研究テーマの分類 - IT・IoT・AI・ロボティクス

68件の研究シーズが見つかりました
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。

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．

越智 徹

キーボードやスマートフォンの入力様態の計測装置開発

若い世代がインターネットにアクセスする際、パソコンよりもスマートフォンなどのタッチパネル端末を選ぶ傾向が顕著になっている。この傾向は、フリック入力、その他のタッチパネル操作、音声入力などを包含している。そのため、これらの新しいデバイスの開発者やICT教育などの研究者にとっては、これらの若い世代における入力方法の実態や主要なパターンに関する広範かつ効果的なデータを収集し、さらなる改善につなげることが不可欠である。 我々は従来の入力方法以外の入力方法を用いているユーザの手、指、顔の動きを計測するための、実用的で実現可能かつ合理的なアプローチを提案する。キーボード入力とフリック入力の両方において、これらの動きを記録し、分析するために、安価なWebカメラとAIライブラリのMediaPipeを用いて計測装置をした。そして、2021年からいくつかの実験を行い、装置の改良を続けてきた。キーボードのタイピング実験を行い、タイピング傾向の異なる学生を分析した。

小谷 直樹

短時間で知的な機械を構成するためのAIの学習法に関する研究

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．

河北 真宏

光線空間情報の撮影と裸眼３D映像表示

　次世代の映像技術として，これまでの2次元映像では表現できなかった実物感や実在感があるリアルな映像技術のニーズが高まっている．本研究では，３Dメガネをかけることなく自然な３次元映像を鑑賞できるとともに，光沢などの物体表面の質感まで再現できる映像技術の実現を目的としている．今回，簡易なカメラ構成で光線情報を取得できる撮影技術を開発するとともに，3次元映像表示装置と組み合わせることでリアルタイムの裸眼3次元映像の撮影と表示を可能とした．

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。

重弘 裕二

超大規模組合せ最適化問題に対する新解法の提案

設計、割り当て、スケジューリング等、様々な問題は組合せ最適化問題として定式化できる。しかし、実応用において厳密に最適な解を求めるのが不可能な場合も多い。そのような状況においても可能な限り良質な解を探索するために、これまでにも遺伝的アルゴリズムのような手法が提案されているが、万能ではない。本研究では、特に超大規模な組合せ最適化問題を対象とし、確率論、統計論的な観点から、最適と考えられる方法を追究している。

藤村 真生

設計図の画像認識

建物の電力設備や通信ケーブルなどの設備工事の支援に画像処理を利用します。設備工事の請負には精緻な材料の選別と必要量の算出に基づく適切な見積もりが必要です。しかし中小の工事会社では見積もりに充てることが可能な人的資産が潤沢ではなく、短期間での精緻な見積もりは現実的ではありません。そこで設計図から画像処理によって自動的に材料とその必要量を算出し、より適切な見積もりが算出できるように支援します。

宮脇 健三郎

ROSプログラミング研修のためのオリジナルロボット

ROS（Robot Operating System）はロボット制御ソフトウェアの効率的な開発を実現するツール・ライブラリ群のセットで，世界中でロボットの研究・開発に利用されています． 本シーズはROSを通じたロボットのプログラミング研修に適したオリジナルのロボットを提供するものです．このロボットはハードウェアの構造も比較的分かりやすいように設計されているため，ソフトウェアの研修を終えた後に自分自身でロボットを構築する手助けとなります． 実際に提案するロボットを使ったROSの技術セミナーを開催し，参加者からは好意的な評価を得ています． また，大阪工業大学情報科学部でもPythonやC++によるロボット制御プログラミングを学ぶための教材としてゼミやPBL（Project Based Learning）で活用しています． ゼミやPBLにおいては小型の車輪移動ロボットと中・大型の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． 市販の大型ロボットは高価なものが多いですが，独自に設計・製作したロボットは低コストで手軽に利用可能です． ４足歩行ロボットや車輪移動型ロボットに装着するアーム等も製作しており，様々な研修用ロボットの製作ノウハウを有しています．

樫原 茂

ワタリガニ養殖の持続可能なDX化プロジェクト

本研究課題では，食用カニであるワタリガニの養殖を対象とし，その収穫率向上のためにICT（情報通信技術），Internet of Things（IoT），およびAI（人工知能）を適用した次世代ワタリガニ養殖の持続可能なDX化の体系化に向けた実証的研究に取り組んでいる．養殖業におけるICT・IoT・AIの適用は黎明期であり効果的な活用方法について模索しているのが現状である．ワタリガニの養殖環境を有し，これまで共に研究を行っているハサヌディン大学（インドネシア）及び伊良部島を研究拠点とし，効率的かつ効果的な次世代のワタリガニ養殖方法の研究開発を実施している．

