ＦＩＴ

ジャイレータを用いた非相反CRLH線路に関する一考察
ー 単位セルが偶数個の場合 ー独創

情報工学部 情報通信工学科 大久保賢祐
情報系工学研究科 システム工学専攻 藤川挑夢
伝送線路にジャイレータおよび直列キャパシタ
C を装荷した単位セルによる周期構造で構成される非相反CRLH線路（G-CRLH-TL）は C のみの制御によって動作周波数を容易に掃引できるが非相反性を示す[1]。

F-1

図1 E-CRLH-TLの単位セル

本研究では周波数可変性に優れかつ相反性を示すCRLH線路として、G-CRLH-TL の単位セル2つを1組にした(図1)偶数個の単位セルから構成される構造（E-CRLH-TL）を提案し、E-CRLH-TLは相反性を示すことを明らかにした[3]。また遷移周波数における群速度は通常のCRLH-TL[2]と同様に主線路の群速度 v の1/2であること、さらにE-CRLHTLの単位セルの長さを通常のCRLH-TLの単位セル
図2 E-CRLH-TLの分散特性の長さと等しくすると、両者の分散特性(図2)は一致することを回路解析によって明らかにした[4]。 E-CRLH-TLは動作周波数の可変性に優れかつ相反性をもつため可変位相器などのデバイスへの応用が期待される。
文献 [1] K.Okubo, T. Maruyama et al., Proc. of APMC 2022, WE1-F6-3, pp. 79-81, Nov. 2022.
[2] A. Sanada et al., IEEE Microwave and Wireless Compon. Lett. vol. 14, no.2, pp. 68-70, Feb.
2004. [3] T.Maruyama, N. Fujikawa, K Okubo et al., Proc. of TJMW&AWPT2023, YE-08, 2 pages,December 2023. [4] 円山,藤川, 大久保 他, 信学技報, Vol. 123, No. 396, pp. 84-88, 2024年2月.
連絡先 大久保賢祐 okubo＠c.oka-pu.ac.jp

高速かつ高効率なデータ伝送システムに関する基礎研究

F-2

情報工学部情報通信工学科 稲井寛 若林秀昭 荒井剛
情報系工学研究科システム工学専攻 石橋健士朗 筑紫隆弘

独創

高速かつ高効率なデータ伝送システムを実現するための基礎研究に取り組んでいる。一般的に通信に必要な機能は階層化された構造となっているため、まず、それぞれの階層で性能や信頼性を向上させることを検討し、次に、これらの技術を組み合わせて全体の性能を向上させることを目指している。以下、取り組んでいる研究の概要を述べる。
無線LANでは、全ての端末が同一の通信チャネルを使用するため、複数の端末が同時にパケットを送出すると、それらが衝突して通信エラーとなる。そこで、パケットを持っている端末はランダムな長さの待機時間経過後にパケットを送出することによって、互いに送信のタイミングをずらしてパケット衝突を回避している。待機時間は一様分布に従うが、範囲が広いと無駄な待機時間が多くなり、狭いと衝突の可能性が高くなるため、状況に応じて範囲を調節する手法について検討している。
多数の移動体端末で構成される無線ネットワークにおいて、TA（Transmittable Area）と呼ばれる特定の領域内での送信のみを許すことにすると、次々とTAを通り過ぎていく端末相互の情報交換によって、あたかもTA付近に情報が漂っているかの状況が生み出される。これを情報フローティングと呼び、事故などの情報を近隣に周知するための手段として注目されている。
この情報フローティングを必要な期間確実に持続させるための手法について検討している。
この他、無線LANにおいて端末間に障害物があるときに発生する隠れ端末問題を解消するための通信方式、交通事故の減少や渋滞緩和を目指すための高信頼な路車間および車車間の通信方式、屈折率の異なる二種類の媒体を交互に重ねた多層膜による光の回折・干渉・散乱を利用した発色法の解析、レーダによる海面の波浪状況のリモートセンシング、多くの無線通信で用いられている通信方式であるOFDMにおいて信号の歪みを抑える方式などの研究を行っている。
連絡先

