コンタクト不良

図1：周波数共用

スマートフォンに代表される高性能移動端末の普及により，無線ネットワークを流れるトラヒックが激増し，周波数資源の逼 迫 が 問 題 と な っ て い る ． こ れ に 対 し て ， 5G ， LTE-U ，IEEE802.11adなどの新たな無線通信技術が開発・実用化されているが，あくまで個々の通信速度を向上させているだけ
で，全体としての効率化は考えられていない．そこで，これらのシステムを統合し相互に連携することで周波数利用効率を最大化する異種無線統合ネットワークを構築する．
また，近年，M2M（Machine-to-Machine）やIoT（Internet ofThings）といったモノとモノの通信によって提供される新たなサービスへの期待が高まっている．しかし，非常に多くのノードが接続されながら，個々のノードは極めて低機能であるという特徴から，従来のネットワーキング技術をそのまま適用することはできない．そこで，これらのM2M/IoT通信を支える
無線マルチホップネットワーク構築技術について研究する．
具体的には，以下のようなテーマが挙げられる．
・異種無線システム間周波数共用による利用効率向上
・送信電力の動的変化によるカバーエリア最適化
・複数のM2M/IoTサービスを統合的に提供するプラット
フォーム
分野：情報ネットワーク
専門：モバイルネットワーク
E-mail: kazuhiko@is.tokushima-u.ac.jp

図2：M2M/IoTを支える無線マルチホップネットワーク

Tel.: 088-656-7495
Fax: 088-656-7495

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¡¤  http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/
ERD/person/10762/profile-ja.html

■火災検知■技量の定量化■知的交通システム■環境保全
コンタクト不良■農業応用■人の行動監視内容：
画像処理による曖昧な形状の計測
画像処理による複雑な動きの計測■火災検知
画像処理による煙や炎を検出■知的交通システム
画像処理による道路や横断歩道上の車や人の監視■技量の定量化
画像処理による阿波踊りのうまさの定量化■環境保全
画像処理による微小異物を検知する技術■農業応用
画像処理による微小害虫の計数■人の行動監視
画像処理による計算機室の監視

分野：情報学
専門：画像情報処理
E-mail: terada@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7499
Fax: <088-656-7499
HP : http://www-b1.is.tokushima-u.ac.jp/

開発した遺伝的アルゴリズムで発見した現在のMona-Liza
巡回セールスマン問題（n=100,000)の既知最良解

コンタクト不良開発したmemetic algorithmと呼ばれる手法を用いて発見した車両配送問題ペンチマークの既知最良解の例

内容：メタ戦略とは現実的な計算時間で最適解を求めることが困難な組合せ最適化問題に対して，探索的/ヒューリス
ティックな手法に基づいて短時間で高精度の近似解を求める近似解法の枠組みである．社会や産業で解決を求められている実問題は大規模なNP困難問題となることが多く，実用的な観点からはなんらかの近似解法の適用が必要となる．
本研究では代表的な組合せ最適化問題に対して高性能なメ
タ戦略アルゴリズムを構築した．
事例１：巡回セールスマン問題（TSP）は最も有名なNP困難
な組合せ最適化問題の一つである．我々は遺伝的アルゴリ
ズムを用いて世界で１，２を争うTSPの近似解法を構築した．
右図はMona-Liza TSPと呼ばれる10万都市TSPで，現在の既知最良解は我々が提案したGAで発見されている．また，車両配送問題(VRP)に対しても，同様の手法で非常に強力な近似解法を構築している．
事例２：ジョブショップスケジューリング問題（JSP）はスケ
ジューリングに関する代表的問題である．我々はJSPに対する世界最高レベルの近似解法を構築し，主要ベンチマークの幾つかの問題でベストレコードを更新した．

開発したguided ejection
searchと呼ばれる手法を用いて発見したジョブ
ショップスケジューリング
問題ベンチマークの既知
最良解の例

分野：情報学
専門：ソフトコンピューティング
E-mail: nagata@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7505
Fax: 088-656-7505
HP :

