Ubiquitous Computing Systems Laboratory
GUIDE 2022奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 情報科学領域
ユビキタスコンピューティングシステム研究室

私たちの住む世界を、もっとスマートに
Make our life smarter

本研究室では、私たちの住む世界を超スマートにする「Society 5.0」の実現を目指し、そのキー技術となるサ収集した情報の分析

イバーフィジカルシステム（CPS）を 3 つの重点対象領

コンテキスト推定，情報推薦，嗜好分析，快適度分析

域に普及させるための研究を推進しています。
「スマートホーム」では、学内に設置した住環境の中でセンサや機械学習を駆使した行動認識・予測や知的家電制御の研究を行っています。
「スマートライフ」では、スマートフォ
ンアプリやウェアラブル機器を使って、日々の生活やスポーツにおける心身の健康度合いの計測・増進を行う研情報の収集分析結果の応用

モバイルセンシング，センサネットワーク，情報流行動支援，スマートハウス，コンテキストアウェアシステム

究に取り組んでいます。
「スマートシティ」では、エッジ 型 IoT 分 散 処 理 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム、連 合 学 習（Federated Learning）、ゲーミフィケーションも使った実世界

効率良い参加型情報収集、収集した情報を取捨選択して価値をもたせるキュレーション等の研究を行っています。さらに、生産性の向上を目指すスマートオフィスの研究として、仕事中の様々なコンテキスト認識に加え、行動変容に関する研究を行っています。いずれの研究も、

自動車

オフィス

家環境

センサや IoT を用いた「実世界からの情報収集」、機械学習や AI 技術を活用した「情報の分析」、そして、ア

人間活動

運動

都市

プリやサービスといった「分析結果の応用」の３技術領域を跨って、ハードの開発からソフトの実装を含んだシ

スマートホーム

スマートライフ

スマートシティ

ステムとして動作させることを重視しています。
In our laboratory, we set three target areas and promote research, aiming to make our society smarter toward Society 5.0 through cyber physical system (CPS) technologies which link the real world and the cyber world. In “Smart Home” area, we conduct research on recognition andprediction of activities of daily living as well as intelligent home appliance control utilizing sensors and machine learning in the smart home
testbed with a living room, a bedroom, a kitchen, a bathroom in the university. In “Smart Life” area, we are working on research to measureand improve the degree of physical and mental health in everyday life and sports using smartphone applications and wearable devices. In“Smart City” area, targeting tourism, we conduct research on efficient participatory information collection utilizing federated learning andgamification mechanisms, an edge-based IoT platform, and curation which creates valuable information by selecting and summarizing thecollected information. Furthermore, to realize smart offices for improving productivity, we are conducting research on behavior change inaddition to various context recognition during work. All research activities are conducted over three technical areas: “data collection from realworld” using sensors and IoT devices, “data analysis” using machine learning and AI technologies, and “feedback of analysis results” such asapplications and services. We strive to make every outcome of research work as a system including hardware and software implementations.

安本 慶一 教授
Professor

Keiichi Yasumoto

諏訪 博彦 准教授
Assoc. Prof.

Hirohiko Suwa

藤本 まなと 客員准教授
Affil. Assoc. Prof.

Manato Fujimoto

松田 裕貴 助教

JP Talusan 研究員

Assist. Prof.

Postdoctoral Researcher

Yuki Matsuda

JP Talusan

特集 ─ ユビ研
Featured Research

1

TOPIC

ナッジを用いた新しいライフスタイルへの変容
新型コロナウイルス感染症の爆発的な流行により新食べるとゲーム内の敵に攻撃 !

しいライフスタイルへの変容が求められています。
しかし、在宅勤務による移動不足や孤食の増加、コ消毒液

アート

消毒すると植物が健康にミュニケーション機会の低下は人の心身の健康に様々な影響を与える可能性があります。そこで、身近なモノを IoT 化する「テイラーメイド IoT」と行動経済学の「ナッジ」をかけ合わせたシステムによっ

