研究シーズの泉

豊橋技術科学大学、長岡技術科学大学、国立高等専門学校の研究シーズが結集した横断的に検索可能なサイトです。

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研究者/研究室一覧

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研究シーズ 研究室(別サイトへのリンクです) 教員紹介、事例紹介(別サイトへのリンクです)

A

NAGASAWA Shigeru, UMEMOTO Kazuki
SATO Takeshi

・Study on the structures and functions of the glycans attached to proteins and lipids
・Regulation of the malignant properties of cancer cells by remodeling of glycan structures
・Study on the effects of the chemical compounds and anti-cancer drugs on glycosylation
・Development of the engineered materials with glycan functions

OHNUMA Kiyoshi

We aim to understand the mechanisms of human body formation and regeneration by reproducing (mimicking), and to apply them to medical engineering.
Toward this goal, compounds, microprocessing, and xeno-transplantation are applied to the human induced pluripotent stem (iPS) cells and their derivative cells to reproduce human organ/tissue development and regeneration.

KASAI Daisuke
TAKAHASHI Shouji, IMANISHI Daiki
YAMAMOTO MAKI
KUWAHARA Takashi, KONDO Mizuki
Ikuko FUJIWARA
UCHIYAMA Hisashi
NAKAHIRA Katsuko, T., AKIMOTO Yoritaka
WATAHIKI Nobumiti

Visualizing tie between people. For example,1 visualization of entrepreneurial networks and the process of town formation. At the same time, this will clarify how humans’ behavior changes depending on mountains, rivers, and railways. As for the theme with the students, 2 Development of a system to enhance mutual learning and learning effects between elementary, junior high and high schools, which not only leads to mutual learning but also early detection of bullying. 3 Research on public relations activities using SNS.

SUZUKI Nobutaka
KIKUCHI Takashi, SASAKI Toru, TAKAHASHI Kazumasa, TANAKA TETSU

Radiation Application:
1.Environmental chemistry application of pulsed intense charged particle beam, 2.Biological effect of pulsed intense charged particle beam
Plasma and Nuclear Fusion:
1.Dense plasma generation and measurement by pulsed power device, 2.Reactor material of nuclear fusion, 3.Fundamental research for nuclear fusion power generation
Beam Physics and Engineering:
1.Dynamics analysis of particle beam, 2.Pulsed charged particle beam generation and application using induction accelerator

KURAHASHI Takahiko, KAMBAYASHI Keita
MATSUMOTO Yoshinobu
NAKAYAMA Tadachika, GOTO Takashi

In our laboratory, we possess one-of-a-kind technologies such as nanocomposite technology, nanosecond pulse technology, pressure-sensitive sensing technology, and energy conversion technology from fluctuating heat sources. Using these technologies, we are conducting research using our own original devices. In particular, in recent years, we have been working on research on structural control technology for ceramics, robot control technology using AI, measurement and control technology using IoT devices, and environmental purification technology.

YAMAGATA Hiroshi
TAURA Hiroo

1. Tribology:
Optimization of electrical sliding contacts
Lubrication characteristics of artificial joints
Lubrication characteristics of hydrophobic surfaces
2. Rotordynamics
Static and dynamic characteristics of annular seals
Static and dynamic characteristics of journal bearings

TANABE Ikuo
ITOH Junichi, Watanabe Hiroki

(1) Fundamental Study and Applications of AC/AC Direct-Conversion Circuit (Matrix Converter)
(2) Development of High-Efficiency DC/DC Converter
(3) Performance Improvement of Input-Current-Distortion-Reduction Circuit
(4) Performance-Enhanced Control of Induction Motor and Permanent Magnet Electric Motor
(5) Advanced Digital Control
(6) Simplification of Multilevel Converter
(7) Development of High-Efficiency Power Conversion System
(8) Energy Storage System
(9) Wireless Power Transfer

YAMADA Noboru
YAMAZAKI Wataru
ISOBE Hiromi, KAWAMURA Hirofumi
MATSUDA Yoko
HAYAMA Tessai
HOSHI Toshiro
TAMAYAMA Yasuhiro
SHIRONITA Sayoko
NISHIYAMA Yuta
TAKASE Kazuyuki

1.Liquid-Gas Two-Phase Flow in Nucler Assemblies
2.Heat Transfer and Fluid Flow Simulation
3.Thermal-Hydraulics in Severe Accident with Core Meltdown
4.Feasibility on Thermal Engineering of Advanced Reactors
5.Hydrogen Controll in Nuclear Reactor Related Facilities
6.Metal Vapor Channeling Instability at Laser Irradiation Cutting

KATSUMI Toshiyuki

1. Intrinsic instability of premixed flame
2. Flame acceleration characteristics of hydrogen flame
3. Combustion characteristics of ionic liquid propellant
4. gasification characteristics and gasification technology of biomass
5. Catalytic combustor for biogas
6. Internal flow dynamics of canned motor pumps
7. Laser ignition

SUZUKI Masahide
ZHANG Kun
IKEDA Takaaki, SHIGA Masataka
ITO Yoshihiro
SUZUKI Tsuneo
MIZOSHIRI Mizue
NAKAYAMA Tadachika, GOTO Takashi, TAKIMOTO Yuya

In our laboratory, we possess one-of-a-kind technologies such as nanocomposite technology, nanosecond pulse technology, pressure-sensitive sensing technology, and energy conversion technology from fluctuating heat sources. Using these technologies, we are conducting research using our own original devices. In particular, in recent years, we have been working on research on structural control technology for ceramics, robot control technology using AI, measurement and control technology using IoT devices, and environmental purification technology.

