研究テーマ・教員一覧

ソフトウェアの可視化・可聴化・可触化


コンピュータを動かしているソフトウェアのプログラムには形がなく、見ることも、聞くことも、触ることもできません。そのプログラムに形を与えて、可視化(見えるように)・可聴化(聞けるように)・可触化(触れるように)にして、実在感や実体感を高める研究開発を行っています。なんとかソフトウェアをモノにしたいと、日々、プログラミングに勤しんでいます。

行列計算の理論とアルゴリズムの開発

Webから必要な情報を抽出したり、売上のデータから顧客の嗜好を調べたりする際、巨大なデータをコンピュータを使って解析する必要があります。こうしたデータは数学の世界では「行列」として捉えることができます。行列の性質を調べたり、行列を作成したりするための理論と、その理論をコンピュータを使って実現するためのアルゴリズムの開発を行っています。

ヒトと機械をつなぐ技術の応用研究

身の周りに機械があふれていて便利な世の中ですが、使いにくい機械もたくさんあります。機械を便利に使うためにはどのようなことを考えなければならないでしょうか。私たちは、ヒトが外の情報を取り込むしくみ(感覚受容)と外部に働きかけるしくみ(行動)を脳がどのように行っているかを調べ、体と機械をつなぐブレインマシンインタフェースを研究しています。

バスの車両と運転手の状態をリアルタイムで分析 安全運転を支えるシステムを開発


より効率的で簡単にアプリケーションを開発するためのプラットフォーム(インターネットミドルウェア)や、アプリケーションそのものの開発など、広いテーマで研究を行っています。例えば今取り組んでいるのは、バス会社と提携し、リアルタイムでバスの安全運転を支援するシステムの開発。車両に取り付けられたセンサーが、現在地やエンジンの稼働状況など、走行中の車両の状況に加え、心拍数や呼吸など、運転手の健康状態を計測します。データベースに集められた情報を活用することで、運転手の傾向や、事故のリスクが高い地点を検出。さらにリアルタイムで過去の運転状況と比較し、システムが危険な状態を検知した場合、運転手に警告を伝えることができます。これからさらに精度と汎用性を高めることで、このシステムを全国に展開し、より安全な社会の実現に貢献することを目指しています。

デジタルファブリケーションと社会的デザイン


3Dプリンタやレーザー加工機といったデジタル技術をつかったものづくり《デジタルファブリケーション》がもたらす社会について、デザインの視点から研究しています。また、障害のある人や高齢者といったマイノリティと考えられてきた人々とともに、より多様な人々にとって使いやすいモノやサービスを生み出すデザイン手法 《インクルーシブデザイン》についても研究しています。

ニューラルネットワークによる英語・日本語文章の発話の学習

私たちの脳は膨大な数の細胞(ニューロン)が緊密なネットワークを成すことで、さまざまな情報処理を行っています。この研究室では、コンピュータ内に人工的なニューラルネットワークを構成して、具体的な課題を学習させることでその動作メカニズムを調べます。英文を入力するとその発音を出力し、発話するシステムを試作しました。

インターネットを活用した情報システムの開発

コンピュータを活用して我々の社会を支えるシステムは一般に「情報システム」と呼ばれます。近年、スマートフォンやテレビなど家電製品までもがインターネット接続されるようになり、情報システム分野でもネットワーク接続が不可欠と考えられるようになりました。この研究室では、日常生活に有用なさまざまなネットワーク型情報システムの試作・開発に取り組んでいます。

計算知能手法とその応用に関する研究

「計算知能手法」とは人工知能を実現するための手法の一種です。あいまいさを含んだ情報でもコンピュータが扱えるようにする「ファジィ理論」、ヒトの脳の情報処理プロセスを模した「ニューラルネットワーク」、生物の進化の過程を模した「進化的アルゴリズム」などの手法を研究しています。また、これらの手法をAIゲーム競技に応用する試みも行っています。

デザインに対する人の感性をモデル化する研究

私たちは、ある洋服を見て「かっこいい」などの印象を抱きます。ある音楽を聴いて「楽しい」という感情を抱きます。この研究室では、家具・服飾のデザインや音楽に対して「かっこいい」などの印象や気分を抱く過程をモデル化し、人々の「感性」をコンピュータで模倣するしくみの研究を行っています。その応用として「かっこいい」という印象を抱くような洋服のコーディネート支援などへの応用も目指しています。

ソフトウェアアーキテクチャの構築手法に関する研究

情報システムは、多くのソフトウェアが部品として組み合わされてつくられていますが、その構築の仕方をソフトウェアアーキテクチャと呼びます。ソフトウェアはいったん完成した後でも機能の修正や追加が頻繁に行われます。この時、できるだけプログラムの書き換えなしに済ませられるようなソフトウェアのつくり方や設計手法について研究しています。

