中西 知嘉子

エッジAIで高精度画像認識

組み込み市場では，運用コストやセキュリティー，リアルタイム性などの問題から，エッジ（端末側）で単独処理できる「エッジAI」が期待されている．その実現方法であるFPGAによるエッジAIは根強いニーズがありながら，デバイスが高価格，実装が難しいという問題点があった．そこで，我々は，低価格のデバイスをターゲットにし，推論アルゴリズムを解析することで，効率よくアクセラレートする回路をFPGAで実装，処理を最適化することで，低消費電力で高速な推論処理を実現している．

田岡 育恵

オクシモロンの謎―意味の矛盾と伝達効果

オクシモロンとは「小さな巨人」のように反対の意味が同じ対象に適用されるレトリックである．「小さくて大きいものは何だ？」とすれば「なぞなぞ」にもなり得るが，字義通りに考えれば反対語が共起しているのだから矛盾することになる．しかし，実際には意味解釈に支障は来さない．それどころかこのレトリックならではの伝達効果がある．オクシモロンの構造，伝達効果は私の研究テーマの一つである．

奥野 弘嗣

照明変化に頑強な小型知能ビジョンシステム

本技術のコアは，視覚神経系が行っている情報処理（視覚信号の対数変換や空間バンドパスフィルタ等）を実装した回路にある．本回路は，視覚神経系を模倣した並列演算を活用して，省電力で，照明強度や照明色の変化にほとんど影響されることなく多数の視覚特徴（色・方位別輪郭等）を検出することが出来る．この回路を実装したFPGAとイメージセンサからなるロボットビジョンシステムは，1辺4cm程度の小さなサイズで，多数の視覚特徴を実時間で出力できる．

小西 将人

実行不要な命令を動的に排除する効率的なプロセッサ

プロセッサの命令実行の効率性を妨げる要因の1つとして，ロード命令の実行にかかる時間が大きいことが挙げられる。この研究の目的は，不要なロード命令の一部を動的に排除(スキップ)するようなプロセッサの構成を提案し，命令実行の効率性をあげようとするものである。予備評価によりおおよそ15%程度のロード命令がスキップできる可能性があり、プロセッサ全体の性能を向上させることが期待できる。

雨宮 徹

生きる意味の研究

　ニヒリズム（この世界は生きるに値しないという世界観）の克服をテーマに、主にフランクル（V.E.Frankl,1905-1997）の意味の思想の研究を行っている。ユダヤ人であるフランクルは、強制収容所の体験記『夜と霧』によって世界的に有名であるが、精神科医としてニヒリズムの克服を一生のテーマとし続けた人物である。全体像が見えづらく断片的な印象を与えるフランクルの思想を、哲学の立場から体系化し、理解を深め、そこからニヒリズムを克服しうる理論を明確にすることを目的としている。　

椎原 正次

生産スケジュール改善サイクルの開発

　生産スケジュール改善サイクルは、ロット分割を段階的に進めることにより、段取り回数の増加を抑えつつ良好なスケジュールを得るための仕組みである。ロット分割は、生産スケジュール改善のための有効な手法の一つであるが、分割によってロット数が増えることになる。その結果として、総段取り時間が増加するだけではなく生産統制を複雑にしてしまう。このサイクルは四つのフェーズから構成され、受け入れ可能な総経過時間となる生産スケジュールが得られるまで繰り返す。

真貝 寿明

宇宙物理学・相対性理論研究のアウトリーチ活動

アインシュタインが相対性理論を提唱して100年が経ち，技術が進化して，ようやく重力波・ブラックホールの直接観測ができる時代になりました．日本の重力波観測プロジェクトKAGRA（かぐら）の科学部門を2017年より取りまとめ，一般向けの著作や講演も多く手掛けている教員が，この分野の解説を提供いたします．「相対性理論はどこまで正しいのか」「宇宙への理解は今後どう深まっていくのか」などをテーマに，歴史的・科学的どちらの視点からも可能です．

山田 隆亮

社会インフラを支える情報システム

無人運転等の自動化技術の変革期にあって、交通、電力、金融、農業、メディア、治安などの社会インフラは大きな転換を迎えつつあります。身近な問題を取り上げて、今後の社会インフラを支える情報システムを計画，開発，運用する技術について研究しています。動画は、ミニチュアの街を列車視点で眺める実験の映像例です。