KAMIMURA Seiji, SUGIHARA Yukinobu

1. Observation of radiative freezing process
2. Continuous Ice Drawing method for high quality ice
3. Measurement of road snow / ice and snow melting technology
4. Elucidation of the collapse mechanism of road snow banks
5. Risk Analysis of Human Snow Damage
6. Development and promotion of technologies to reduce human snow damage
7. Analysis of requests and complaints for road snow removal.
8. Development of technology to utilize snow and ice cold heat as renewable energy
9. Social activities contributing to the revitalization of heavy snow regions
10. Elucidation of Antarctic ice sheet flow and analytical method of core drilling holes
Other engineering issues related to snow and ice

MIURA Yushi, FUNAKI Hideaki
WATABE Kohei
NAMBU Isao

1. Brain-Computer Interfaces (BCIs) using EEG
-BCIs for prediction of movement information
−BCIs using Virtual Sounds
-Machine learning, feature selection, and neural network analysis for improvement of the BCI performance
2. Signal processing for functional near-infrared spectroscopy (fNIRS)and its application to BCIs
-Systemic artiface removal from short-distance channels
−fNIRS-BCIs for prediction of movement information
3.Human motor control, motor learning, and myoelectric interfaces
-Muscle synergy analysis during reachnig movements
−Prediction of movements from muscle activities
4. Virtual Sound synthesis
− Individualization of the head-related transfer functions

Kan Shoji

1. Scanning Ion Conductance Microscopy using pore-forming proteins
2. Probe type nanopore sensors (Biological nanopore probe)
3. Bio sensors using microfluieic devices
4. Nanopore sensors using DNA nano structures
5. Environmental monitoring robots powered by insect biofule cells

Katsuko T. Nakahira

We are engaged in research on perception, cognition, and behavior, focusing on the following themes.
・ Skill education: Construction of educational design based on human perception, cognition, and behavioral mechanisms
・ Perception / motor integrated interface: Interface design and evaluation suitable for human perception / cognition / motor behavior characteristics
・ Life / network behavioral ecology: Research on methods to elucidate and cause transformation of behavioral ecology in daily life situations

Kei Fujisawa
Yuki Hidaka
MANADA Akiko

We are interested in observing desirable charactertistics of data sequences under certain circumstances, and proposing efficient schemes to generate data sequences with the characteristics. More precisely, we use graph thepry for fundamental analysis for data sequences, such as the number of desired data sequences or data-sequence generators.

SATO Daisuke
NISHIKAWA Masami
FUNATSU Asami
FUJIHARA Takeshi
YAMAZAKI Wataru
KUSAKA Keisuke
OIWA Kosuke
TAKEZAWA Hiroki

1. Study on the collaboration between small modular reactors and variable renewable energy sources.
2. Development of code and simulator for SMR load-following analysis.
3. Study on nuclear battery and RTG for utilizing nuclear waste.
4. Development of criticality impact analysis method for the decomissioning of Fukushima Daiichi NPS.

HOJO Rieko

In our laboratory, we study the analysis and evaluation of worker and machine behavior using quantitative measurements called Behavior Analysis (BA). In particular, we analyze human behavior using ABC model in BA. Also we are working to reinforce safe behavior and reduce unsafe behavior. We also examine why people engage in unsafe behavior using objective indicators such as human behavior and biomarkers, as well as subjective evaluation indicators such as well-being and stress. In addition, we are researching what procedures are needed to transform unsafe behavior into safe behavior.

ENDO Takahiro

Our laboratory researches theories and technologies related to the control and development of advanced mechatronics systems. In particular, we focus on robot control and haptics, including the guidance control of a robotic swarm composed of multiple robots and the development of systems to enhance human haptic perception or support motor learning (skill transfer). We are interested in various objectives, from artificial objects like machines to non-artificial objects like humans.

HIRASAWA Takeshi
KATSUKI Masahito
NAKATA Taiki

1. Heat-resistant commercial Mg alloy
2. Formable Mg alloy with medium strength and high ductility
3. High strength Mg alloy with press formability
4. Mg alloy with high toughness
5. Ultra-high-strength Mg alloy with heat resistance

AIDA Hideo researchmap

Our laboratory conducts research on “crystal processing” and “crystal growth” of semiconductor materials for the practical application of next-generation optoelectronics. Specifically, we are pursuing high-quality and high-speed processing technologies for gallium nitride and silicon carbide substrates, the next-generation semiconductor materials that are classified as difficult-to-process materials, and constructing a crystal growth process for diamond as a promising ultimate semiconductor material.