稲井 寛、若林秀昭、荒井 剛 {inai,waka,tarai}＠c.oka-pu.ac.jp

F-3

演題取消

無線通信用高周波集積回路の検討

F-4

情報工学部情報通信工学科 伊藤信之
情報系工学研究科システム工学専攻 岸本日和

独創

近年、無線通信の進展はめざましく、様々な周波数帯を用いた様々な無線通信が運用されて い る 。 我 々の 研 究 室 で は 、 数 百 MHz ～ 数 十 GHz の 低 雑 音 増 幅 器 （ Low-Noise Amplifire,LNA ）および電圧制御発振器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO ）の高性能化に関する研究を行っている。ここでは2種類の20GHz帯の電圧制御発振器の検討結果を示す。
一つは図1に示す、低Kv VCOである。VCOの位相雑音の原因の一つとして、高いKv（制御電圧あたりの周波数可変量）があるが、発振周波数が高周波化されていくと自ずとKvは高くなるため、この回路ではスィッチトキャパシタによるキャパシタンス制御とスィッチトレジスタによるインダクタンス制御を組み合わせることにより、低Kvを実現し結果として低位相雑音（Phase Noise, PN）を実現した。
dBc/Hzに改善
-60

連絡先

伊藤信之

nobby@c.oka-pu.ac.jp-70

PN [dBc/Hz]

もう一つは、図2に示すPush-Push
発振器である。Push-Push発振器は原発振の2倍の周波数成分を取り出せる
ため、半分の周波数で動作する共振器回路により実現でき、則ち、キャパシタンスのQ値の高い領域で回路を構成できる。更に本研究ではソース側に抵抗を入れる事により、フリッカ雑音による位相雑音の低下を実現することができた。

(a)

MHz/V

(b)

-80

-90
B_Rs0@24.7mA-100

B_Rs20@24.0mA
B_Rs40@22.3mA-110

B_Rs0@24.7mA(b)

B_Rs20@24.0mA
B_Rs40@22.3mA

-120
00.3

0.6

0.9
1.2Vctrl [V]1.5

1.8dBc/Hz (c)(a)
図1 低Kv VCO回路の(a)回路図，(b)発振周波数特性，(c)位相雑音特性

図2 Push-Push VCO回路の(a)回路図，(b)位相雑音特性

強化学習を利用したFramed-ALOHAの提案と性能評価

F-5

情報工学部情報通信工学科 榊原勝己
情報系工学研究科システム工学専攻 出嶋啓太

独創【背景】 無線LAN等に代表される無線端末の小型化および家電製品への組込技術の進展に伴い、小型無線端末間で自律分散的に無線ネットワークを構築することは、IoT（Internet of Things）の基盤技術となる。この場合、多数の低伝送速度端末（例えばセンサ端末）から間欠的なデータが、AP（サーバ）宛に同時に送信されないよう制御する手順（ランダム・アクセス方式）が、重要な要素技術の一つとなる。近年、機械学習の一手法であるQ学習を、ランダム・アクセス・プロトコルに組み込む試みが活発に行われている。
【目的】 本研究では、ランダム・アクセス方式として最も簡便なスロット付アロハに基ずき、RFIDなどに採用されているフレーム付アロハを採用したネットワークを想定し、Q学習などの強化学習を利用し、フレーム内での送信タイミングを適応的に選択する方式を設計し、その性能を計算機シミュレーションにより評価することを目的とする。
【結果】 自端末の伝送成否情報を利用したQ学習を適用した既存方式ALOHA-Qに、他端末の伝送成否情報を加味したALOHA-Q+方式、多腕バンディット問題に対するUCBアルゴリズムを適用したUCB-ALOHA方式、Exp3を適用したExp3-ALOHA方式を提案した。提案方式の性能（スループット）を計算機シミュレーションにより評価した結果、右図に示すように、ALOHA-Q+方式及びUCB-ALOHA方式は、従来方式に比べ、高いスループットを示すことが明らかになった。今後は、強化学習の学習速度など向上を図る。
連絡先

榊原勝己 sakaki@c.oka-pu.ac.jp

埋め込み表現技術を用いたリリース前後のソフトウェア品質向上に関する調査
情報工学部情報システム工学科

天㟢聡介F-6
独創

ソフトウェアから継続的に収益を得るためには、ユーザの品質に対する期待に応えることが重要である。不具合を含む可能性が高いモジュールは優先的にチェックできることが望ましい。
従来は、メトリクス（変更行数や識別子の数）を予測・特定に用いていたが、ソースコードから埋め込み表現技術を獲得する技術の研究が行われ始めている。

