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Kato, Shota

Graduate School of Informatics, Department of Informatics Assistant Professor

Kato, Shota
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    Last Updated :2024/04/22

    Basic Information

    Faculty

    • Faculty of Engineering

    Email Address

    • Email Address

      kato.shota.5akyoto-u.ac.jp

    Professional Memberships

    • システム制御情報学会
    • 計測自動制御学会
    • 人工知能学会
    • 言語処理学会
    • 化学工学会

    Academic Degree

    • 23 Mar. 2022
      京都大学博士(情報学)
    • 25 Mar. 2019
      京都大学修士(工学)

    Academic Resume (Graduate Schools)

    • 京都大学, 大学院情報学研究科博士後期課程システム科学専攻, 修了
    • 京都大学, 大学院工学研究科修士課程化学工学専攻, 修了

    Academic Resume (Undergraduate School/Majors)

    • 京都大学, 工学部工業化学科, 卒業

    High School

    • High School

      岐阜県立岐阜高等学校

    Research History

    • From Apr. 2022, To Present
      Kyoto University, Graduate School of Informatics Department of Systems Science, Assistant Professor

    Language of Instruction

    • English

    ID,URL

    researchmap URL

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      Last Updated :2024/04/22

      Research

      Research Topics, Overview of the research

      • Research Topics

        Process informatics, Thesis information processing, Process modeling, Process control
      • Overview of the research

        In the manufacturing industry, physical models are indispensable in various situations. However, building physical models requires a great deal of labor. To free model builders, such as engineers and experts, from this laborious task, we aim to realize an automated physical model builder (AutoPMoB), which automatically builds the desired physical model from multiple documents. AutoPMoB extracts information required for physical model building from documents, unifies the notation of information extracted from different documents, and integrates the collected information to build the desired physical model. We develop fundamental technologies to realize AutoPMoB.

      Research Interests

      • Process informatics
      • 論文情報処理
      • Physical model
      • Information extraction
      • Process systems engineering
      • Natural language processing

      Research Areas

      • Informatics, Intelligent informatics
      • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering), Control and systems engineering
      • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering), Chemical reaction and process system engineering

      Papers

      • VARAT: Variable Annotation Tool for Documents on Manufacturing Processes
        Shota Kato; Manabu Kano
        Jul. 2023, Lead author, Corresponding author
      • Efficient physical model building algorithm using equations extracted from documents
        Shota Kato; Manabu Kano
        Computer Aided Chemical Engineering, Jan. 2023
      • Extracting Variable Definitions from Documents on Chemical Processes Utilizing Semantic Information on Variables
        Masaki Numoto; Shota Kato; Manabu Kano
        Jul. 2023, Corresponding author
      • Setpoint Determination Method for Pharmaceutical Continuous Manufacturing: Proactive-RTD-based Approach
        Pasindu Herath Pathirannahalage; Ayumu Nabetani; Shota Kato; Kanta Sato; Keita Yaginuma; Shuichi Tanabe; Manabu Kano
        2023 IEEE Conference on Control Technology and Applications, CCTA 2023, 2023
      • GAN-based Homogenous Transfer Learning Method for Regression Problems
        Buyun Wang; Shota Kato; Manabu Kano
        2023 IEEE Conference on Control Technology and Applications, CCTA 2023, 2023
      • Simple algorithm for judging equivalence of differential-algebraic equation systems
        Shota Kato; Chunpu Zhang; Manabu Kano
        Scientific Reports, Jul. 2023, Peer-reviewed, Lead author, Corresponding author
      • Nearest Neighbor Search-Based Modification of RRI Data with Premature Atrial Contraction and Premature Ventricular Contraction
        Sifeng Chen; Shota Kato; Koichi Fujiwara; Manabu Kano
        2023 SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CONTROL SYSTEMS, SICE ISCS, 2023
      • ProcessBERT: A Pre-trained Language Model for Judging Equivalence of Variable Definitions in Process Models*
        Shota Kato; Kazuki Kanegami; Manabu Kano
        IFAC-PapersOnLine, 2022, Peer-reviewed, Lead author
      • Equivalence Judgment of Equation Groups Representing Process Dynamics
        Chunpu Zhang; Shota Kato; Manabu Kano
        Proceedings of the 14th International Symposium on Process Systems Engineering (PSE 2021+), Jun. 2022, Peer-reviewed
      • Towards An Automated Physical Model Builder: CSTR Case Study
        Shota Kato; Manabu Kano
        Proceedings of the 14th International Symposium on Process Systems Engineering (PSE 2021+), Jun. 2022, Lead author
      • Gray-Box Model-Based Predictive Control of Czochralski Process with Successive Model Update
        Shota Kato; Sanghong Kim; Masahiko Mizuta; Manabu Kano
        JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN, 20 Mar. 2022
      • Gray-box model-based predictive control of Czochralski process
        Shota Kato; Sanghong Kim; Masahiko Mizuta; Masanori Oshima; Manabu Kano
        Journal of Crystal Growth, 01 Nov. 2021
      • Gray-box modeling of 300 mm diameter Czochralski single-crystal Si production process
        Shota Kato; Sanghong Kim; Manabu Kano; Toshiyuki Fujiwara; Masahiko Mizuta
        Journal of Crystal Growth, 01 Jan. 2021