MASAGO Hideki
OKUSHIMA Dai

1. Biometric Information Measurement Systems: Exhaled gas measurement device, near-infrared spectroscopy device, electromyography testing system, heart rate, electrocardiogram, blood pressure, and vascular pulse wave measurement devices, ultrasound imaging diagnostic system, and blood lactate measurement device.
2. Exercise Performance Measurement Devices: Bicycle ergometers (for general and competitive use), treadmill, ski ergometer, knee extension strength measurement device, photoelectric timing system, smart sensors for reaction, agility, and motor cognition assessment, and whole-body/selective reaction time measurement system.
3. Various Biometric Measurement Instruments: Hardware control interface (LabVIEW), near-infrared laser (785 nm), and avalanche photodiode.

HOMMA Tomoyuki

In our laboratory, we have clarified the ”reasons why” found in companies with nanoscale such as high strength obtained in Al, Mg and Ti alloys and thermoelectric properties based on the nano and atomic scale analysis methods. We deal with Ti, Mg and Al alloys, Ni-base superalloys, themoelectric material and so on. So far, we are collaborating with Honda, Daido Steel, IHI, UACJ, SUS and other companies. Using X-ray, electrons and neutrons, materials properties in microscale are extracted.

TAKEDA Masatoshi, BABA Masaaki
YAMADA Noboru

1. Thermal management technology including heat transfer enhancement and thermal storage.
2. Power generations technology including photovoltaics, thermal power generation, nuclear fusion.
3. Construction and optimization of mathematical models related to the above technology.

ITOH Junichi, Watanabe Hiroki

(1) Fundamental Study and Applications of AC/AC Direct-Conversion Circuit (Matrix Converter)
(2) Development of High-Efficiency DC/DC Converter
(3) Performance Improvement of Input-Current-Distortion-Reduction Circuit
(4) Performance-Enhanced Control of Induction Motor and Permanent Magnet Electric Motor
(5) Advanced Digital Control
(6) Simplification of Multilevel Converter
(7) Development of High-Efficiency Power Conversion System
(8) Energy Storage System
(9) Wireless Power Transfer

HAGA Hitoshi
ONO Hiroshi, SAKAMOTO Moritsugu, NODA Kohei

Organic optoelectronics
1. Diffractive optical elements by using photo-reactive polymer liquid crystals
2. Structured anisotrophy control on liquid crystal polymer films by using nano-imprinting
3. Nonlinear effect of liquid crystal
4. High density optical memory based on vector holography
5. Multi-dimensional photo-alignment method by using vector holography
6. Optical wave control by using liquid crystal photonic structure
7. Development of snapshoto polarimeter by using vector diffraction grating
8. Three-dimensional anisocropic photonic optical elements
9. Multi-valued anisotropic diffractive optical elements by using polarized ultra-violet laser beam drawing method
10. Space variant photo-alignment of polarization sensitive materials by using singular light waves
11. Polarization imaging system
12. Development of nano-photolithography by using optical vortex beam
13. Mode demultiplexer of polarization vortex beam for high-density optical communication

KIMURA Munehiro, SHIBATA Yosei

1. Development of R2R method for organic electronic devices by printing method
2. Study on orientation control of molecules at interface
3. Development of fast response liquid crystal device
4. Liquid/solid interface observation by frequency-modulation atomic force microscopy
5. Measurement methods of liquid crystal device properties
6. Study on molecular interaction between organic functional material and liquid crystal material

TANAKA Kunihiko, KANAI Ayaka, TOYOTA Hideyuki

thin film solar cell, photoluminescence spectroscopy, single crystal growth, thin film deposition under no vacuum condition

SASAKI Tomoyuki
NAKAGAWA Masahiro, HAKUSEI Manabu, WADAMORI Naoki
IWAHASHI Masahiro, HARAKAWA Ryousuke
NAKAGAWA Kenji

1. QoS control techniques on TCP/IP networks.
- Development of fair bandwidth allocation methods on connections.
- A performance evaluation on a TCP/UDP mixed environment.
2. A quick connection admission control that guarantees packet loss rate.
- Effective bandwidth for a loss rate guarantee of packets.
- Large deviation theory.
3. Evaluation of delay in packet networks.
- An analysis by a continuous time Markov chain.
- Approximate conditions of a Markov model.
4. An analysis of stationary distributions of queue length and delay.
- An analysis of a stationary distribution applying complex analysis.
- A series expansion of a stationary distribution.
5. Development of a high-speed simulation method.
- A high-speed estimation method for rare packet losses.
- Importance sampling without knowledge of a random process.
6. Accurate measurement method of networks.
- Development of a low cost and accurate measurement tool for delay/loss.
- Non-bias delay measurement technique.

WADA Yasuhiro, KUSANO Toshiki

1.Computational Neuroscicence Researches for Human Motor Control
-Examination of Criteria for Human Arm Movements
-Trajectory Planning and Control for complex human arm/hand movements
2.Brain-Machine/Computer Interfaces (BMIs/BCIs) using EEG and fNIRS
-Auditory BCIs using Virtual Sounds (Out-of-Head Sound Localization)
-Reinforcement Learning using EEG signals
-Quantitative Evaluations of brain activity
-Prediction of Human Movement Parameters (force/Trajectory/Direction) using BMI/BCI
3.Communication using movement patters in humans
-Generation and Recognition of Gestures
4.Robot Skill Learning
-Efficient Uses of Virtual Space for Skill/Task Learning

FUJII Kengo
SUGITA Yasunori
MATSUBARA Hiroshi

Composite materials/Surface and interface engineering
Thin film/Surface and interfacial physical properties
Structural/Functional materials

HONMA Tsuyoshi

Based on the understanding of the nanostructure and crystallization mechanism of glass crystallization phenomena, our laboratory is developing new materials that integrate the functions of glass and crystals, creating devices that contribute to solving energy problems, and developing new processes for glass using robotics technology and lasers by actively utilizing glass crystallization.

