About Me

名古屋大学大学院工学研究科機械システム工学専攻で助教として働いています. 学位は名古屋工業大学情報工学専攻で博士(工学)を取得しました. 主にベイズ最適化と呼ばれる効率的なブラックボックス最適化のための機械学習法およびその材料分野への応用などに取り組んでいます.

keywords: ベイズ最適化, マテリアルズインフォマティクス, リグレット解析

e-mail: takeno.shion.m6[at]f.mail.nagoya-u.ac.jp

links: researchmap / Google scholar

所属
  • 名古屋大学大学院工学研究科 機械システム工学専攻 助教
  • 理研AIP データ駆動型生物医科学チーム 客員研究員
  • JST ACT-X 研究者
  • JST さきがけ 研究者

経歴
2011/4 ~ 2014/3 福島県立福島高等学校 卒業
2014/4 ~ 2018/3 名古屋工業大学 工学部 情報工学科 卒業
2018/4 ~ 2020/3 名古屋工業大学大学院 情報工学専攻 博士前期課程 修了
2020/4 ~ 2023/3 名古屋工業大学大学院 情報工学専攻 博士後期課程 修了
2020/4 ~ 2021/3 理研AIP データ駆動型生物医科学チーム 大学院生ジュニアリサーチアソシエイト
2021/4 ~ 2023/3 日本学術振興会特別研究員 DC2
2022/6 ~ 2023/3 サイバーエージェント AI Lab 協働研究員
2023/4 ~ 2024/3 理研AIP データ駆動型生物医科学チーム 特別研究員
2023/4 ~ 2024/3 名古屋大学大学院工学研究科 招へい教員
2023/10 ~ present (2025/3) JST ACT-X 研究者 (早期卒業)
2024/4 ~ present 名古屋大学大学院工学研究科 機械システム工学専攻 助教
2024/5 ~ present 理研AIP データ駆動型生物医科学チーム 客員研究員
2024/10 ~ present JST さきがけ 研究者

Publication

Refereed Journal Papers

  1. Bayesian Optimization for Cascade-type Multi-stage Processes
    Neural Computation, 34 (12): 2408–2431, 2022.
    Shunya Kusakawa, Shion Takeno, Yu Inatsu, Kentaro Kutsukake, Shogo Iwazaki, Takashi Nakano, Toru Ujihara, Masayuki Karasuyama, Ichiro Takeuchi
    IF in 2021 = 3.278 Paper Preprint Code (表紙に本論文の図が採用されました)
  2. A Generalized Framework of Multi-fidelity Max-value Entropy Search through Joint Entropy
    Neural Computation, 34 (10): 2145–2203, 2022.
    Shion Takeno, Hitoshi Fukuoka, Yuhki Tsukada, Toshiyuki Koyama, Motoki Shiga, Ichiro Takeuchi, and Masayuki Karasuyama
    IF in 2021 = 3.278 Paper Code
  3. Cost-effective search for lower-error region in material parameter space using multifidelity Gaussian process modeling
    Physical Review Materials, vol.4, 083802, 2020.
    Shion Takeno, Yuhki Tsukada, Hitoshi Fukuoka, Toshiyuki Koyama, Motoki Shiga, and Masayuki Karasuyama
    IF in 2019 = 3.337 Paper Preprint
  4. Estimation of material parameters based on precipitate shape: efficient identification of low-error region with Gaussian process modeling
    Scientific Reports, vol.9, 15798, 2019.
    Yuhki Tsukada, Shion Takeno, Masayuki Karasuyama, Hitoshi Fukuoka, Motoki Shiga, and Toshiyuki Koyama
    IF in 2018 = 4.525 Paper

