2020

専攻 / コースガイド

東京大学 工学部計数工学科システム情報工学コース
東京大学 大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻
Department of Mathematical Engineering and Information Physics, School of Engineering,The University of Tokyo
Department of Information Physics and Computing, Graduate School of Information Science and Technology,The University of Tokyo東京大学大学院 情 報 理 工 学 系 研 究 科 シ ス テ ム 情 報 学 専 攻
東京大学大学院 情 報 理 工 学 系 研 究 科 シ ス テ ム 情 報 学 専 攻
東京大学工学 部 計 数 工 学 科 シ ス テ ム 情 報 工 学 コ ー ス
東京大学工学 部 計 数 工 学 科 シ ス テ ム 情 報 工 学 コ ー ス
専 攻 / コ ー ス ガ イ ド 2020
専 攻 / コ ー ス ガ イ ド 2020【東京大学大学院情報理工学系研究 科 シ ス テ ム 情 報 学 専 攻 / 東 京 大 学 工 学 部 計 数 工 学 科 事 務 室 】〒113-8656

東京都文京区本郷 7-3-1

TEL 03-5841-6888

http://www.i.u-tokyo.ac.jp/edu/course/ipc/index.shtml
http://www.keisu.t.u-tokyo.ac.jp

2020 年 4 月 発 行

20200402v1

Contents
対談「奈良・稲見 システム情報学を語る」

03

学部から大学院へ

07

卒業生・学生の声

09

研究室紹介

12

沿革

27

物理世界と情報世界をImage of

「認識と行動」の学問

繋ぐ。

モデル化

物理世界
人間 / 物理現象 / 現実
世界 / 実体解析「認識」とは、対象とする物理的世界から収集（計測）された要素情報の処

生体機能の工学的解析

測の学問である。

次世代の知能の実現

計

システム情報学が目指すのは、物理世界と情報世界を繋ぐ「認識と行動」

認識システムの実現

理および解析に基づく知識レベル情報の抽出であり、物理世界を情報世界に射影する。
一方、認識の結果得られた物理世界のモデルに基づいて合成と予測を行い、目的を実現するための対象への働きかけ（制御）を行うのが「行動」である。
本 専 攻 で は、こ の「認 識」と「行 動」に 関 す る 全 ス テ ッ プ を 対 象 と し て、成合御を実現しようとしている。

制

新しい理論とアルゴリズムを追及し、これに基づいて新しい機能のシステム

研究分野は多岐にわたり、現在は下記のキーワードを中心とする研究が精力的に行われている。

予測

Key Words

情報世界
コンピュータ / 計算・
推論 / バーチャル / 世
界モデル

生体機能の制御と再構築
認識行動システムの構成と応用
行動システムの実現

01

認識

生体生理工学 / バイオサイバネティクス / 知能化センサ / 画像と音声の認識と合成

行動

システム制御理論 / システム信号処理論

物理

情報物理学 / 計測センシングシステム

情報コンピューティング / システムアーキテクチャ / 集積化知能システム

総合

バーチャルリアリティ / 高速ロボットシステム / 認識行動適応学習システム

02

Information Physics and Computing

SPECIAL TALK

N

I

about

の研究をやるときに培った方法論や考え方は廃れることはない。それは、例えば、茶道ってすごいんですよ。お茶の様式・フィロソフィーがあ

すでに世界で活躍している卒業生の方々もその証拠だと思います。本当

ることによって、行儀作法もできれば、器もできれば、茶菓子、茶懐石に色んな分野で OBOG が活躍しているので。

もできたわけで、服も変わってくる、建物もできる。そういう哲学がものすごく広い分野に関わってくる。それに近いような気がします。形から見れば、建築という側面もあれば、鋳物を作る側面もあれば、行動という側面もあって、多くの工学研究の場合そちら側からアプローチする■数理情報工学コースとシステム情報工学コースの違いを教えてください。

わけですけど、我々はお茶という考え方によって実は全部通底する部分

稲見がありますよね、というところを探っていくところなのかもしれません。

奈良先生は数理情報工学コース出身で、システム情報学専攻に移られた方なんですよ。両方をご存知なんです。

また建築とか、鋳物とか、器とか、それらをつなげることによって、全奈良体の価値を高めるということになるとも言えます。

はい、２つのコースではあるんですけれど、１つの学科なので、教育体制としても行き来できるようになっています。具体的には、どち奈良らのコースに属していても、もう一方で卒業論文を書くことができる交

実世界、社会の中に、生体でもいいし、ロボットでもいいし、災害救助、

換指導という仕組みがあります。私はその仕組みを使って、卒論からシ

環境問題、エネルギー問題など、色んな対象があるわけです。一方で、

ステム情報の方に移ったというバックグラウンドがあります。違いとし

情報・数理モデルの世界があり、その２つの世界を循環する必要があっては、最初にも言いましたが、数学・情報に重心を置くか、物理・情報て、その循環のなかの各部位を、各研究室が専門的にやっていると言えに重心を置くか、というのはあります。ただ卒論でコースを移ってみて、ます。例えば実世界の中で何かを実現したいと思ったら、まず実世界でこんなにも数理の使える世界があったのかと思ったことからもわかるよ

キーとなる物理量を計測しないといけない。生体の義手義足を作りたい

うに、非常にオーバーラップする部分も大きいです。

場合でも、医療用のシステムを作りたい場合でも、対象がどういう性質

奈良・ 稲 見稲見

システム情報の方は、実世界がだいぶ入っていますね。

を持っているかを定量化しないといけない。そこがセンサーとか計測と奈良そうですね、物理と情報をキーとして、工学的な応用を作っていかの研究です。それで次に、計測したものを数学的に解析しようとする

くというコースですね。

と、そこで数理モデルというものが必要で、解析、信号処理、コンピューシステム情報学を語る

稲見

またそれぞれのコースが相互作用を及ぼし合っているので、物理ティングなどの学問が必要になってきます。そして解析したら、今度はが好きだからシステム情報工学がいい、数学が好きだから数理情報工学

それをもとに実世界に働きかける、その最適な方法を設計するのが制御がいいかというと、単純にそうではない。だからこそ今の興味と逆方向工学です。それが一巡すると、実世界に働きかけることができ、望みのにいくと新しいことができるかもしれないという考え方もあります。

機能を実現していくことができるということになるわけです。どんな対

奈良高明

稲見昌彦

＼ ようこそ！ システム情報へ ／数学が得意な人が、実世界に根差した問題にチャレンジすることに「システム情報学専攻 / システム情報工学コース」とはどんなことを学んでいく場所であるのか、奈良先生と稲見先生にお話いただきました。

よって今まで解けなかった問題が解けたりとか、あるいは物理が好きな
人が数理的なところに行くことによって、今までに考えなかったような
応用、数学的な知見とつながったりすることがあると思います。

込んでいく学科です。

【 奈良 高明 】 Takaaki NARA
システム情報学専攻教授【 稲見 昌彦 】 Masahiko INAMI
システム情報学専攻教授

その観点で俯瞰的に捉えると、それぞれの研究室はそれぞれの場所を
特に専門的にやりつつ、全体として知識を持っていて、システム全体として設計できるようになってくる。

数理の先生ですが、ロボットの視覚を数理的に解析していたら錯覚自体

稲見が設計できるようになったという話です。錯覚という非常にシステム情

そのループの中で、認識するだけのところもあれば、働きかけるだけののです。高校時代というのは工学に触れる機会がなかなか少ないですが、報工学的であるテーマにおいて、数理の先生がすごく大きな仕事をされところもあるんですよね。ただ、それを少なくとも専攻全体としてはつ

実は理学部的なものを社会に応用するという道が、工学では開けていまたんですね。逆に数理出身奈良先生は触覚のバーチャルリアリティやセなげてやるんだということが、ポイントだと思います。

す。数学と物理が好きで、何か新しいこと、役に立つことをしてみたい

ンシングに数理的にアプローチすることで大きな仕事をされている。こ■認識・行動・システムのループがシステム情報工学コースの核であるという駒場生には、計数工学科はぴったりだと思います。

のように、互いに人が移動することによって、研究・分野としての交流ということですね。

稲見が生まれ、新しいことができる。これが、２つのコースを一緒にやって稲見

手法の学問なので、応用分野も非常に多岐にわたっています。ロいる意味ですね。

ている先生もいます。先程、物理・数理・情報の３本柱という話が出ま* 杉原厚吉 東京大学名誉教授：現在は明治大学研究・知財戦略機構特任教授 (2018奈良

工学部の応用物理学科が、物理工学科と計数工学科の２つに分かしたが、最近だと脳や医用工学など生理に根差した研究を行っている先

年 2 月現在 )れたことによってできた学科です。計数工学科の元々の趣旨は、数学、生もいらっしゃいます。私もそうですし、眞溪先生、生田先生、上田先

情報、物理を中心として、それらを社会の中で役立つ工学に応用してい生のところなどはその傾向がありますね。

そのループを回すんだということが、方法論だということです。

はい。もう一つ例え話を紹介すると、これは昔、舘先生 * がおっTakaaki NARA

くというものです。計数工学科の中には、数理工学コースと、昔は計測

そういう意味では、学科としては手法を学んで、応用に関しては各研

工学コースという名称だったコースがあって、数学から情報の部分に重究室に配属されることで学ぶことができる、つまり知らなかった分野をでしょうか。

心を置く数理工学コースと、情報から物理の部分に重心を置く計測工学

勉強してからやることを選べるというのも、計数工学科を選択する一つ

稲見

コースが相補的に学科を運営してきたという形となります。

の理由になると思います。

報との間に関わるような研究をやっていると思います。そのための道具

稲見

奈良

そうですね。

として、数学とか物理を使っているところが多いという感じでしょうか。

一番行っていたのが計数工学科とも言われていますよね。

稲見どの研究室にいっても、計数的方法論と申しましょうか、原理原

必ず片足は実世界に足をついているというところがポイントです。

奈良則に立ち返って、モデルなどを意識しながらシステムを設計していくとその中で具体的な分野としては、ロボットやバーチャルリアリティ、か、理論もきちんと考えながら応用を考えるとか、そういう研究の進め

音声情報処理やオペレーティングシステムなど、様々な応用をやっていはい。そして近年になって、計測工学コースはシステム情報工学

いうことです。

駒場生は理学部と工学部で選択をすることがあると思いますが、我々ボットの先生もいれば、計測の先生もいれば、制御理論などに深く関わっ

情報工学という学問が登場する前に、情報的な研究を東大の中で象に対してもそのサイクルが回っていることが、工学としては必要だとは工学部の中で非常に理学部寄りの学科と言えます。基礎に近い学科な■計数工学科はどんな学科なのでしょうか。

コースという名前に変わりました。

03

例えば昔いらっしゃった杉原先生 * の計算錯覚学ですね。杉原先生はそうですね。稲見先生の例えとは少し違う言い方になりますが、■システム情報学専攻の研究室では、どのような研究が行われているの基本的に全ての研究室がなんらかの実世界、つまり物理世界と情他学科との違いは、他学科が対象をベースにした学問、対象に対して方を学ぶことができます。そこで学んだことは、実は意外と流行り廃ります。私も最初は、なんでこんなにバラバラな先生たちがまとまってい最適な科学技術を作ることをコンセプトとするのに対して、計数工学科に左右されないんです。思考のフレームワークというか、哲学なんです