UCHIDA Nozomu
MAEKAWA Hirofumi, KAWAHARA Natsue
UMEDA Minoru, MATSUDA Shofu
TAKAHASHI Yukiko researchmap

1. Dye nanoparticle coated test strips: ppb-leveled ion detection in aqeous samples
2. Touch test: A method for detecting particulate contamination in manufacturing sites
3. Singlet oxygen generating film: A method for sterilizing air and oxidizing polymer surfaces
4. Core-shell nanoparticles: Functional nano-pigments and plant pigments from agricultural waste
5. Development of mass production technology for metal-organic frameworks 

TAGAYA Motohiro
TOYOTA Hirofumi, TAKADA Susumu
TAKAHASHI Osamu
IWASAKI Eiji
SHIMOMURA Takumi, NAKAMURA Fuminori, INABA Kohko, YAMAGUCHI Takayuki
SANO Kazushi, TAKAHASHI Takao, KATO Teppei

Logistic model in urban area, Traffic congestion mitigation when holding large events, Traffic demand management and effect analysis, Public acceptance,
Parking management, Public transportation planning, Vacant houses and their management, Traffic analysis using big data,
Regional vitalization by ”MICHI NO EKI” , Measures to mitigate traffic congestion in developing countries

HOSOYAMADA Tokuzo, INUKAI Naoyuki, YAMAMOTO Hiroshi
TAKAHASHI Kazuyoshi, SAKATA Kenta, NAKAMURA Takeshi

research on applications of geospatial data which is acquired by remote sensing techniques and used for disaster prevention and mitigation in various fields:
- Monitoring crop growth using spectral and LiDAR sensors onboard satellites and UAVs
- Estimating forest parameters derived from LiDAR observation data
- Extraction of snow covered areas using satellite data
- Development of the LiDAR-based system for measuring snow on roads and shoulders.

HATAMOTO Masashi
Yoshinori TAKAHARA, Mitsuhiro TAKAYANAGI

Our laboratory conducts education and research in the area of applied science to improve plants for the benefit of humans. For this purpose, from the viewpoint of investigating plants, propagation of plants, improving plants, and using plants, we are conducting research from engineering to agronomy, basic and applied research.

NISHIMURA Taisuke
張 坤 researchmap

当研究室では安全ビッグデータを対象としたデータサイエンス研究を行っています.国際安全規格などの安全知識をベースとして、安全データのオントロジー研究に取り組んでおり、安全データプラットフォームの開発および企業のリスクマネジメントへの応用研究へ力を入れています。また、最近では、レジリエンスエンジニアリングに関する研究も行っています。