メシクエ : 食事ゲーム

棒体操センシングて、人が自発的に健康的な生活習慣を獲得できるように促す技術に関する研究を進めています。
香りによる糖分摂取量低減

2TOPIC

居住者を理解し快適にするスマートホーム
実験用に作られたスマートホームで培った様々な研究成果を、一般の家で利用可能にするために拡張し

SALON: スマートホームキット

遠隔コミュニケーション支援

たり、実用化を見据えた新たな課題解決を企業等と連携しながら進めています。最近では、エナジーハー

3D LiDAR で臨場感ある空間共有を実現

ベストなスマートホームキットを開発し、一般家庭における行動認識・行動変容に取り組んでいます。
プライバシーに配慮したセンシング技術を開発する

デイケアレポート自動生成

ことで、より快適でストレスのない高齢者見守りや家電自動制御の実現を目指しています。
いこいの家 26

3TOPIC

振動センサによる行動認識

市民の日常・非日常をサポートする街の創造
ICT 等の新技術を活用しマネジメントが行われ、全体災害避難シミュレーション

交通機関・施設の混雑度推定

複数リソースを考慮した観光ナビ

市民向け街づくりアプリ

最適化が図られる持続可能な都市と、それに合わせた新たな街づくりが求められています。また、感染症等の対策のため、混雑を把握し、人々に混雑を避ける行動変容を促す必要があります。最近では、BLE を用いた公共交通機関・施設・店舗の混雑度推定技術を開発するとともに、街全体の混雑度を平準化するアルゴリズム開発を進めています。この技術は日常時だけでなく、災害避難誘導などの非常時にも応用できます。

スマートホーム
Smart Home

家と、暮らそう

家が人を理解し快適な生活へ

Compassionate home for comfortable life

快適で省エネ、安心な未来のスマートホームの実現に向け、To realize a comfortable, energy-efficient, and secure smart
home of the future, we have built an actual house on campus,
with bath and other amenities, and are conducting various
cutting-edge studies, including the development of new sensors, sensor-based activities of daily living (ADL) recognition,home appliance coordination, and monitoring of the elderly.
We are also developing a smart home kit not requiring a
power supply or communication wiring, in consideration of
its widespread use in ordinary homes. Moreover, we are challenging controlling home appliances in accordance with residents' schedules and feelings. Based on the research results, weare also actively taking on new challenges, such as cyber-physical remote space sharing for with/post-COVID19 era.

お風呂なども備えた実際の家を学内に建設し、新しいセンサの開発やセンサを活用した行動認識、家電連携、高齢者見守りなど様々な最先端の研究を進めています。また、一般家庭への普及を考慮し、電源や通信配線が不要なスマートホームキットを開発しています。現在は、リアルタイムな行動認識に加え、将来の行動予測や居住者の感情推定をすることで、居住者の予定や気持ちに寄り添った家電制御などに取り組んでいます。また、スマートホームの研究成果をもとに、デイケアセンターにおけるケアレポート自動作成システムの開発やウィズ／ポストコロナに向けた遠隔コミュニケーションに取り組むなど、新たな取り組みにも積極的に挑戦しています。

位置情報・LiDAR
電力・温湿度Localization,Env Sensors

研究業績 - Publication

理解Context
understanding

Wi-CaL: WiFi Sensing and Machine Learning based Device-Free
Crowd Counting and Localization, IEEE Access, 2022.
Optimal Cooking Procedure Presentation System for Multiple
Recipes and Investigating Its Effect, Algorithms, 2021.
SALON: Simplified Sensing System for Activity of Daily Living
in Ordinary Home, Sensors, 2020.

家電制御
行動認識
行動変容
Actuation,
Recognition,
Intervention

Energy Aware Simulation and Testing of Smart-Spaces, Information and Software Technology, 2020.
Effective Trilateration-based Indoor Localization Method Utilizing Active Control of Lighting Devices, Sensors and Materials, 2020.

スマートライフ
Smart Life

人を理解し、寄り添う

心身の状態をセンサ技術で認識

Physical and mental contexts recognition

人が行う様々な活動（日常生活やオフィスワーク、スポーツ

We try to recognize the physical and mental states and theirchanges associated with various activities people engage in (dailylife, office work, sports, etc.) and to induce behavior changes that
improve QoL (quality of life). In addition to smartphones andwearable devices, we are developing tailor-made IoT with sensors and actuators embedded in everyday items (chopsticks thatrecognize eating behavior, bamboo swords that recognize striking movements, etc.). We are also working on a new study of
IoT nudges, which, e.g., induce healthier eating behavior (slowand full eating) by reflecting the type of food eaten and eatingspeed (acquired by IoT chopstics) in real time on IoT paintings.

QoL（生活の質）など）に伴う心身の状態とその変化を認識し、が向上するような行動変容を促す研究を行っています。ス
マートフォンやウェアラブル機器に加え、日用品にセンサやアクチュエータを埋め込んだテーラーメイド IoT（食行動を認識する箸、姿勢を認識する椅子、打突動作を認識する竹刀など）を開発しています。さらに、IoT ナッジ技術や、箸型

IoT を使って、食べた料理の種類や食べる速度を IoT 絵画にリアルタイムに反映する（偏食や早食いの際には、同じ色しか塗られない、色が混ざって濁った色になるなど）ことによって、より健康的な食行動（ゆっくり満遍なく食べる）を誘発する IoT ナッジの研究にも新たに取り組んでいます。

心理状態推定Mental condition estimation

研究業績 - Publication
DisCaaS: Micro Behavior Analysis on Discussion by Camera asa Sensor, Sensors, 2021.