図1: 機械学習などで扱うことができる埋め込み表現への変換

本調査では品質向上のための予測における埋め込み表現技術の有効性が主眼である。調査では
不具合予測手法に着目して、複数の埋め込み表現技術の性能評価に取り組んでいる。具体的にはプログラムの制御構造グラフの埋め込み表現、および、ソースコードの変数名の埋め込み表現が主な対象である。また従来のメトリクスとの組み合わせた予測手法にも取り組んでいる。
メトリクス

制御構造

識別⼦

不具合の有無図2: 埋め込み表現とメトリクスを組み合わせた予測

連絡先

天㟢 聡介 amasaki@cse.oka-pu.ac.jp

組込みAIシステムの高性能化・高信頼化に関する研究

F-7

情報工学部情報システム工学科

独創横川智教有本和民

1.ドライバー眠気検知用顔表情評定の汎化性能の向上【背景】居眠り事故は重大事故の大きな要因の一つであるため、ドライバーの眠気検知のための試みが数多くなされている。その一つが顔表情評定法であり、第三者がドライバーの顔表情をもとに眠気を５段階で評価する手法である。しかし、人手での評価のため、一定の基準を保った評価が困難であった。その問題を解決するため、AIの導入が検討されているが、汎化性能が十分でないという課題がある。
【目的】十分な汎化性能をもつ顔表情評定AIシステムを構築する。
【手法】個人差が少ない時系列データを教師データとし、限られたデータで精度向上を図る。
2. 初学者を対象としたモデル検査技術の学習支援ツールの開発と評価【背景】モデル検査は自動証明が可能な非常に強力な技術であるが、産業界での利活用は十分に進んでいない。要因の一つは、厳密な検証にはモデル作成の労力が極めて大きく、モデル検査の知識がない技術者の負担となる点にある。
【目的】モデル作成を容易とするモデル検査ツールのインタフェースを開発する。
【手法】ビジュアルプログラミング(VP)を用いることで、モデル作成の技術的障壁を軽減する。
現在開発中のインタフェース

VP に基づくモデル検査
インタフェースの概要

連絡先

有本和民 arimoto@cse.oka-pu.ac.jp 横川智教 t-yokoga@cse.oka-pu.ac.jp

社会的孤立感を軽減する身体的コミュニケーションシステムの構築

F-8

情報システム工学科 石井裕 渡辺富夫 人間情報工学科 佐藤洋一郎
造形デザイン学科 西田麻希子 栄養学科 川上貴代 看護学科 髙林範子

重点本研究は、社会的孤立・孤独という課題に対して、産後の母親（育児者）および高齢者(介護施設利用者)を中心に、コミュニケーション状況に応じて身体性を共有できる対話空間により関係性を構築することで社会的孤立感を軽減し、より円滑なコミュニケーションを支援できる音声対話エージェントシステムの構築を目標としている。
これまでに研究開発を進めているユーザーの発話音声から身体動作を自動生成する身体的コミュニケーション技術を、教育現場へ導入するエージェントシステム開発を進めた。具体的には、栄養指導場面，看護学生のコミュニケーション教育場面でのシナリオベースの音声対話エー
ジェントを設計し、使用者がシナリオに沿って発話が行えているかを評価できるシステム構築を進めている。
また、育児者等孤立感を感じている使用者に対してスマートスピーカーやスマートウォッチ等の情報端末を用いて身体的引き込みによる応答機能を有する音声発話システムを開発し、有効性を確認した（電子情報通信学会 HCGシンポジウム2023 最優秀インタラクティブ発表賞受賞）。
さらに高齢者を対象とした発話促進システムとして、発話単語に紐づく画像をディスプレイ上に提示し、その提示画像がうなずくことにより身体引き込み反応を示すシステム開発を進め、介護施設での実証評価を行った。利用者の官能評価結果において音声フィードバックによるバックトラッキングが高い評価を得るなど、効果を確認した。
連絡先

