基本情報

学部兼担

• 工学部

全学メールアドレス

• 全学メールアドレス

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

所属学協会

• 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

学位

• 2022年03月23日

  京都大学博士（情報学）
• 2019年03月25日

  京都大学修士（工学）

出身大学院・研究科等

• 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

出身学校・専攻等

• 京都大学, 工学部工業化学科, 卒業

出身高等学校

• 出身高等学校

  岐阜県立岐阜高等学校, ぎふけんりつぎふこうとうがっこう

経歴

• 自 2022年04月, 至 現在

  京都大学, 大学院情報学研究科 システム科学専攻, 助教

使用言語

• 英語

ID,URL

• ORCID ID

  0000-0002-3841-3922

• J-Global ID

  202001007876406161

• 研究者番号

  60883402

researchmap URL

• https://researchmap.jp/kato_shota

研究

研究テーマ・研究概要

• 研究テーマ

  プロセスインフォマティクス、論文情報処理、プロセスモデリング、プロセス制御

• 研究概要

  製造業では、科学原理に基づく物理モデルは様々な場面で必要であるが、物理モデル構築は多大な労力を要する、大変な作業である。そこで複数の文書から所望の物理モデルを自動で構築するAI（AutoPMoB）の実現を目指している。AutoPMoBは物理モデル構築に必要な情報を文書から抽出し、異なる文書から抽出した情報の表記を統一し、収集した情報を統合して所望の物理モデルを構築する。AutoPMoBの実現に必要な要素技術を開発する。

研究キーワード

• プロセスインフォマティクス
• 論文情報処理
• 物理モデル
• 情報抽出
• プロセスシステム工学
• 自然言語処理

研究分野

• 情報通信, 知能情報学
• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 制御、システム工学
• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 反応工学、プロセスシステム工学

論文

• Transfer Learning Based on Generative Adversarial Networks: Application to Chemical Reaction Process

  Ryoya Yoshida; Buyun Wang; Shota Kato; Manabu Kano

  10th 2024 International Conference on Control, Decision and Information Technologies, CoDIT 2024, 2024年

  
• Data Augmentation Method Utilizing Template Sentences for Variable Definition Extraction

  Kotaro Nagayama; Shota Kato; Manabu Kano

  2024年05月23日, 責任著者

  
• Prototype of Automated Physical Model Builder: Challenges and Opportunities

  Shota Kato; Manabu Kano

  Computer Aided Chemical Engineering, 2024年, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Rheo-SINDy: Finding a constitutive model from rheological data for complex fluids using sparse identification for nonlinear dynamics

  Takeshi Sato; Souta Miyamoto; Shota Kato

  Journal of Rheology, 2025年01月01日

  
• VARAT: Variable Annotation Tool for Documents on Manufacturing Processes

  Shota Kato; Manabu Kano

  Journal of Chemical Engineering of Japan, 2025年02月05日, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  
• Efficient physical model building algorithm using equations extracted from documents

  Shota Kato; Manabu Kano

  Computer Aided Chemical Engineering, 2023年01月

  
• Extracting Variable Definitions from Documents on Chemical Processes Utilizing Semantic Information on Variables

  Masaki Numoto; Shota Kato; Manabu Kano

  2023年07月, 責任著者

  
• 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年

  
• 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年

  
• Simple algorithm for judging equivalence of differential-algebraic equation systems

  Shota Kato; Chunpu Zhang; Manabu Kano

  Scientific Reports, 2023年07月, 査読有り, 筆頭著者, 責任著者

  この論文にアクセスする：

  
• 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年

  
• ProcessBERT: A Pre-trained Language Model for Judging Equivalence of Variable Definitions in Process Models*

  Shota Kato; Kazuki Kanegami; Manabu Kano

  IFAC-PapersOnLine, 2022年, 査読有り, 筆頭著者

  
• 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+), 2022年06月, 査読有り

  
• 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+), 2022年06月, 筆頭著者

  
• 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, 2022年03月20日

  
• Gray-box model-based predictive control of Czochralski process

  Shota Kato; Sanghong Kim; Masahiko Mizuta; Masanori Oshima; Manabu Kano

  Journal of Crystal Growth, 2021年11月01日

  この論文にアクセスする：

  
• 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, 2021年01月01日

  この論文にアクセスする：

  