山浦 真一

圧電素子を用いた音響振動発電機の試作

自動車や電車、飛行機、工事現場など、我々の周囲は様々な音で溢れています。音もエネルギーを持っていますが、そのエネルギー密度はとても低いため、現状では回収できずに捨てられているのが現状です。本研究では、市販のPZT圧電素子とヘルムホルツ型共振器を用いて音響振動発電機を試作しました。音の周波数550Hzで共振するように設計・試作したところ、550Hzと425Hzで発生電圧が高まりました。120dBの音（すごくうるさい）を聞かせたところ、最大で0.8mWの電力を発生できました。今後はより小さい音でより大きな発電力が得られるように改良していきたいと思っています。

越智 徹

全国学生を対象としたインターネットアンケートによるオンライン授業環境調査

我々は，これまでに担当した工学系大学においてオンライン授業時の学生の受講環境を継続的に調査してきた．また，演習を伴うオンライン授業であったため，外部モニタの有用性を説き，導入を促し，実際の導入についても調査を行ってきた．これらのオンライン授業環境調査が全国の学生と比較してどのような傾向にあるのか調査するため，2021年12月から2022年1月にかけて，LINEリサーチプラットフォームとFreesayの2つのWebアンケートシステムによって，それぞれ全国500人の学生に対してインターネットアンケートを行った．この結果，外部モニタの使用率はLINEリサーチでは23%，Freeasyでは31%となり，学内における我々の過去の調査よりも高い使用率になった．また，オンライン授業の方式に関わらず，広い机や椅子，クッションがあればよかったという回答が目立ち，オンライン授業を快適に受講するために環境や家具が重要であると推測された．

安達 照

新しいテクノロジーを使った物理実験開発と物理教育への応用

　身近に使われるようになったスマートフォン（スマホ）や最新のセンサー技術を使用することで、物理概念を構築するために効果的な新しい物理実験開発、新しい活用方法等を提供してきた。今回は、新しいテクノロジーをつあった１例として、スマホに接続した超音波センサーを用いた実験例を紹介する。任意の動きが可能な自動制御された鉄道模型を超音波センサーで測定することにより、速度や加速度の学習に効果的に活用できる。本学習システムは、大学教育の向上だけでなく、中学や高校での物理教育にも貢献することを目的としている。

ズオン クアン タン

遺伝的アルゴリズムによる地上放送システムの無線資源割り当て最適化技術

本技術のコアは，遺伝的アルゴリズムを用いて放送局の送信電力と使用チャネルを割り当てる際，膨大な地図情報を取り入れると計算不能になるため，各局の放送エリアを簡単に近似できる数学モデルを構築し，これを最適化アルゴリズムに入れることで，計算を可能にする．

上辻 靖智

機能材料のマルチスケール最適設計

　材料に優れた特性を発現させる鍵は，微視構造にある．次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし，顕微鏡で観察される微視（ミクロ）スケールと機械構造物を捉えた巨視（マクロ）スケールを連成したマルチスケール構造最適設計を駆使して，数値解析主導の材料設計開発を提供する．

須山 敬之

共進化型AIプラットフォーム

分散コンピューティングとはネットワークで接続された複数のコンピューターが処理を分担して行う仕組みです。ここではクラウドはネットワーク上にあるサーバー類の総称、エッジは末端で動作する装置のことを言います。分散コンピューティングを用いて人工知能(AI)のモデルを更新することによりクラウド側とエッジ側が共進化する分散AI基盤システムの構築を行います。

尾花 将輝

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

河北 真宏

空中への３次元映像表示技術

　近年，非接触型タッチパネルなどのニーズの高まりとともに，空中に映像を表示する技術（空中映像技術）の研究が盛んになっている．現在，テンキーやメニュー画面などの２次元映像を空中に表示し，非接触でインタラクティブ操作する装置が開発されている．本研究では，ボリュームや視差がある３次元映像を空中に表示する技術を実現し，より多彩なインタラクション操作が可能な映像メディアの実現と幅広い分野への応用を目指している．

福島 拓

避難訓練や運動などの動機づけを行う情報システム

制御焦点理論を活用した動機づけ支援を行う情報システム（避難訓練支援，運動支援）の研究開発を行っている．制御焦点理論は心理学で研究されている人の志向性（考え方の特性）に関わる理論である．人々を志向性のグループに分け，それぞれに適した支援を行うことで各場面での動機づけを行っている．本研究では，心理学分野の知見を活用した情報システムの研究を行っている．