るんだろうと分からなかったんです。でも、卒論や修論の発表を通して

は対象は何でもよく、むしろ、どんな対象にでも通用する「方法論を作っよ。分野が変わったり、時代が変わったりしても、時代に合わせて考え聴いたりすると、何か基本となる考え方があるんだなというのが透けてていく」ということがコンセプトであるところです。物理・数学・情報方を適用すればいいだけで、そういう意味では 10 年、20 年たっても、見えるんです。その時に私も、会得できたかどうかは別として、そういの基礎的な学問をベースにして方法論を作っていき、様々な対象に切りシステム情報で研究したことの応用分野は変わるかもしれないけど、そう方法論があるんだなというのが分かった感じがします。

04

Information Physics and Computing

SPECIAL TALK

しゃっていたことなのですが、我々がやっていることは宝探しに近いか組織に所属して、その中で問題解決をしていくというふうに思いがちなもしれなくて、海の底に沈んでしまった船をトレジャーハンターが探し

05

んですけど、せっかくなのでぜひとも色々な研究室をのぞいたり、同じに行き、研究で言うなら現象をみつけたり、新しい発見をしたり、それ■学部生時代にはどういうことを学ぶことができるのでしょうか。

専攻の友達を増やして議論したりして、システム情報らしさ、計数らしはそれで大切で、探すべきことはたくさんあるんです。ただ、見つけた

奈良

昔からカリキュラムとして５本柱があって、回路学、信号処理、さを身につけて欲しいと思います。学部生は、目先の応用などにとらわ

ものは、地上に引き上げないと価値にならない。我々は見つけたものを制御工学、認識行動システム論、計算システム・コンピューティング、

れないで、原理原則に則って考えようという考え方を身につけてくださ

地上に引き上げて、色んな人達が意味や価値を感じてくれるところまでの５つですね。

い。我々は考え方や方法論の学問なので、そういう考え方を、色んな分持っていこう、そこが大切なんだよということをおっしゃっていました。

稲見

野の先生の研究・講義や、友達との交流のなかで、手に入れてほしいと

これもループの話の「実世界に戻す」というところにつながっていると具箱として前半の３つがあって、後半の２つがつなぎ方、あるいは世の中思います。

思います。見つけて分かっただけではだめで、それでまた世の中、実世がどうつながっているのかを知る方法論かもしれません。前半はシステム

奈良

界に働きかけるっていうことをしないといけない、と。

を理解したり作ったりするための道具で、システム論が後半とも言えます。

福祉工学をやりたいですと言ったら、ある先生が「いや君、福祉工学の* 舘暲 東京大学名誉教授：現在は東京大学高齢社会総合研究機構所属 (2018 年 2 月

奈良

さっきのループで言うならば、特にやっぱりセンシングの部分で研 究 を や る だ け が 福 祉 工 学 に 貢 献 す る わ け で は な い ん だ よ」と お っ現在 )は回路が必要になってくるし、信号処理というのは観測してきたデータ

しゃったんです。一見全然違うこと、例えば画像処理をやっていても、■すごく色々なものの間をつないでいる学科・学問ですね。

をどう解析するかという学問で、対象に働きかける部分が制御工学で、それを福祉の方に適用していくこともできます。対象や目的を決めてや

稲見

そうですね。

各部分で必要になってくるツールがその３つです。認識行動システムとるという学問スタイルもありますが、一見全然違う分野の技術を適用す

奈良

そう、実世界と情報世界と、という観点もありますし、最初に少Masahiko INAMI

最初の３つがまさに基本となる道具ですよね。つなげるための道

その点は私も同じですね。私は自分の大学院入試の面接の時に、いうのはその全体のループに関わりますし、計算システム・コンピューることによって、この分野だけで考えていたら思いつかないような解決し話した理学と工学という観点もありますし、つなぐ学問ですね。今のティングはシステム全体として最適なコンピューティングを進める方法

策を生み出すことができるということがあって、それはこの専攻 / 学科

海の話もそうですし。

論となります。

のすごく本質的なところだと思います。目先の応用にそれほどこだわら稲見

最初の３つのパッチをつなげてループとして考えられるのが後半ずに、ということはまさにそうで、あまり今知っている学問だけで、この２つということです。情報により近いシステムとして計算システムとれだけやりたい、こっちは興味ないと絞り込むのではでなく、色々な分て、モデル化まではきちんとできるか分からないけれども、ある程度通いうのがあって、物理により近いシステムとして認識行動システムがあ野を勉強することが、将来的に新しいことにつながっていくと思います。

■奈良先生、稲見先生の研究室ではどんな研究をされていますか。

底する部分を見つけていくということをやっています。そのための、人る。信号処理してはじめて物理が情報になるんですよね。

稲見

奈良

私は計測工学の研究室で、実世界から情報をセンシングしてくるを知るための手法として、バーチャルリアリティというのは非常に良い

また、システム情報の特徴として、とにかく学生は研究室を色々回る仕ことが無い、聞いたことが無いこと。東大という大学自体が、教養学部

ことがテーマです。例えば医療応用とか非破壊検査などの逆問題と呼ば実験室なんですね。なぜかというと、人間の様々な五感に対して働きか組みになっています。他大学でよくある、３、４年生くらいから特定の研があることによって高校生の時は知らなかった学問に触れることができれる問題に取り組んでいます。医療応用で言うと、人体の内部をイメーける環境を、再現性高く提示してあげられるからです。そういったもの

究室に所属して色々やってというのは、早めに論文を出すことなどについて、そこから専門を選ぶことができるのが強みの一つなんですよね。そジング、映像化することが一つのテーマです。がん細胞などは、健常部

を道具として使いながら、情報システムとしての人間というものを理解ては確かに最短経路なんですが、我々はあえて学部と大学院も研究室を変してまた計数工学科は、入ってから、色々な先生の話を見たり聞いたり位に比べて導電率という電気的な特性が大きく違うということが知られする。理解することによって、今度は人が能力を強化する人間拡張工学

えることを強く推奨しているんです。３年生の実験でもプロジェクト演習

することで、今まで自分の中にはなかった興味を得ることができる場所ていて、通常の CT や MRI で、構造で見ただけだと見つけづらい初期ガだとか、新しいコミュニケーションシステムを開発したりだとか、建設とかがあるんですけど、とにかく色々な研究室を体験することになっていなんですよ。

ンが、実は電気特性で見るとそこだけ異常に数値が高いということが機械の操作性を上げたりだとか、おもしろいゲームを作るための設計論て、それこそがまさに我々の考え方を体現するカリキュラムなんです。回

お寿司屋さんで、メニューから注文すると、振り返ると自分が知ってあって、それを画像化できると非常にありがたいわけです。そのためにを提示するとか、全然違う業界の役に立てていこうというところが、ラることによって、通底することが分かるんですよ。一つの研究室しか見な

いる食べ物しか食べていなかったりしますよね。そしてそれがその日の磁場を計測し、検出するための数理的手法の開発を行っています。あとボとして取り組んでいるところです。

いと、通底することが分からないんですね。いま興味のあることを深める

仕入れの中で本当に美味しいかどうかも分からない。だから、うちはお

は、脳磁場計測による医療応用もあります。例えば、てんかんの病巣は、■やはり一回情報を取り出して抽象化し、それを実世界に返すというとのも大切ですけど、色々な研究室を回っていくなかで、興味無かったけれ

まかせの寿司屋だといつも言っているんですよ。おまかせしてくれれば、異常に電流が強く流れてしまう場所なのですが、これも通常の CT やころがありますね。

どやってみたら面白かったという話もたくさん聞くんです。

我々は自信を持って一番いい素材を出すと。で、そうすると、君の知っ

MRI の画像では病巣として見えないんです。人間の脳が活動すると頭の稲見

はい、抽象化と具体化というところのループですね。一度抽象化ている範囲では注文できないような素材が出てきて、こんな食べ方もあ外側に磁場がもれてくるので、その脳磁場を計測しておいて、異常に電すると、今まで見えていなかったアプリケーションがたくさん出てきまるんだと知ることができて、しかもその美味しさも知れるというのが我々

流が強く流れる場所が推定できると、治療計画に役立つわけです。

す。そして、抽象化した部分を介することによって、分野を超えた色々のメリットですよ、という言い方をしたい。おまかせ学科です！

非破壊検査も数学的には同じような構造です。構造物とか、配管とか、な業界とつながることができるというのが特徴的ですね。これは大学に■システム情報工学コース / 専攻はどういう雰囲気のところですか。

具体的に言うと火力発電所のパイプなどは老朽化しているものがあっいることの一つの価値とも言えます。私もまさかゲーム業界の知見が建奈良て、それを電磁気を使って効率良くどこに傷があるかを見つけたりしま

設機械業界に活きるとは思いませんでしたが、話を聞いてみると同じ問輪講などをやると色んな話題が聞けるし、そういう人たちが研究室を越す。また、そのための最適な新しいセンサの開発も行っています。そう

題を抱えていたんです。でもそれに気づくことができたのも、一度抽象

えて自然とディスカッションするので、興味が広がっていきます。みん

いう一連の話が、実は数学的には共通しているということがありまして、化の視点が入ったということと、大学という場にいると様々な産業の人

なそれぞれ違うテーマを扱っている中で、共通言語を探そうとするので、それはやっぱり計数的なんですけど、数理モデルを使って、色んな対象達と出会うこともできるからということと、その２つによってなされてそれを通して共通の価値がだんだん育まれていくというような環境があにそれを適用する、実は一つ方法論を作っておくとそれを色々なところいるところですね。本来はつながらない複数の分野を新しい組み合わせります。

に適用できる。そういうスタンスです。

でつなげて価値を出すということが、シュンペーターが定義した元々の稲見

稲見

奈良先生の話でそれがまた計数っぽいなと思うところは、検出す「イノベーション」なんですけど、そういうことを考えても、システム

ションしようとする過程そのものが、実は抽象化が入っているのかもし

るセンシングだけだったならまた別の方法でもあるかもしれないですけ

情報学は意外と一番、イノベーションの部分をサイエンスとして支えるれない。それがつなぎ方とも言えますよね。数学レイヤーとか物理レイ

ど、それをきちんと映像に戻しているところが、実世界に戻すところまことができる体系であるとも言うことができます。我々が何か作ったり、ヤーとかでつながることもあるけれど、コミュニケーションレイヤーででちゃんと入っているというか、認識・行動・システムのループになっ考えていく時に、原理原則の部分でつながるところを探していくというも、分野が違うように思えてもたぶん根っこはつながっているはず、とているのかなと思います。未知のデータを検出するということと、それか、「実はこの２つは抽象化してみると同じ問題じゃないか、だから絶いう確信に基づいて話すとお互いだんだん分野のつなげ方も分かってくをわかりやすく提示してあげるというのは、意外と大切なんじゃないか