行動変容・ナッジ
Behavior change

身体状態推定Physical condition
estimation

D!

STAN

STAND!

割込み / 通知Interrupt / Attention

Exploring the Impacts of Elaborateness and Indirectness in aBehavior Change Support System, IEEE Access, 2021.
Detection of Careless Responses in Online Surveys Using Answering Behavior on Smartphone, IEEE Access, 2021.
Strike Activity Detection and Recognition Using Inertial Measurement Unit Towards Kendo Skill Improvement Support
System, Sensors and Materials, 2020.
Estimating Subjective Argument Quality Aspects from Social
Signals in Argumentative Dialogue Systems, IEEE Access, 2021.

スマートシティ
Smart City

街は、情報の泉

人と街とを情報技術でつなぐ
持続可能な社会を実現するために、街や社会の状態をセンシング／分析／フィードバックする技術について研究を行っています。特に、人にセンシングを依頼する参加型センシング
技術、個人にあった観光動画を提供する観光キュレーション技術、人の行動変容を促し効率的な運用を行うカーシェアリ
ングシステム、ソーシャルメディアから有用な知見を抽出するソーシャルセンシング、BLE を用いた混雑度センシングなどに力を入れています。その中で継続的に協力を得るためのメカニズム（ナッジ・ゲーミフィケーションなど）やセンサデータの分散処理機構（エッジコンピューティング、連合学習など）、災害時のセンシング・通信手法など、未来の社会を実現するのに必要な技術を幅広く研究しています。

ソーシャル
センシング

解析

Social data mining,
Open data

SNS

Urban data analysis,
Digital Twin

参加型
センシング
Participatory
sensing

Connecting citizen and city with ICT
To realize a sustainable society, we study technologies for sensing/analyzing/feeding back the state of towns and society. In
particular, we focus on participatory sensing asking people to dosensing, tourism video curation to create personalized videos,car sharing systems to induce behavior change and efficient
operation, social sensing to extract useful knowledge from social
media, and BLE-based congestion sensing, etc. We are researching a wide range of technologies necessary to realize a futuresociety, including mechanisms for continuous cooperation (e.g.,nudge, gamification), distributed sensor data processing , andsensing and communication methods for disaster situations.

研究業績 - Publication
Estimating Congestion in a Fixed-Route Bus by Using BLE
Signals, Sensors, 2022.
Route Planning through Distributed Computing by Road Side
Units, IEEE Access, 2020.

行動変容
情報推薦

Behavior changes,Recomendation

Gamified Participatory Sensing in Tourism: An Experimental
Study of the Effects on Tourist Behavior and Satisfaction,
Smart Cities, 2020.
Automatic Route Video Summarization based on Image Analysis
for Intuitive Touristic Experience, Sensors and Materials, 2020.
Evacuation Shelter Decision Method Considering Non-Cooperative Evacuee Behavior to Support the Disaster Weak, Sustainability, 2021.

研究室生活Ubi-Lab. Life

研究も遊びも、全力で
2022 年度 在籍学生

学生の実績
NAIST 最優秀学生表彰 ＊2012 年度より 2020 年度まで連続受賞
博士前期 6 名，博士後期 4 名
研究発表件数（2021 年度）

論文誌： 10 件， 国際会議： 20 件， 研究会： 46 件
学術発表での受賞（2021 年度、計 21 件の受賞）

IEEE ICMU Best Paper Award 1 件
DICOMO 2021 優秀論文賞 3 件・優秀発表賞 1 件・ヤングリサーチャー賞 1 件
DPSWS 優秀論文賞 1 件・奨励賞 1 件
情報処理学会 山下記念賞 2 件 等コンテストでの受賞（2021 年度、計 8 件の受賞）

SPAJAM 2021 本選大会 最優秀賞
技育 CAMP No.7 最優秀賞，技育展 2021 優秀賞
JPHACKS 2021 審査員特別賞・AwardDay 2 位 等＊