平山 亮

視覚障害者の映画鑑賞のための骨伝導ヘッドフォンによる音声ガイド配信

視覚障害者が映画鑑賞するとき，セリフとセリフの間に説明音声が流れる音声ガイドをヘッドフォンで聴取する方法が主流であるが、ヘッドフォンで耳を塞いでしまうため、映画館のマルチチャンネル臨場感音声を楽しめないという問題があった。そこで、音声ガイドを耳を塞がない骨伝導ヘッドフォンで聞き、映画館の臨場感音声は直接耳で聞くシステムを開発した。

福澤 寧子

セーフティ・セキュリティ統合分析技術

人やモノ、システムが多様に連携するIoTでは、新たな連携が事故を引き起こし、「セーフティ」だけではなく「セキュリティ」の観点からも対策が必要です。しかし、「セーフティ」と「セキュリティ」は独立に発展してきており、統合的なアプローチが確立できていないことから、システム理論に基づく安全分析手法 STAMP/STPA を拡張し、双方の観点からを同一フレーム上で統合分析する手法を提案しています。

大島 一能

IoTとAIを活用したネットワークデザイン手法

　情報通信ネットワーク研究室では、IoTネットワーク技術や機械学習、AIを活用したネットワークデザイン手法の研究に取組んでいます。本サイトでは次の各テーマの概要を説明させて頂きます。 (1) 深層学習を活用した屋内位置検出：　GPSなどの電波受信が難しい屋内で位置情報を利用するサービスの需要が拡大しています。BLE の電波強度（RSSI）を深層学習により分析して位置検出を行う手法を研究しています。　(2) AIを活用した局地的豪雨予測方式：　降雨観測レーダや雲画像等の気象データを活用した局地的豪雨の予測方式を研究しています。　(3) その他の研究課題：　IoT と AI を活用したドローン自律制御方式や可視光LED通信の応用システム等も進めています。

島野 顕継

高等学校普通教科「情報」の質向上を目的とした教材及び シラバスの作成

文部科学省高等学校次期学習指導要領解説情報編(平成30年度改訂)では，情報分野を学ぶ上で専門的な知識に触れ，それがどの様な仕組みであるかを知るための教育を重要視しているが，内容を詰め込み過ぎて現場の疲弊を生じさせかねない内容となっている．本研究では情報の科学的な理解を深め，情報分野に対する興味・関心を引き出すことをねらいとする高等学校情報科科目「情報I」で実際に活用でき，特定の環境を用意できる現場を助ける教材開発及びシラバスの作成を行った．

井上 裕美子

VR空間における位置把握と視線との関係

　道に迷いやすい人と，1度で道順を覚えて目的地に移動できる人がいる．道に迷わない空間把握能力の高い人は，実空間においても，VR空間においても，同じように目的地まで迷わず行ける傾向がある．このような人は，どのように視覚情報を得て，道順を記憶し，移動しているのだろうか．これまでの研究で，この点について詳細は明らかではない．そこで本研究では，看板等のある都市部の街並みを模したVR空間内を移動し，目的地まで到達する間の視線を検討した．また，心理的指標の1つとして，移動中の心拍数の変化についても検討した．将来的には，実空間においても，記憶に残りやすい街並みや，空間を移動しながら行う探索型の教育コンテンツやゲームのVR空間において，迷わず進める空間作りの1つの基礎データとなることを期待し，本研究を行った．

佐野 睦夫

仮想生活空間認知トレーニング支援システム

本研究では，仮想生活空間認知トレーニング支援システムを提案し，下記の内容を確認した． （１）仮想空間における片づけ行動の振り返りによる認知トレーニングシステムを提案し，健常者に対する実験ではあるが，振り返りありのVR片づけトレーニングシステムは，通常の認知トレーニングと較べて，認知機能を向上させることを確認した． （２）本提案システムは，トレーニングの難易度に応じ，適切なアイテムを設定・追加・削減することにより，認知機能に合わせた段階的な認知トレーニングが実現できる能力を有している．