対これらを組み合わせると相性がいいはずだ」と、直感ではなく確信をる、という感じがあります。意外とこの価値は、卒業してから役立つこ

なと思います。

もってつなげられるところが我々の強みかもしれないです。

ともありますよね。

奈良

はい、人間の五感に働きかけるのもシステム情報の重要なポイン

奈良

その時にやっぱり数学と物理は根拠になるんですよね。

トですね。

稲見

中立的な言語ですからね。世の中の現象とか人間の考えを抽象化

稲見

しようとして一番記述しやすい言葉が数学と物理だと思います。

私の研究室は、基本的には人間の認識行動システムというところ

だからむしろ知らないことにチャレンジしてほしいんです。見たすごく研究対象・テーマが広いところなので、やっぱり集まってダイバーシティが大きい中で、みんなが頑張ってコミュニケーに興味がありまして、人が世の中をどのように感じて、それに基づいて■最後に、学生に向けて一言お願いいたします。

どのように行動するのか、というのを、様々なアプリケーションによっ稲見大学院の話をすると、大学院って、どうしても研究室という狭い

06

Information Physics and Computing

Curriculum

学部から大学院へ
2年
計数工学科には数理情報工学コース、システム情報工学

冬
コース決定

3年

修士課程

4年

工学部 計数工学科 システム情報工学コース

博士課程

大学院 情報理工学系研究科 システム情報学専攻コースの２つのコースがあり、その振り分けは学生の希望を基に１月中旬に行われる。その後、各コースに分かれて講義・演習・実験を行う。４年の秋に卒業研究で各研究室に配属されて卒業研究を開始し、２月に卒業論文の提出・審査が行われる。

[コース理念][コース理念]「認識と行動」のメカニズムの体系的な理解とその工学的実現を目標とする。人工物であれ生命森羅万象を認識と行動のシステム科学の視座から捉え、情報学と物理学を体であれ、これをシステムとして見たとき、どのような「機能」が、どのような「しくみ」やど駆使して現象の解析を行って、新しい原理や方法論あるいは機構やシステのような「ハードウェア」によって実現されるのか、という問題を扱う。

ムを創出し、諸分野での応用を可能とする教育・研究を目的とする。

回路とシステムの基礎
認識行動システムの基礎
数学1D
数学及力学演習I
計測通論C
基礎数理

博士論文

物理・情報・システム系の基本的で幅広いカリキュラムを積極的に生かし、物理と数理のバラン
スのとれた素養の上に、専門科目の教育を行う。これにより、新しい問題を広い視野から解決できる人材、自ら問題を提起し、新分野を開拓できる人材の養成を目指す。

計数の基礎
電磁気学第一

修士論文

システム情報の基礎

卒業論文

計測、回路、制御、信号処理、システムを５本柱に計算機を研究テーマ例

ベースとした認識行動システムに関する体系化された幅広い
カリキュラムを提供している。

VLSI設計

制御論 第一・第二プロセッサ開発

信号処理論 第一・第二

超並列応用

回路学 第一・第二

システム制御理論と応用

計算システム論 第一・第二

ロバスト制御認識行動システム論 第一・第二

モデリング

数値解析

信号処理特論

動的システム論

システム情報基礎論

認識システム特論

行動システム特論

計算システム特論

人工現実感特論

福祉工学特論

物理情報論

戦略型IT特別講義

ハプティクス

計測制御システム論

実世界情報システム講究

バイオサイバネティクス

システムアーキテクチャ論

画像システム特論

逆問題特論

脳工学特論

脳システム解析論

音響システム特論

システム制御論

生物物理システム特論

適応・学習

さらに進んだシステム情報
認識と行動のシステムに関するさらに進んだ講義を通して、広い範囲に及ぶシステム情報工学の様々なテーマを勉
強し、新しい学問の現状を深く理解する。
画像処理論

センサ・アクチュエータ工学

応用音響学

システム情報工学特論

生体計測論

サイバネティクス・自律システム基礎論

バーチャルリアリティ
自律分散システム
サイバネティクス

[大学院その他進学先]
創造情報学専攻/新領域創成科学研究科/他大学大学院 など

ロボティクス
センサ融合
知能化集積センサ
画像処理

両コースの共通科目
数学２D

光学

数学３

統計力学第一

数理手法

経済工学Ⅰ

電磁気学第二計数工学特別講義

ナノ科学

実地演習

脳科学入門

パターン認識視聴触情報処理
音声・音楽情報処理
脳機能計測
逆問題

就 職
システム情報工学コース卒業生は、大学、研究機関のほか、電気工業、機械工業、鉄鋼工

07

12%

大学院進学
電気機械精密系メーカー

業、化学工業などあらゆる産業分野において研究、開発、設計などの業務に従事している。対象も、計測機器、制御システム、計算機のハードウェアとソフトウェア、ロボッ

24%

テムなど多岐にわたり、大規模工場の生産自でも中心的な役割を果している。

その他メーカー

修士課程修了者の進路

ト、医用診断システム、音声・文字認識シス
動化システムや生産情報管理システムの分野

数理情報工学コースの科目

9%
6%

37%

情報通信系
金融・保険
その他

12%
修士課程修了者 78 名 (H26 〜 H28)

08

Information Physics and Computing

Voices

卒業生の声

Voice of the GRADUATES
私は、大学院で音響信号処理を専門とする研究室に進学し、音源分離の研究を行

鈴木 理香

三井 祥幹

Rika SUZUKI

Yoshiki MITSUI

生命保険会社 アクチュアリー
東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻 修士課程修了
東京大学薬学部薬科学科卒

三菱電機株式会社
東京大学大学院情報理工学系研究科
システム情報学専攻 修士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

学部生の頃は生体に関する分析を行う実験系の研究室に所属しており、大学院ではより数理

私は、中学生の頃にオープンキャンパスで「歌詞を入力すると自動で作曲をする」研究紹介を見たのがきっかけとなり、東京大学の工学部計数工学科を目指すようになりました。

いました。
研究生活では、学部時代に学んだ信号処理、最適化手法、深層学習などの基礎学
習の重要さを実感すると共に、それらを有機的に組み合わせて課題解決へと導く方的なアプローチでバイオに関する研究を行いたいと漠然と思っていました。そんな折、システ法を学ぶことができました。そして、自身の研究成果により得られた高精度な分離

ム情報学専攻にシステムバイオロジーを学べる研究室があると知ってとても魅力を感じ、思い信号を聞いた際の達成感は格別でした。これら知識や経験は、今後企業で研究を続切って異分野の院試に挑戦して所属を変える決断をしました。実際にシステム情報学専攻に進けていくうえでも大きな力になると確信しています。
音の研究に急速に惹かれていったのは学部４年の前期実験で現在の研究室に配属されたのがきっかけです。計数工学科では、学部４年になると卒論までに異なる２つの研究室に配属され、各専門の研究に携わる機会があります。研究室配属を通し牧島 直輝
NAoki MAKISHIMA
NTT研究所東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻 修士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

藤本 敦也
Atsuya FUJIMOTO
株式会社三菱総合研究所 未来構
想センター
ESADEビジネススクール（バルセロナ：MBA）卒
東京大学工学部計数工学科（数理情報コース）卒て複数の研究内容に取り組んだことで、自分の興味や専門性を広げることができたと感じています。このカリキュラムは計数工学科の特徴の１つだと思います。
また、多様な分野の研究に触れる機会が多いというのも計数工学科の魅力の１つです。計数工学科では専門領域が多岐にわたっており、授業や輪講を通して幅広い専門に関する基礎知識を習得すると共に各分野の最先端の研究に触れることができ学してからは、制御学という切り口で免疫システムの数理解析をする研究を行いました。理化学研究所と共同研究をさせていただき、in vivoの実験データに対して数理モデル化した後に挙動解析を行うという、まさに私が興味を抱いていた分野に携わることができました。
学部から大学院にかけてフィールドが大きく変わることに不安を抱いていましたが、それは杞憂でした。先生方・先輩方は懇切丁寧に指導・サポートして下さり、学生間でも自主的に輪講や知識を共有する場を設けるなど、周囲から良い刺激を受けつつ多くの学びを得られる環境でした。
現在は、生命保険会社でアクチュアリー（数理専門職）として働いています。大学院での研究が直接関わる業務内容ではないですが、業務上分岐点に直面した時や説明を行う際などに、本専攻で培われた論理的思考力や説明能力が生かされていると痛感しています。優秀でモチベーションの高い学生と上質かつ充実した指導体制に恵まれた本専攻でこそ、進路を問わず活きる力を養えると、私は考えます。

計数工学科4年次で逆問題・画像処理・超音波に関する各研究に触れた後、大学院進学時には中学生の頃から憧れていた音響信号処理分野の研究室に配属され、現在では音源分離を中心とした研究を進めているところです。計数工学科の学部生向け講義は、数学や物理といった基礎科目が大変充実しています。音源分離は1990年台後半より活発に研究が進められてきた分野ですが、学部のころに身に着けた信号処理や数学、最適化手法などに関する基礎的な知識は、（伝統的・最先端を問わず）様々な音源分離の手法を理解したり、新たな手法を考案したりする上で大いに役立っています。
また、学部4年生で3つの研究室を回ることができる計数工学科独自の制度は、多様な分野の最先端に触れ多くの技能を身につけることができた他にも、自分の興味や将来取り組みたい事についてじっくり考える良い機会となりました。多くの講義を共にする
物理工学科の方々も含め、大変優秀な同期に恵まれており、貴重な20代前半の数年間を刺激的な環境で過ごすことができる素晴らしい環境だと思います。

ます。それら知識は、課題解決の基礎となる他、自分が将来取り組みたいことを考える際の参考にもなると思います。

学生時代は数理情報コースで数理生態学、特に生態系のシミュレーションを行っておりましたが、同時にシステム情報工学コースの友人たちと国際学生対抗バー
チャルリアリティコンテストに出場し、日本のバーチャルリアリティの最高峰の方々と触れ合う機会を得たことは自分にとって大きな財産となっております。その後東京大学新領域創成科学研究科での脳波の研究を経て三菱総合研究所に入社しました。
入社後は、電気自動車や地下水に関する調査、世界遺産の推薦登録支援など、多岐にわたる仕事に従事させていただき、途中コンサルティング部門に移った後は、経営統合支援や組織コンサルティングなどに携わり、その縁でバルセロナのMBAに留学いたしました。帰国後新規事業に関わる仕事を経て、現在は50年後の未来
社会を構築しそれに向けたアクションを実装していく業務についております。
入社10年ぐらいは、学生時代の研究内容と全く違う畑の仕事が多かったのですが、最近では一周回って、学生時代に馴染みのあるブレインテックやVR系の仕事が増えてきており、特に未来社会を思考する上で欠かせない最先端の技術やその開発方向性など、学生時代の知見やネットワークが非常に効いてきており、人生の不思議さを感じております。
今後より一層、デジタル経済圏が拡大する未来において本学科はグローバルに活

横山 恵子

吉田 匠

Keiko YOKOYAMA

Takumi YOSHIDA

NEC ものづくり統括本部 兼 データ
サイエンス研究所
東京大学大学院情報理工学系研究科
システム情報学専攻 修士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

株式会社ソニー・インタラクティブ
エンタテインメント
東京大学大学院情報理工学系研究科
システム情報学専攻 博士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