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．

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）とVRとの融合

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．しかし，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．また，視点や天気・季節を仮想的に変えることでVRと融合することもできます．

神納 貴生

微弱特徴の可視化によるX線画像診断

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線画像診断が挙げられる．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，写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線画像診断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．

河合 紀彦

VRのための360度全方位画像・映像からの撮影者や動物体の消去

手に持って簡単に撮影できる全方位カメラ（360度カメラ）が普及し、気軽に360度全方位画像・映像を取得できるようになってきました。このような画像や映像は、Googleストリートビューや不動産サイトでの物件内覧といったVRシステムに利用され、ユーザが好きな方向を見回すことができます。しかし、全方位カメラによる撮影では、その撮影者や周辺の動物体も画像・映像中に映り込んでしまうことが多く、そのままの画像をVR用途で使うことはできません。そこで本シーズでは、複数の画像を合成することで撮影者や動物体を全方位画像から消去します。

西堀 泰英

Wi-Fiパケットセンサーデータとトピックモデルによる人々の活動の特徴抽出

人流調査にも用いられるWi-Fiパケットセンサーデータに，文書データの解析手法であるトピックモデルを適用し，主に中心市街地等の人が集まる場所での人々の活動の特徴を抽出する手法です．この手法を用いてコロナ禍前後の人々の活動の特徴（通勤通学や週末夜の繁華街の活動など）を抽出し，それらの変化を把握することができました．この手法は，対象エリアの複数個所に設置したセンサーで継続的に取得したデータがあれば適用することができます．

中西 知嘉子

エッジAIで高精度画像認識・物体検出

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，量子化による性能劣化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．

鈴木 基之

音声からの高精度感情識別法の開発

通常音声から感情を識別するには，声の高さや大きさ，声色といった情報を利用しますが，これらは仮に同じ感情で話していても話す内容（言葉）によって大きく変化してしまいます。 そこで「同じ発話内容を無感情で話している音声」を音声合成を用いて準備し，それとの違いを見ることで高精度に感情を識別する方法を開発しています。簡単な感情認識実験では，70%程度の感情認識率を76%程度まで向上させることができました。

福安 直樹

自動発注問題を題材としたIT人材育成教材

ビッグデータ処理、人工知能、クラウドの各技術を融合して社会の具体的な課題を解決できる人材の育成を目指して、スーパーマーケットにおける自動発注問題を課題として設定したPBLを設計・実装しました。システムを構成する各要素技術のみならず、チームでコンセンサスを得る方法やその難しさ、役割分担による開発、そのためのコミュニケーションなども経験できるようにしました。これまでに延べ236名を対象に実施し、アンケート結果等からその有用性を確認しました。

尾花 将輝

システムログを用いた障害検出のためのログリプレイヤの開発の試み

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

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。

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。

水谷 泰治

図形アニメーションに基づいた学習用並列プログラミング環境の提案

マルチコアCPUの性能を最大限に活用してプログラムを高速実行するためには並列プログラムを作成する必要がある。しかし、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、並列プログラミング自体が難しいことに加え、初学者には馴染みの薄い数値計算問題を題材とすることが多いこと、大規模な計算でない限り並列化の効果を実感しにくいことなどから、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。

田熊 隆史

腕振り運動の科学

ヒトが歩行時に無意識に行う腕振りや体幹捻りが歩行に及ぼす影響は，まだ解明していない問題の一つです．この問題を解決することでヒト，特に高齢者の運動能力の向上だけでなく，ロボットの新しい運動生成方法の提案など，様々な発展が期待できます．本研究ではヒトの上半身を簡単なモデルで表し，腕の前後方向の振りと，それに応じて回転する体幹の捻りが足裏にかかる力にどのような影響を与えるか調べています．調査の結果，腕は前後対象で無く非対称に振ると良いこと，体幹は柔軟性をもって捻ると良いこと，柔らかさを変えることで二足歩行が促進できることが分かってきました．また二脚歩行ロボットを試作し，歩行が可能であることも分かりました．

本田 澄

画像認識 AI はどこを見ているの？

さまざまな画像認識AIが提案されていますが、画像のどこを見て認識しているのでしょうか？本研究ではAIの認識箇所を特定する技術であるGrad-CAMを利用して認識箇所を可視化し、どこを見て認識しているかを調べました！その結果から次の提案を考えています。1)画像認識AIの精度比較のために、人間が画像を認識している特徴的な箇所とAIの認識箇所を利用する。2)長年の経験や勘が必要な画像識別技術をAIで再現し、無意識に利用していた画像の特定箇所を明らかにする。