山内 雪路

フリーWiFi接続サービス監視方式と監視装置

集客施設などで来訪者向けのフリーWiFi接続サービスを提供する機会が増えている。ところが大規模通信事業者のサービスを用いず、主たる事業に付随して開設する形態のフリーWiFi接続サービスでは設置者がその稼働状況を気にせず放置したままで必要な時に利用できない場合や、悪意ある利用者がフリーWiFi接続用アクセスポイント(AP)になりすましたAPを設置し、盗聴や中間者攻撃を行う場合がある。本研究では「ダミークライアント」と呼ぶ簡易な装置を開発し、フリーWiFi接続サービスを遠隔地から総合的に監視するとともに、悪意ある攻撃者の出現を迅速に発見可能なシステムサービスが提供可能となった。本研究の成果は地方自治体の公共施設で数年に亘って安定的に稼働しており、トラブルの迅速な発見に貢献している。

須永 宏

リッチインターネットアプリケーション

ファッション，グルメ，エンタメ，トラベル，スポーツ，流通，eラーニング，流通，医療・福祉，通信など我々の生活や社会インフラに関わるアプリケーションのプロトタイピングをし，新コンセプトを発信．役に立つ，便利，面白いを目標にシステム構築します．

深海 悟

プログラム実行時の変数値変動履歴からのバグ原因の可能性がある変数の推測

プログラムにバグがあっても、命令文は走ってしまえば終わりでバグの足跡を残さない。一方、バグの足跡は変数に残っていることがある。そこで、プログラム実行時の変数値の履歴をログとして収集し、これを解析することで怪しい変数を見つけ、この変数に書き込みを行った命令文の周辺にバグがあるのではとの目星をつけることができないかと考えた。 そこでまず第一段階として、全ての変数に代入される値をログとして保存し、障害が発生した実行時のログと正常動作したログで異なる値を出力している変数を怪しい変数と判断する手法を考えた。本手法を１つのオープンソースプロジェクトに適用した結果、代入命令 32861 箇所中、怪しい代入命令を 270 個まで絞り込む事ができ、確かにこの中にバグ原因となる代入命令が含まれていることを確認できた。この結果、提案手法によりバグ原因となる代入命令及び変数を推測できる可能性のあることがわかった。

鎌倉 快之

トモグラフィー画像の3次元可視化プログラムの作成

X線CTやMRIなどで撮影したトモグラフィー像（断層画像）の中から，注目領域だけを検出したり，立体構造を想像することは容易ではありません．画像処理技術や手法の応用により，注目領域のセグメンテーションとラベリング，立体構造の再構成を行い，三次元可視化するためのソフトウェアの開発に取り組んでいます．

樫原 茂

消防防災活動におけるドローンの利活用に向けて

ドローンが登場して10年が経ちますが，消防防災活動におけるドローンの利活用状況は期待にはまだ追いついていません．本研究活動では，消防防災活動でのドローンの利活用の定着に貢献すべく，開発に加え，運用も含めた研究活動を，実務者である消防隊員や分野を超えた研究者等と連携し進めています．現在，ドローンの利活用方法の一つとして捜索活動を対象に，可視情報(映像情報)と不可視情報(電波情報)を収集・提示するためのシステム開発と，ドローンの利活用に必要な訓練や運用方法に関して取り組んでいます．

杉川 智

スケジュール変更を考慮した数理モデル

システム開発や建設業などのプロジェクトにおいて，スケジュール作成時点では，わからない不確定な事象によってスケジュールの変更を余儀なくされることがある．さらに，昨今の社会では即応性が求められるため，十分に吟味されないままスケジュールを作成し後で変更することもあります．本研究は，それらのスケジュール立案後の変更を考慮したスケジューリングモデルのための基本的な考え方，分類，数理モデルを提案します．本モデルによりスケジュールの変更をふまえた新しいスケジュールを作成すること，新しい解法を提案することが可能になります．

