SDGsの分類 研究テーマ IT・IoT・AI・ロボティクス 学科の分類 情報科学部情報メディア学科 AI画像認識による作業の可視化・生産性向上とXR技術によるスキル継承 情報科学部 情報メディア学科 インタラクションデザイン研究室 佐野睦夫 教授 AI深層学習画像認識ものづくりDXXR生産性向上行動の可視化スキル継承トレーニング支援 データを基に時間の速さをスコアとして強化学習を行い, 最適化された作業の動きと新人の動きを比較できるようにARグラス等を用いて可視化 研究者INFO: 情報科学部 情報メディア学科 インタラクションデザイン研究室 佐野睦夫 教授 研究シーズ・教員に対しての問合せや相談事項はこちら 技術相談申込フォーム 0
+1 三浦 慎司 製品特性を伝える展示区画のデザイン 印刷・製造機器メーカーの営業所内ショールームの一画において自社製品(UVプリンタ)の展示デザインを計画、設営した。UVプリンタの製品特性をもとにデザイン検討、試作を重ね、来訪者の視覚に加え触覚からの情報により製品の魅力を伝えるデザインとした。展示デザインの変更前後に視線計測を取り入れた検証を行い、視覚から触覚体験に促すデザイン計画の達成を確認した。
0 瀬尾 昌孝 リース機器の循環型物流における需要予測と在庫最適化 出荷と撤去・回収の存在する循環型物流において,最適化技術を利用して需要の期待値を予測するとともに,突発需要等の変動を確率分布を用いて予測した.これにより倉庫や販売店など,全国に点在する数十拠点を対象に在庫最適化を行った.実際の物流システムにも採用され,実務担当者による運用からさらにコストを低減することが可能となった.
+2 木原 崇雄 時間インタリーブA/D変換器のデジタル補正回路 直接RFサンプリング受信機はA/D変換器(ADC)で数GHzのRF信号を低速のデジタルデータに変換している。この受信機の消費電力を十mW程度に減らせれば、無線端末用集積回路に応用でき、その開発コストと市場投入までの期間を軽減・短縮できる。電圧制御発振器(VCO)を用いた時間インターリーブADC(TI-ADC)は高速変換と低消費電力動作を両立できるが、ADC間の特性ミスマッチによる不要波や、VCOの非線形性により発生する歪みがADCの分解能を低下させる。本展示では、デジタル補正回路でこれらを低減させることでADCの高速変換・低消費電力動作を実現する技術を紹介する。
+2 井原 之敏 多軸制御工作機械の加工精度向上 除去加工を行う工作機械は、機械の精度が悪いと加工方法や工具がどんなに良いものを使用しても加工されたものの精度はよくなりません(母性原理)。しかし、機械そのものの精度はあまり見えてこないのが実情です。特に多軸制御工作機械は機械そのものの精度を検査する方法も定まったものが存在しません。そこで私たちの研究室では機械の運動精度を検査する方法を提案し実施することでまず機械の精度を保証し、そのうえで加工方法について提案を行っています。
0 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。
0 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.
0 瀬尾 昌孝 深層学習における判断根拠の理解可能な潜在変数空間 深層学習は精度の高い処理を実現できるものの,判断根拠の理解が困難になりがちである.判断根拠が理解できないままでは実応用上問題が発生するケースも多い.例えば医用データ解析など,答えを誤った際の被害が甚大となる分野では現在でもこのような手法の全面利用が法律上規制されている.これに対し,本研究では潜在変数空間のdisentanglement化手法を応用して,目的とするタスクに関係の無い特徴を排除することで,判断根拠の理解が容易な潜在変数空間の獲得を実現した. 本報告では実応用を想定した課題として,撮影環境の大きく異なる顔画像における表情認識などを扱う.この課題では被験者情報以外にも照明や化粧など,表情認識に関係の無い様々なバリエーションを持つデータベースを構築し,学習に際して表情認識に不要な特徴を取り除く手法を開発した.本手法を応用することで,表情認識精度と判断根拠可読性の向上を実現した.
+1 廣井 富 手すりの上を移動する道案内ロボット 本コミュニケーションロボットの特徴は、手すりの上を移動することである。ケータイや地図が読めない方でも問題なく、音声とジェスチャで指示してくれる。さらに人はロボットの手を握って誘導される。この時、ロボットの腕が伸び縮み可能なシステムを構築した。これにより、人の歩行速度に応じた無理のない道案内が可能である。本研究室でアルゴリズムを開発した「測域センサを用いた人検出システム」を応用しており、複数人が存在する環境内においても対象者を見失うことがなく、動作可能である。また、ロボットと案内される人の対話が破綻している場合等にオペレータが介入可能である。その介入頻度を簡易に制御可能であり、オペレータの負荷を軽減することが可能である。
0 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.