Refereed International Conference Papers

  1. Posterior Sampling-Based Bayesian Optimization with Tighter Bayesian Regret Bounds
    Proceedings of The 41th International Conference on Machine Learning (ICML 2024), vol. 235, pp. 47510-47534, PMLR, 2024.
    Shion Takeno, Yu Inatsu, Masayuki Karasuyama, Ichiro Takeuchi
    (Acceptance rate 27.5% ≈ 2609 / 9473) Paper Preprint Code
  2. Risk Seeking Bayesian Optimization under Uncertainty for Obtaining Extremum
    Proceedings of the 27th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS 2024), vol. 238, pp. 1252-1260, 2024.
    Shogo Iwazaki, Tomohiko Tanabe, Mitsuru Irie, Shion Takeno, Yu Inatsu
    (Acceptance rate 27.6% ≈ 546 / 1980) Paper
  3. Bounding Box-based Multi-objective Bayesian Optimization of Risk Measures under Input Uncertainty
    Proceedings of the 27th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS 2024), vol. 238, pp. 4564-4572, 2024.
    Yu Inatsu, Shion Takeno, Hiroyuki Hanada, Kazuki Iwata, Ichiro Takeuchi
    (Acceptance rate 27.6% ≈ 546 / 1980) Paper Preprint
  4. Multi-objective Bayesian Optimization with Active Preference Learning
    Proceedings of the 38th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2024), 38(13), pp. 14490-14498, 2024.
    Ryota Ozaki, Kazuki Ishikawa, Youhei Kanzaki, Shinya Suzuki, Shion Takeno, Ichiro Takeuchi, Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 23.8% ≈ 2342 / 9862) Paper Preprint
  5. Failure-Aware Gaussian Process Optimization with Regret Bounds
    Proceedings of Advances in Neural Information Processing Systems 36 (NeurIPS 2023), pp. 24388-24400, 2023.
    Shogo Iwazaki, Shion Takeno, Tomohiko Tanabe, Mitsuru Irie
    (Acceptance rate 26.1% ≈ 3218 / 12343) Paper
  6. Randomized Gaussian Process Upper Confidence Bound with Tighter Bayesian Regret Bounds
    Proceedings of The 40th International Conference on Machine Learning (ICML 2023), vol. 202, pp. 33490-33515, PMLR, 2023.
    Shion Takeno, Yu Inatsu, Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 27.9% ≈ 1827 / 6538) Paper Preprint
  7. Towards Practical Preferential Bayesian Optimization with Skew Gaussian Processes
    Proceedings of The 40th International Conference on Machine Learning (ICML 2023), vol. 202, pp. 33516-33533, PMLR, 2023.
    Shion Takeno, Masahiro Nomura, Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 27.9% ≈ 1827 / 6538) Paper Preprint Code
  8. Sequential- and Parallel- Constrained Max-value Entropy Search via Information Lower Bound
    Proceedings of The 39th International Conference on Machine Learning (ICML 2022), vol. 162, pp. 20960-20986, PMLR, 2022.
    Shion Takeno, Tomoyuki Tamura, Kazuki Shitara, and Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 21.9% ≈ (1117 + 118) / 5630) Paper Preprint Code
  9. Bayesian Optimization for Distributionally Robust Chance-constrained Problem
    Proceedings of The 39th International Conference on Machine Learning (ICML 2022), vol. 162, pp. 9602-9621, PMLR, 2022.
    Yu Inatsu, Shion Takeno, Masayuki Karasuyama, Ichiro Takeuchi
    (Acceptance rate 21.9% ≈ (1117 + 118) / 5630) Paper Preprint
  10. Multi-fidelity Bayesian Optimization with Max-value Entropy Search and its Parallelization
    Proceedings of The 37th International Conference on Machine Learning (ICML 2020), vol. 119, pp. 9334–9345, PMLR, 2020.
    Shion Takeno, Hitoshi Fukuoka, Yuhki Tsukada, Toshiyuki Koyama, Motoki Shiga, Ichiro Takeuchi, and Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 22% ≈ 1088 / 4990) Paper Preprint Code
  11. Multi-objective Bayesian Optimization using Pareto-frontier Entropy
    Proceedings of The 37th International Conference on Machine Learning (ICML 2020), vol. 119, pp. 9279–9288, PMLR, 2020.
    Shinya Suzuki, Shion Takeno, Tomoyuki Tamura, Kazuki Shitara, and Masayuki Karasuyama
    (Acceptance rate 22% ≈ 1088 / 4990) Paper Preprint Code