荒木 英夫

匂い検出を目的とした半導体ガスセンサシステム

これまでにもコンピュータを利用した嗅覚について研究されているが、一般消費者が利用可能な形では実用化されていない。このことから我々はだれでも利用可能な人工嗅覚装置の実現を目指して研究を行っている。 　人工嗅覚を実現するためには、空気中の化学物質を測定する必要があり、主にガスセンサを用いた研究がおこなわれている。本研究でも安価で取り扱いが容易な半導体ガスセンサを用いている。半導体ガスセンサは反応するガスが異なる種類が提供されており、我々の研究では複数の特性が異なる半導体ガスセンサとマイコンを組み合わせた小型で取扱いが簡単な人工嗅覚装置の実現を目指している。 　一般的な半導体ガスセンサはヒータを持ち、内部の温度を管理する必要があるが、このヒータによる加熱を変更することにより感度を変化させることができる。これを利用して、一つのセンサからできるだけ多くの情報を得ることができるハードウエアを作成した。そして、得られた情報から匂いの種類を分類するために、機械学習を取り入れた認識システムを実現し評価を行った結果を示す。

村木 祐太

単一画像からの露出補正

HDRは露光の異なる複数枚の画像を用いることで視認性を回復する手法であり，広く利用されている．しかし，移動する被写体において不向きであるとともに，過去に撮影された画像に使用することができない．そこで本研究では，一枚の画像から疑似的に多重露光画像を生成 し，それらを合成することで視認性の回復を行う手法を提案する．本手法は，自然界の色情報を完全に損失していない画像を対象とし，エッジ情報を用いて明度を自動調整することで，疑似多重露光画像を生成する．

橋本 渉

容易に構築できる球面ディスプレイ環境

球面型没入ディスプレイ環境構築をサポートするシミュレータを開発した．球面ディスプレイを作る際には，ドームスクリーンへの特殊な歪み補正を考慮した投影系の光学設計を行う必要がある．しかし，実際に製作される光学系はシミュレーション通りの精度が保証されるわけではない．使用する際に改めて光学系の微調整が必要となる．本研究では，投影系の光学設計と同時に，光学系の微調整や歪み補正が実行可能な投影シミュレータを開発している．

福島 拓

話者の意図を適切に伝達可能な多言語間対話支援手法

医療従事者と外国人患者の間の対話支援を目的とした，多言語対話支援手法について述べる．医療現場において母語が異なるために意図の伝達が円滑に行えない問題を解決するために，用例対訳と機械翻訳を併用した多言語間対話支援技術の開発を行っている．本技術では，用例対訳や回答候補などの概念を用いて正確な意図の伝達を支援している．

小松 信雄

移動体の制御に関する研究

自動車や飛行機などの移動体の制御に関する位置計測システム，誘導制御システムの構築を目指して研究を行っている．位置計測システムについては，加速度計，ジャイロ，画像処理を用いた計測を融合し，移動体の位置を瞬時に計測することを目標にしている．誘導制御については，移動体の３次元的位置姿勢を制御するため，制御システムの動的特性を推定する同定を行ない，安定化制御を実現することを目標にしている．

小谷 直樹

強化学習を用いたロボットの知能化

近年，人工知能・機械学習技術の発展もあり，これらの知能化技術をロボットの環境適応能力や自律性の付与の手段として用いることが期待されています．しかし，強化学習を含む機械学習は，一般的に多くの学習時間を必要とする根本的な問題を抱えています．従って，学習時間を短縮することが，実時間で学習する実ロボットにとって，特に解決すべき重要な課題です．私達は，遺伝的アルゴリズムの概念で説明した学習高速化手法を開発し，より高度なロボットの知能化の実現を目指しています．

宮脇 健三郎

ROS対応オリジナルロボットによるPBL教育

大阪工業大学ではロボカップジャパンオープンにおいて＠ホームリーグという競技に2011年から参加し，PBLのテーマとして活用している． PBLにおいては小型の車輪移動ロボットと大型の競技用ロボットを使い分け，効率的に学習を進められるように配慮している。

荒木 英夫

組み込みシステムの実現に必要なプロセッサにおけるカスタマイズ機能の検討と実現

マイコンを組み込んだ機器を作成する際に、OSを用いるか用いないかは大きな問題である。ここでOSを用いる動機として、ハードウエアリソースの管理や通信、プロセス管理などがある。そこで、これらの機能を限定的にハードウエアで実装することによりシンプルで効率的な組み込みシステムの実現が可能であると考える。この考えを基に、これまでFPGA上に小さなマイコンを複数実装して、プロセス管理をハードウエアで実現するシステムを提案してきた。しかしソフトウエア開発環境が無いため実用的ではない。そこで、mrubyと呼ばれる組み込みマイコン向けの小型VM（Virtual Machine）をハードウエア化することにより、これらの解決ができると考えて研究を行っている。