韋 冬 researchmap
高山滉平(豊田工業高等専門学校) researchmap
利用可能な設備等・(広島商船高等専門学校) researchmap
鶴 大輔(大島商船高等専門学校) researchmap
(呉工業高等専門学校) researchmap
嶋田(熊本高等専門学校) researchmap
遠山(熊本高等専門学校) researchmap
C.E. グレイディ(奈良工業高等専門学校) researchmap
TAQUET David researchmap
加藤 彩(豊田工業高等専門学校) researchmap
有働 万里子(熊本高等専門学校) researchmap
松浦真衣子(弓削商船高等専門学校) researchmap
趙明(秋田工業高等専門学校 ) researchmap
徐 嘉楽(鶴岡工業高等専門学校) researchmap
HERBERT, John C.(明石工業高等専門学校) researchmap
GUZMAN Lui(茨城工業高等専門学校) researchmap
鄭 萬溶(沼津工業高等専門学校) researchmap
SALMASAN Regina Madelo researchmap
成 慶珉(茨城工業高等専門学校) researchmap
松内 美緒(弓削商船高等専門学校) researchmap
Khoo Pei Loon researchmap
The theoretical power conversion efficiency of Cu2O with the bandgap energy of 2.1 eV is approximately 20%, but current developments showed that the efficiency has left much to be desired. Our group investigates the limiting factors of such PVs, based on solid state physics. Based on established technology of electrochemical fabrication of n-ZnO/p-Cu2O in this laboratory, annealing was proposed as a performance improvement method to lessen carrier scattering defects in the light-absorbing layer. Promising results were attained with a 20% increase in maximum external quantum efficiency (EQE) under optimum annealing temperature of 423 K, which corresponded to a dramatic improvement in charge collection.[1] The mechanism was also elucidated which was evidenced by Hall measurement, showing an increase in carrier mobility due to decreased scattering defects. Also, by combining Cu2O and CuO via rapid thermal annealing of electrochemically prepared Cu2O, a light-absorbing layer with different bandgap energies was formed and the absorption edge of the photoactive layer was successfully extended which displayed an augmented EQE range.[2] A further improvement for charge collection for wavelengths around 500 nm is being attempted by introducing nano-patterning during electrochemical preparation to further enhance the optical and electrical characteristics of the heterojunction.
While inclusion of multiple bandgap energies in the light-absorbing layer can be achieved by thermal oxidation of the electrochemically-prepared Cu2O films creating Cu2O/CuO photoactive layers, our group have recently reported the successful fabrication of both Cu2O and CuO layers from a single aqueous solution by controlling the deposition potentials.[1] This new method may solve many complications faced in thermal oxidation such as avoiding formation of nanopores and defects, and open doors to fabrication of various composite copper oxide layers which were impossible until now. Our group is currently investigating the various possibilities enabled by this novel technique in PV and PEC water splitting applications.
一価銅酸化物、二価銅酸化物の積層型光電変換層の電気化学形成とエネルギー変換への展開の研究を行い、本研究室は新規な銅錯体水溶液から電位制御により一価銅酸化物と二価銅酸化物を積層した構造体を形成することに成功しました。[1]現在、この新規技術をもとに、酸化銅光電変換層のナノ構造化による高性能化に取り組み、水分解水素生成への応用に関する研究に取り組んでいます。
酸化(I)銅(Cu2O)太陽電池は2.1 eVのバンドギャプエネルギーを持ち、理論変換効率は約20%です。本研究室は、伊﨑教授のもとで既に電気化学によるn-ZnO/p-Cu2Oデバイスの製作に成功しています。変換効率をさらに向上させるために、加熱処理を行い、外部量子最大効率を約80%から99%まで向上させ、短絡電流密度も増大させることに成功しました。[1]この増加が、加熱による格子欠陥の減少による電子輸送特性の向上による事を明らかにしました。また、二価銅酸化物と一価銅酸化物が積層した太陽電池を、前述の一価銅酸化物を大気酸化することにより形成し、量子効率の図に示すように、光電変換波長領域の拡張を実証しました。[2] 今後は、テンプレートなどを活用し、ヘテロ界面の形態制御すること(酸化亜鉛の独立ナノワイヤ化など)による光閉じ込め効果で光吸収の向上やキャリア輸送特性の改善に関する研究を取り込みます。
蔡 万里 researchmap
Xun SHAO researchmap
Adaptive Edge Intelligence (Core) Objective: To realize intelligent systems that operate directly on devices and adapt to constraints such as computation, and communication. Novelty: Establish design principles that dynamically optimize models, representations, and computation partitioning based on resource and network conditions. Methods: Model compression, edge-cloud collaboration, federated learning, and uncertainty-aware inference and control. Results: Prototypes satisfying real-time performance, computational efficiency, and energy constraints, validated via simulation and small-scale demonstrations. Next: Extend toward context-adaptive AI that integrates communication and application requirements. Keywords Edge AI, On-device inference, Model compression, Edge-cloud collaboration, Federated learning, Privacy-aware AI
Objective: To design AI systems that optimize computation and representation based on dynamic network conditions. Novelty: Jointly consider communication, inference, and control to enable resilient operation under failures, congestion, and variability. Methods: Distributed optimization, reinforcement learning, graph neural networks (GNN), and service function chain (SFC) placement. Results: Quantitative evaluation of latency, reliability, and cost under network constraints, along with systematic design of adaptive policies. Next: Develop unified frameworks that dynamically optimize computation, communication, and information representation. Keywords Network-aware AI, Distributed systems, Resilience, QoS/QoE, Distributed optimization, Traffic engineering, SFC placement
Objective: To build practical intelligent systems for real-world environments such as AgeTech and IoT under realistic constraints. Novelty: Map heterogeneous sensor data (e.g., LiDAR, microwave, pressure sensors) into shared semantic representations robust to missing data, non-IID conditions, and privacy constraints. Methods: Semantic representation learning, privacy-preserving learning, real-time edge inference, and adaptive operation based on network and energy conditions. Results: Validation through public datasets, simulation, and small-scale prototyping toward real deployment. Next: Extend toward resilient systems that remain functional under disruptions such as disasters or network congestion. Keywords AgeTech, Assistive technologies, IoT sensing, Activity recognition, Fall detection, Semantic representation, Privacy-preserving learning
Adaptive Edge Intelligence(中核) Objective:センサ/デバイス上での実行を前提に、制約(計算資源・通信・プライバシー)に適応して動作する知能を実現する。 Novelty:ネットワーク状態やリソース制約に応じて、モデル/表現/処理分担を動的に最適化する設計指針を確立する。 Methods:軽量化(蒸留・量子化など)、分散協調(エッジ—クラウド協調、フェデレーテッド学習等)、不確実性を考慮した推論・制御。 Results:実装可能性(リアルタイム性、計算量、エネルギー)を満たすプロトタイプと、シミュレーション/小規模デモによる評価。 Next:通信環境や応用要件と連携した「状況適応型」AIへ拡張し、多様な実環境へ横展開する。 キーワード Edge AI, On-device inference/learning, Model compression, Edge–cloud collaboration, Federated learning, Privacy-aware AI
Objective:通信環境(帯域・遅延・変動)に応じて、AIの処理分担や表現を最適化する手法を設計する。 Novelty:通信(QoS/QoE)と推論・制御・最適化を同時に扱い、障害・輻輳・変動に強いレジリエントな運用を実現する。 Methods:分散最適化・強化学習・GNN等を用いた資源制御、ネットワークスライシング/サービス連鎖(SFC)配置など。 Results:ネットワーク条件下での性能(遅延・信頼性・コスト)の定量評価と、運用ポリシー設計の体系化。 Next:通信状況に応じてAIの処理分担・表現を動的に最適化する統合的な設計へ拡張する。 キーワード Network-aware AI, Distributed systems, Resilience, QoS/QoE, Distributed optimization, Traffic engineering, SFC placement
Objective:高齢者支援(見守り・転倒検知・ADL推定等)や現場IoTにおいて、現実の制約下で確実に動くスマートシステムを構築する。 Novelty:異種センサを共通の意味表現へ写像し、欠損・非IID・プライバシー制約に強い学習を実現する。 Methods:セマンティック表現学習、プライバシー保護型学習、エッジ側でのリアルタイム推論、運用条件に応じた適応。 Results:公開データ/シミュレーションを中心に、現場導入を見据えた小規模実証(プロトタイピング)で妥当性を確認する。 Next:分散制御・レジリエンス設計の知見を応用し、災害時・混雑時にも破綻しない見守り基盤を目指す。 キーワード AgeTech, Assistive technologies, IoT sensing, Activity recognition, Fall detection, Semantic representation, Privacy-preserving learning
TAN WAI KIAN researchmap
金属/空気電池は、負極活物質としての金属と正極活物質としての酸素から構成されることから、電池内部に正極活物質を充填する必要がないために高エネルギー密度を実現することができます。負極活物質の中でも、鉄は資源が豊富で安価である上に、充放電時にデンドライトの生成が起こらないため、二次電池への展開が期待されています。さらに、複合材料を用いて負極活物質を設計することで利用率を向上させることが可能となります。
Park, Minjeong researchmap
This study investigates the historical changes of fourteen national and private sanatoria in Japan. It is rare in the world that the sanatoria are still in use even after the disease has subsided, changing their role from asylums to medical facilities, to nursing facilities. And it is also confirmed that social perception of the sanatoria has changed significantly during the process.
The purpose of this study is to lay the foundation for inherit and utilize historical materials left in paper media to the next generation. Through the process of collecting newly discovered data, cataloging, indexing, classifying, and utilizing, effective ways to build archives are considered. As an interdisciplinary study, researchers in history, museum studies, archaeology, and education as well as architecture are working together how to inherit records considering the characteristics of each data.
国内に14か所ある国立及び私立のハンセン病療養所を対象にその歴史的変遷を調査しています。収容施設から医療施設、介護施設へと役割を変えながら今もなお存続している例は世界的にも珍しく、その過程で施設をめぐる社会的認識にも大きな変化が見られることから、今後の活用を踏まえた基礎的研究が必要な分野であると捉えています。
紙媒体で残る歴史資料を次世代に継承し、活用するために必要な基盤づくりを目的としています。新たに発掘された資料を収集し、目録化、解題、分類、活用につなげる流れの中で起こりうる課題を検討するとともに、資料の劣化を最小限にとどめる方法としてのデジタルアーカイブの構築と活用方法を模索しています。学際的な研究として、建築学だけでなく歴史学や博物館学、考古学、教育学の研究者らとともに資料の特性を考慮した記録の継承方法について取り組んでいます。
Maodudul Hasan researchmap
Self-oscillating active integrated antenna (AIA), capable of converting dc power to electromagnetic waves for direct radiation to space, has been suggested as a futuristic antenna design solution. AIA has found applications in wireless power charging system (WPT), multicarrier radio frequency identification (RFID), and Internet of things (IoT) systems. A careful literature survey reveals that up-to-date, there are just few studies on multi-functional AIAs, dramatically against the anticipation. Thus, this research is devoted to analysis, modelling and design of advanced AIAs.
In recent years, data traffic has increased dramatically, and the performance and size of antennas installed in wireless devices are the most important factors that affect communication quality, so there is a demand for further improvement in functionality. Antennas have important characteristics called "polarization" and "directivity" that can be adjusted to suit the environment. However, current conventional antenna systems have fixed polarization and limited beam steering functions, which limits their adaptability and performance. In this research project, we propose a new structure called SPBSA (Simultaneous Polarization and Beam Switchable Antenna) that can control both polarization and directivity by combining a conventional array antenna with a phase shifter and a distribution/combining circuit. It is characterized by a simple structure that can be configured on the same plane. In this study, we clarify the operating principle of the proposed antenna and conduct a demonstration experiment. It is expected that the proposed antenna will be widely used to improve the reliability and robustness of wireless links in environments with large signal degradation such as indoor spaces and urban areas, which are attracting attention in Beyond 5G and 6G.
近年、データ通信量の増加により、無線機器に搭載されるアンテナには、より高性能かつ小型であることが求められています。アンテナには、使用環境に応じて調整できる「偏波」と「指向性」という重要な特性がありますが、従来のアンテナは偏波が固定され、ビームの向きも自由に変えられないという制約があります。本研究では、アレイアンテナに移相器と分配・合成回路を組み合わせた、新しい構造のアンテナ「SPBSA(Simultaneous Polarization and Beam Switchable Antenna)」を提案します。このアンテナは、同一平面上で構成できるシンプルな構造で、偏波と指向性の両方を制御できます。提案するアンテナは、Beyond 5Gや6Gの時代に向けて、特に屋内や都市部など信号劣化の激しい環境で、無線通信の信頼性と安定性を高める技術として期待されます。
自己発振型アクティブ集積アンテナ(AIA)は、直流電力を電磁波に変換し、宇宙空間へ直接放射することができる。設計ソリューションとして提案されている。AIAは、ワイヤレス給電システム(WPT)、マルチキャリア無線周波数識別(RFID)、モノのインターネット(IoT)システムに応用されている。入念な文献調査によると、最新のところ、多機能AIAに関する研究はほんのわずかしかなく、期待に反して劇的に少ないことが判明した。そこで本研究では、先進的なAIAの解析、モデリング、設計に取り組んでいる。
Ryan Eugene researchmap
Children and teenagers who are neurodivergent or face other social issues are at high risk of social isolation which can exacerbate their issues of loneliness or lack of functionality in society. Using Table Top Role Playing Games (TTRPG) can provide a safe space within which they can enjoyably express themselves and build the confidence to improve their social outcomes.
神経多様性を持つ子どもや青少年、あるいはその他の社会的課題に直面している人々は、社会的孤立のリスクが高く、孤独感や社会での機能不全といった問題を悪化させる恐れがあります。テーブルトップ・ロールプレイングゲーム(TTRPG)を活用することで、彼らが楽しく自己表現できる安全な場を提供し、社会的成果を向上させる自信を育むことが可能です。
世界の2/3の子供たちがバイリンガル環境で育ち、その数は増える傾向にある。日本では他国と比較するとその数は少ないが、常に増加している状態である。そういった状況において、バイリンガル環境で育つ自閉症スペクトラム(ASD)児も世界中で自然に増えている。  日本においては、ASD児は、主となる言語が確立されるまではモノリンガル環境で育つべきであるという、伝統的なアプローチが正当とみなされ、児童に自閉症傾向が見られる場合には主となる言語が確立するまでは、モノリンガル環境におくべきであり、第2言語の導入は、主となる言語の確立まではするべきでないと考えられている。  しかし最近の研究結果は、バイリンガリズムがASD児の発達に悪影響を及ぼすという証拠がないこと、実際に概念形成などの分野においてはバイリンガリズムが好影響をもたらすことを指摘している。また、 言語発達、社会性の獲得に重要な役割を果たす、両親の話す言語に接する機会を奪われるという点において、モノリンガル環境を幼児に強いることの悪影響も示されている。  現時点では、研究事例の少ないバイリンガリズムがASD児の言語発達へ与える影響について、他の研究者との共同研究に従事している。また、日英をはじめ様々な国の自閉症児の教育事情等の調査研究と、バイリンガル自閉症児の事例調査にあたっている。
Lim Pang Boey(林 攀梅) researchmap
(1)研究の背景