センサ1

コンタクト不良

センサ2

センサ4

センサ3

アンプ

(a) 手首EMG計測

内容：
本研究では，手首で計測された多チャンネルＥＭＧ（筋肉電位）を用いて手首と指の動作を認識する．手首でのＥＭＧ信号計測は前腕や上腕の筋肉部分に比べて不安定でノイズが混入しやすい．しかし，手首での計測は，装着性の面で他の部位で計測するよりも優れており，手首装着型の機器であれば腕時計と同様に使用者が自然に対応可能である．将来的には手首装着型のウェアラブル機器に乾式EMG計測センサを組み込んで使用することを想定している．
一方，手首EMGをオンラインで計測・認識することを考慮す
ると，EMG信号を高速・高精度に認識できる方法が必要である．我々の研究室ではオンライン学習が可能なSimple-FLDA（近似型判別分析法）を開発し，オンライン学習が可能で比較的高精度にEMG信号を認識できることを確認している．このSimple-FLDAは通常の行列型判別分析の欠点を全て克服した手法である．
今後，手首EMGを用いて手首動作だけではなく，じゃんけん認識，さらにはウェアラブル機器操作が可能な総合操作装置の開発を目指し，深層学習の使用も検討中である．
分野：ソフトコンピューティング(b) オンラインじゃんけん認識

専門：ヒューマンセンシング
E-mail: fukumi@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7510
Fax: 088-656-7510
HP : http://titan.is.tokushima-u.ac.jp/~fukumi/コンタクト不良

図１ トライの例

内容：
文字列検索は，多くのアプリケーションで使われており，非常に重要な技術である．文字列検索には，検索スピードとコ
ンパクトなメモリ使用量が求められている．キー検索をするためのデータ構造であるトライ（図１）を用いた実装方法の一つであるダブル配列（図２）は，高速性とコンパクト性をあわせ持つ手法である．インターネットの発達により，大規模な文字列集合を扱うことが多くなり，LOUDSなどのさらにコンパクトなデータ構造が使われる場合があるが，検索速度はダブル
配列より遅くなっている．
そこで，ダブル配列の高速性を維持したまま，メモリ使用量を少なくする研究を行っている．トライの深さごとにダブル配列を構築することにより，階層ごとにBASEやCODEの値を決定することができるので，BASE配列を表現するバイト数の削減することができ，ダブル配列のメモリ使用量を少なくすることができる．また，CHECK配列を表現するバイト数の削減する手法についても研究中である．
さらに，高速な類似文字列検索や，DNAの塩基配列の検索などの応用を考えている
分野：メディア情報学科・データベース
専門：情報検索，自然言語処理

図２ ダブル配列の例

E-mail: fuketa@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7564
Fax: 088-655-4424

VR/ARによる避難訓練システム
インタラクティブ性・リアリティの向上

位置情報ゲーム（LBG）による避難訓練
主に徳島県内の小中学校で実践

LBGによる地域防災学習システム
Pokémon GOのエッ
センスを防災教育に応用

ARによる災害状況可視化システム
目の前に災害状
況が広がっている
ように見せる内容：（１）研究背景
大規模な災害が多発している近年，誰もが災害に遭遇しう
る．よって，災害から命を守るための防災教育を充実させることが重要になってきている．例えば，従来の避難訓練は，予め決められた避難経路を辿るだけで緊迫感がなく，“命を守るためにどうすべきか” 自分事として考えさせていない．
ICT（情報通信技術）を活用してインタラクティブ性やリアリティを向上させた次世代型の避難訓練が必要である．
（２）研究概要
VR（仮想現実）/AR（拡張現実），デジタルゲーム，モバイル
システムといったICTを活用した新しい防災教育システムを開発し，教育現場を中心に防災教育を実践している．
代表例：• VR/ARによる避難訓練システムおよび避難行動分析• 位置情報ゲーム（LBG: Location-Based Game）による避難訓練• LBGによる地域防災学習システム• ARによる災害状況可視化システム
分野：複合領域
専門：教育工学
E-mail: mituhara@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7497
Fax: N/A
HP: http://pub2.db.tokushima-u.ac.jp/ERD/
person/73176/profile-ja.html