学生時代はシステム第六研究室で、高速視線制御装置 (1ms Auto Pan-tilt) を使った物体追跡技術の研究をしていました。計数工学科、そしてシステム情報コースを選んだのは当時の完全なる気まぐれですが、「面白い事をやっている研究室が多い」という印象が強かったのだと思います。実際どの研究室も最先端の研究
テーマと成果を持っていますし、ここまでメディア露出の多い学科は他に知りません。

工学部計数工学科、そして大学院情報理工学系研究科で学び、研究に没頭した 7 年間
は今の自分にとって欠くことのできない大きな財産です。

NEC へ入社後はグローバル SCM 改善や生産革新といった毛色の違う仕事に就いていましたが、最近縁あって出身研究室との共同研究にお声かけいただき、5
年振りの研究生活を始めることになりました。まさかこのような形で再び先生方にお世話になれるとは思ってもいなかったので非常にワクワクしています。

大学院ではVRの研究室に所属し、卒論とは対照的な物作りの日々が始まりました。システムの試作や実験のため、金属加工、はんだ付け、3Dプリンタなど色々な技術を習得しました。修
士論文・博士論文の研究テーマに選んだのは拡張現実感（AR）インタフェースでした。研究成
果はアメリカのSIGGRAPHを始めとする国際会議や展示会に何度も出展しました。自分の研究を沢山の人に体験してもらって良いフィードバックが得られたときの嬉しさは格別でした。

モノを作って動かすには機械 / 電気 / 制御の知識 ( と実践経験 ) が不可欠ですが、大抵の技術者はどこかの分野に閉じています。システム情報コースはこれらをバラ
ンス良く学んで視野を広げられる貴重な環境だったのだな、と改めて実感しつつ、すっかり知識の抜けた頭で教科書を読み返す今日この頃です。

学部時代は、様々な分野を「広く深く」学べる計数工学科のカリキュラムによって、多角的に物事を捉える視点を養えたと思います。特に、4年生の前期実験や卒業論文で異なる研究室・研究テーマを選べたのは自分の適性を知る上でも非常に役に立ちました。卒論は制御理論の研究室で、紙と鉛筆でひたすら数式と格闘していました。学会発表や論文誌への投稿も初めて経験しました。

現在はゲーム会社で VR/AR 技術を使ったゲーム制作に携わっています。専門のVR/AR の知識はもちろん、研究の過程で得られたプログラミング、CG、画像処理、触覚インタフェースなどの知識・経験もゲーム制作に大いに役立っています。

躍する素養を得られる絶好の場所であると確信しております。

計数工学科システム情報コースを卒業後、６年間（間に１度一般企業での勤務経験あり）プロロード選手としてフランス、スペイン、オランダ、モロッコ、オマーン、
カザフスタンetc。。。と世界中を飛び回り、その中で全日本選手権で３回優勝することができました。
とんでもなくワイルドな環境でプロアスリートとしての結果を毎年求められる日々

夜久 真也

黒木 忍

Shinya YAKU

Shinobu KUROKI

ヤフー株式会社
東京大学大学院情報理工学系研究科
システム情報学専攻 修士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

NTTコミュニケーション科学基礎研究所
東京大学大学院情報理工学系研究科
システム情報学専攻 博士課程修了
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒

計数工学科でシステム・情報・物理領域などを学んだ私は、大学院では脳波信号処理を研究テーマに選びました。信号処理については学科でも学んでいましたが、そこに統計学における知見を付け加えたり、携帯電話のコーディングにも用いられている擬似乱数系列の理論についても新たに学び、研究に適用してきました。このような、幅広い分
野にわたった知識をもとに新たな問題を解くというアプローチは、本専攻で行われる研究の特色のひとつです。輪講などで触れる他の学生の研究も非常にユニークかつバラエ
ティに富んでおり、非常に良い刺激になったのを覚えています。

現在は企業で人間の脳内情報処理について調べる研究をしています。学部生時代はディスプレイのハードウェア、ソフトウェア部分を作っていました。院生時代にディスプレイによって生じる知覚のモデル化を試みたことで、徐々に人間の知覚メカニズムそのものに興味が向き、今では知覚心理学を専門としています。

でしたが、自分という人間をモデル化して、常にトレーニングの状態を監視するというアプローチで練習に取り組むという手法が心のよりどころになったし、実際にパフォーマンスを向上させてきたと感じています。
周囲を見渡してみると、一つのモデルに囚われてしまう選手は多いのですが、その中身をより詳しく理解することでモデルの限界もよく理解できたと思います。所詮モデルはモデルでしかないのですから、現実と異なるのが当たり前です。そして現実と

西薗 良太
Ryota NISHIZONO
プロロード選手として全日本選手権３回優勝後引退
東京大学工学部計数工学科（システム情報工学コース）卒の差異にこそ最後に人間の感覚でしか捉えられないものが詰まっているという考え方をしていました。
その思考のベースは計数工学科に通いながら、学生アスリートとして戦っていた学部時代にあります。計測・数理工学の根っこは一見全く異なる分野に取り組んでいた
私を思った以上に支えてくれました。遺伝的アルゴリズムによってペースの最適化をしたり具体的に役に立つこともありますが、計数的思考こそが学部で得た一番の財産です。

現在は企業でエンジニアとして勤務しており、ウェブ検索一発回答エンジンの研究開発を行っています。大学で培った統計・機械学習などの素養は現在も武器になっている
一方、新たに自然言語処理やグラフ理論などを学ぶにあたっての素地が自分の中に確立されていたことにも気づきました。激動の21世紀において、研究者・技術者はこれまで以上に世界の変化への対応力が問われる時代に突入するかと思います。多様な分野にわたる基礎力を養い、新しい問題を解決する力を培うチャンスに溢れている本専攻は、これからの世界を生き抜くための基盤が得られる絶好の場所であると確信しています。

私が在籍した当時、システム情報コースは信号処理・電子回路・制御論を軸としてバラエティに富む研究室が存在し、また研究室内にもロボット
系・カメラ系・触覚系とダイバーシティが有りました。全てを吸収することは到底出来ませんでしたが、周囲の話題が広かったことでなんとなくでも知っている事が増え、その結果新しい事に苦手意識を持たずに向き合えている気がします。クラスメイトの得意とする事も各々異なり、良くも悪
くも粒がそろっていないのが面白かったです。変化の激しい時代に向かう
上で、有意義な経験だったと思っています。

＊敬称略・順不同

0910

Information Physics and Computing

学生の声

Voices

Voice of the STUDENTS

Laboratories

システム情報学関連研究室一覧

猿渡 洋 教授[ 音声・音響信号処理 ] [ 音楽情報処理 ][ 非線形システム解析 ]小山 翔一 講師

[ 音場解析と逆問題 ] [ 音響信号処理 ] [ 音場再現 ][ 音響バーチャルリアリティ ]生体機械システム研究室

川嶋 健嗣 教授

[ 医用システム ] [ 人間機械システム ]アクチュエータ ] [ 流体計測制御 ]

物理情報計測・逆問題
研究室

奈良 高明 教授

[ 逆問題 ] [ 間接計測 ] [ 非侵襲計測 ] [ 非破壊検査 ] [ 音場計測と信号処理 ]長谷川 圭介 講師[ 非線形音響システム ] [ 空中流体制御 ] [ 遠隔音響計測 ] [ 音響ホログラフィ ]実世界情報環境学
研究室

篠田 裕之 教授

[ 触覚インタフェース ][ センサネットワーク ]牧野 泰才 准教授

[ 触覚センサ ] [ 触覚ディスプレイ ] [ 触覚情報処理 ][ マン・マシンインタフェース ] [ 身体動作推定 ]システム制御研究室

藤田 政之 教授

[ ネットワーク化ロボティクス ] [ 分散協調制御 ] [ 認知自律システム ][ 学習知能制御 ] [ サイバーフィジカル＆ヒューマンシステム ]制御理論研究室

津村 幸治 准教授

[ 制御理論 ] [ システム同定 ][ ネットワークド制御 ]情報物理・光システム学
研究室

成瀬 誠 教授[光コンピューティング] [意思決定] [自然計算] [物理セキュリ
ティ ] [ ネットワーク新原理 ] [ 圏論的システムモデリング ]コンピューティングシステム学
研究室

中村 宏 教授[ コンピュータアーキテクチャ ] [VLSI システム ][ 並列分散コンピューティング ] [ ディペンダブルコンピューティング ]近藤 正章 准教授

[ マイクロプロセッサ ] [ ハイパフォーマンスコンピューティング ][ コグニティブコンピューティング ]生命プロセス制御学研究室

池内 真志 講師

[ 医用工学 ][ 微細操作 ]身体情報学研究室

稲見 昌彦 教授

[ 自在化技術 ] [ 人間拡張工学 ] [ バーチャルリアリティ ] [ 拡張現実感 ][ ウェアラブル技術 ] [ エンタテインメントコンピューティング ]檜山 敦 講師[ 複合現実感 ] [ ヒューマンインタフェース ][ 空間型メディア ]斎藤 洋 教授[ 通信ネットワークとその応用のための数理 ]通信システムアーキテクチャ
研究室

関谷 勇司 教授

[ ネットワークプロトコル ]イバーセキュリティ ]システムズ薬理学研究室

上田 泰己 教授[ システム生物学 ]オペレーティングシステム
研究室

品川 高廣 准教授

[ オペレーティングシステム ] [ システムソフトウェア ][ セキュアコンピューティング ]音メディア情報学
研究室

味曽野 雅史

伏見 幹史

上野 洋典

Masanori MISONO

Motofumi FUSHIMI

システム情報学専攻 博士3年

システム情報学専攻 博士3年

Yosuke UENO
システム情報学専攻 博士2年

私の研究

専攻/コース選択の理由

専攻/コース選択の理由

私は常々計算機の動作原理に興味があり、簡単

大学入学時から数学と物理に興味があり、なCPUやOSの作成などを行ってきました。その数物系の学科・大学院に進学するという意志

なんと言っても研究領域の幅広さが魅力でした。

中でもハードウェアとアプリケーションの橋渡しは固まっていました。数学と物理それぞれに的存在であるシステムソフトウェアに特に魅力を対する興味以上に、これらの学問の密接な関感じ、現在の研究室に進学しました。システムソ

係性や、数理的・物理的な理論を背景に現象

フトウェアは普段意識することは少ないかもしれを解析していく過程に面白さを感じていたた

ませんが、様々な構成要素からなる計算機をまとめ、計数工学科を選択しました。

めるために無くてはならない存在であり、だからこそ面白いのだと思います。

物理現象に対する洞察を大事に、実世界の問題に対し社会の要請に応える解決策を提示

システム情報学専攻の中ではコンピュータサイ

したいという思いから、システム情報工学

エンス系の研究は少々珍しいかもしれませんが、コースを選択し、本専攻に進学するにいたり様々な専門領域を持つ研究室が存在することが本ます。実際、数理・物理の理論からシステム