      Misc.

      • Development of ProcessBERT for Realization of Automated Physical Model Building AI
        金上 和毅; 加藤 祥太; 加納 学
        第9回制御部門マルチシンポジウム (MSCS2022), Mar. 2022, Lead author, Corresponding author
      • 製造プロセスの物理モデルを文献から自動生成するAIの開発
        加藤 祥太; 加納 学
        NLP若手の会第16回シンポジウム (YANS2021), Aug. 2021, Lead author
      • 計算機代数システムを用いた数式群の同義性判定手法
        張 純朴; 加藤 祥太; 金上 和毅; 加納 学
        NLP若手の会第16回シンポジウム (YANS2021), Aug. 2021
      • Gray-box model based predictive control of Czochralski process using statistical model-based state estimation
        加藤 祥太; 金 尚弘; 加納 学
        第65回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI'21), May 2021, Lead author
      • Gray-box model based predictive control of Czochralski process using successive linearization
        加藤 祥太; 金 尚弘; 加納 学
        第8回制御部門マルチシンポジウム (MSCS2021), Mar. 2021, Lead author
      • 物理モデル自動構築に向けた学術論文からの知識ベース変数抽出
        加藤 祥太; 加納 学
        NLP若手の会第15回シンポジウム (YANS2020), Sep. 2020, Lead author
      • Challenges in realizing AI that automatically builds physical models from literature
        加藤 祥太; 加納 学
        第66回自動制御連合講演会, Oct. 2023, Lead author, Corresponding author
      • ChatGPTは化学工学関連論文から変数を抽出できるか?
        加藤 祥太; 加納 学
        化学工学会第54回秋季大会, Sep. 2023, Lead author, Corresponding author
      • ChatGPTは物理モデル自動構築にどこまで役立つか?
        加藤 祥太; 永山 航太郎; 加納 学
        NLP若手の会第18回シンポジウム (YANS2023), Aug. 2023, Lead author, Corresponding author
      • Annotation tool for variable extraction from documents on manufacturing processes
        Shota Kato; Manabu Kano
        The 10th Asian Symposium on Process Systems Engineering (PSE Asia 2022), Dec. 2022, Lead author, Corresponding author
      • Variable Description Prediction Method Based on Nomenclature and Formulas in Chemical Engineering Domain Papers
        加藤 祥太; 加納 学
        第37回人工知能学会全国大会(JSAI2023), Jun. 2023, Lead author, Corresponding author
      • RTD-based Set-point Determination Method for Controlling Pharmaceutical Continuous Manufacturing Process
        Herath Pathirannahalage Pasindu; Ayumu Nabetani; Shota Kato; Manabu Kano
        The 10th SICE Multi-Symposium on Control Systems, Mar. 2023
      • Modification of RRI Data by N-BEATS Model
        Hongtao Chen; Shota Kato; Manabu Kano
        The 10th SICE Multi-Symposium on Control Systems, Mar. 2023
      • 化学工学分野の論文に含まれる命名法に基づく変数記号および定義の解析
        加藤 祥太; 加納 学
        言語処理学会第29回年次大会 (NLP2023), Mar. 2023, Lead author, Corresponding author
      • 数学的表現の構造的情報のトークン化手法によるProcessBERT の性能改善
        張 純朴; 加藤 祥太; 加納 学
        言語処理学会第29回年次大会 (NLP2023), Mar. 2023, Corresponding author
      • 二段階のファインチューニングを行ったBERTによる変数定義抽出
        山本 蒔志; 加藤 祥太; 加納 学
        言語処理学会第29回年次大会 (NLP2023), Mar. 2023, Corresponding author
      • 化学工学関連文書の変数を理解するための言語モデル構築手法
        加藤 祥太; 張 純朴; 山本 蒔志; 加納 学
        化学工学会第88年会, Mar. 2023, Lead author, Corresponding author
      • 化学工学関連論文中の命名法に基づく変数定義予測手法
        加藤 祥太; 加納 学
        情報処理学会 第255回自然言語処理研究会, Mar. 2023, Lead author, Corresponding author
      • Setpoint Determination Method for Control of Pharmaceutical Critical Material Attributes in Two Consecutive Processes
        Ayumu Nabetani; Shota Kato; Manabu Kano
        The 10th Asian Symposium on Process Systems Engineering (PSE Asia 2022), Dec. 2022
      • Variable Definition Extraction from Documents on Chemical Processes Utilizing Semantic Information on Variable Symbols and Definitions
        Masaki Numoto; Shota Kato; Manabu Kano
        The 10th Asian Symposium on Process Systems Engineering (PSE Asia 2022), Dec. 2022, Peer-reviewed, Corresponding author
      • 医薬品連続生産プロセス制御における滞留時間分布を考慮した設定値決定法
