯野 裕、山内 達、小林 弘、小林 達、Proc.第5回名古屋バイオミメティクス国際シンポジウム、2016年、p.4
6長谷山正史、連想画像検索の実現: セレンディピティを強化する画像検索プラットフォームの開発、2016 IEEE 46th International Symposium on Multiple-Valued Logi, 201
7Hariyama T. 他、第 7 回名古屋バイオミメティクス国際シンポジウム予稿集、2018 年、p.2
8中野直也ほか、バイオミメティカ、2019, 2019年3月、p.22-3
9Doctor E. et al.、From micro to nano contacts in bioattachment devices, 米国科学アカデミー紀要、2003, 100, (19)、p.10603-1060

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 266, Biomimetics.

Introduction

Biomimetics is the science and technology that develops new technologies by using ideas learned from observation and analysis of structures, functions, and production processes of living organisms or utilizes them in manufacturing. The term “biomimetics” was first used in the 1950s by the American neurophysiologist, Otto Schmitt.

From ancient times, humans have manufactured mimicking forms and structures that living organisms have and functions expressed by them. It is a well-known story that Leonardo da Vinci conceptualized flying machines through precise observation of birds in the Renaissance period. In the early eighteenth century, the French engineer Marc Brunel designed shield tunnelling, inspired by the observation that a shipworm uses its secretion to bore through timber and push the sawdust out behind it. Recently, shark skin-patterned high-speed swimwear has been developed, inspired by the skin texture of a shark to reduce water resistance. A mosquito inspired Seiji Aoyagi of the Faculty of Engineering Science, Kansai University, Japan, to develop a “microneedle” that reduces pain during a vaccination. These are all examples of biomimetics and how living organisms successfully resolve the challenges of manufacturing products or technologies. However, the relations between biology and engineering in these successful examples owe much to the abilities of the people behind the research. In recent years, informatics represented by big data or artificial intelligence has made remarkable progress and allows a large amount of texts or images to be analysed, was more difficult before due to the performance of computers. Therefore, the use of informatics will allow us to consider possibilities of various combinations beyond the abilities of humans. This also greatly enhances the possibility of biomimetics (see Figure 1).

1 Scope

This document describes prototypes of the image search engine (ISE). It focuses on the use and value of ISE, but also describes its design principles.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO/TR 23845, Biomimetics — Ontology-Enhanced Thesaurus (OET) for biomimetics

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/TR 23845 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

data

minimum piece of information that is meaningful for its potential reader or user

Note 1 to entry: In many cases, data is a component of a larger entity, a data set or a database. Data can be text, e.g. research papers, simulation models, algorithms, numbers, pictures, figures, voice and video recordings.

3.2

database

set of almost any digital objects, e.g. text, picture, sound, video

3.3

image retrieval system

computer system used for browsing, searching and retrieving images from a large database of digital images

3.4

data retrieval

action of obtaining data from a Database Management System (DBMS) such as an Operational Database Management System (ODBMS)

3.5

ontology

formal, structured, and explicit description of concepts in a domain of discourse and the relations between them in the fields of knowledge management and artificial intelligence

Note 1 to entry: An ontology together with a set of individual instances of classes constitutes a knowledge base.

3.6

thesaurus

list of words arranged in groups based on similarity of meaning

Bibliography

1ISO/TR 23847, Biomimetics — Integrating problem and function-oriented approaches applying TRIZ
2Mizoguchi Riichiro, Kozaki Kouji, Kitamura Yoshinobu, Thesaurus Ontology-Enhanced, Towards advanced information retrieval for idea creation, Journal of Information Processing and Management 2015, 58(5), p.361-371.
3Kobayashi T., Isono Y., Arai K., Yamauchi T., Kobayashi H., Bio-TRIZ Database for Sustainable Lifestyle -Technology transfer from nature to engineering-, Proc. International Electronics Symposium on Knowledge Creation and Intelligent Computing, 2017, p284-288.
4Kobayashi T., Isono Y., Yamauchi T., Kobayashi H., Serendipity-oriented Bio-TRIZ Database for Sustainable Lifestyle, Proceedings of 10th International Symposium on Nature-Inspired Technology, 2017, p.17.
5Isono Y., Yamauchi T., Kobayashi H., Kobayashi T., Proc. of 5th Nagoya Biomimetics International Symposium, 2016, p.46.
6Haseyama M., Realization of Associative Image Search: Development of Image Retrieval Platform for Enhancing Serendipity, 2016 IEEE 46th International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL), 2016.
7Hariyama T. et al., Proceedings of 7th Nagoya Biomimetics International Symposium, 2018, p.27.
8Nakano N. et al., Biomimetica, 2019, March 2019, p.22-37(in Japanese).
9Arzt E. et al., From micro to nano contacts in biological attachment devices, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003, 100(19), p.10603-10606.