<図表>

N=2048

N=1024
コンタクト不良

N=4096

N=8192

内容:
制御工学は、対象の数理モデルを用いた最適か計算に基づく制御系設計法をあたえることによって、高度に発展した工学の基礎分野である。システム同定は、その数理モデル
を対象の入出力データからシステマティックに求める手法で、古くから研究されてきた。部分空間同定法は、1990年代から注目されるようになった比較的新しい同定手法で、推定値の分散など、その数理的な特性は、まだ、明らかになったとは言い難い。
そこで、我々は、直接的な分散解析の手法を提案し、いく
つかある部分空間同定法の分散の比較や設計パラメータのと分散の関係の解析などを可能にしてきた。部分空間同定法では、計算の過程に特異値分解という操作が入るため、摂動項の解析が難しかった。本研究では、特異ベクトルの摂動を扱う代わりに、特異部分空間のgapを考察することにより、この問題を解決した。
また、従来、漸近的一致推定値しか提案されていなかった
カルマンゲインとイノベーションの共分散行列について、一致推定値を提案し、その数値解法などの解析も行っている。
分野：高額
専門：制御・システム工学
E-mail: ikeda@is.tokushima-u.ac.jp

N=16384

N=32768

Tel. 088-656-7504
Fax: 088-656-7504

人にやさしい感性ロボット
人の感情や性格、人間関係を理解し、適切な距離感でのコミュニケーションを目指す

親密度コンタクト不良

感情

性格

感情推定

共感

評判分析

俗語の標準語変換

内容：
人にやさしい感性ロボットの構築のために、言語からの感性
推定や評判分析などを主な研究対象としている。最近の動向や世間一般の意見を探る対象として SNS 上の個人の発言は有用であるが、辞書に未登録の語が含まれることで解析に失敗し、必要な情報を見逃してしまう可能性がある。そうした語の多くが、個人の感性や世相を反映した言葉であるた
め、評判・意見分析において、動的な感性辞書の構築が重要となる。また、 新しく登場する語の多くが、使用されるコ
ミュニティによって使用頻度や意味的な変遷があり、 時期による意味・使用傾向に変動が起きやすいため、感性とその用法や重要度を、各場面に応じて適切に変化させていく必要がある。本研究では、分析目的に応じて自動更新可能な感性
辞書の自動構築のための感性知識抽出を提案する。本手法が実現することで、テキストマイニングのために毎回辞書を構築して準備する必要がなくなり、SNSにおける評判分析や炎上現象への対策などが従来より容易かつ正確におこなえるようになる。

性格分析
親密度推定

分野： 感性情報学
専門： 感性ロボティクス

Web上の非言語表現解析

E-mail: matumoto@is.tokushima-u.ac.jp

看護・介護分野での応用

Fax: 088-656-7654

Tel. 088-656-7654

Root
鳥

政治

スポーツ

コウノトリ

ツル

野球

サッカー

(a) 従来の概念知識の例
印象知識ベース
ピカピカ
コンタクト不良
小さい
軽い
サイズ
電話
大きい
：

：
鏡
ケータイ
ツル
：
大きい
：

(b) 構築する印象知識の例
図1 印象知識の概略図
1

ス

2

マ
タ

大

10

3
6

ホ

4

ミ

7

#

5

ナ

8

#

内容：
人に優しいマンマシンインターフェースの実現には，人間からの要求を正しく理解する技術が必要不可欠である．自然言
語処理分野においては，概念ベースやオントロジーなどの知識構築によって，語の持つ本来の意味概念（コウノトリ：＜鳥＞など）を蓄積することで意味理解を行う．例えば“コウノトリが運ぶ”の理解処理では，意味概念の取得によって＜鳥＞＋「運ぶ」となるが，この場合は｛幸せ｝＋「運ぶ」が正しい理解だと考えられる．このように，メタファーやメトニミー，オノマ
トペなどの表現から意味や意図を理解するには，表層の単語が持つ意味とは異なる解釈が必要となり，そのためには
感性や印象などの感覚（コウノトリ→｛幸せ｝など）を知識化する必要がある．
そこで，本研究では，表層の意味とは異なる解釈が必要となる表現を曖昧な表現とし，語彙から受ける印象や，連想する表現を印象知識として構築，利用することで，曖昧な表現における意図の理解を目指す．構築する印象知識は，例えば図1（b）のように語彙と印象，また関係性が相互接続されている．これらを全て索引語として辞書に保存するため，図2のような辞書構造を構築している．