矢野 浩二朗

VR伴大納言絵巻

初等、中等教育の国語科においては、古典作品の歴史や背景を学びながらそれを楽しむ態度を育成することが求められているが、現実には古典に親しみを持つ児童や生徒は多くないのが現状である。そこで本発表では、我々が開発している絵巻物「伴大納言絵巻」の上巻の没入型インタラクティブコンテンツについて紹介する。このコンテンツでは、絵巻中の人物を切りだしてポリゴン化し、仮想空間内の絵巻に配置している。ユーザーはヘッドマウントディスプレイを通して絵巻を鑑賞し、仮想空間内で絵巻にユーザーが近づくと人物がアニメーションし、シナリオに従って発話できるようにすることで各々の人物が絵巻の物語の中で何をしているのかを理解できるようにした。このコンテンツを活用することで、絵巻物の内容理解、および興味関心が向上することが期待される。

神田 智子

ユーザの視線行動に適応した エージェントの視線行動の開発と評価

シャイな人間は対話相手の視線に敏感であり，注視されることを嫌うということが示されている．本研究は実験参加者の視線行動に適応するエージェントの視線行動の開発と評価を目的とする．具体的には，対話中のユーザの視線行動をアイトラッカーで取得し，過去15秒間にユーザがエージェントの目を注視していた割合を基に対話エージェントがユーザの目を注視する割合を適応させ，ユーザと類似した凝視量を保ちながら視線行動をとる対話エージェントを開発した．評価実験では，シャイなユーザグループに対話のストレスの軽減効果および対話エージェントへの親近感の向上効果が見られた．

平山 亮

ディスプレイから音が聞こえるデジタルサイネージシステム

公共施設や店舗等で使うデジタルサイネージ（電子看板）の音響提示技術である。従来の電子看板ではパネル周辺にスピーカーを埋め込んでいたため、音が放射状に広がり、周囲に音漏れして迷惑をかけることがあり、また、音響の臨場感が不足していた。本技術では超指向性パラメトリックスピーカーを天井等に設置しパネル面に反射させて利用者の耳に届けることで、周囲への音漏れがなく、パネルそのものから音が出ていると感じさせるデジタルサイネージシステムを実現した。

山本 雄平

IoTを活用した子育て支援に関する研究

我が国では，少子高齢化が進み，介護や子育ての肉体的，心理的，経済的な負担感の増大が課題となっている．中でも，排泄時のおむつ交換は，不定期に発生することと衛生面の問題から早期に解消することが必要であり，そのタイミングを検出することが求められている．こうした背景の下，本研究では，IoTデバイスと空気の成分を計測する臭気センサを用いて，おむつ交換のタイミングの検出と可視化を試みる．

Mellor Andrew

Vocabulary Acquisition

Acquisition of vocabulary is essential for learners of English. Successful learners need to make decisions about what vocabulary to learn, what aspects of vocabulary knowledge to master and how to study the vocabulary effectively. Vocabulary includes not only single word items but also multiword items. Learners have to decide which items to concentrate learning on. Items which occur more frequently in English may be useful but learners also need to acquire items relevant to their personal interests and circumstances. Vocabulary knowledge is multi-dimensional including elements related to form, meaning and use. This knowledge may develop through stages of receptive and productive ability. There are many strategies that can be used to learn vocabulary effectively. Points to consider may be whether to learn vocabulary in context or in isolation, whether to learn vocabulary in semantic groups, and how to reinforce learning for effective acquisition.

藤 博之

量子幾何学の応用研究

数理物理学の研究分野の一つに量子幾何学があります．量子幾何学は理論物理学のアイデアを基に表現論や代数幾何，位相幾何といった数学の諸分野を結びつける研究分野です．この研究分野の応用研究の一つとして，ファットグラフに基づくRNAおよびタンパク質の構造分類問題に取り組んでいます．