(ア)本研究に関連する国内・国外の研究動向及び位置づけ
 スーパーハイビジョンや3D 映像等の大規模コンテンツや,放送局などに保存されるアーカイブ情報,医療機関で蓄積されるCT やMRI などの医療生体画像データの巨大化により,大規模かつ超高速に情報データを記録再生できるエネルギー消費量の少ない情報ストレージ装置が求められている.
 我々のグループは,2000 年に開始したJST のCREST 事業(代表者:井上光輝)で,従来は2 光束方式(図1)で実用が困難であったホログラムメモリを,見かけ上1 本の光ビームでホログラムが記録再生できるコリニア方式ホログラムメモリ(図2)の開発に着手し,2005 年に連続回転する光ディスクにDVD ライクにホログラム情報記録ができることを世界で初めて示した(図3).このホログラムメモリは,DVD サイズの光ディスクに最大3 TB に達する大容量の情報を1 Gpbs の高速で記録再生でき,次世代光メモリとして極めて有望である.実際,このコリニア方式ホログラムメモリは,Ecma International の国際標準化組織で世界初のホログラムメモリ国際標準として承認された.
 上述の成果を踏まえて2005 年に開始した文部科学省キーテクノロジー事業では,光位相を用いた多値体積記録ホログラムメモリの開発を行い,記録密度と転送レートが最大で16 倍に達することを原理実証した.