Refereed International Workshop Papers

  1. Hot off the Press: Towards Practical Preferential Bayesian Optimization with Skew Gaussian Processes
    Proceedings of the Companion Conference on Genetic and Evolutionary Computation Conference Companion (GECCO2024), pp. 59-60, Association for Computing Machinery, 2024
    Shion Takeno, Masahiro Nomura, Masayuki Karasuyama Paper
  2. Preferential Bayesian Optimization with Hallucination Believer
    NeurIPS Workshop on Gaussian Processes, Spatiotemporal Modeling, and Decision-making Systems, 2022.
    Shion Takeno, Masahiro Nomura, Masayuki Karasuyama Paper

Online preprint

  1. Near-Optimal Algorithm for Non-Stationary Kernelized Bandits
    arXiv:2410.16052, 2024.
    Shogo Iwazaki, Shion Takeno Preprint
  2. Regret Analysis for Randomized Gaussian Process Upper Confidence Bound
    arXiv:2409.00979, 2024.
    Shion Takeno, Yu Inatsu, Masayuki Karasuyama Preprint
  3. Active Learning for Level Set Estimation Using Randomized Straddle Algorithms
    arXiv:2408.03144, 2024.
    Yu Inatsu, Shion Takeno, Kentaro Kutsukake, Ichiro Takeuchi Preprint
  4. Distributionally Robust Safe Sample Screening
    arXiv:2406.05964, 2024.
    Hiroyuki Hanada, Tatsuya Aoyama, Satoshi Akahane, Tomonari Tanaka, Yoshito Okura, Yu Inatsu, Noriaki Hashimoto, Shion Takeno, Taro Murayama, Hanju Lee, Shinya Kojima, Ichiro Takeuchi Preprint

Domestic Journals

  1. 最適値の情報量に基づいたマルチフィデリティベイズ最適化
    第37回人工知能学会全国大会論文集, pp.4Q3OS1402-4Q3OS1402, 2023年
    竹野思温, 烏山昌幸.
  2. 複数目的のレベル集合推定のための適応的意思決定アルゴリズムの提案
    第37回人工知能学会全国大会論文集, pp.4Q3OS1405-4Q3OS1405, 2023年
    岩崎省吾, 竹野思温, 稲津佑, 松井孝太.
  3. 選好考慮型多目的ベイズ最適化によるユーザの好みを反映したハイパーパラメータ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol. 122, no. 325, IBISML2022-60, pp. 120-127, 2022年12月
    尾崎令拓, 石川和樹, 神崎陽平, 竹野思温, 竹内一郎, 烏山昌幸
  4. 乱択GP-UCBアルゴリズムのリグレット解析
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol. 122, no. 325, IBISML2022-49, pp. 38-45, 2022年12月
    竹野思温, 稲津佑, 烏山昌幸
  5. 情報量の下界に基づく逐次的及び並列的な制約付きベイズ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol. 121, no. 321, IBISML2021-19, pp. 9-16, 2022年1月
    竹野思温, 田村友幸, 設楽一希, 烏山昌幸
  6. 情報量に基づく複数タスクの同時ベイズ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol. 121, no. 321, IBISML2021-28, pp. 75-80, 2022年1月
    山田倫太郎, 竹野思温, 烏山昌幸
  7. 分布的ロバストな機会制約付き最適化問題に対する能動学習
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol.121, no.80, IBISML2021-7, pp.47-54, 2021年6月
    稲津佑, 竹野思温, 烏山昌幸, 竹内一郎
  8. マルチフィデリティな評価関数を活用した能動的レベルセット推定
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML), 信学技報, vol.118, no.81, IBISML2018, pp.1-8, 2018年6月
    竹野思温, 竹内一郎, 烏山昌幸