        奈部谷 歩; 加藤 祥太; 加納 学
        化学工学会第53回秋季大会, Sep. 2022
      • 変数消去順序を考慮した数式群同義性判定手法
        加藤 祥太; 張 純朴; 加納 学
        化学工学会第53回秋季大会, Sep. 2022, Lead author, Corresponding author
      • 化学工学分野の専門用語を理解するBERTモデルの開発
        加藤 祥太; 加納 学
        NLP若手の会第17回シンポジウム (YANS2022), Aug. 2022, Lead author, Corresponding author
      • 物理モデル自動構築に向けて:1)変数アノテーションツールの開発
        加藤 祥太; 沼本 真幸; 加納 学
        化学工学会第87年会, Mar. 2022, Lead author, Corresponding author
      • 物理モデル自動構築に向けて:2)ProcessBERT化学工学のための事前学習言語モデル
        金上 和毅; 加藤 祥太; 加納 学
        化学工学会第87年会, Mar. 2022, Corresponding author
      • Identifier Information Based Variable Extraction Method from Scientific Papers for Automatic Physical Model Building
        Shota Kato; Manabu Kano
        PSE Asia, Nov. 2020, Peer-reviewed, Lead author
      • 複数文献間の変数の同義性判定に向けたProcessBERTの構築
        金上和毅; 加藤祥太; 加納学
        言語処理学会年次大会発表論文集(Web), Mar. 2022
      • 変数の記号と定義に関する情報を活用した変数定義抽出手法
        沼本真幸; 加藤祥太; 加納学
        言語処理学会年次大会発表論文集(Web), Mar. 2022
      • 物理モデル自動構築に向けた変数アノテーションツールの開発
        加藤祥太; 加納学
        言語処理学会年次大会発表論文集(Web), Mar. 2022, Lead author
      • 数式群から物理モデルの候補を自動で出力するアルゴリズムの開発
        加藤祥太; 加納学
        化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), Mar. 2021
      • ルールベース手法による数式群の同義性判定
        張純朴; 加藤祥太; 金上和毅; 加納学
        言語処理学会年次大会発表論文集(Web), Mar. 2021
      • 第一原理モデル自動構築のためのモデル構築アルゴリズム
        加藤祥太; 加納学
        言語処理学会年次大会発表論文集(Web), Mar. 2021, Lead author
      • Variable Extraction from Scientific Papers for Automatic Physical Model Building
        加藤祥太; 加納学
        人工知能学会全国大会(Web), Jun. 2020, Lead author
      • Prediction of Crystal Quality and Heater Temperature in 300 mm Czochralski Silicon Crystal Growth Process
        加藤祥太; KIM S.; 加納学; 藤原俊幸; 水田匡彦
        計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(CD-ROM), Mar. 2020
      • 物理モデル自動生成に向けた学術論文からの知識ベース変数抽出
        加藤 祥太; 加納 学
        化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM), Sep. 2020, Lead author
      • Identification of Czochralski Process using Direct Method
        入谷賢佑; 加藤祥太; KIM Sanghong; 藤原俊幸; 水田匡彦; 加納学; 外輪健一郎
        自動制御連合講演会(CD-ROM), Nov. 2019
      • Gray-box model for predicting crystal radius and crystal growth rate of 300 mm Czochralski single-crystal silicon ingot production process
        Shota Kato; Sanghong Kim; Manabu Kano; Toshiyuki Fujiwara; Masahiko Mizuta; Shinji Hasebe
        AIChE Annual Meeting, Nov. 2019, Lead author
      • Method of estimating temperatures of heater and melt to improve prediction accuracy of gray-box model of 300 mm Czochralski single-crystal Si production process
        Shota Kato; Sanghong Kim; Manabu Kano; Toshiyuki Fujiwara; Masahiko Mizuta; Shinji Hasebe
        18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019), Sep. 2019, Lead author
      • A gray-box model of Czochralski process for predicting crystal radius and crystal growth
        加藤祥太; KIM Sanghong; 加納学; 藤原俊幸; 水田匡彦; 長谷部伸治
        システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集(CD-ROM), May 2019, Lead author
      • Model predictive control of Czochralski process producing 300 mm single crystal silicon ingot
        Shota Kato; Hironobu Yoshioka; Sanghong Kim; Manabu Kano; Toshiyuki Fujiwara; Masahiko Mizuta; Shinji Hasebe
        The 8th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2019), Jan. 2019, Peer-reviewed, Lead author
      • 300mm単結晶シリコンインゴットを製造するCZ プロセスのグレーボックスモデルの実用性向上
        加藤 祥太; 金 尚弘; 加納 学; 藤原 俊幸; 水田 匡彦; 長谷部 伸治
        第61回自動制御連合講演会, Dec. 2018, Lead author
      • 300mm単結晶シリコンインゴットを製造するCZ プロセスのモデル予測制御
        加藤 祥太; 吉岡 寛展; 金 尚弘; 加納 学; 藤原 俊幸; 水田 匡彦; 長谷部 伸治
        化学工学会第50回秋季大会, Sep. 2018