(イ)着想に至った経緯
 しかし,上述のホログラムの記録材料はライトワンスのフォトニックポリマで,情報の消去・再書き込み可能というリライタビリティはなかった.また,フォトニックポリマは遮光が不可欠で,記録メディアは常にカートリッジに装着しなければならないことや,経時変化に伴う記録情報の安定性に難点があった.
 本研究代表者の林らは,リライタビリティをもつ安定な記録材料として,希土類鉄ガーネットなどの透光性酸化物強磁性体に着目し,この材料のホログラム記録再生特性を調べてきた.強磁性薄膜にホログラムを記録する磁気ホログラフィの研究は,1980 年代にアモルファスTbFe 合金などの垂直磁化膜を用いて調べられたが,10 nm 程度の薄い金属膜からの回折効率は4×10-3 %(松原 他,テレビジョン学会誌, vol.44, 1356(1990))と低く,実用化には至らなかった.
 我々は,透光性をもつ希土類鉄ガーネット膜(約3 μm 厚)を用いて,2光束法で単純な縦縞様ホログラムの体積記録を試みた.その結果,フォトポリマの記録時とほぼ同じ60 mJ/cm2 のエネルギー密度で熱磁気書き込みした磁気ホログラムから,回折効率0.14%の高い効率で信号光が再生できることを見出した.この値は,前述の金属膜の場合の30 倍に達する前代未聞の値で,世界で初めて体積的に磁気ホログラフィの記録再生ができることを示した.
 この結果を踏まえ,実用性に優れるコリニア方式で磁気ホログラムの形成・再生を試みたところまったく再生光は検出されなかった.これは,コリニア方式では1 つの対物レンズで信号光と参照光とを集光して位相干渉させるために,空間的に相当複雑な体積ホログラムが形成される.フォトポリマでは,その干渉縞を精度よく反映した屈折率変調ホログラムが形成できるが,磁気ホログラムでは磁気ドメインの空間分解能の不足や,熱磁気書込み時の熱拡散による干渉縞のボケが原因と考えられた.