Presentation

International Conference

  1. Data assimilation for crystal growth simulation incorporating multiple uncertainties using machine learning
    11th International Workshop on Modeling in Crystal Growth, Timisoara, Romania, 24th Sep. 2024.
    ○ Kentaro Kutsukake, Shion Takeno, Masato Ota, Ichiro Takeuchi, and Toru Ujihara

Domestic Workshop

  1. ガウス過程回帰モデルによるテスト分布を考慮した能動学習
    情報論的学習理論と機械学習研究会 (IBISML2024), 函館, 2024年12月.
    ○大藏芳斗, 竹野思温, 稲津佑, 青山竜也, 田中智成, 赤羽智志, 花田博幸, 橋本典明, 村山太朗, 李翰柱, 小嶋信矢, 竹内一郎
  2. 乱択期待改善量に基づくベイズ最適化 (IBIS Workshop 優秀プレゼンテーション賞 ファイナリスト)
    第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2024), さいたま, 2024年11月.
    ○竹野思温, 稲津佑, 烏山昌幸, 竹内一郎
  3. レベル集合推定のためのランダム化に基づく適応的意思決定アルゴリズム
    第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2024), さいたま, 2024年11月.
    ○稲津佑, 竹野思温, 沓掛健太朗, 竹内一郎
  4. ガウス過程回帰モデルによるテスト分布を考慮した能動学習
    第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2024), さいたま, 2024年11月.
    ○大藏芳斗, 竹野思温, 稲津佑, 青山竜也, 田中智成, 赤羽智志, 花田博幸, 橋本典明, 村山太朗, 李翰柱, 小嶋信矢, 竹内一郎
  5. 二値応答と選好情報を活用するベイズ最適化
    第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2024), さいたま, 2024年11月.
    ○栗聡汰, 竹野思温, 稲津佑, 竹内一郎
  6. 系列データに対する潜在変数を用いた連続緩和に基づくベイズ最適化
    第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2024), さいたま, 2024年11月.
    ○田中優次, 竹野思温, 増田慎太郎, 稲津佑, 烏山昌幸, 永田崇, 井上圭一, 竹内一郎
  7. 多様な誤差を考慮した製造装置シミュレーションのデータ同化
    日本機械学会 第37回計算力学講演会 (CMD2024), 2024年10月.
    ○沓掛 健太朗, 竹野思温, 太田 壮音, 竹内 一郎, 宇治原 徹
  8. 人間参加型選好ベイズ最適化の半導体製造プロセス開発への応用
    第71回応用物理学会春季学術講演会, 2024年3月.
    松田凌芽, 霜田大貴, 吉田拓未, 竹野思温, ○ 沓掛健太朗, 宇治原徹, 竹内 一郎
  9. 事後分布からのサンプルに基づくベイズ最適化 (IBIS Workshop 優秀プレゼンテーション賞 ファイナリスト)
    第26回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2023), 福岡, 2023年10月.
    ○竹野思温, 稲津佑, 烏山昌幸, 竹内一郎
  10. 入力不確実性が存在する下での信用領域を用いたリスク尺度に対する多目的ベイズ最適化手法
    第26回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2023), 福岡, 2023年10月.
    ○稲津佑, 花田博幸, 岩田和樹, 竹野思温, 竹内一郎
  11. 入力データ分布に対する不確実性の下での分布ロバストな能動学習
    第26回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2023), 福岡, 2023年10月.
    ○大藏芳斗, 稲津佑, 竹野思温, 花田博幸, 青山竜也, 田中智成, 赤羽智志, 小嶋信矢, 李翰柱, 竹内一郎
  12. ガウス過程に対する乱択UCBアルゴリズム
    2022年度統計関連学会連合大会, 京都, 2023年9月.