      Presentations

      • 製造業でのAI 活用:文献情報からの物理モデル自動構築
        加藤 祥太
        ふれデミックカフェ, 08 Dec. 2023, Invited
      • 物理モデル自動構築AIの実現に向けて
        加藤 祥太
        PSE委員会2023年度第2回研究会, 21 Jul. 2023, Invited
      • 物理モデル自動構築AIの実現を夢見て
        加藤 祥太
        PSE委員会第1回研究会, 13 May 2022, Invited

      Awards

      • 25 Mar. 2022
        化学工学会 第87年会, SIS部会研究奨励賞
        Japan society
      • 26 May 2021
        SCI学生発表賞
      • 17 Feb. 2021
        京都大学第15回ICTイノベーション優秀研究賞
      • 22 May 2019
        SCI学生発表賞

      External funds: Kakenhi

      • 製造プロセスの物理モデル自動構築AIのプロトタイプ開発
        Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
        Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
        Kyoto University
        加藤 祥太
        From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2026, Granted
        人工知能;自然言語処理;数式言語処理;物理モデル;デジタルツイン
      • Development of Artificial Intelligence that Automatically builds first-principle models from the literature
        Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
        Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
        Kyoto University
        Manabu KANO
        From 09 Jul. 2021, To 31 Mar. 2023, Project Closed
        人工知能;第一原理モデル;物理モデル;自然言語処理;数式処理;化学工学;プロセスシステム工学;デジタルツイン
      list
        Last Updated :2024/04/22

        Education

        Teaching subject(s)

        • From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2024
          Practice of Basic Informatics (Faculty of Engineering)
          T006, Spring, Institute for Liberal Arts and Sciences, 2
        • From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2024
          Mechanical and System Engineering Laboratory 3
          5058, Spring, Faculty of Engineering, 1
        • From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2024
          Mechanical and System Engineering Laboratory 3
          5058, Fall, Faculty of Engineering, 1
        list
          Last Updated :2024/04/22

          Administration

          Faculty management (title, position)

          • From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2024
            システム運用WG委員
          • From 01 Apr. 2023, To 31 Mar. 2024
            情報セキュリティWG委員
          list
            Last Updated :2024/04/22

            Academic, Social Contribution

            Committee Memberships

            • From Apr. 2023, To Mar. 2024
              部会会計幹事, 化学工学会システム・情報・シミュレーション部会

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