MISC

• 敵対的生成ネットワークを用いた化学反応プロセス操業時系列データの転移学習

  吉田 凌也; 加藤 祥太; 加納 学

  第11回制御部門マルチシンポジウム(MSCS2024), 2024年03月

  
• 時系列センサデータの画像化による製造プロセスの異常検知

  行友 雅紀; 加藤 祥太; 加納 学

  第11回制御部門マルチシンポジウム(MSCS2024), 2024年03月

  
• 化学工学分野に特化したBERTモデルによる変数定義抽出

  加藤 祥太; 永山; 航太郎; 加納 学

  第11回制御部門マルチシンポジウム(MSCS2024), 2024年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 化学プロセス関連論文からの変数定義抽出に特化した言語モデル

  加藤 祥太; 永山 航太郎; 加納 学

  信学技報, 2024年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 変数定義抽出におけるテンプレート文を活用したデータ拡張法

  永山 航太郎; 加藤 祥太; 加納 学

  言語処理学会年次大会発表論文集(Web), 2024年03月, 責任著者

  
• ジャズ理論に基づく和音間の仮想的引力モデルとそのリハーモナイゼーションへの応用

  沼本 真幸; 加藤 祥太; 加納 学

  情報処理学会研究報告(Web), 2024年

  
• Causal Analysis of Hepatic Fat Accumulation by Linear Mixed Causal Model

  Takashi Nojima; Yoshito Itoh; Kota Yano; Kanji Yamaguchi; Yuya Seko; Satoaki Matoba; Koichi Fujiwara; Shota Kato; Manabu Kano

  2023 Asia Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2023), 2023年10月, 査読有り

  
• RRI Modification from Predictive Perspective Using the N-Beats Mode

  Hongtao Chen; Shota Kato; Koichi Fujiwara; Manabu Kano

  45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC 2023), 2023年07月, 査読有り

  
• 物理モデル自動構築AIの実現に向けたProcessBERTの構築

  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), 2022年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2021年08月, 筆頭著者

  
• 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), 2021年08月

  
• 統計モデルに基づく状態推定を用いたCzochralskiプロセスのグレーボックスモデル予測制御

  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), 2021年05月, 筆頭著者

  
• 逐次線形化に基づくCzochralskiプロセスのグレーボックスモデル予測制御

  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), 2021年03月, 筆頭著者

  
• 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), 2020年09月, 筆頭著者

  
• 文献から物理モデルを自動で構築する人工知能の実現に向けた課題

  加藤 祥太; 加納 学

  第66回自動制御連合講演会, 2023年10月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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, 2023年09月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2023年08月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2022年12月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 化学工学関連論文中の命名法と数式に基づく変数定義予測手法

  加藤 祥太; 加納 学

  第37回人工知能学会全国大会（JSAI2023）, 2023年06月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 医薬品連続生産プロセス制御のための滞留時間分布に基づく設定値決定法

  Herath Pathirannahalage Pasindu; Ayumu Nabetani; Shota Kato; Manabu Kano

  第10回制御部門マルチシンポジウム (MSCS2023), 2023年03月

  
• N-BEATSモデルによるRRIデータの補正

  Hongtao Chen; Shota Kato; Manabu Kano

  第10回制御部門マルチシンポジウム (MSCS2023), 2023年03月

  
• 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), 2023年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2023年03月, 責任著者

  
• 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), 2023年03月, 責任著者

  
• 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, 2023年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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, 2023年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2022年12月

  
• 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), 2022年12月, 査読有り, 責任著者

  
• 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, 2022年09月

  
• 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, 2022年09月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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), 2022年08月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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, 2022年03月, 筆頭著者, 責任著者

  
• 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, 2022年03月, 責任著者

  
• Identifier Information Based Variable Extraction Method from Scientific Papers for Automatic Physical Model Building