人間の脳認知情報処理

見たり聞いたり、感情を持って他人とコミュニケーションを取ったりといった、私たち人間が持つ優れた認知情報処理が、脳や身体を使ってどのように実現されるかを研究しています。人間の脳認知情報処理のメカニズムをコンピュータシステムに応用したり、私たちの生活や社会を豊かにサポートしたりするしくみを提案することを目指しています。

先進医療や自動運転に応用できる 創造的なアイデアに基づいた画像・映像の開発


画像や映像は、デジタル機器やネットワークシステムなどにおいて重要な情報メディアであり、次々と新しい技術が生まれている領域です。研究室では、その最先端の技術を理解し、さらに社会への応用を目指した研究に取り組んでいます。例えば、通常のカメラと異なり、レンズに入射する光をデータとして記録するカメラ。撮影後に任意の部分へピントを合わせることや、3D写真への出力が可能になり、街頭の監視カメラへの応用が期待されています。ほかにも、名刺サイズのコンピュータ基板と小型カメラを搭載した自動車模型を利用し、自動運転のしくみの再現にも取り組んでいます。画像や映像の技術は、テレビやゲーム機だけでなく、医療やものづくりの現場など社会のあらゆるシーンで活用されています。最先端の技術に触れて生まれた各自のアイデアに基づき、新たな可能性を見いだす画像・映像システムの開発を志しています。

嗜好と思考に基づく情報分析技術


情報空間と現実空間を融合することで、情報だけでなく人の潜在知識(情報)をも検索・推薦対象とする情報分析技術に取り組みます。計算機を介して人の「嗜好」および「思考」情報を抽出する技術、抽出した情報に基づき、SNSやWeb、地図、3次元データといった多様なデータに応用し、個々人に最適な情報を検索・推薦可能なこれまでにない知識支援を目指します。

聴覚を支援・拡張する次世代ハードウェアデバイス

人間の聴覚は、たった2つの鼓膜の振動を頼りに、音源の数、方向、位置、また、それぞれの音源が何であるのかを分析することができます。この優れた聴覚のしくみに学び、さらにこれを拡張する、ヒアラブルデバイスと呼ばれる、次世代ハードウェアデバイスの開発に取り組んでいます。例えば、環境ノイズの除去、複数音源の分離、聴覚VR、聴覚ARの実現などが研究課題です。

産業基盤におけるサイバーセキュリティに関する研究

社会インフラを目標としたサイバー攻撃のリスクが増大しています。海外においては、こうしたサイバー攻撃により、重要インフラ・産業基盤の安全が脅かされる事案がすでに発生しています。
私が取り組んでいる分野では、こうした攻撃防御の実践経験、最新のサイバー攻撃情報の調査・分析等を通じて、社会インフラ・産業基盤へのサイバーセキュリティリスクに対応する人材・組織・システム・技術を生み出し、経済・社会を支える重要インフラや産業基盤へのサイバー攻撃に対する防御力を抜本的に強化する活動を通じて、社会基盤の安心・安全を確保する研究を行なっています。

(1)知的活動を支援するソフトウェア
(2)数理論理学とその応用

(1)学習・研究・創作などの知的活動を支援するソフトを開発します。過去には学習用論理回路シミュレータ、時間割作成支援ソフトなどをつくりました。ここ数年は音楽制作を支援するソフトを開発しています。(2)数理論理学とそのコンピュータサイエンスへの応用についてのセミナーを行います。誤りのないプログラムを論理的に導く手法などを学びます。

センサネットワークとその有効活用

さまざまなものにセンサを取り付け、通信機器によって情報を収集し分析することで、現実社会の動きを考察する研究を行っています。例えば、カラスにGPSをつけることで、カラスの位置情報だけではなく、人間がどこに生ゴミなどを捨てているかを知ることが可能です。

脳視覚系の解明からコンピュータビジョンへ

たくさんの物体が重なり合って見えていても、われわれはそれぞれ何であるのかを容易に認識できますが、コンピュータでは難しいことです。そこで、ものを見る脳のしくみを生理学や心理学実験により徹底的に調べるとともに、これをコンピュータ上でモデル化し、コンピュータビジョンへとつなげる研究に取り組んで います。

ソフトウェアセキュリティ

ソフトウェアをクラックなどの違法な攻撃から保護するための手法を研究しています。ソフトウェアは残念ながら、日々攻撃を受けていて、著作者の権利を守るための方策が必要になります。そこで、クラックを無効化する難読化技術や、ソフトウェアの盗難をいち早く見つけるバースマーク技術、盗まれたことを証明する電子透かし技術を提案・検証しています。