+3 福原 和則 商業建築のファサードにおける工芸材料(信楽焼陶板)の活用 建設の機械化や合理化が進む現在の建設現場では、1990年代を境に職人や技術者による手づくりの仕事が激減している。日本の美意識や工芸技術に裏打ちされた繊細な建築表現は、一部の特殊建築に限定され、いずれは職人が姿を消して、その技術は二度と再現できないことが懸念される。人間の五感に訴える手づくりの風合いを現代後方に取り入れる接合方法を考案して、日本の伝統を感じさせるファサードを構築する。
+1 吉川 雅博 筋隆起センシングにより操作する対向3指の電動義手 筋隆起センシングにより操作する対向3指の電動義手です.様々な日用品を操作できる対向3指ハンド,容易に着脱可能なサポータソケット,筋隆起センサで検出した筋隆起による操作システムが特長です.ハンド,ソケット,筋隆起センサ,それぞれが要素技術として利用可能です.
+4 長森 英二 日本随一の教育・実証用バイオリアクターで「持続可能型社会」に貢献 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクト「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」において、二酸化炭素が光固定された植物由来原料からバイオ由来製品を生産する技術の開発・最適化を迅速化するための技術開発を行っています。標準化・試作支援・技術者育成の3つを柱にして取り組んでいます。
+1 野澤 真人 一般相対性理論の数理構造の解明 Einstein の提唱した一般相対性理論は、Newtonの万有引力では謎であった多くの現象を説明することに成功し、最も予言能力の高い重力の理論としての地位を確立しています。さらに宇宙自身の膨張やブラックホールといった天体など、私たちの宇宙観に大きなパラダイムシフトをもたらしました。 このように大きな成功を収めた一般相対性理論ですが、私がこの理論に惹かれる理由は、何と言ってもその数理的な美しさにあります。時空の安定性を保証する正質量定理やブラックホールの唯一性定理の見事な証明は、その端的な例でしょう。これらをさらに一般化して、より汎用的な形式にするための研究を進めています。
+3 横山 奨 樹脂製マイクロ流体デバイスの量産に向けた拡散接合装置の開発 本技術は、主に金属の接合に用いられていた拡散接合を高分子樹脂に適用することで、医療用ディスポーザブルマイクロ流体デバイスの安価な量産の実現を目標としています。拡散接合は、母材を溶かすことなく接合界面を一体化するため、接合により透明性を損なうことはありません。さらに、多少の凹凸や切削痕が残っていても接合可能です。加工面への後処理も不要で、多種多様な高分子樹脂に対応可能です。現在、商用利用を目指して試作機を開発しており、テストサンプルとしてPMMA製のマイクロ流体デバイスの接合に成功しています。
+4 村田 理尚 熱電発電に必要な高性能 n 型熱電フィルムを開発 未利用の排熱から発電する熱電発電技術に関して、大気安定な塗布膜としてはこれまでで最も高い性能をもつ有機系n型熱電フィルムの開発に成功しました。n型半導体の材料の水分散液にエチレングリコールを添加剤として加える独自の環境調和型の手法を開発しました。多様な形状に貼り付けて利用する柔らかい熱電変換素子としてIoT社会への貢献が期待されます。
0 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。
0 横山 恵理 「古典×IT」でオンラインでの学びを創出 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。いずれもオンライン授業に対応している。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3つの機能を実現するものである。①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。②1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。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。
+1 坂平 文博 テキストアナリティクスによるカスケード災害の分析・評価 「カスケード災害」とは、ある事象が次々と他に影響を及ぼしていく連鎖現象を有する災害のことです。本研究ではカスケード災害を分析・評価するために、自然言語処理と機械学習を用いて新聞記事から災害事象の因果知識を抽出し、災害因果ネットワークを作成します。これをもとに被害を拡大・長期化させる脆弱性ポイントを見つけ出します。(東京大学廣井悠准教授との共同研究)
+2 河合 紀彦 事前撮影画像を用いた破綻しない拡張現実感(Indirect AR) 拡張現実感(Augmented Reality:AR)は,現実世界を映した映像に仮想物体であるCGを合成することで,まるでその場にその物体が存在するかのように見せる技術です.最近では,ゲーム・ファッション・家具配置・観光などで実用化されてきていますが,特に観光地などでカメラ映像に人が写りこむような状況では,AR画像の見栄えが悪化したり,CG合成が正確にできなかったりすることがあります.これに対して,事前撮影画像を用いた拡張現実感(Indirect AR)では,そのような環境下でも,スマートフォンやタブレットといったモバイル端末で頑健で見栄えのいいARを実現します.
+1 牛田 俊 自己組織化マップを用いた模倣による小型ヒューマノイドロボットの動作制御 日常生活の中で活躍するロボットには, 周囲の環境に合わせ臨機応変に動作することが求められる. ロボットに臨機応変な動作をさせるには, ロボットに他者の動作を模倣をさせることが有効である. ロボットは模倣により, 事前にプログラミングされていない新たな動作を獲得する. 本研究では, ロボットが人間のように新たな動作を獲得するシステムを構築することを目的とし, 自己組織化マップ (SOM: Self-Organizing Map) とモーションキャプチャシステムを用いて, 他者の動作を模倣させることにより, ヒューマノイドロボットの高度な動作制御の実現を目指す.