平嶋 洋一

選択的汎化作用を有する強化学習

強化学習における学習効率改善手法として，価値関数を構成するために関数近似手法を利用する方法が知られています．これらは， 関数近似手法が持つ汎化作用を利用して，価値関数に対する複数の入力間で学習効果を共有します． しかし，関数近似手法の汎化作用を問題に応じて適切に設定することは難しく，特に，汎化を設定した複数入力に対して異なる対応が必要になる場合に学習効率が低下します． そこで本技術では，汎化作用が機能する領域が選択可能なSG-CMAC(Cerebellar Model Articulation Controller with Selective Generalization)を提案しています．提案手法では，汎化不要な一部入力に対し，CMACとは独立に参照表を構成し，量子化したこれら入力の各値に対して，CMACモジュールを割り当てます．

本田 澄

欠陥データを利用したソフトウェアプロジェクト比較手法に関する研究

本研究では様々なドメインや開発スタイルに属するソフトウェア開発に対して有効なソフトウェア信頼性モデルを構築し活用方法を広く普及することでソフトウェア開発をより効果的で制御可能とすること目的とします。そのためには多くの企業の開発データの収集方法および普及方法としてウェブアプリケーションの開発が必要です。また企業の開発データのみならずオープンソースソフトウェアにおける開発データも対象とします。本研究を行うことで現在困難とされている開発スケジュールの定量的な決定に役立つと考えられます。

井垣 宏

リモート環境におけるチーム開発のためのモブプログラミング支援システムの検討

複数人でソフトウェア開発を行う手法の一つとして，モブプログラミングやペアプログラミングといったというものがある．モブプログラミングでは，開発者らは端末を操作するドライバと開発画面を見ながら意見を出してドライバをサポートするナビゲータと呼ばれる役割に分かれ，役割を短時間で交代しながら開発を進めていく． 本研究室では，コロナ禍の現状を受けて，このモブプログラミングをリモート環境で実施している．実際に対面からリモート環境に移行するにあたり，引き継ぎ作業や開発者間のコミュニケーションにおいて課題が有ることがわかった．そこで本研究では，モブプログラミングのそれぞれの役割に特化した支援を目的としたビデオ会議システムの開発を目指していく．

酒澤 茂之

学習済みディープニューラルネットワークモデルの権利保護に関する研究

学習済みディープニューラルネットワーク(DNN)モデルの権利保護のために、電子透かしをモデル内へ埋め込む技術が注目されている。本研究では、画像分類型DNNモデルを対象とし、その内部パラメータは観測できず、入力画像と出力ラベル値のみが観測できる場合でも、そのDNNモデルを学習させた著作権者の情報を視覚的に取り出すことを実現する。

河合 紀彦

映像中から物体をリアルタイムで除去する隠消現実感

隠消現実感(Diminished Reality)とは、映像中の不要物体の上に背景画像を重畳することで、不要物体をリアルタイムで視覚的に取り除く技術であり、映像中に仮想的な物体を重畳する拡張現実感(Augmented Reality) とは反対の概念を持ちます。本シーズでは、画像修復技術を用いて不要物体の周辺情報から尤もらしい背景画像を生成し、かつ背景の形状を推定することで、移動するカメラの映像から物体をリアルタイムで取り除きます。

塚本 勝俊

電波を効率よく利用するヘテロジニアスワイヤレスシステム

Beyond 5Gなどの将来のワイヤレスアクセスネットワークにおけるフロントホールの課題に、無線アクセス区間の広帯域化に伴うMIMOアンテナ数の増加やIoT基盤への応用に起因したフロントホール伝送容量の増大、 一層のスモールセル化に伴って発生する膨大な数のDU(分散無線ユニット)を有する基地局設備の設置、それらへのフロントホールリンク数の増大がある。これらに対する一つの解決策となるのが光ファイバの中に様々な電波に対して透明な自由空間を提供するRoF (Radio over Fiber) ネットワークである。RoFを用いることによってヘテロジニアスワイヤレスに汎用的に使用できるフロントホールと基地局が実現できる。また分散アンテナシステムの構築も容易となる。本シーズでは、RoFによる分散アンテナシステムを紹介し、それを用いた位置検出システムへの取り組みについて述べる。

黒川 尚彦

ことばの伝達内容とそのプロセス

ことばにはさまざまな不思議がたくさんある。その中でもっとも関心があるのは、ヒトはどのように発話を理解するのか、である。ことばによって伝達される内容には明示的なものと非明示的なものがある。特に後者のように、ことばにしていないにもかかわらず、相手の言いたことを理解できるのはなぜだろうか。ヒトは相手の言葉の何を理解し、それはどのように行われるのだろうか。このような問いに、認知語用論の関連性理論の枠組みで分析を行う。

