センシング・システム工学研究室

本研究室では、様々な社会ニーズに応えるため、(i)センサ・計測システムの構築 (ii)時系列データ処理/画像データ処理 (iii)生体情報解析 (iv)システム制御 (v)インテリジェント・システムの構築 (vi)確定的モデル・確率的モデルの構築 に関する研究を行っています。これらはシステム工学を基礎としており、幅広い分野への応用を研究テーマとしています。 現在は得に、(1)健康福祉分野 (2)知識教育分野 (3)人間のスキル評価分野 (4)環境評価分野への応用研究に従事しています。研究する中で、それまで分からないことが見えてきたり、新しいセンシング技術を発見したとき、またプログラムやシステムがようやく完成したときなどは、計り知れない歓びを味わうことができます。学生のみなさんには、研究を通じて感動することをぜひ知ってほしいと思います。

研究紹介

健康福祉分野: 健康福祉分野に関する研究では、在宅環境において心拍、呼吸、体動、イビキ、咳、掻破などの生体情報を、体にセンサを設置せずに計測するセンシング技術を開発し、これらの生体情報から、睡眠段階の推定、不整脈、睡眠時無呼吸の検出、皮膚の掻破の検出などを行い健康の維持・増進に役立てる研究を行っています。また、介護支援のため、在宅環境において、高齢者の転倒や、徘徊を自動的に検出するシステムの構築なども行っています。 ・ 生体情報(心拍、呼吸、体動)の無拘束モニタリング ・ 睡眠時無呼吸の自動検知システム ・ 睡眠段階の推移確率の推定 ・ 高齢者の転倒/徘徊検知システムの構築  など 生体情報の無拘束モニタリングシステム, 睡眠時無呼吸検出, 睡眠段階の推定, 無拘束での血圧推定, 掻破時間計測システム, 嚥下機能評価システム, 高齢者の転倒検知, 蓄尿量予測システム, 広域前頭葉脳活動データを用いた不安状態の推定

人間のスキル評価分野: 人間のスキル評価システムの構築では、歩行、ランニング、スポーツなどを含む日常動作や、さまざまな作業を簡易なセンサで計測し、どのような行動を行っているかや、スキルを評価するシステムの構築に取り組んでいます。また、運動学習時におけるスキルの上達/後退の数理モデルの構築などに取り組んでいます。 ・ ランニング、ゴルフスイング等スポーツスキルの評価 ・高時間分解能カメラを用いたゴルフクラブフェイスの軌跡推定 ・運動学習における上達/後退に関する数理モデルの構築 など 高時間分解能 ゴルフスウィング軌跡推定法, ゴルフボール飛翔軌道推定のための初期条件計測システム, スウィンングの評価, フェイスの軌跡

知識教育分野: 知識教育分野に関する研究では、主に脳活動の観点から、学習支援のためのシステム構築に取り組んでいます。言語学習支援に関する研究では、英語などの言語学習時の脳活動を計測することにより、言語習熟度の客観的な指標を構築しています。また、記憶の評価に関する研究では、人間が記憶を想起する際に、言語的に想起しているか、非言語(映像、音など)的に想起しているかを判別する研究を行っています。 ・ 言語習熟度による前頭葉脳血流ネットワーク構造の推定 ・記憶における言語想起、非言語想起の分類による教育、ニューロマーケティングへの応用 ・ 色聴覚刺激による絶対音感学習時の脳活動分析 など 言語習熟度の違いにおける脳血流量ネットワーク構造推定, 記憶の想起過程における 言語記憶・非言語記憶の判別, 生体情報を用いた多岐選択問題解答時における確信度の推定, 近赤外分光法を用いた色聴感覚優位性の判別, 言語リスニング中の脳血流ネットワーク, 日本語, 英語

環境評価分野: 環境評価システムに関する研究では、様々な環境の評価に関連した研究に取り組んでいます。例えば、身の回りにある環境において、廃棄されているエネルギーを回収し、再利用するためのエナジーハーベスティングに関する研究や、建設・建築現場における様々な環境(地盤、掘削孔、建築の気密性)を評価する研究に取り組んでいます。また、作業環境における環境刺激(音、香、光など)が、作業者の脳活動へ与える影響の評価などにも取り組んでいます。 ・ LPガス使用時における廃棄エネルギー回収システムの構築 ・ 建設時の掘削地盤の固さ,掘削孔の形状の評価 ・ 香りの種類が脳へ与える影響の分析による、効率的な課題遂行環境構築への応用 など LPガス使用時における廃棄エネルギー回収, 環境由来の嗅覚刺激にロバストな知的作業判別, 建設時の掘削地盤の固さ/掘削孔の形状の評価, 急速載荷試験における杭変位量の推定, セルフ センシング による自動吸換気システム