専攻の一つの魅力。他分野の最先端研究を知るこの構築にいたる工学的営みを、その一連を通とは刺激になりますし、様々なバックグラウンド

して実践できることは、本専攻の大きな魅力を持つ人と議論ができることも自身の研究生活にであると思います。

４年前期に２つの研究室を回ることができ、さらに学部と修士課程で研究室を変える必要があるというのは、他の学科でも類を見ない計数の特色だと思います。
修士１年のはじめの頃は、他学科の同級生に比べて専門性に欠ける気がして少し不安に[ 統計的信号処理 ][ 機械学習 ][ バイオロボティクス ][ 触覚・生体情報のセンシング ][ ソフト[ 二次元通信 ]なりもしましたが、長い目で見れば学部から修士にかけて様々な研究室を回っていたことが自身の研究に活きてきていると感じます。
また、他の専攻に比べて研究室間の横のつながりが強く、研究室のテーマや方向性に捕われすぎずにフレキシブルに研究ができる環
境であると思います。

[ 情報理論的システム解析 ][ 量子制御 ]大きなプラスとなっています。

小泉 彩芽

荒川 陸

Ayame KOIZUMIRiku ARAKAWA

システム情報学専攻 修士2年

システム情報学専攻 修士2年

専攻/コース選択の理由

後輩へのメッセージ

研究室を見学した際、どの研究内容も面白

当然のことですが学部の授業1つ1つはそそうだと感じた一方、全体として共通したの後の研究に必要となる知識や技術を学ぶの

テーマを一言で表せない不思議さを感じましで、好き嫌いせずきちんと学ぶと良いと思いた。システム情報工学コースを選択する決めます (自分は情報理論の授業をきちんと履修手となったのは、「システム論は対象を限定しなかったのを時々後悔しているので自省をしない無色透明な学問であり、想像・創造力

こめてですが)。また卒研を待たずに早くかがあれば好きに着色できる」という言葉を興ら研究の世界に入ってみることをお勧めした味深く感じたことでした。

いです。論文を読んだり、気になっている研

計数工学科は特徴的なカリキュラムを持ち、学部4年生で複数の研究室を回ります。
どの研究室も根底として物理世界と情報世界を結びつけるような研究を行っていますが、情報伝達システム数理研究室

究室のアルバイトをやってみたり、学会の勉強会に行ったり、友人と何か作ってみたりす[MEMS] [ バイオメディカルデバイス ][ 再生医療 ] [ バイオマテリアル ][ ジェロンテクノロジー ][ 広域分散システム ][ 合成生物学 ][ 微細加工 ][ 通信システム ][ 全脳全細胞解析 ][サ[ 睡眠覚醒リズム ]る中で、研究の楽しさを自分なりに見つけてください！

その上で広い多様性を持っていることを実感[ 仮想化技術 ]できました。この多様性こそが本専攻の大きな魅力だと思います。

＊敬称略・順不同

1112

http://www.sp.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/

hiroshi_saruwatari@ipc.i.u-tokyo.ac.jp/03-5841-8706/工学部 6号館 244号室
shoichi_koyama@ipc.i.u-tokyo.ac.jp/03-5841-6904/工学部 6号館 242号室

Kenji_Kawashima@ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 工学部6号館243号室

www.bmc.ipc.i.u-tokyo.ac.jp

システム情報音メディア情報学研究室

システム情報

創造情報学

生体機械システム研究室

T heme

主に音メディアに関する現象の理解・情報処理・制御を目指し、波動場を意識した新たな信号処理の創出及びそれを応用した
Theme

情 報 処 理 シ ス テ ム の 構 築 に 関 し て 研 究 を 行 う。具 体 的 に は、

猿渡 洋 教授小山 翔一 講師

Hiroshi SARUWATARI

Shoichi KOYAMA

対象波動がその生成源や伝搬環境による物理的制約や統計的流体駆動システムの計測制御技術とアクチュエータの特性を活かしたシステムデザインを融性質を有することに着目し、それらを効率的に取り扱うこと合し、外科手術や動作支援など健康長寿社会に有用な医用システム、ロボットシステムや人の出来る新しい統計数理モデルと機械学習理論の構築を通じて、人間の音情報処理能力の拡張や新しい芸術創出への工学的貢献を目指す。

間機械システムの研究開発を行う。また、医用工学と情報科学を融合し、上記システムの知川嶋 健嗣 教授

能化、高機能化および社会実装を行う。具体的なテーマを以下に示す。

Kenji KAWASHIMA

教師無し最適化に基づくコミュニケーション拡張
統計的信号処理理論やスパース・低ランクモデリング理論を駆使し、柔軟なブラインド信号処理系及びユニバーサルコミュニケーション支援システムの構築を行う。

手術支援ロボット
低侵襲な外科手術を支援するロボットの研究を行っている。術者へのマ
ルチモーダルな情報提示による安全性向上と機械学習を用いた一部手技

Laboratory

非線形信号処理系の数理解析と感性定量化の自律制御によってシステムの知能化と高機能化を目指す。

非線形信号処理系の低次 - 高次統計量空間に存在する聴覚印象の不動点に基づき、人間にとって聴覚的に意味のある統計的信号推定方法は何かを追求する。

ユーザオリエンテッドな音楽情報処理
多様な多次元音楽メディアに対し機械学習論的な手法を適用し、時空間頻出パタンに基づく
高品質かつユーザオリエンテッドな音楽情報処理系を構築する。

Surgical robot

身体運動支援システム
空気圧ゴム人工筋などソフトア

音場を対象とした逆問題

クチュエータのダイレクトドラ

音空間の可視化や解析、音源位置や室内音響パラメータの推定など、音場計測における種々のイブの利点を活かし、身体にセ

逆問題に対し、最適化や機械学習など様々なアプローチから新たな方法論を探求し、システム

ンサを装着せず、アクチュエーとしての構築を行う。

タ側の制御情報から身体側の動作を推定し、運動支援するシス

音場の記録・伝送・再生のための信号処理テムを実現する。

音場の記録、伝送、再生に関わる諸問題を基本原理から応用まで広く扱い、遠Gait assistive suit

隔コミュニケーションやバーチャルリアリティなどを目的とした新しいシステ
ムを、これらの方法論に基づいて実現する。

流体駆動系の非線形に分布する状態量を計算に使用する形態学的計算に深層学習を含む機械学習論的な手法を適用し、音声を人工的に合成・加工する

よって、流体駆動の医用システムにおける状態推定や予測問題への適用ことで、ヒト・人工知能間の音声コニュニケーションを拡張する。

を提案する。

Topics [ 最近の受賞 ]ミニアンケート

13

流体システムの計測制御

音声合成変換によるコミュニケーション拡張

Q

1.
2.
3.
4.
5.
6.

2020 年 3 月 情報処理学会 2019 年度山下記念研究賞（高道助教）2020 年 1 月 C&C 若手優秀論文賞（牧島）2019 年 12 月 IEEE SPSJ Sudent Journal Paper Award ( 牧島 )2019 年 12 月 IEEE SPSJ Student Conference Paper Award ( 伊東 )2019 年 12 月 IEEE SPSJ Tokyo Joint Chapter Student Award ( 田丸 )2019 年 5 月 IEEE-ICASSP2019 Best Student Paper Award ( 伊東 )研究室のアピールを一言でお願いしますPower assist

A「複雑な物理現象からの宝探し」それが信号処理！

Reservoir

Topics [ 最近のニュース ]ミニアンケートQ

大学発ベンチャーを起業して社会実装も進めています。https://www.riverﬁeldinc.com/

研究室のアピールを一言でお願いしますA

本 年 度 発 足 の 新 し い 研 究 室 で す 。 医 工 学 分 野 に興味がある学生さん大歓迎です。

14http://www.inv.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/

Takaaki_Nara@ipc.i.u-tokyo.ac.jp/03-5841-6916/工学部 6号館 245号室

システム情報物理情報計測･逆問題研究室

https://hapislab.org/

hiroyuki_shinoda@k.u-tokyo.ac.jp/03-5841-6926
yasutoshi_makino@k.u-tokyo.ac.jp/03-5841-6900

システム情報工学部 6号館 241号室

新領域複雑理工実世界情報環境学研究室

Theme

システムの中に新しい物理現象や物理的構造を導入することで、従来の壁を越える実世界情報環境を実現する。特に人間、環境、T heme奈良 高明 教授

長谷川 圭介 講師

Takaaki NARA

Keisuke HASEGAWA

逆問題の数理と計測：因果律を逆にたどり測定データから対

その相互作用のセンシングや、五感、特に触覚に働きかけて人象の情報を得る間接計測・逆問題に対して、原因を観測デー間を支援する技術について、ハードウェアレベルからの提案をタから直接再構成する数理手法、およびそのために必要なデー
タの計測構造を開発している。具体的な研究テーマは以下の通りである。

篠田 裕之 教授

牧野 泰才 准教授

Hiroyuki SHINODA

Yasufumi MAKINO

行っている。斬新な発想に基づく基礎的・普遍的成果を目指す
とともに、それらが人々の問題を解決し、実用技術として幅広く活用されるまでのプロセスも研究テーマに含まれる。

触覚インタフェース

逆問題の直接解法の構築

[1]

[2]

人間の身体の表面に余すところなく備わっている触覚に注目し、触覚を電磁場、弾性場などの物理場に対するソース推定逆問題、物性定

活用する新しい情報システムの研究を行っている。触覚受容器の物理的数推定逆問題に関して、函数論、テンソル解析といった物理数学

な知覚特性をはじめ、人間の知性・知能の根底を支える心や感情と触覚に基づき、未知量を観測量で陽に書き下す手法を開発する。
Laboratoryがどのように関係しているかを解明し、触覚への刺激によって人間の生
活・行動を支援するシステムを具体化する。

医用逆問題への応用
頭部表面で観測した脳波や脳磁場データから脳内神経電流源を推定する手法を開発し、てんかん病巣推定に応用する。また、MRI で人体内部における高周波磁場を計測し、人体内部の導電率、誘電率といった電気特性や、剛性率などの機械特性を画像化する手法を開発し、癌診断の新たなモダリティを確立する。

[3]

身体動作情報と機械学習
人が他者や物とインタラクションする際に無意識的に現れる動作の特徴を利用し、多様な情報を推定する。人の身体動作情報を元に機械学習を利用することで、近未来の動作の予測や、触れているものの硬さ、重さなどの推定を行う。

二次元通信

非破壊検査・防災技術のための計測構造

薄いシート内を伝播する電磁波によって情報と電力を伝送するシステム

発電所配管、構造物、燃料電池などの欠陥部位を同定するため、漏洩磁束や渦電流を用いた新しい数理・計測手法を開発する。また瓦礫に埋没した人を探索するために、スマートフォンを電磁場・音場センサとして用いる手法を開発する。

[4]

[5]

を研究する。生活環境での安全なワイヤレス電力伝送、無線と干渉しない高速信号伝送などの技術を確立し、ワイヤレス・バッテリーレスの新しい情報環境を提案する。また、微小なセンサや機能部品を大面積の柔軟体に分布・連携動作させる技術を確立し、ロボットの人工皮膚やウェ
アラブルコンピューティングなどに応用する。

空中超音波音場の逆問題的設計による物理情報システムの構築
用途に応じた時空間的構造を持つ集束超音波の音場を

複雑理工学

柏キャンパス

柏キャンパスat

物理モデルに基づき導出した逆問題を解くことで設計

既存の個別学問分野から派生する未開拓の領域を研究テーマとし、人し、局所的非線形音響効果を利用した気流の遠隔制御類が解決を迫られている重要課題に取り組む。複雑システムとしてのや非接触音響計測、三次元的位置依存性を持つ波動場