地嵜 頌子

組合せデザインの深層学習への応用

深層学習においてドロップアウトと呼ばれる手法が用いられている. これは多層型 ニューラルネットワークにおいて, その層ごとに一定の確率でノードを無効にして学習 を行う手法である. 訓練データに過度に適応した学習をしてしまう過学習と呼ばれる 現象に対して有用であるとされ広く使用されている. ドロップアウトを用いたとき, 各 ノードの使用頻度のばらつきは小さくなるが, 層間の辺の使用頻度のばらつきは大きく なる. 本研究では, ドロップアウト法において辺の使用頻度を一定にするような組合せデザイン (dropout design) を定義し, 関連する組合せ構造についてまとめ, その構成法について提案する.

水谷 泰治

並列処理の初学者のための図形アニメーションに基づく並列化フレームワークの提案

マルチコアCPUを用いてプログラムの実行性能を上げるためには並列プログラムを作成する必要がある。一般に、並列プログラミングの学習は初学者にとっては容易ではない。その理由として、数値計算問題を題材とすること、および大規模な計算でない限り並列化の効果を実感できないことから、初学者の興味を維持しにくいことが考えらえる。本研究では、並列化の効果を体感しやすく、かつ、平易な教材を扱える並列プログラミングの学習環境として、Processing言語を用いた図形アニメーションプログラムのための並列化フレームワークを提案する。

牧野 博之

ばらつきに対応したSRAMの動作安定化に関する研究

トランジスタのしきい値電圧のばらつきによってSRAMが動作不良となる問題に対して、これを救済し歩留まりを向上させる手法を開発しました。まず、オンチップでしきい値電圧を測定する方法を提案し、5mVの精度で検知可能であることを確認しました。さらに、様々なしきい値電圧において、メモリセル(記憶回路の最小単位)に与える電圧を変化させて動作可否を調べることにより、SRAMに与える最適電圧を明らかにしました。なお、本研究はJSPS科研費 （JP23560423）の助成を受けたものです。

神納 貴生

X線画像による非破壊検査に向けた微弱特徴の可視化

社会インフラを支える工業製品など，簡単に停止して点検できないものは多く，それらは非破壊検査によって点検される．非破壊検査の一つとして，X線画像を用いた検査が挙げられる．X線は物体の透過率の違いにより内部構造を写し出せるが，X線が透過し難い金属などで覆われている場合，映し出せる内部構造の像は薄くはっきりとしないものとなる．これまで個別の工業製品に対するX線画像検査は熟練工の目視技術によって成り立っていたが，本技術は熟練工が確認する特徴を可視化して誰もが頑健に検査できるようにする．

村木 祐太

植物画像を対象とした枝の構造復元

近年，農家の高齢化や減少に伴い，カメラを用いた植物の自動監視技術が注目されている．しかし，植物の成長具合を判断する指標である枝構造の情報を取得する場合，葉によって枝が隠れてしまうため枝の情報を取得することが困難である．そこで，本研究では対象の植物を多視点から撮影し，多視点からの植物画像を入力として，枝の三次元構造を復元する．はじめに，多視点から撮影した植物画像に対して，深層学習による画像変換を行い，枝の存在確率画像を生成する．枝の存在確率画像とは，枝の存在確率を画素値で表した画像のことを指す．そして，多視点での枝の存在確率画像を用いて，三次元構造の復元を行うことで枝の構造復元を実現する．

西口 敏司

深層学習を用いた物体領域推定のための学習データの生成支援

深層学習を用いたセグメンテーションのための学習では，物体が写っている画像を物体毎に数百枚から数千枚用意し，画像に写っている物体の輪郭情報を人手でアノテーションする必要があり，労力やコストがかかるという問題がある．一方，RGB-Dカメラは各画素に対応する距離に関する情報も同時に獲得できるカメラである．本研究では，深層学習を用いた物体領域推定（セグメンテーション）のための学習に必要な物体の輪郭情報をRGB-Dカメラを用いて人手によらずに高速に獲得する手法を開発した．