卒論・修論

education
脳活動の相互依存モデルに基づく言語・非言語想起過程の高時間分解能判別
2019, 卒論
health
上腕圧迫解放時の脈圧信号における高調波成分を用いた非侵襲血糖値推定法
2019, 卒論
health
無拘束心音計測システムの開発及び隠れマルコフモデルを用いた心音種別の分類
2019, 卒論
health
肺胸郭系体積の変動に基づく状態空間モデルの構築と粒子フィルタによる無呼吸状態の無拘束推定
2019, 卒論
health
血圧変動のウルトラディアンリズムに基づく伝達関数モデルの構築および無拘束血圧推定法
2019, 卒論
industry
スケジューリングオークションを用いた演劇の配役とチケット配分同時決定法
2019, 卒論
industry
重み付き脳活性局在指標の時間ダイナミクスを考慮した色彩環境刺激下での課題判別手法の提案
2019, 卒論
welfare
転倒動作における非線形状態空間モデルの構築と粒子フィルタによる転倒検知
2019, 修論
welfare
マイクロ波ドップラーセンサを用いた自動車外からの車体振動計測およびAutoencoderによる乗員有無判別手法の提案
2019, 卒論
welfare
マイクロ波ドップラーセンサを用いた転倒時刻の推定およびAutoencoderによる転倒後の動作判別
2019, 卒論
welfare
原尿再吸収モデルの構築およびガウス過程回帰による膀胱内蓄尿量予測
2019, 卒論
welfare
吸光分析による蓄尿量予測モデルのパラメータ推定およびマルチタスクガウス過程を用いた膀胱内蓄尿量予測システム
2019, 卒論
welfare
3D-LiDARを用いた頭部運動トラッキングによる離床検知のための起き上がり動作推定システム
2019, 卒論
外部刺激を作用させた脳血流量に基づく不安状態の推定法
2018, 卒論
education
外部刺激環境下における非負値行列因子分解を用いた脳活動データによる特性不安STAIスコア推定法
2018, 卒論
education
男女差による脳血流ネットワーク構造に与える影響の検討およびSTAIスコア推定
2018, 卒論
health
上腕圧迫解放時における脈波の歪み特性による非侵襲血糖値推定手法
2018, 卒論
health
睡眠中の血圧変動を考慮した無拘束血圧推定システム
2018, 卒論
health
耳鼻咽喉系の圧力伝達モデルの構築および耳管開閉状態の判別システムの開発
2018, 卒論
health
胸郭系における呼吸周波数分布エネルギーに基づく無呼吸状態の推定
2018, 卒論
health
非負値行列因子分解を用いた圧電セラミックによる睡眠時の掻破行動時間無拘束推定
2018, 卒論
welfare
Autoencoderによる転倒検知システムの開発
2018, 卒論
welfare
マイクロ波ドップラーセンサを用いた浴室内における転倒検知システム
2018, 卒論
welfare
個人間類似度を考慮した無拘束膀胱内蓄尿量予測システム
2018, 卒論
welfare
飲水を考慮した超音波センサを用いた膀胱内蓄尿量予測
2018, 卒論
health
圧力センサを用いた無拘束生体情報計測システムによる就寝時拡張期血圧推定法
2017, 修論
health
オシロメトリック法に基づく血圧計を用いた非侵襲血糖値推定手法
2017, 卒論
health
外部刺激環境下における広域前頭前野脳活動データを用いたSTAIスコア推定法
2017, 卒論
industry
LPガス使用時における廃棄エネルギー回収を目的とした圧力調整システムの開発
2017, 卒論
sports
ラインスキャンカメラを用いたゴルフスイングにおける初速度・打ち出し角度・バックスピンの推定
2017, 卒論
welfare
マイクロ波ドップラを用いた転倒時における周波数分布の軌跡の計測および隠れマルコフモデルによる転倒検知
2017, 修論
welfare
膀胱内畜尿量の逐次予測システムの提案
2017, 修論
welfare
マイクロ波ドップラセンサを用いた粒子フィルタによる転倒検知システム
2017, 卒論
welfare
体内水分量を考慮に入れた無拘束膀胱内予測のためのモデルの提案
2017, 卒論
タスク境界における嗅覚刺激にロバストな知的作業判別法
2016, 卒論
近赤外分光法を用いた脳血流量変化情報に基づく色聴感覚優位性の判別
2016, 卒論
health
広域前頭葉脳活動データを用いたSTAIスコア推定法
2016, 卒論
health
無拘束デバイスを用いた脈拍数推定法の提案
2016, 卒論
health
隠れマルコフモデルを用いた無拘束デバイスによる睡眠時の掻破行動時間計測
2016, 卒論
industry
LPガス使用時におけるエアモータ制御を用いた廃棄エネルギー回収システムの開発
2016, 卒論
industry
マイクロ波ドップラーセンサを用いた自動車外からの乗員生体計測システム
2016, 卒論
industry
ラインスキャンカメラを用いた急速載荷試験における杭の変位の計測法
2016, 卒論
sports
ラインスキャンカメラによるゴルフボール飛翔軌道推定のための高時間分解能初期条件計測システム
2016, 卒論
welfare
在宅環境における睡眠時無呼吸症候群簡易検査のための無拘束計測システムの提案 ~高感度圧力センサを用いた臥位・無呼吸の状態判別~
2016, 卒論
welfare
尿意予測のための代謝系数理モデルの提案
2016, 卒論
welfare
誤嚥防止のための耳装着型外耳道内圧計測システムの開発
2016, 卒論
前頭前皮質の脳血流量変化を用いた嗅覚刺激にロバストな知的作業判別の為の脳活性局在指標の提案
2015, 卒論
education
生体情報を用いた多岐選択問題解答時における確信度の推定
2015, 卒論
education
絶対音感学習指導における共感覚脳活動マッピング
2015, 卒論
education
英語リスニング中の脳血流量を用いた 正則付回帰モデルによる英語能力推定法
2015, 卒論
education
言語習熟度の違いにおける情報伝達効率評価のための脳血流量ネットワーク構造推定
2015, 卒論
health
無拘束生体情報計測システムによる就寝時血圧推定法
2015, 卒論
industry
高感度圧力センサアレイの周波数分析による自動車運転手の無拘束生体計測システム
2015, 卒論
sports
1次元画像解析による高速スイング運動の高時間分解能3次元軌跡推定法 -バッティングにおけるインパクト近傍の軌跡推定-
2015, 卒論
welfare
マイクロ波ドップラセンサを用いたADLのモニタリングシステムの開発
2015, 卒論
welfare
嚥下運動に伴う振動計測および周波数分析による食塊の粘性分類
2015, 卒論