人間・社会の問題を、物理情報学をツールとして解決する。

[1] さわれる空中映像。超音波で触覚を誘起する
ことにより、空中映像に触感を付加する[2] 視触覚クローン：隣接ブース間で、３次元的な映像と触覚とを相互に再構成する[3] 連続する身体動作情報からのジャンプ動作の予測[4] 面に沿って伝播する電磁波で信号と電力をワ
イヤレス伝送する[5] 二次元通信タイル：タイル状の二次元通信
シートを接続していくことで、床全面に高速通
信環境を実現としての性質を生かした空中局在化通信などの物理情報システムを実現する。
2019 年度 計測自動制御学会 学術奨励賞 研究奨励賞 ( 中島允）

Topics [ 最近の受賞 ]ミニアンケート15

Q2019 年度計測自動制御学会学術奨励賞（小島治）/ 2019 年 計測自動制御学会論文賞蓮沼賞（三好裕之）
研究室のアピールを一言でお願いしますA

物理場の計測を美しい数理で行うー逆問題の研究を通して計数の醍醐味を共に味わいましょう。

Topics [ 最近の受賞 ]2019 年度 計測自動制御学会論文賞（神垣貴晶 , 二宮悠基 , 篠田裕之）
2017 年度 日本バーチャルリアリティ学会学術奨励賞（田島優輝）/2017 年度 日本バーチャルリアリティ学会学術奨励賞（堀内 悠生）

ミニアンケートQ

専攻 / コースの魅力を一言で教えてくださいA

専攻（コース）内の研究分野の幅が広く、多様な角度から世界を理解できるようになります。

16

masayuki_fujita@ipc.i.u-tokyo.ac.jp

http://www.scl.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/
システム情報http://www.cyb.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/members/tsumu/index-j.html

Koji_Tsumura@ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 03-5841-6891
工学部 6号館 252号室

システム情報システム制御研究室

制御理論研究室

Theme

本研究室の主たる研究テーマは、システム制御理論の基礎理論とその応用である。特に最近、システム制御理論と情報理論／物理学／システム生物学等との新たな融合をはかり、大規模Th e meシステム制御理論に基づき、ネットワーク化された自律システムに関する研究をしている。人藤 田 政 之 教授

間の意思決定過程や環境の認知、および相互作用を通して最適な行動を達成するための新たなMasayuki FUJITA

制御理論の創出を目指している。具体的には、以下のテーマに取り組んでいる。

津村 幸治 准教授
Koji TSUMURA

複雑系や協調連携するマルチエージェントシステム／ネットワークド AI、複雑なネットワー
クで制御されているバイオシステム、多数の量子システムが連結したネットワークド量子制
御系などの解析／設計を目指している。

ネットワーク化ロボティクスと分散協調制御
ネットワーク化されたマルチロボットおよびマルチエージェントシステ

システム制御理論の新領域への展開（サイバネティクス）[1]

ムの協調制御に関する研究を行なっている。エージェント同士の分散的社会システムの制御：プライシング・分散最適化アルゴリズム等を用いた社

な情報のやりとりから、システム全体として最適な動きをデザインする会システム・電力ネットワークの制御に関する研究。
量子力学系の制御 : 量子コンピュータ等、量子状態を利用した情報システムの実現において重要となる、量子状態の制御について研究する。

認知自律システムの学習知能制御

電力需給バランス最適化

バイオシステムの制御 : 遺伝子ネットワーク・胞ネットワークなど生体系の環境を知覚認知することで、意思決定し運動する自律システムの研究にダイナミクスを対象とし、そのメカニズムの解析・設計を目指す。

取り組んでいる。システムや環境に存在する不確かさを取得した情報か

分散最適化アルゴリズム : 制御理論の概念に基づく分散最適化アルゴリズムら学習することにより、行動のロバスト化および知能化を実現する制御の一般化と高速化を目指す。

理論の創出を目指している。

制御系解析 / 設計

サイバーフィジカル＆ヒューマンシステム
物理空間とサイバー空間の相互結合であるサイバーフィジカルシステムに、人間の意思決定を介在させたシステムに関する研究を行なっている。
特に、人間と機械がチームを組むことにより実現される柔軟なシステムの構築を目指している。

制御理論と情報・通信理論の融合 : 制御システムを流れる信号の複雑度と制フィードバック制御
による多ビット量子
スピン系のエンタン
グルド状態生成controller

Laboratory

ための基本原理の解明を目指している。

御性能の関係解明、および通信容量制約下の制御系設計手法の確立を目指す。
マルチエージェントシステムの制御 : 複数のエージェントが連結したマルチエージェントシステムの合意や集団的協調動作のための分散制御系設計の確

[2]

[3]

[4]

立を目指す。
大規模複雑系の制御 : 多数のサブシステムがネットワーク結合した大規模複雑系の制御／設計に関する研究。

モデリング / システム同定

システムバイオロジー

モデリングの基礎理論 : 不確かさの定量化、ロバスト制御・最適制御のためのモデリング手法を確立する。
システム同定 : 時変システム、非線形システム、大規模複雑システム、階層化システムに対するシステム同定の手法を開発する。
[1] ネットワーク化されたマルチロボットシステム / [2] 視覚情報による協調追尾システム / [3] 視覚モニタリングシステム / [4] 人間とマルチロボットのチーム

多分解能階層化ネットワークモデリング : 生体・スマートグリッド等の大規模複雑な動的システムについて、そのマルチスケール性の特徴を的確に捉え

Topics [ 最近のニュース ]ミニアンケート

17

Q

Distinguished Lecturer, IEEE Control Systems Society, 2017-2019

たモデリング理論を創出する。

IEEE Fellow, 2016

研究室のアピールを一言でお願いします

大規模複雑系の制御

A

分散・協調・自律・自在のシステム制御学を探求しています。

ミニアンケートQ

専攻 / コースの魅力を一言で教えてください

A 「見て・考えて・はたらきかける」という工学の魅力が網羅された専攻・コースです。

18

makoto̲naruse@ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 03-5841-6880

http://www.inter.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/

工学部 14 号館 613 号室システム情報情報物理・光システム学研究室

Hiroshi_Nakamura@ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 03-5841-6915 / 工学部 1号館 507号室

http://www.hal.ipc.i.u-tokyo.ac.jp/

kondo@hal.ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 03-5841-0445 / 工学部 6号館 247号室

システム情報コンピューティングシステム学研究室

Theme

物理世界と情報世界の高度なインタラクションの実現を目指し、
Th e me

高速性・低電力性・信頼性・安全性・快適性などを備える高品

光・自然系を活用したシステムデザイン

質なコンピューティングの実現を目指している。この目標に向光を含めた自然界の数物構造に対し、システム情報学の視点からアプローチし、物理系とけて、回路実装・アーキテクチャ・システムソフトウェアの連携・システムアーキテクチャの適切な数理的理論化、並びに光電子デバイス・レーザーカオス・

成瀬 誠 教授

ナノ光学などによる実現技術の構築を行い、意思決定機能などの革新的なコンピューティ

Makoto NARUSE

ング、ネットワーキング、物理セキュリティなどの新機能創造に向けた研究を行う。

AI フォトニクス−光を用いた意思決定−[1]

人工知能の基本課題のひとつである意思決定を、光の特長を生かし物理的中村 宏 教授

近藤 正章 准教授

Hiroshi NAKAMURA

Masaaki KONDO

協調による超低消費電力 VLSI システムの開発、コグニティブコ
ンピューティング、超高性能計算システム、IoT ／サイバーフィ
ジカルシステムに関する研究を行っている。

超低消費電力 VLSI システム
半導体集積度の向上に伴い、リーク電流による消費電力の増大などの問題が顕在化し、に解決するメカニズムを構築する。光カオスによる超高速な意思決定など

消費電力の飛躍的な低減が VLSI システムに求められている。そこで、デバイス回路の新原理や、通信チャネルの瞬時割り当てなどの新機能創出を目指す。

実装・アーキテクチャ・システムソフトウェアが階層を越えて連携・協調することで、Laboratory[1] 光を用いた意思決定

極めて低い消費電力で高い性能を達成する VLSI システムの実現を目指す研究を行っ

光システム構造学ている。

情報通信技術において、新たな物理レイヤ技術が、システムデザインやデー

・次世代不揮発メモリを用いたノーマリーオフコンピューティング

タ分析技術の革新を促している。高精度時刻同期技術を用いたアービト

・モデリングと状態監視による効率的なプロセス管理・電源制御手法

レーションフリー・遅延保証光ネットワークや、物理セキュリティ、光を・誘導結合を利用した 3 次元 VLSI システムの構成方式

活用した人工データ生成などの新たな光システム構造を創出する。

・スマート社会向けグラフ処理基盤[2] 無線双方向時刻同期を用いた遅延保証ネットワーク[3] 光を用いた物理セキュリティ[2]

自然計算・自然知能デザイン

ビッグデータの利用や計算機処理性能の向上を背景に、AI 技術が大きな進化を遂げて「物理世界と情報世界を繋ぐ」というシステム情報学のアプローチについて、いる。本研究室では、AI のさらなる社会展開に向け、物体認識や異常検知をターゲッ

圏論にインスパイアされた新たなモデル理論構築などを通し、自然知能デザトにした AI 処理向けの演算加速機構やアルゴリズムの設計、新しい強化学習手法、インの基盤となる学理を探求する。

脳の計算モデルを模倣した脳型コンピューティングなどの研究を行っている。

[4] 圏論的システムモデリング[3]

コグニティブコンピューティング[4]

IoT ／サイバーフィジカルシステム
物理世界（フィジカル）のあらゆるものをインターネットで接続し、そこから得られる膨大なデータを情報
世界（サイバー）で集約して利活用する IoT（Internet of Things）技術が注目されている。IoT では、種々の制約の中でデイバスを動作させ、セキュアな環境を実現しつつ、増え続ける膨大なデータを適切に処理することが求められる。そのための、センサ〜ネットワーク〜サーバを一体的に最適化する設計方法論とアー
キテクチャを研究している。

・2019 年度発足の新しい研究室です！ともにフロンティアを開拓しませんか！

・Scientiﬁc Reports 誌に掲載された論文（Sci. Rep. 9, 12229, 2019）が Nature Research の Web サイトにてフィ−チャーされました！

Topics [ 最近のニュース ]（Team decision making by quantum light）

・光カオスを用いた順序構造認識の研究が国際会議 KJCCS 2020 において Best Student Paper Award を受賞しました！（成澤直輝君）

Topics [ 最近のニュース ]・英文・和文とも多くの解説記事を発表しています。興味のある方は是非研究室 Web サイトをご覧ください！
ミニアンケートQ「システム情報学」とはどんな学問か、一言で教えてくださいA

物理世界とサイバー世界が絡み合う今後の Society5.0 の世界では、様々な現象やシステムが複合し、不確実性を孕むダイナミクスが伴い、人や社会の多様な価値観が鬩ぎ合います。このような新時代のコア学術を世界に先駆け切り拓くのがシステム情報学でしょう！