荒木 英夫

加速度センサを用いた歩行状態計測による体調の推定

加速度センサを用いて被験者が歩行している際の体の揺れを測定することにより、被験者の体調変化を検出することを目指す。具体的な想定として、高齢者を対象とした生活改善を目指したプログラムを実施した際にその効果やプログラムへの満足度を評価することは難しく、一般的にはアンケート等を取ることにより評価を行っている。そこで高齢者である被験者に邪魔にならない程度のデバイスを身に着けてもらい、プログラムの前後において歩行時のリズムや重心のブレ方が変化するかを測定しその結果から体調の変化を検出することを目指す。

杉川 智

リアクティブスケジューリングのための数理モデル

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．

河合 俊和

医師と協働する手術支援マニピュレータ

本研究室では，患者の傍から近接操作でき，医師と共存協調する手術支援ロボットを，医工・産学連携で研究しています．執刀医が一人で行えるロボット支援手術が実現すれば，少ない医療スタッフでの手術が可能となり（感染症対策，外科医の働き方改革，大規模災害），患者は地元病院で手術を受けられ，診療科の偏在の縮小，医療費の低減にもつながります．

井上 剛

生体電位計測を用いたアプリケーションの創出

ヒトの体からは臓器の活動や筋の収縮に伴い微弱な電気信号（生体電位）が発生しています．医療現場で病気の判断等に用いられていたこれらの電気信号は，近年の計測技術の発展によりより日常での計測が可能になりつつあります．生体電位の計測結果からはユーザの状態，例えばどのくらい心拍が変動しているか？どのくらい筋力が発揮されているか，などが定量化できるため，この定量値を基づいて自然な形でユーザを「推定・理解・予測」する様々なユーザ支援アプリケーションの実現が可能となります．

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．

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。

谷口 浩成

底背屈と回外内動作を提供する足関節の関節可動域運動支援装置

拘縮とは，関節の柔軟性が失われた状態であり，発症前に予防することが重要である．拘縮の予防方法として，理学療法士による関節可動域（Range of Motion : ROM）訓練が実施される．しかし，高齢者の福祉施設や，通所リハビリテーションの事業所など，介護の分野における理学療法士の不足が指摘されている．そこで本研究室では，理学療法士に代わってROM訓練を行う運動装置の開発を行っている．本研究では，独自に開発した空気圧ソフトアクチュエータを用いることで，足関節のROM訓練やストレッチ運動など多様な動作を実現できるリハビリテーションシステムについて紹介する．本アクチュエータの柔軟性を利用することで，患者に対して安全で予防に必要な多様な動作を提供できる点が特長である．

皆川 健多郎

ものづくり人材育成のための教材開発とその検証

生産性向上はモノづくり現場のみならず、多くの現場における喫緊の課題となっている。かつてはこれらの課題に取り組む人材育成は、小集団活動やOJTも含め活発におこなわれていたが、長引く景気低迷、生産の海外移転などにより、近年ではその取り組みは必ずしも十分とは言えない。特にモノづくり現場では人口減少に伴う人手不足、またその対応としての外国人労働者の受け入れなど、生産性向上への対応は急務といえる。本研究代表者は、これまで1,000回を超える製造現場訪問を通じて、現場での実態を把握するとともに、問題解決のための教材開発ならびに教材を活用したセミナーの実施を進めてきた。さらにここにIoTも融合し、さまざまな現場にて自律的に生産性向上を実現する取り組みの推進と、経営工学（管理技術）の普及を目的としている。

川上 雅士

通信機器におけるEMC/PI/SI協調設計手法

　電子機器は不要な電磁波を放射し，他の機器を妨害する可能性がある． このような問題をEMC(Electromagnetic Compatibility)問題と言う．EMC問題を解決することは，安心安全な電磁環境実現のために重要であり，高品質な電子情報化社会の確立への貢献につながる．本研究は，通信機器をターゲットにし，EMC，SI(Signal Integrity)，PI(Power Integrity)についても同時に仕様を満足する協調設計手法の構築を行っている． 　

安達 照

新しいテクノロジーを使った物理実験開発と物理教育への応用

　スマートフォン（スマホ）の音入出力機能（イヤホン出力やマイク入力）を用いて、音波発生と記録が同時に行え、画面のタッチにより拡大・移動や測定値表示のような簡易分析機能を有するスマホのアプリケーション "DiracmaS" を開発し、気柱共鳴での音圧分布測定実験への応用可能性を明らかにした。実験装置もスマホとマイク、スピーカがあれば実験可能となり、従来に比べ持ち運びも簡単で、実験室に限らずどこででも実験が可能となる。本装置を用いて測定した開管の基本振動数、2倍振動数における管内の音圧分布は理論どおりの結果を得ることができた。