9

分野：感性情報学

き

11 い

12

1

5

2

9

3

9

5

5

6

リンク情報：“9-5”Tel. 088-656-7490

13

7

5

8

リンク情報：“13-5”

Fax: 088-655-4424

#

13
13

専門：感性情報処理
4

リンク情報：“5-9-13”

図2 印象知識の格納辞書構造の例

E-mail: kam@is.tokushima-u.ac.jp

【アンビエントBCIの構築】
・概要
ブレイン・コンピュータ・インタフェース（BCI）が頭皮上から観測される脳波を分析し、ヒトの生理・心理状態を把握し、その情報に基づいたサービス（音楽など）を提供するシステムの構築を目指す。
・アプリケーション－ヒトの意思、思考、違和感などの検出－外部刺激の最良制御（療法支援システムへの適用）

医療・福祉分野
・心身状態の把握
・適切なサービスの提供

共生：アンビエントBCI
コンタクト不良

産業応用分野・人間中心システム・デバイスの小型化

脳波を利用し、外部刺激(音楽など)を制御する。

～脳活動の個人差分析～
個人差の課題
・個体内差
・個体間差
新たなアル
ゴリズム

個人差の解決・Personalityを考慮したモデル・灰色理論に基づくアルゴリズム【脳活動の個人差分析】
・概要
ヒトの任意の反応に含まれる個人差（個体内差、個体間差）を脳活動から検出するための研究である。個人差は性格の違いとして処理するモデルや曖昧な情報処理を統計的に解析する手法（灰色理論）を用いて個人差を表現する。
・アプリケーション－ 脳波インタフェースへの適用－ ヒトの癖検出およびサービスへの適用
分野：情報学
専門：感性情報学
E-mail: sito@tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-9858
Fax: 088-656-9858
HP: http://pub2.db.tokushimau.ac.jp/ERD/person/189119/profile-ja.html

ドライバの頭部姿勢分類

コンタクト不良(a) 正面を向いている姿勢

内容：
市街地の信号機のない交差点では，出会い頭の事故など数多く発生していることが報告されており，安全運転のためにはドライバが通常の正しい確認行動を行なうことが重要である．すなわち，交差点における安全確認動作に着目して，交通事故を引き起こす可能性のある不安全な運転行動を予測し，ドライバに指摘することは有用であると考える．
運転中の安全確認動作には個人固有な頭部の動きパターンが存在し，注意力低下に伴う逸脱状態を示すシグナルが，このパターンにも表れると予想される．本研究では，ドライバの頭部姿勢の3次元情報（安全確認に伴う首振り動作）を単眼カメラで撮影された2次元画像上での位相変化のみから抽出し，安全確認動作のモデル化を行うことで，危険運転を引き起こすきっかけとなる平常状態からの継続的逸脱を検出するシステムの構築を目的とする．安全確認動作のモデル化のための頭部姿勢定量化手法として，2種類の教師なし
ニューラルネットワークをハイブリッド化した手法を提案し，ニューラルネットワークのパラメータ調整による安全確認行
動時の頭部姿勢カテゴリ分類結果について検討を行っている．
分野：情報学
専門：人間情報学
E-mail: momoito@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7512(b) 深く頭部を下げて確認する姿勢
頭部姿勢分類結果の例..