19

ミニアンケート

プレスリリース：アット東京・慶應義塾大学・東京大学・セコム 機械学習を利用したデータセンター設備の異常検知および運転支援のための実証実験開始−アット東京のデータセンターで機械学習を利用した効率的な設備運用を検証−

Q

研究室のアピールを一言でお願いしますA

明るく楽しく研究できる研究室です！（近藤先生）

Q

専攻 / コースの魅力を一言で教えてくださいA

物理世界と情報世界を繋ぐという目標に向かって、広い分野からアプローチしています。
だから、広く深く学べ、大きな達成感を得られます。
（中村先生）

20

http://www.micro.rcast.u-tokyo.ac.jp/

Masashi_Ikeuchi@ipc.i.u-tokyo.ac.jp / 03-5452-5162
工学部 6 号館 240 号室システム情報生命プロセス制御学研究室

https://star.rcast.u-tokyo.ac.jp/

drinami@star.rcast.u-tokyo.ac.jp
工学部 6号館 249号室

システム情報hiyama@star.rcast.u-tokyo.ac.jp
工学部 1号館 408号室

身体情報学研究室

Theme

生理的・認知的・物理的知見に基づいて、システムとしての身体の機序を追究する「身体情報学」。人間が生得的に有する感覚

Th e me

機能、運動機能、知的処理機能を、物理的あるいは情報的に補償・現状技術では実現困難な次世代医用工学の創成を目的とした研究と教育を行っている。バ

拡張します。機器に代替作業をさせる「自動化」と並立する概

イオマイクロマシンや医用ロボティクスが進展すれば、現在では想像もできない高度な医池内 真志 講師
Masashi IKEUCHI

用福祉機器やバイオテクノロジシステムが実現できる。新原理と新発想をキーワードにしたユニークな研究テーマ群は、すべて「夢のある」もので、博士課程のテーマとして最適である。

生殖補助医療用マイクロシステム
近年、生殖補助医療件数が急増していますが、採卵・採精から妊娠に至るプロセスには、医学的に未解明の部分が多く、成功率は必ずしも高くありません。我々は、これらのプロセスの生
物学的な探求を進めながら、マイクロロボットや、マイクロ流路デバイスを用いて、生殖補助
Laboratory

医療全体の成功率を向上させることを目指しています。

稲見 昌彦 教授

檜山 敦 講師

Masahiko INAMI

Atsushi HIYAMA念として、機器や情報システムを自らの身体の一部のように自然に利用する、いわば「人機一体」でやりたいことが自在にできる「自在化」技術を提唱し、その実現に注力しています。

自在化技術

[2]

自在化状態の実現には、人間の意図のセンシングと、作業対象や環境に関する情報のフィードバックが求められます。視線、筋電などの生体・環境情報のセンシング技術、機械学習等による意図推定・行動予測技術、五感に作用する情報、筋電気刺激などのアクチュエーション技術を統合し、人間の入出力を拡張します。

オンチップ再生医療工場
再生医療が普及するには細胞や組織などの再生医療製品の低コスト生産技術が必要不可欠です。我々は、人間の作業との互換性を廃することで、再生医療製品生産の全工程をマイクロ流路デバイス内に統合し、卓上サイズの再生医療工場を実現することを目指しています。

[1]: MetaLimbs: Multiple Arms Interaction Metamorphism[2]: EyeHacker

新たな身体観の獲得と社会実装

[1]

[3]

[4]

バーチャルリアリティ、拡張現実感、ウェアラブル技術、ロボット技術、テレイグジスタンスなどを援用し、超身メカノバイオロジーに基づく新規治療技術
マイクロデバイスを用いて、細胞や組織が機械的な刺激を、どのように感知し、応答するかを、
1 細胞レベルで解明します。さらに、細胞の機械刺激への応答を積極的に利用することで、薬剤を用いない、新たな低侵襲医療技術の開発を目指しています。

体、脱身体、変身、分身、合体といった新たな身体観を工学的に実現します。人間の身体能力を拡張することで、超高齢社会における就労支援、超人スポーツなどに関する社会実装を目指します。
[3]: Transfantome[4]: 元気高齢者の地域活動をサポートするウェブプラットフォーム「GBER」

ポータブル診断デバイス
従来の癌マーカより早期に放出されるマイクロＲＮＡを検出し、発症前に治療開始できる予防医療革命の鍵となるマイクロデバイスを開発しています。

体験・記憶の拡張・伝達に関する技術
主観的な体験・経験を身体や時空間に広がる視覚・聴覚・触覚情報

膜構造マイクロデバイス

として記録、再生、伝達するシステム、そして、長期間におよぶ経従来の MEMS デバイスやマイクロ流路デバイスは、構成要素と比較して、相対的に厚みのあ験や記憶の保存と回顧に寄与するシステム開発に取り組んでいまる硬質基板上に形成されるのに対して、極めて薄く柔軟なポリマー膜によって作製される、「膜す。前者は伝統技能の伝承などへ、後者は「終活」や慰霊・追悼といっ構造マイクロデバイス」の概念を提唱し、その加工技術からアプリケーションまで開発していた故人を偲ぶデザインなどへの応用を想定しています。

ます。膜構造マイクロデバイスは、従来のデバイスに比べ、高い物質透過性や熱伝達性と、柔[6]:Fenestra[5]: VR 姿勢計測技術

軟性を有することが特徴で、特にバイオ・医用分野での応用が期待されています。

[5]

[6]

・『きになるき : Be In'tree'sted In』が第 27 回国際学生対抗バーチャルリアリティコンテストで Laval Virtual 賞を受賞（荒川陸・下林秀輝・岡本直樹・神宮亜良太）

Topics [ 最近のニュース ]博 士 課 程 の 川 口 達 也 君 の 論 文 "Independent Actuation and Master-Slave Control of Multiple Micro Magnetic

Topics [ 最近の学生の受賞 ]ミニアンケート

21

Q

おいて、Outstanding Student Paper Award Finalist にノミネートされました。
A

ミニアンケート
面白いと思えることが第一！

・『Dynamic Motor Skill Synthesis with Human-Machine Mutual Actuation』が ACM CHI2020 にて Honourable Mention
Award を受賞 （前川和純・松原晟都ら）

Actuators" が、2018 IEEE International Micro Electro Mechanical Systems Conference (MEMS 2018) に研究室のアピールを一言でお願いします・『PickHits』が第 23 回文化庁メディア芸術祭 エンターテインメント部門新人賞受賞（前川和純・松原晟都）

Q

研究室のアピールを一言でお願いしますA

新たなことにチャレンジしたい学生を待っています。（稲見先生）

Q

専攻 / コースの魅力を一言で教えてくださいA

システム的思考が世の中のあらゆる分野に展開可能であることを知れることですね。（檜山先生）

22http://www9.plala.or.jp/hslab/index.html

saito@mi.u-tokyo.ac.jp / 03-5841-8037
工学部12号館215号室
数理・情報教育研究センター

システム情報情報伝達システム数理研究室

https://www.sekiya-lab.info/

sekiya@si.u-tokyo.ac.jp
情報基盤センター 46号室

システム情報情報セキュリティ教育研究センター

通信システムアーキテクチャ研究室

Theme

高信頼かつ安全な通信インフラの実現を目指した、ネットワークプロトコルと広域分散システ
Th e meムアーキテクチャ、及びサイバーセキュリティの研究を行なっている。普段スマートフォンなInternet of things (IoT) などの先進的通信ネットワークシステムやそれを用いたアプリ

斎藤 洋 教授

ケーションの実現には、多くの数理的手法が使われている。本研究室では、それを用い、Hiroshi SAITO

先進的通信ネットワークシステムの中核アルゴリズムやアプリケーションの開発を行う。

どで何気なく利用しているアプリを支えている、その裏側に存在する大規模分散システムのソ

関谷 勇司 教授

フトウェア技術やシステムアーキテクチャの研究開発や、社会展開される ICT システムの安全Yuji SEKIYA性を向上させるための、機械学習を用いたサイバーセキュリティ対策技術を研究する。

Laboratory

災害に遭遇しないネットワークの研究

高信頼かつ安全な通信システム

災害遭遇時のバックアップや通信途絶時の特殊な通信方法ではなく、そもそも被災しないようなネットワークを構成する研究を行っている。具体

インターネットの信頼性と広帯域化を支える技術を研究する。ネットワー

的には、以下のような研究を行っている。

ク仮想化技術の研究や、オーバーレイ技術を利用した広域経路制御アー①台風などの気象情報を取り込み、それに基づいて、ネットワークやクラウド上の機能配備等を変更することで、実質的に、災害に遭遇しないネッ

キテクチャ ( 図 1)、SDN (Software Deﬁned Networking) 技術によ

トワークを実現する被災回避制御の研究、るネットワークの動的構成と統合管理技術の研究開発を行う。

②積分幾何学的手法により、２次元平面上に被災エリアがランダムに生じるとモデル化し、そのモデルに基づき被災しにくいネットワークの形（地理的・幾何学的形状）の研究。
図 1 オーバレイ技術を利用した ASANO System

ソフトウェア技術を活用したインフラアーキテクチャ
スマホセンシングデータ応用の研究

ネ ッ ト ワ ー ク 機 能 の 仮 想 化 で あ る NFV (Network Functions

スマホのセンシング情報をクラウド上に格納し、それを横断的に、あるいは、時系列的に、機械学習させることで、例えば、健康状態の低下を検出する研究を行っている。

Virtualization) を用いた、新たな通信アーキテクチャの研究開発を行う ( 図 2)。ソフトウェア技術の利点を活かした、柔軟性と規模性を両立した通信システムアーキテクチャを確立し、そのアーキテクチャを実現するための要素技術を研究開発する。

AI を用いたサイバーセキュリティ対策

図２ 階層化ネットワークシステムアーキテクチャ

高度化・巧妙化するサイバーセキュリティ脅威に対抗するために、AI を用いたサイバーセキュリティ脅威の検知と対策のアシストを実現する( 図 3)。従来のシグネチャベースやルールベースに頼った脅威検知ではなく、それぞれの環境に適応した挙動ベースの脅威検知手法を研究開発する。また、検知した脅威に対抗するための、セキュリティ対策の自動
アシストシステムの実現を目指す。

2014 広島豪雨データに基づく被災回避制御実験結果

図 3 AI を利用したサイバー脅威対策[Best Paper Award] "Distributed Hayabusa: Scalable Syslog Search Engine Optimized for Time-Dimensional Search",

Topics [ 最近のニュース ]Asian Internet Engineering Conference, Phuket, Thailand, August 2019 ( 共著者 )[Best Paper Award] "Grafting Sockets for Fast Container Networking". ACM/IEEE Symposium on Architectures for
Networking and Communications Systems, Ithaca, NY, USA, July 2018 ( 共著者 )ミニアンケート