布村 泰浩

C言語初心者向けプログラミング環境

アルゴリズムやシステム開発を学ぶ前段階として，C言語を学ぶためのプログラミング演習を行っているが，C言語に慣れていない初学者には，スペルミス，括弧の書き忘れ，未定義変数への参照などを起因とするコンパイル時エラーが難しく感じられ，コンパイラが生成する多量のエラーメッセージに途方に暮れてしまうことがある．また，プログラム構造の間違いや条件式の誤りにより，想定通りにプログラムが動作しないことも多い．このように初学者がC言語を学ぶ際には多くの壁があり，結果として，C言語に苦手意識を持つ学生がいる．初学者が上記のような壁に躓くことなくC言語の学習を進めるためのビジュアルプログラミング環境を開発している。

鈴木 基之

多様な歌唱スタイルに対応した楽曲検索システム

データベース中から楽曲を検索する際，題目や歌手名，といったメタ情報ではなく，楽曲を直接歌唱することで簡単に検索できるシステムを開発しています。 ハミング歌唱や歌詞による歌唱に加え，擬音語による歌唱にも対応し，またメロディの誤りや歌詞の誤りといった現象に対しても高精度に検索するための各種技術を開発しています。

鎌倉 快之

カメラを用いた人の非接触状態計測

カメラの映像から顔や顔のパーツ，身体の動きを検出して生体信号を計測したり，計測した情報を応用するシステムを作成しています．また，計測したデータが，実際のセンサで計測したデータとどのくらい一致するのか，どんな風に違っているのかについて比較，解析しています． カメラを用いたウェアレス（非接触）での計測とその応用について検討しています．

鎌倉 良成

シミュレーションによる半導体デバイスの解析・設計支援技術

[概要] コンピュータシミュレーションを用いて、半導体素子の特性を解析する研究を行っています。ナノ～マイクロメートルスケールにおける電子や原子、あるいは熱の挙動を独自開発した粒子シミュレータで高精度に予測し、より高性能で信頼性の高い半導体素子設計に役立てることを目指しています。

安留 誠吾

初等中等教育向けロボットプログラミング学習環境

2020年度から小学校においてプログラミング教育が必修化された。小学校では、ビジュアルブロックエディタを利用したプログラミングが想定されるが、中学校、高校では、テキストエディタを利用することになる。そこで、ビジュアルブロックエディタからテキストエディタへの移行をスムーズに行えるように、両エディタに対応したロボットプログラミング学習環境を開発した。また、教員の負担を軽減するための教員支援システムも開発した。

尾崎 敦夫

意思決定支援向けAI・マルチエージェント・シミュレーション技術

近年、交通・監視・管制・指揮等の分野では、AI（人工知能）技術の適用により、システムの自動化・高性能化が推進されています。このようなシステムでは、現況を正確に「認識」し、次に起こる状況を高速に「予測」して、「実行」に移すことが求められています。しかし、危機管理などのミッションクリティカルなシステムでは、「実行」（意思決定）までを全てAIに託すには多くの技術的・運用的課題があります。このため、このようなシステムでの意思決定を支援するための研究開発に挑んでいます。

古樋 直己

映画・洋楽の英語教育への活用

英語の運用能力向上には、英語に接する時間の増加が必須である。たしかに、学習時間の増加がそのまま英語運用能力の向上につながるとも限らない。しかし，学習量を増やすことは不可欠である。これには、苦にせず接することができる素材が必要となる。元来、娯楽用に制作された映画や洋楽は、楽しみながら本物の英語に接することができるという点で優れている。ただ、本物であるからこそ、学校の英語との橋渡しの工夫が必要となってくる。

横山 恵理

「古典×IT」で未来の学びを創出

画像コンテンツを用いて効果的な学習を支援するアプリケーションを開発した。提示された画像の細部を意識しつつ、ゲーム感覚で学習できる三つの機能を実現している。①一枚の画像ファイルをピースに分割して元の絵に戻すパズル機能。アノテーション機能も付与している。②画像(絵画資料)上に付箋を貼ることで、データ管理ができる。複数人の遠隔操作でも画面共有することが可能。③複数の画像を表示し、関係の深いものをマッチングする神経衰弱ゲーム。画像提示枚数の変化によって出題難易度を変更することも可能。いずれも遠隔授業に対応している。