Fax: 088-656-7512

crackコンタクト不良

入力部

接続部

特徴抽出部

曲1
曲2
曲3

AIST Annotation
ビート構造
リフレイン構造曲1 intro 曲2 intro
曲1 Aメロ 曲2 Aメロ
曲1 Bメロ 曲2 Bメロ
曲1 サビ 曲2 サビ
曲1 end 曲2 サビ
曲2 end曲3 intro
曲3 Aメロ
曲3 Aメロ
曲3 Bメ
ロ
曲3 サビ
曲3 end局所的接続の特徴ベクトル
V = ( クロマベクトル, BPM, 音量,
周波数重心, 音程パワー分散 )最短経路算出

大局的
接続ルール

再生部
曲2 intro 曲2 Aメロ 曲1 Bメロ 曲3 サビ 曲3 end

図１ メドレー曲自動生成システム

近年、音楽配信サービスの拡大によって、いつでも、どこでも、数千万曲もの音楽データベースから、聴きたい楽曲を選べる環境が整っています。あらゆる音楽がデジタル化され、情報通信技術によって、創作・発信・検索・共有される機会
は、今後ますます増えていくことでしょう。
私たちは、デジタル音楽を、より便利に、管理を簡単に、より豊かに楽しむために、工学的な視点から音楽にアプローチ
する、以下の研究テーマに取り組んでいます。
（１）音響指紋に基づく音楽検索技術
音響指紋とは、未知の音の断片に対して、それが既知の音と同一かどうかを判定する技術です。音響指紋の効率的な抽出・照合アルゴリズムに関する研究を進めています。
（２）能動的音楽鑑賞のための音楽生成技術
デジタル化された音楽を、様々な信号処理技術を用いて加工し、解析的・対話的に聴取するための音楽合成技術について研究しています。
（３）音楽構造解析技術
拍節認識、音高推定、和音認識、サビ区間推定のための音響信号技術について研究しています。
分野： 情報学
専門： 知能情報学
E-mail: oono@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-4735

• 人間行動認識• 研究テーマ• 道路標識認識・安全運転支援技術• 監視カメラよるによる車認識・追跡• ウェアラブルセンサーによる人間行動認識に関する研究
コンタクト不良• スマートフォンによるQRコード認識に関する研究• 監視カメラよる人間認識・認証に関する研究• スマートフォンによる文字認識• 道路標識認識・安全運転支援技術• Air-Droneによる人間認識・追跡• スポーツ技術支援に関す研究
分野： 情報学
専門：パターン認識
E-mail: Karungaru@tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-7488
Fax. 088-656-7488
HP : http://www-b1.is.tokushima-u.ac.jp

顔写真
（省略可）

早期鬱病診断

コンタクト不良

会話品質評価・目的有る会話生成

内容：
精神疾患の早期発見は治療やリハビリテーションに対して重要な課題になっている．本研究はSNSユーザーが発信したメッセージをストリームと扱い，メッセージの意味と感情情報を抽出し，発信時間情報と一緒に纏めて確率的に鬱病の予測及び鬱病アラート判定ポリシーを学習する方法を提案する．
鬱病アラートがSNSユーザーに提供出来て，医療・衛生機関に対して貴重な情報として利用できる．本研究は鬱病判定精度とアラート出す時期を同時に注目する為に，色んな機械学
習手法を検討する．
SiriやAlexaなどの音声アシスタントが盛んでいる時代に，人間らしい会話を生成する研究は増やしている．しかし日常生
活に色んな会話のシナリオや目的が存在し，会話の「人間らしさ」に対して学術界に統一的な定義がなさそうである．更に
会話生成モデルの学習目標が不明になってしまい，一般的な会話コーパスによる学習した言語モデルを直接に利用する場合に，意味の一貫性や倫理的な問題点が避けられなくなる．本研究は雑談会話の上にサービスカウンター会話・心理カウンセリング会話を注目し，会話品質の自動評価と会話
生成改善手法を提案する．会話の人間らしさと特定分野における効果と効率を注目し，色んな心理学理論・機械学習手法を検討する．
分野：知能情報学・感性情報学
専門：情報工学専門分野
E-mail: kang-xin@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-9912
Fax: 088-656-9912
HP : https://researchmap.jp/kang-xin