(ウ)これまでの成果を発展させる内容
 そこで我々は,多結晶磁性ガーネット膜の結晶粒サイズを平均50 nm程度に低減し,かつ結晶粒間の磁気的結合を弱くすることで,連続的につながる複雑な体積干渉縞を,単磁区磁性ナノドットの集合として表現する方法を試みた.その結果,図4 に示すように,コリニア方式で記録した体積磁気ホログラムから,デジタル信号に対応したピクセルイメージが明瞭に得られ,複雑な干渉縞を形成するコリニア方式でも,体積磁気ホログラムの記録再生ができることを実証した.この成果は国内外を通じて例がなく,新規性・独走性が極めて高い.
 本研究は,これらの研究実績を踏まえて,コリニア体積磁気ホログラム記録の高密度化とプロトタイプシステムの構築を行い,究極的にはリライタビリティを有する光磁気体積ホログラムデータストレージの実現を目指すものである.

(2)研究項目
  現在以下に記す項目について研究を実施している.
(a) 光磁気体積記録材料の最適化(コントラスト向上とノイズ低減)
 多結晶磁性ガーネット膜の結晶粒微細化と粒間磁気結合を制御することで,再生像コントラストに優れノイズの少ない記録材料を得る条件を解明する.
(b) 磁性フォトニック結晶構造を用いた光磁気エンハンストメディアの実現
 上述した記録材料に,磁性フォトニック結晶構造などの光磁気エンハンスを施した記録メディアを形成し,記録再生特性に優れるメディア構造を実験的に探査する.
(c) 記録再生光学系の最適化とパルス光源導入による高性能化
 熱磁気解析から最適な光学系配置と書込み条件を探る.また,従来のパルスYAG レー ザからフェムト秒に至る短パルスレーザを導入して,記録再生特性の高性能化を図る.
(d) シフト多重による記録密度の向上
 磁気体積ホログラムのシフト多重性について定量的に評価し,記録密度の向上を図 る.
(e) 光磁気体積ホログラムストレージのプロトタイプ装置の構築
 以上の研究結果を総合的に組み合わせて,コリニア方式による光磁気体積ホログラム ストレージのプロトタイプ装置(非ディスク回転系)を構築する.

(3) 当該分野における本研究の学術的な特色・独創的な点及び予想される結果と意義
(a) 体積的位相干渉パターンを,透光性強磁性体の中に磁性ナノドットの集合として形成 し,磁気ホログラムの記録再生を行おうとする試みは国内外を通じて例はなく,独創性と新規性が極めて高い.
(b) 我々が開発したコリニアホログラフィと光磁気体積ホログラムとを組み合わせること で,世界的に見ても例のないリライタブルなホログラム光ディスクストレージが実現できる.
(c) 本研究で構築するプロトタイプ装置をベースとして,当該技術の国際標準化に向けた 議論が開始できると同時に,我国の光情報ストレージに関する技術力・国際競争力の一層の強化,新成長戦略が目指すグリーンイノベーション,ライフイノベーションに資するものである.
Levin David Michael researchmap
これまで行ってきた統計的研究をもとに、日本人大学生の英語学習に対する態度を解明することを目的とする。本研究では態度調査、学生の英語学習に関する背景的な要素、そして大学内および大学間の比較を行うものである。これらの変数を基本的項目とした調査をさらに積み重ねることにより英語教育上の適切な知見を得ることを目指す。
これまでの研究は、コンピュータを利用し、インターネットを利用した生きた教材を利用することにより英語力を向上させることができることを示してきた。CALLを利用した英語学習はIT時代の研究に従事する学生のコンピュータ利用を促進することができる。