23

Q

研究室のアピールを一言でお願いしますA

理論と応用の両方を学べます。

ミニアンケート

Q

研究室のアピールを一言でお願いしますA

実 社 会 に 展 開 さ れ る 通 信 イ ン フ ラ と シ ス テ ム に 直結した研究ができます24http://sys-pharm.m.u-tokyo.ac.jp/

uedah-tky@umin.ac.jp / 03-5841-3415
医学部教育研究棟8階南システム情報医学系研究科システムズ薬理学研究室

https://www.os.ecc.u-tokyo.ac.jp/

shina@ecc.u-tokyo.ac.jp
情報基盤センター414号室

医学・機能生物学

システム情報情報基盤センター

オペレーティングシステム研究室

総合文化広域システム科学

Th e me
Theme

意識・自我・知性の自然科学的な解明を目指した基礎研究やその解明に資する技術開発を行っ上田 泰己 教授
Hiroki UEDAている。我々の研究室で開発した全身・全脳を透明化し全細胞解析を実現する CUBIC 技術

コンピュータのハードウェアとソフトウェアを繋ぐ役割を果たす、オペレーティングシステム（Susaki et al, Cell, 2014, Tainaka et al, Cell, 2014）、睡眠・覚醒リズムの非侵襲的な解（OS）や仮想化ソフトウェアをはじめとした最先端のシステムソフトウェアに関する研究をお析 を 可 能 と す る SSS 技 術、交 配 を 用 い な い 次 世 代 遺 伝 学 技 術 で あ る Triple-CRISPR

こなっている。Linux や Windows 等の既存 OS のカーネルや、我々の研究室で独自に研究（Sunagawa et al, Cell Reports, 2016、Tatsuki et al, Neuron, 2016）や ES マウス技術（Ode et al, Molecular Cell, 2017）等を駆使しつつ、必要に応じて技術を新規に開発し、意識・自我・知性をはじめとした人類史上の難問に挑む方を募集する。

品川 高廣 准教授
Takahiro SHINAGAWA

開発している仮想化ソフトウェア「BitVisor」などをベースとして、セキュリティや信頼性向上、システム管理、クラウドコンピューティング、ビッグデータ処理、Internet of Things (IoT)などに関する研究開発をおこなっている。

オペレーティングシステム／カーネル「意識」の神経基盤の解明に向けた基礎研究・技術開発
これまでに、睡眠・覚醒リズムのモデリングの成功により、睡眠状態・覚醒状態に関

オペレーティングシステム（OS）は、物理世界のハードウェアと情報世界のアプリケーションを繋ぐ架け橋としては、急速に理解が進んできている（図１）。しかし、「意識」の理解にはまだ至っなるソフトウェアである。特に OS のカーネルは、ハードウェアとソフトウェアの境界領域で動作し、システ

Laboratoryていない。ここでは、「意識」を支える最小限の神経基盤を同定し、その神経回路が生み出す動態を観察・制御・再現することで「意識」の神経基盤に迫る研究を展開する。
これまでに、大脳皮質と視床の間には大規模に並列化された神経回路ループがあり、「意

ム全体の状態を把握・制御する特権を持っている。従って、OS カーネルはシステムの性能や機能、安全性など
図１ 睡眠・覚醒の数理モデル （左：平均化神経モデル、中：モデルに用いたチャ
ネル・ポンプ、右下：睡眠状態、右上：覚醒状態）

を大きく左右するコンポーネントである。本研究では、Linux や Windows などの既存の OS をベースとして、OS カーネルに手を入れることで、セキュリティ向上やストレージ高速化など、様々な機能向上や性能改善を実識」の神経基盤と想定されているが、その機能的な証明はまだない。睡眠・覚醒リズ

現するための研究開発をおこなう。また、次世代コンピュータ向けに、本研究室で独自の OS を研究開発して、ムを非侵襲的に解析する SSS 技術を用いることで「意識」を失う状態を定量的に測定

OS の新しいコンセプトを提案することも目指している。

し（図２）、次世代の遺伝学技術を用いて様々な脳部位の神経細胞に摂動を加えること

仮想化ソフトウェア「BitVisor」

で、最小限の神経基盤を同定する。次に、同定された神経細胞の動態を観察すること
で意識を支えるダイナミクスを定義する。さらに、それらの神経細胞間の回路を包括仮想化ソフトウェア（仮想マシンモニタやハイパーバイザ等と呼ばれる）は、ハードウェアと OS の間に入り込ん的に同定することを通じて、意識を生み出す神経回路基盤を理解する。

「自我」の神経基盤の解明に向けた基礎研究・技術開発
統合失調症では「自我」の崩れが観察される。統合失調症様症状を誘導したマウス脳を用いて全脳レベルで神経回路を観察し、「自我」と神経回路構造との相関・因果関係で動作して、ハードウェアを仮想化して OS に見せることにより、新たな機能を提供するためのソフトウェアであ図２ 非侵襲睡眠測定装置 SSS （左：睡眠測定チャンバー、右：睡眠測定ラック）：
差圧センサーでチャンバー内の動物の呼吸パターンを自動分類することで睡眠・覚醒リズムを定量的に測定する。

経回路の健常な状態とその壊れを理解する。

Storage

Network

体としてセキュアなコンピューティング環境を提供することを目指している。例えば、OS カーネルによる保護機構とコンパイラによる保護命令を組み合わせることでバッファオーバーフロー攻撃に対処する仕組みを構築

士が如何に時間的に繋がるかを拠り所に大規模で柔軟な協調を可能にする神経回路のしたり、アプリケーションを特権分割して攻撃時の被害を最小限に抑える仕組みを構築したりする手法に関す形成原理を解明する。全脳レベルの神経細胞動態の観察・摂動技術の開発が重要となるため、脳の深い部位を非侵襲的に摂動する技術を新規に開発する。

図３
透明化されたマウス全身（左：成獣、右：幼獣）

透明化されたマウス脳・上田教授が UTOKYO VOICES に紹介されました。 ・上田教授が第４回イノベーター・オブ・ザ・イヤーを受賞しました。
・吉田健祐さんが孫正義財団の準会員に採択されました。
・久保田晋平さんが第 31 回 独創性を拓く先端技術大賞 フジテレビジョン賞を受賞しました。
・可逆的リン酸化反応による自律的な空間パターンの形成に関する研究を Cell Reports 誌に報告しました。
日本語のプレスリリース：http://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/admin/release̲20170426.pdf
・洲崎悦生講師が平成 29 年度科学技術分野の文部科学大臣表彰・若手研究者賞を受賞しました。
※他にも睡眠覚醒リズムを中心に多くの論文・総説を発表しているので、興味がある方はぜひ下記 HP をご覧ください。
http://sys-pharm.m.u-tokyo.ac.jp/index.html

25

MemoryOS カーネルや仮想化ソフトウェア、さらにはコンパイラやアプリケーションとも連携することで、システム全

人は「知性」により大規模で柔軟な協調が可能である。空間的に途絶した神経細胞同研究室のアピールを一言でお願いしますCPU

セキュア・コンピューティング「知性」の神経基盤の解明に向けた基礎研究・技術開発

Q

ア上で複数の OS を動作させることを目的としているのに対し、BitVisor は仮想化技術を活用してセキュリティ
ることにより、仮想化ソフトウェアのオーバーヘッドやサイズを大幅に削減することが可能になっている。

を透明化し全細胞解析を実現する CUBIC 技術（図３）を用いて、「自我」を支える神

ミニアンケート

数多くおこなっている。従来の VMWare や Xen、KVM などの仮想化ソフトウェアの多くは、1 台のハードウェやシステム管理など新たな機能を OS に依存せずに実現することを目的としている。動作する OS を 1 つに限定すを解明する。全脳レベルでの神経回路観察技術の開発が重要となるため、全身・全脳

Topics [ 最近のニュース ]

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る。当研究室では、ゼロから新たに開発した国産の仮想化ソフトウェアである「BitVisor」をベースとした研究をA

睡眠覚醒をはじめとした脳機能を研究しています。
医学部ですが、数理や物理を専門とするメンバーもおり、多様性の中で己の独自性を探求できます！

る研究開発をおこなっている。また、OS のセキュリティポリシー記述が複雑になる問題を軽減するために、オブジェクト指向言語により OS カーネルのポリシー記述をおこなう方式の研究もおこなっている。

・薮内君（M2）の論文が国際会議 CCGrid 2020 に採択

Topics [ 最近のニュース ]・佐伯さん（現日本マイクロソフト）らとの共著論文が VEE 2020 に採択
・松沢さん（社会人博士）の論文が ACM Transactions on Storage に採択・深井さん（客員研究員）が IEEE Computer Society Japan Chapter Young Author Award 2019 を受賞

ミニアンケート

Q

研究室のアピールを一言でお願いしますA

世界レベルで戦えるソフトウェア人材の育成を目指しています。

26

システム情報

History

沿 革1945

現在の計数工学科の始まりは、第 2 次世界大戦の末期、東京帝国大学第一工学部に新設された計測工学科である。計測工学科は（ 1）広い物理的知識とこれを自由に応用し得る能力を持ち、（ 2）現象を抽象化して論理的・数理的な体系を構成する能力を持ち、（ 3）総合的な立場から最適な技術を考案できる工学技術者を養成するという理念のもと、昭和 20 年（1945）4 月に 40 名の第 1 回生を受け入れた。上記の理念は、その後 70 年以上の長きにわたり、計数工学科の教育方針として脈々として受け継がれている。

1951

昭和 26 年（1951）、新制大学への移行に伴い応用物理学科が新設され、新分野の開拓を先導する
基礎工学の主要な分野として学生を教育することになった。これが計測工学コースの始まりである。
わが国の産業の飛躍的な発展に伴って工学部も大きく拡張し、昭和 37 年（1962）に応用物理学
科は計数工学科と物理工学科の 2 学科に発展的に改組され、計測工学コースの一部は物理工学科へ、大多数は数理工学コースとともに計数工学科を構成した。

1972

昭和 47 年（1972）には、多くの学科の教官が協力して教育・研究にあたる専攻として、大学院工学系研
究科に情報工学専攻が新設され、その一つの情報処理工学講座が計数工学科に附置された。これを契機に、計数工学科の多くの教官が情報工学専攻を兼担し、情報工学専攻の中心的な役割を担い、工学系における情報分野の拡大を先導することとなった。

1993

平成 5 年（1993）に大学院が部局化され、計数工学科の教官の所属は工学部から大学院工学系研究科に移り、より先進的な教育・研究の一層の拡充を図ることになった。これがいわゆる大学院重点化である。
この組織変更に伴い、計測工学コースの各講座は計測工学大講座に大講座化されると共に、計測制御シス
テム工学原論講座が増設された。

1999

平成 11 年（1999）には大学院新領域創成科学研究科が新設され、計数工学専攻の教官の一部もその中の複雑理工学専攻に移り、生体や脳機能の計測と解明を中心とする新分野の創成を担当することとなった。

2001

この間、計数工学専攻は、従来の東京大学における情報関連の研究・教育体制を一体化し、理学系研究科と工学系研究科に分離していた情報系専攻を統合して格段に充実した教育と研究を行うため、学内外に向けて情報系の新たな研究科の創設を働きかけ続けていた。平成 13 年（2001）にようやくこれが実を結び、大学院情報理工学系研究科が設置され、それまでの計数工学専攻は大学院情報理工学系研究科の二つの専攻として発展的に改組され、計測コースを中心とする教官はシステム情報学専攻に移行した。この組織変更に対応し、学部教育を担当する工学部計数工学科のコース名称も、従来の計測工学コースからシステム情報工学コースに変更して現在に至っている。

27

24