問題点 ：人間のように自然な対話はできない

コンタクト不良

解決策 ：会話のテンポをスムーズにする

１ 研究背景近年，Apple Siriなどの音声対話システムが普及してきている．しかし，人間同士の対話のようなスムーズな対話は行えない．これを実現するには，応答内容を高度にするだけでは不十分であり，その他の要素の制御が不可欠である．
２ 研究方法
本研究では，特に対話のテンポに着目（音の大きさ，高さ，
速さ，タイミング）し，ユーザが音声対話システムを自然に楽しく利用するために必要な要素の解明を目指している．このために，テンポ制御モデルを研究し，対話のテンポをリアル
タイムで制御可能な音声対話システムの開発を行っている．
また，システム応答の内容も良くする必要があるため，適切な応答を返せるように，言語のモデル化，表現変換，応答選択などを研究している．
３ 応用例
本研究の成果により，テンポの良い対話が可能となり，より楽しく，円滑に対話できるロボットを実現可能となる．さらに，様々な音声対話システム，ロボット，デバイスを用いる環境への情報入力手法として必須の技術となるであろう．

分野：ロボティクスおよび知能機械システム関連
各部を高性能にする！

相互に連携させる！

深層学習の導入→応答タイミング制御→応答内容生成・選択
l 日常会話音声データ→大量の対話データを分析

l 各部の情報を使う→リアルタイムに情報通信→結果だけの送信ではない→途中結果も相互に活用l専門：音声言語情報処理，音声対話システム
E-mail: nishimura@is.tokushima-u.ac.jp
Tel. : 088-656-9446
Fax : 088-656-9446
HP : http://ryota.nishimura.name/

図１：テキストマイニングによる検索支援の概念図

図２：テキストマイニングによる検索支援システム

内容：
近年，WWW上や組織内に蓄積される電子的文書の量は増大の一途を辿り、特定組織のWeb文書集合、Wikipedia、さらには企業内文書集合等、様々な文書集合（コーパス）において電子的文書のサイズが増大し、把握が困難となりつつある。
この状況に対し、我々は、「リアルタイムテキストマイニング
による検索支援システム」（図１）を提案している。テキストマ
イニングとは、与えられたテキスト集合の中での、「言葉の使われ方」（主に、言葉に関する統計的情報）について分析するタスクである。接尾辞配列というデータ構造を活用すること
で、入力されたクエリに対し、「用例抽出」「同義語抽出」という二種類のテキストマイニングをリアルタイムに行い、マイニ
ング結果を提示することで、検索支援に役立てる（図２）。
また、「テキスト中の数値情報マイニング」に関する研究も行っている。テキスト情報の中には、「25歳」「10000円」等、多くの数値表現が含まれている。我々は、数値範囲を検索ク
エリとして用いる検索機能を備えた新たなテキストマイニング
システムを提案している（図３）。

分野：知能情報学
専門：テキストマイニング
E-mail: mino@tokushima-u.ac.jp
Tel. 088-656-9689
Fax: 088-656-9689
図３：テキスト中の数値表現マイニングシステム

コンタクト不良

Fig 1. Multi-hop wireless network set on drones. Drones
autonomous navigation and communication considers debattery discharge status of each individual drone.

Fig 2. Simulation of a realistic personal area wireless network
using the help of a Virtual Reality environment.

During the past few years, the interconnectivity between
small devices have rapidly increased. These devices
communicate with one another through networks used inappliances in our homes, medical equipment, security andmonitoring devices. The networks used by these small
devices are often limited and impose many challenges.
Furthermore, these networks may or may not be connectedto the Internet. While these type of networks are often
overlooked, they are one of the pillars that supports IoT(Internet of Things) and the development of future networks.
In these research, the following topics are studied:- Development of new communication protocols for
personal area and body area networks (IEEE 802.15.4 &IEEE 802.15.6 ).
- Measurement of energy consumption and development ofenergy efficient algorithms used in radio transceivers andvehicles (e.g. drones)- Development of simulation tools that support thedevelopment of these networks: (A) Simulated networks
using virtual reality environments. (B) Simulated energy
models for batteries and radio transceivers.
Keywords: Personal Area and Body Area Wireless Networks,
Network Protocols, Energy efficient Networks, Network
Simulation tools, Networks on Virtual Reality Environments.
E-mail: alramonet[ at ]tokushima-u.ac.jp