    ○竹野思温, 稲津佑, 烏山昌幸
  13. 最適値の情報量に基づいたマルチフィデリティベイズ最適化
    第37回人工知能学会全国大会, 熊本, 2023年6月.
    ○竹野思温, 烏山昌幸
  14. 複数目的のレベル集合推定のための適応的意思決定アルゴリズムの提案
    第37回人工知能学会全国大会, 熊本, 2023年6月.
    ○ 岩崎 省吾, 竹野思温, 稲津佑, 松井孝太
  15. 選好考慮型多目的ベイズ最適化によるユーザの好みを反映したハイパーパラメータ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2022), 京都, 2022年12月.
    ○尾崎令拓, 石川和樹, 神崎陽平, 竹野思温, 竹内一郎, 烏山昌幸
  16. 乱択GP-UCBアルゴリズムのリグレット解析 (IEICE IBISML 研究会賞 ファイナリスト)
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2022), 京都, 2022年12月.
    ○竹野思温, 稲津佑, 烏山昌幸
  17. 専門家の知識を入れたものづくりのためのデータ同化（ii）-SiC溶液成長シミュレーションへの適用-
    第83回応用物理学会秋季学術講演会, 2022年9月.
    ○ 太田壮音, 沓掛健太朗, 竹野思温, 烏山昌幸, 竹内一郎, 原田俊太, 田川美穂, 宇治原徹
  18. 専門家の知識を入れたものづくりのためのデータ同化（i）-手法の提案-
    第83回応用物理学会秋季学術講演会, 2022年9月.
    ○ 沓掛健太朗, 竹野思温, 太田壮音, 烏山昌幸, 竹内一郎, 宇治原徹
  19. 情報量の下界に基づく逐次的及び並列的な制約付きベイズ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2022), Online, 2022年1月.
    ○竹野思温, 田村友幸, 設楽一希, 烏山昌幸
  20. 情報量に基づく複数タスクの同時ベイズ最適化
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2022), Online, 2022年1月
    ○山田倫太郎, 竹野思温, 烏山昌幸
  21. 情報量の下界に基づく制約付きベイズ最適化
    第24回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2021), Online, 2021年11月.
    ○竹野思温, 田村友幸, 設楽一希, 烏山昌幸
  22. カスケードタイプの多ステージプロセスに対するベイズ最適化
    第24回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2021), Online, 2021年11月.
    ○草川隼也, 竹野思温, 稲津佑, 沓掛健太朗, 岩崎省吾, 中野高志, 烏山昌幸, 宇治原徹, 竹内一郎
  23. 分布的ロバストな機会制約付き最適化問題に対する能動学習 (IEICE IBISML 研究会賞 ファイナリスト)
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2021), Online, 2021年6月.
    ○稲津佑, 竹野思温, 烏山昌幸, 竹内一郎
  24. 多段階プロセスに対するベイズ最適化の中断可能設定への拡張
    第18回情報学ワークショップ (WINF2020), 名古屋工業大学, 2020年11月.
    ○草川隼也, 竹野思温, 沓掛健太朗, 竹内一郎
  25. Max-value Entropy Searchに基づくMulti-fidelityベイズ最適化
    第22回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2019), ウインクあいち, 2019年11月.
    ○竹野思温, 福岡準史, 塚田祐貴, 小山敏幸, 志賀元紀, 竹内一郎, 烏山昌幸
  26. Pareto-frontier Entropyに基づく多目的ベイズ最適化
    第22回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2019), ウインクあいち, 2019年11月.
    ○鈴木進也, 竹野思温, 田村友幸, 設楽一希, 烏山昌幸
  27. マルチフィデリティな評価関数を活用した能動的レベルセット推定
    情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML2018), 沖縄科学技術大学院大学, 2018年6月.
    ○竹野思温, 竹内一郎, 烏山昌幸