  Shota Kato; Manabu Kano

  PSE Asia, 2020年11月, 査読有り, 筆頭著者

  
• 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), 2022年03月

  
• 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), 2022年03月

  
• 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), 2022年03月, 筆頭著者

  
• 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), 2021年03月

  
• 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), 2021年03月

  
• 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), 2021年03月, 筆頭著者

  
• 物理モデル自動構築に向けた学術論文からの変数抽出

  加藤 祥太; 加納 学

  第34回人工知能学会全国大会, 2020年06月, 筆頭著者

  
• 300 mmシリコン単結晶を製造するCzochralskiプロセ スの結晶品質とヒーター温度の予測

  加藤 祥太; 金 尚弘; 加納 学; 藤原 俊幸; 水田 匡彦

  第7回制御部門マルチシンポジウム, 2020年03月

  
• 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), 2020年09月, 筆頭著者

  
• 直接法を用いたCzochralskiプロセスの同定

  入谷 賢佑; 加藤 祥太; 金 尚弘; 藤原 俊幸; 水田 匡彦; 加納 学; 外輪 健一郎

  第62回自動制御連合講演会, 2019年11月

  
• 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, 2019年11月, 筆頭著者

  
• 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), 2019年09月, 筆頭著者

  
• Czochralskiプロセスの結晶成長速度と 結晶半径を予測するグレーボックスモデルの構築

  加藤 祥太; 金 尚弘; 加納 学; 藤原 俊幸; 水田 匡彦; 長谷部 伸治

  第63回システム制御情報学会研究発表講演会, 2019年05月, 筆頭著者

  
• 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), 2019年01月, 査読有り, 筆頭著者

  
• 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, 2018年12月, 筆頭著者

  
• 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, 2018年09月

  

講演・口頭発表等

• 文献からの物理モデル自動構築の実現に向けた取り組み

  加藤 祥太

  第26回自動車制御とモデル研究部門委員会, 2024年01月25日, 招待有り

  
• 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, 2023年12月08日, 招待有り

  
• 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, 2023年07月21日, 招待有り

  
• 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, 2022年05月13日, 招待有り

  

受賞

• 2024年05月24日

  一般社団法人システム制御情報学会, 2024年度学会賞「奨励賞」

  文献から物理モデルを自動で構築する人工知能の実現に向けた課題, 日本国, 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  加藤 祥太
• 2022年03月25日

  化学工学会 第87年会, SIS部会研究奨励賞

  国内学会・会議・シンポジウム等の賞
• 2021年05月26日

  SCI学生発表賞
• 2021年02月17日

  京都大学第15回ICTイノベーション優秀研究賞
• 2019年05月22日

  SCI学生発表賞

外部資金：科学研究費補助金

• 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

  若手研究

  小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連

  京都大学

  加藤 祥太

  自 2023年04月01日, 至 2026年03月31日, 交付

  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

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23K13595/
• 文献を解読し第一原理モデルを自動構築する人工知能の開発

  挑戦的研究(萌芽)

  中区分27:化学工学およびその関連分野

  京都大学

  加納 学

  自 2021年07月09日, 至 2023年03月31日, 完了

  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

  https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18849/

外部資金：その他

• 文献情報を活用した第一原理モデル自動構築AIの開発

  京都大学大学院教育支援機構, JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム

  自 2021年10月01日, 至 2022年03月31日

  加藤 祥太

  研究代表者
• 製造プロセス関連文献からの物理モデル構築に必要な情報の抽出・表記統一手法の開発

  一般財団法人伊藤忠兵衛基金, 学術研究助成金

  自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  加藤 祥太

  研究代表者
• エネルギー関連プロセスの物理 モデル自動構築に向けた 要素技術開発

  京都大学オープンイノベーション機構, ダイキンGAPファンドプログラム

  自 2024年01月01日, 至 2024年12月31日

  加藤 祥太

  加納 学

  研究代表者
• 製造プロセスの専門用語と数式を理解する物理モデル自動構築AIの開発

  科学技術振興機構, 戦略的創造研究推進事業 ACT-X

  自 2023年10月01日, 至 2025年03月31日

  加藤 祥太

  研究代表者

教育

担当科目

• 自 2022年04月01日, 至 2023年03月31日

  機械システム工学実験３

  後期
• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  情報基礎演習［工学部］

  T006, 前期, 国際高等教育院, 2
• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  機械システム工学実験３

  5058, 前期, 工学部, 1
• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  機械システム工学実験３

  5058, 後期, 工学部, 1

大学運営

部局運営(役職等)

• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  システム運用WG委員
• 自 2023年04月01日, 至 2024年03月31日

  情報セキュリティWG委員

学術・社会貢献

委員歴

• 自 2025年04月, 至 現在

  シンポジウム・部会賞担当幹事, 公益社団法人化学工学会 システム・情報・シミュレーション部会
• 自 2025年01月, 至 現在

  企画担当, 言語処理学会若手支援事業（YANS）シンポジウム
• 自 2023年04月, 至 2025年03月

  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