ホーム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

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

深層学習画像認識ものづくり DX XR 生産性向上行動の可視化スキル継承トレーニング支援 AI

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

同じカテゴリーの研究シーズ

システムログを用いた不吉なログ検出の試み

近年のシステムは様々なサーバ，ネットワーク機器，アプリケーション等のソフトウェアとインフラストラクチャ（インフラ），ままたはクラウドサービスが複雑さに関係しあうシステムが多い．このように複雑化する一方で，ソフトウェア，またはインフラ，クラウド等を環境に合わせて正常に設定する必要がある．しかし，設定項目が多すぎるため，設定ミスによる障害の発生や，更にどの機器に原因が発生したのかがわからない上に特定する事には多大なコストがかかる．複雑なシステムの障害を検出するための第１段階としてソフトとインフラをシームレスにリプレイするログリプレイヤのプロトタイプを開発した

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。

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．

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ます． 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ます。 2021年からは中之島ロボットチャレンジという屋外自律走行実験にも参加しており，高価な市販ロボットを購入せずとも屋内外で手軽に実験可能なロボットを設計・製作可能なノウハウを有しています．

二硫化モリブデン/グラフェンの電気特性とガスセンサー応用

〔概要〕酸化膜付きのSi基板上にMoを電子ビーム蒸着させ，Moを硫化させることにより二硫化モリブデン薄膜を作製した．この二硫化モリブデンのトランジスタ動作も確認した．グラフェンと二硫化モリブデンのファンデルワールスヘテロ接合を作製し，その抵抗変化による水素ガスと一酸化窒素ガスの検知特性を調べた．CVDグラフェン単体よりも，二硫化モリブデン/グラフェンのヘテロ接合の抵抗変化が大きいことを確認し，ガスセンサー応用を目指している．

光無線融合通信技術を用いた５ＧＭＩＭO信号中継伝送システム

１本或いは少数本のRoF（Radio on Fiber）リンクで超高速5G MIMO無線情報信号を中継することにより、特に僻地や過疎化地域における5G基地局の設置数を減らし、5Gネットワークの構築及び運営コストを削減して、僻地や過疎化地域への5G通信サービスの普及に貢献します。

医師と協働する手術支援マニピュレータ

執刀医が手術を一人で行える，安全性に優れるソロサージェリー手術支援ロボットを研究しています．人と同じ空間に存在し，共存協調して作業を行えるロボット技術の確立を目指して，内視鏡下手術におけるカメラと鉗子の助手をマニピュレータが担えるよう，医工・産学連携で取り組んでいます．医師のハイエンドツールであるオールインワンシステムのリモート(遠隔)操作型ロボットに対して，アシスタントツールであるローカル操作型ロボットLODEM(Locally Operated Detachable Endo-effector Manipulator)群は，センシング能力に優れる人と，安定した作業に優れるロボットが補完しあう，インテグレーションです．

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．

骨格筋オルガノイドを活用した簡便な筋萎縮モデル

我々の研究グループでは、長期的な培養が可能で成熟度が高く、機能評価が可能なマウス骨格筋細胞のオルガノイド作成に成功しており、この骨格筋オルガノイドの培養中に生じる受動的張力を解放することで簡便に生体と類似した筋委縮誘導できる生体外モデルを開発している。この生体外デバイスを利用し、生体の筋萎縮を模倣することが可能であれば、筋萎縮を改善する創薬および高機能食品の開発が飛躍的に進展すると期待できる。

フレキシブルデバイス作製のための基盤技術

有機分子や，酸化物ナノ材料など物質のもつ多彩な機能や物性を応用し，フレキシブルFETデバイスやバイオセンシングなどのナノシステムデバイス創成することを目指しています．物質中の電子を情報システムに組み込めるようなデバイス機能につながる物質の性質（物性）を探求しています．電気測定をはじめ，分光特性，構造解析，分子動力学計算およびナノ構造作製技術を用いて基礎物性をベースとして得られた知見をもとに，デバイス機能への展開を目指しています．特に，ナノ加工技術や精密な薄膜形成手法が得意分野です．この分野では，有機半導体ナノワイヤや分子超格子構造，誘導自己組織化と逐次浸透合成を組合せた微細構造作製などなど，新しい独自の技術を目指しています．

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．

エネルギー物質科学

新エネルギー・省エネルギーを物質科学の観点から創造します。

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。

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。　

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．

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。

分極デバイス応用を目指した酸化ガリウム薄膜の研究

ワイドバンドギャップ半導体としてパワーデバイスや深紫外線検出器への応用が期待される酸化ガリウム薄膜に注目しています。特に準安定相構造の一つである ε 相の酸化ガリウムは自発分極による分極デバイスへの応用が期待されます。準安定相の成膜に適した手法であるミストCVD法を用いた高品質な薄膜の成膜とそのデバイス応用を検討しています。

長谷川尊之

半導体結晶表面から発生するテラヘルツ波の制御

テラヘルツ領域電磁波（テラヘルツ波）は、光と電波の性質を兼ね備えており、さまざまな分野で役立つことから注目を集めています。半導体結晶表面に超短光パルスを照射すると、電子や原子の超高速過渡現象が励起され、テラヘルツ波が発生します。この応答は、構造がシンプルなテラヘルツ波光源として機能します。発生するテラヘルツ波の時間波形は、超高速過渡現象の挙動を反映します。本研究室では、超高速過渡現象を結晶表面の電場によって制御することで、テラヘルツ波発生特性を制御することを目指しています。

製品音の分析・改善技術

我々の周りには声や楽器、飛行機の音など様々な音があります。同じ音でも心地よい音もあれば騒音もあります。製品音は騒音と捉えられやすい音ですが時には、製品の状態を知る有効な手がかりになります。このことを踏まえ我々は製品音に着目し、その音全てを低減対象とせず、必要な成分と下げるべき成分に分別しようとしています。また下げるべきには、そのメカニズムを的確に把握する技術を構築しています。そして必要な音に対しては、その音を選び出し状態認知を手助けする方法も検討する等、音が持つ可能性を踏まえた技術開発を進めています。

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。後者のように、ことばにされ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ことがある。ヒトは相手の発話をどのように理解しているのだろうか。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。

© INNOVATION DAYS 2021 智と技術の見本市.