原嶋 勝美

ソフトウェアエージェントによる社会シミュレーション

　複雑な社会の動きの完璧な予測や、瞬間的な社会の状態の正確な把握は、AIを用いても極めて困難である。一方で、生物や人間など多くのシステムは、動的かつ予測不能な局面において極めて柔軟に対処している。 本研究では、様々な生物や物体を模擬したソフトウェア（エージェント）を作成し、エージェントの自律行動や相互作用によって、社会に実在する問題や、現実では実現しにくい社会環境での生物の振る舞いなどを検証する。

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．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．

宮脇 健三郎

スマート農林業のための自律走行型クローラロボット「アグリムーバ」

農地や山林での移動に適した中型のクローラロボット「アグリムーバ」を株式会社デザイオ社と共同で研究・開発しています． 雑草除去や作物の運搬等様々な作業に使用可能なロボットで，GNSS（Global Navigation Satellite System：米国の GPS や日本の衛星を含む全球測位衛星システム）や3 次元 LiDAR（光学的な距離計測センサ）を搭載し，ROS（Robot Operating System）にも対応しています． ROSはロボット制御ソフトウェアの効率的な開発を実現するツール・ライブラリ群のセットで，世界中でロボットの研究・開発に利用されているため，様々なソフトウェア資産を活用し容易に機能拡張ができます． 現在は，GNSSによるセンチメートル単位での測位情報に基づく自律走行や，LiDARを用いたSLAM（距離データに基づく環境地図の作成）をすることが可能です．

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．

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。JST主催 2021年度イノベーションジャパン大学見本市に出展。

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．

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．

尾崎 敦夫

意思決定支援向けAI・マルチエージェント・モデリング＆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支援をするための研究開発に挑んでいます。

奥 宏史

ドローンの閉ループシステム同定によるモデリングと飛行制御

幅広い産業でビッグデータの活用が進んでいるが，予測・診断・制御・意思決定の精度向上に際してモデルの重要性が近年ますます高まっている．データエンジニアリングのひとつの分野として，システム同定法によるデータ駆動モデリングについて紹介する．具体例として，MOESP型閉ループ部分空間同定法(CL-MOESP)によるドローンの閉ループ同定と，得られた同定モデルを利用した最適制御器設計の事例研究を紹介する．

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。

廣芝 伸哉

フレキシブルデバイス作製のための基盤技術（有機，酸化物，MDシミュレーション）

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（MD）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．

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．

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。

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．

井上 雄紀

ROSを基盤とした研究、開発用の移動ロボット

移動ロボットの開発では、信頼性確保のために新規モジュールの開発は上位の各種ソフトウェアモジュール、スタック、ツール群を含めると膨大なコストとなる。ROSを活用することで、きちんと動作する、独自ハードウェアロボットの実装が容易となる。なお、移動ロボットの独自のハードウェアとロボットシステムとの間のドライバは、当然開発が必要となる。PSOCによりその部分の抽象化共通化を目指す。

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．

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。

井垣 宏

リアクション機能を備えたリモートモブプログラミング支援環境の検討

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，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応じたコミュニケーション支援機能とリアクションが実行された際に記録する機能を検討している．

姜 長安

非把持双腕ロボットによる摩擦力補償無しでの抱きかかえ制御

本研究では，力学的な本質を失わず，3次元運動を2次元運動に簡略化し，要介護者を二つの関節を持った3リンクの物体とみなす．そして，非把持双腕ロボットアームとリンクの間の静止摩擦を利用し，3リンク物体がロボットアームから滑り落ちないための安定領域を求め，その中に摩擦力が最も小さくなる姿勢を求める．得られた最適な角度を用いて，ロボットの抱きかかえ制御を行い，3リンク物体の安定支持が実現できることを示す．

中西 淳

言語理解AIを活用した「単語の使い分けマップ」の開発

英作文を書いていて「この英単語はこのタイミングで使っていいのかな？」と迷うことは多くの英語学習者に共通する悩みだと思います。一方，どの英単語がどの文脈で使用できるかどうかを調べるのは簡単ではなく，結果的に馴染みのある単語を繰り返し使ってしまう傾向にあることが様々な研究で報告されています。本研究では，英語学習者が様々な単語の適切な使い方を学習できるように，近年注目を集めている言語理解AI(GPT・BERT)を活用して，様々な用例や類語の関係性を視覚化することのできる「単語使い分けマップ」の開発を目指しています。