Invited talk

  1. 発展的問題のためのベイズ最適化 (Upcoming)
    計測・制御・システム工学部会シンポジウム（制御技術部会共催）, 新潟, アートホテル上越, 2024年11月14日.
    竹野思温
  2. 選好に基づくベイズ最適化
    第27回情報論的 学習理論ワークショップ, さいたま ソニックシティ, 2024年11月6日.
    竹野思温
  3. 乱択ガウス過程UCBとその期待リグレット上界
    第23回情報科学技術フォーラム トップコンファレンスセッション, 広島工業大学 五日市キャンパス, 2024年9月4日.
    竹野思温
  4. 出力空間の情報量に基づくベイズ最適化の発展
    理研AIP データ駆動型生物医科学チーム オンラインセミナー, Online, 2022年9月15日.
    竹野思温
  5. 出力空間の情報量を用いたベイズ最適化とその発展
    第5回 統計・機械学習若手シンポジウム (StatsML Symposium'20), Online, 2020年12月4日.
    竹野思温

Others

研究助成

2024/10 ~ 2028/3 (代表) JST さきがけ「計測・解析プロセス革新のための基盤の構築」 (2800万円)
2021/4 ~ 2023/3 (代表) 日本学術振興会特別研究員 (DC2) (150万円)
2023/4 ~ 2025/3 (代表) 科学研究費助成事業 (研究活動スタート支援) (286万円)
2023/10 ~ 2027/3 (代表) JST ACT-X「次世代AIを築く数理・情報科学の革新」 (450万円)
2024/4 ~ 2027/3 (代表) 科学研究費助成事業 (若手) (481万円)

学会活動

  1. プログラム委員, 第27回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS 2024)
  2. Reviewer at The 41th International Conference on Machine Learning (ICML 2024)
  3. Reviewer at The 26th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS 2024)
  4. Reviewer at Advances in Neural Information Processing Systems 36 (NeurIPS 2023, top reviewer)

受賞

  1. 2024年度 IBIS Workshop 優秀プレゼンテーション賞 ファイナリスト (Third prize)
  2. 2023年度 IBIS Workshop 優秀プレゼンテーション賞 ファイナリスト (Third prize)
  3. 2022年度 IEICE IBISML 研究会賞 ファイナリスト (Third prize)
  4. 2022年度 名古屋工業大学基金学生研究奨励 学長表彰（学術活動部門)
  5. 2021年度 IEICE IBISML 研究会賞 ファイナリスト (共著者) (Third prize)
  6. 2020年度 名古屋工業大学基金学生研究奨励 副学長表彰（学術活動部門)

プレスリリース

  1. AI Lab、機械学習分野のトップカンファレンス「ICML2023」にて共著論文採択
  2. AI Lab Creative Researchチームの論文がNeurIPS2022のワークショップ「Gaussian Processes, Spatiotemporal Modeling, and Decision-making Systems」に採択

総説・解説等

  1. マテリアル・機械学習・ロボット (現代化学増刊48)
    第Ⅲ部 9: 精度・正確度と観測コストを考慮したマルチフィデリティ最適化
    東京化学同人, 2024年
    竹野思温, 烏山昌幸, 竹内一郎.
  2. ベイズ最適化の基礎と材料探索への応用
    Material Stage vol.23, no.3 pp.54-58, 2023年
    竹内一郎, 竹野思温, Vo Nguyen Le Duy, 花田博幸, 橋本典明, 田地宏一.
  3. マテリアルズインフォマティクスのためのデータ作成とその解析・応用事例
    第4章 第5節 精度と観測コストのトレードオフを考慮したベイズ的探索法: 材料パラメータ推定での適用事例
    技術情報協会 2021年
    烏山昌幸, 竹野思温, 塚田祐貴, 小山敏幸, 志賀元紀.

教育

  1. 2024年度前期 数学Ⅱ演習
  2. 2024年度前期 動的システム論演習
  3. 2024年度後期 物理学実験

特許

  1. ``推定装置、推定方法、およびプログラム'', 特願2022-134361（2022/08/25出願）
    沓掛健太朗, 竹野思温, 竹内一郎, 宇治原徹, 太田壮音, 烏山昌幸,

コンサルタント

  1. 2022年11月 ~ 2024年9月 株式会社ファームノート
  2. 2024年6月 ~ 豊田自動織機