Webマイニングおよび情報推薦技術

Webマイニングに関する研究では、世界中のブログやTwitterを分析し、将来の流行トレンドを予測する技術の開発に取り組んでいます。情報推薦技術に関する研究では、ドライバーの意図を推定して適切な経路を推薦するカーナビゲーション技術や、ユーザーの好みにあった料理レシピ推薦を可能にする技術などの開発に取り組んでいます。

超感覚インタフェース

ヒトが感覚器を通して認識できる情報は限られています。もし、犬並みの嗅覚や隼のような視力を得たならば、スパイダーマンのような超人になれるかもしれません。このような生得的な能力を超えた「超感覚」を工学的に実現し、感覚補助技術やエンターテインメント分野などへの応用を目指します。また、ヒトや昆虫の感覚知覚特性を備えたセンサの開発も行っています。

コンピュータアーキテクチャおよび並列処理に関する研究


コンピュータアーキテクチャ(構成方式)全般が研究対象ですが、特に並列処理に関する諸技術について、さまざまな側面から取り組んでいます。「並列処理」自体には長い歴史があり、従来は主に、一部の高性能システム(スーパーコンピュータなど)や専用システムでの利用に限られていましたが、近年では一般のパソコンやスマートフォンなどにも利用が拡がり、今後ますます必須の技術になると考えられます。

耐故障分散システム

ネットワーク上で提供されているサービスは社会生活を送るためには必要不可欠になっています。その一方で、それらのサービスを提供する情報システムの内部では故障が日常的に起きています。この問題を解決するために「故障が起きてもサービスを提供し続ける」分散システムの構築を目指して、故障の検出、復旧を自動的に行う新たなメカニズムの研究を行っています。

近未来スマートハウスとインタラクティブメディア

実際に住める実験住宅で、壁や床、周囲のモノにセンサやディスプレイを埋め込み、インターネットサービスと連動するような近未来のスマートハウスをつくっています。そこでは、日常生活の諸問題を解決したり、芸術や遊びの要素を取り入れた新たな生活スタイルを提案したりしています。また、関連するCGやサウンド、センサなどによるインタラクション技術の研究開発も行っています。

形式的論理設計検証

コンピュータ技術の進展に伴い、複雑な論理システムが開発されていますが、複雑さが増すにつれて設計ミスをしてしまう危険性も高まっています。このため、設計ミスがないことを確認する設計検証が必要になります。従来のシミュレーションによる方法では、設計の正しさを保証できないため、設計の正しさを数学的に証明する形式的論理設計検証の研究を行っています。

メディアインタラクション

本、写真、音楽などといったさまざまなメディアコンテンツとユーザの関わり方を考え、今までになかった便利さや楽しさを創出する技術の研究開発を行っています。現状の問題点を分析し、解決方法を考え、見た人が使ってみたくなるような、ちょっと便利で楽しみのあるものとしてつくり、実際に使って、どう便利だったか、どう楽しかったかを調べています。

言葉や映像が理解できるコンピュータを目指して

言葉(自然言語)や映像データに対し、パターン認識や機械学習、人工知能などを駆使した深い分析処理を行うことで、人間と同じように情報の内容を理解できるコンピュータの実現へ向けての研究開発を行っています。また、ネット情報の信頼性を見分けるための支援技術や情報要約、言い換えをはじめ、基礎から応用までさまざまな課題にも積極的に取り組んでいます。

人と人工物との持続的なインタラクション

人と人工物との持続的なインタラクションの構築は、人工物の技術(ソフト・ハードウェア)的向上のみでは実現できません。そのインタラクションを維持できる動機を、人に与え続ける必要があります。この研究室では、人工物に対する慣れや飽きといった人の振る舞いを客観的物理データとして取得し、そこで抽出された人の特性を理解することで、インタラクションを持続できる人工物の開発を目指しています。

新しいネットワークシステムの設計

今、地球全体に散在するネットワークユーザが吐き出す大量のデータを、ネットワーク接続された大量のコンピュータを使って処理する手法が急速に発展しています。この研究室ではこれを裏側で支える新しいネットワーク技術について研究しています。最近ではOpenFlowによる新しいネットワーク運用支援ツールの設計・試作などを行っています。

安全安心なコンピュータに関する研究


電子マネーに関する秘密の情報が流出することを防ぐ技術を研究しています。この秘密の情報はLSIという部品の中に隠されています。このLSIの中に情報を流出させる不正な機能がこっそり入っている恐れがあります。この不正な回路はトロイ回路といいます。このトロイ回路を見つける技術や万が一トロイ回路が含まれていても情報の流出を防ぐ技術を研究しています。

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