学業成績が特に優秀であり、かつ顕著な研究業績を挙げた者に贈られる賞

博士前期： 22 人（留学生 2 人） 博士後期： 17 人（留学生 9 人）

国際連携
Ulm University（ドイツ）
University of Mannheim（ドイツ）DFKI（ドイツ）
Karlsruhe Institute of Technology（ドイツ）
University of Trento（イタリア）
University of Milan（イタリア）
Grenoble Alpes University（フランス）
UC Louvain（ベルギー）
American University of Sharjah（アラブ首長国連邦）
Unitec Institute of Technology（ニュージーランド）
Ateneo de Manila University（フィリピン）Singapore Management University（シンガポール）
Vanderbilt University（アメリカ合衆国）
Missouri University of Science and Technology（アメリカ合衆国）

学生の就職先TOYOTA / SONY / SoftBank / AWS / ZOZO / HITACHI三菱電機 / Yahoo! JAPAN / Accenture / サイバーエージェント
NTT データ / NTT docomo / Rakuten / DeNA / IBM / Oracle
ナビタイム / DENSO / 日経新聞 / 毎日放送 / ミサワホーム 等

競争的資金と共同研究
文部科学省 科学研究費補助金（代表）
基盤研究（A, B） / 挑戦的研究（萌芽） / 日本学術振興会 特別研究員 DC2

企業・大学・自治体との共同研究

JST 戦略的創造研究推進事業（代表）
さきがけ（「IoT が拓く未来｣ 領域）

デンソーテン / 讀賣テレビ放送 / NTT 研究所

三菱電機 / オンキヨー / 京セラ / 南都銀行

Yahoo! JAPAN 研究所 / KDDI 総合研究所
大阪大学 / 九州大学 / 奈良県立医科大学

情報通信研究機構（NICT）
委託研究（ウイルス等感染症対策に資する情報通信技術の研究開発）

大阪公立大学 / 慶應義塾大学 / 和歌山大学

革新知能統合研究センター（AIP）

生駒市 / 奈良市 / 奈良県 / 四條畷市 / 京都府 等

受験生の皆様へ

表紙の写真 ─ Tongar（とんがーる）

現実世界とコンピュータ・ネットワークの中のサイバー世界が高度に融合された社会（Society5.0）に向け、私たちの生活や経済活動を高度にスマート化するサイバーフィジカルシステム（CPS）に関する研究開発が世界的に活発化しています。AI 技術と IoT 技術の急速な進展は、CPS の高度化および社会への急速な浸透を促進しており、全ての産業分野において飛躍的な進歩をもたらすことが期待されています。本研究室では、IoT“ポイ捨て” は深刻な環境問題であり、解決が望まれています。Tongar は、ゴミ拾いに利用するトングにカメラを搭載し拾ったゴミの種別を自動認識することにより、「どこ」で「どんな」ゴミが「いつ」拾われたのかの情報を自動で収集する研究です。

や実世界状況認識の研究を通して、Society5.0 の実現に貢献するとともに、学生が問題を発見・解決し、社会にフィードバッ
ユビ研に遊びに来てね！

クする能力を身につけることを目標にしています。上記に加え、論文執筆力、プレゼンテーション力、コミュニケーション力を向上させるため、学会での発表を奨励しています。ありがたいことに全国から優秀な学生が集まっており、毎年多くの賞を受賞しています。優秀な仲間たちと切磋琢磨し、未来のユビキタスコンピューティングシス
テムの実現を担う最先端の研究がしてみたいといユビ研の妖精Ubii（ユービィ）

う熱意ある学生をお待ちしています。

「いつでも見学会」実施中！
オープンキャンパス以外でも、研究室や各種設備の見学ができます。
先輩たちの普段の生活を見たり、より詳しい話をすることが可能です。
受験を希望する方は、ぜひ見学に来て下さい！

情報Ｂ棟

奈良交通バス
奈良先端科学技術大学院大学前

高山駐車場

A棟

池バイオ物質創生◀ 至 大阪府▼ 至 学研北生駒駅

国道163号線

至 奈良登美ケ丘駅 ▶

徒歩N

近鉄けいはんな線 学研北生駒駅 から徒歩 20 分
奈良交通バス
近鉄けいはんな線 学研北生駒駅発「高山サイエンスタウン行き」約 5 分
近鉄京都線 高の原駅発「高山サイエンスタウン行き」約 24 分
「奈良先端科学技術大学院大学」下車すぐ〒630-0192 奈良県生駒市高山町 8916-5
奈良先端科学技術大学院大学 情報科学領域 A 棟 4 階
Takayama 8916-5, Ikoma, Nara 630-0192, Japan,
Fourth floor of Information Science Building “A”

当研究室の最新情報は研究室 Web サイトをご覧ください

http://ubi-lab.naist.jp/