石井 裕

ishii@cse.oka-pu.ac.jp

チャットボット形式による対話エージェントシステム（左）ウェアラブル端末によるうなずきタイミング触覚提示システム（右）発話単語画像を用いた発話促進システム

人を引き込む身体的インタラクション・コミュニケーション技術

F-9

情報システム工学科 石井裕 岡山県立大学特命教授
看護学科 髙林範子 造形デザイン学科 西田麻希子
埼玉大学 理工学研究科 綿貫啓一

共同渡辺富夫

うなずきや身振りなどの身体的リズムの引き込みをロボットやCGキャラクタに導入することで、対話者相互の身体性が共有でき、一体感が実感できる「心が通う身体的コミュニケーションシステム」を研究開発し、人を引き込む身体的インタラクション・コミュニケーション技術（身体的引き込み技術）の重要性を実証してきた。とくに音声から豊かなコミュニケーション動作を自動生成する技術は、人とかかわるロボット・玩具、メディアコンテンツ、e-Learningやゲームソフト等に導入・実用化されており、教育・看護・福祉・エンタテインメントなど広範囲な応用が容易に可能である。身体的引き込みによる一体感や共有感は、幸せな気持ちや安心感を支えるもので、人がつながるヒューマンインタフェースの要である(1)。実空間とサイバー空間を高度に融合させ、人をつなぐ人間中心の社会Society 5.0時代を拓く礎として本システム・技術を紹介する。
(1)渡辺富夫：円滑なコミュニケーションとは？，ヒューマンインタフェース学会誌，Vol.24, No.2 (2022), pp.22-25.

連絡先石井 裕，渡辺 富夫

E-mail: ishii@cse.oka-pu.ac.jp, watanabe@cse.oka-pu.ac.jp

プロ棋士に信頼される将棋AI

F-10

情報工学部情報システム工学科

独創

芝世弐

2017年に我々が将棋AIに取り組む以前からプロ棋士を超えるAIが生まれていた。しかしながら、実際の将棋研究や対局評価に用いようという動きは極一部の若手棋士やネット中継局など稀有であった。
2019年5月に我々のソフトウェアを公開した直後からプロアマ問わず利用する棋士が激増し、現在では将棋AIを利用しないプロ棋士は居ないとまで言われるようになった。まさに、将棋界のパラダイムシフトである。対局の解説棋士や中継記者といった専門家が自らの考えよりAIの方を信頼した発言を繰り返し、今や中継評価には不可欠な存在となっている。また、棋書やWeb記事、多くの動画メディアもAIの読み筋が正しいという前提で制作されるほどの信頼を勝ち得ている。
2021年9月には日本将棋連盟の公式ライブ中継アプリにおいてプロ棋戦のAIによる局面評価・読み筋・期待勝率などを配信するに至った。プロの団体として公式に導入するAIとしては我々のソフトウェアが採用されており、その信頼のほどが伺える。また、2022年の名人戦以降は朝日新聞社および毎日新聞社のWebサイトやYouTube中継において局面評価に用いられている。棋書などの利用も多く棋士のみならず記者や著作者の信頼を勝ち得ていることが分かる。
現在、将棋界の新手や新構想などはAIが先行する形になっており、例えば先手相掛かりなどの流行戦型はAI由来であり、AIによる大会にプロ棋士はじめ将棋関係者の多くの注目が集まっている。
連絡先

芝 世弐 shiba@cse.oka-pu.ac.jp

複数端末のWi-Fi受信電波を用いた室内センシングのための基礎検討
情報工学部情報通信工学科

坂口浩一郎

F-11
独創

近年、Wi-Fi電波を用いたセンシング技術に関する研究が盛んに行われている。我々は受信信号強度のスペクトル解析による周期運動の検知を検討している。
Wi-Fiのアンテナ間でブックエンドを一定の周期で往復させた。
取得した計測結果は時間的に非等間隔であるため、解析手法として非等間隔フーリエ変換と、同じく非等間隔データのスペクトル推定手法として知られるLomb-Scargle法の２種類の解析手法を用い、スペクトルを比較した。
運動周期は1.5秒（周波数：0.67 Hz）である。
図１ 実験環境(a)通常のフーリエ変換

連絡先(b)非等間隔フーリエ変換

坂口浩一郎 koichiro@c.oka-pu.ac.jp(c)Lomb-Scargle法

スペクトル解析結果を見ると、通常のフーリエ変換では全くピークが見られないのに対し、非等間隔フーリエ変換およびLomb-Scargle法では運動周期に対応したピークが見られた。
特にLomb-Scargle法は他の周波数ピークが抑えられており、検知の精度が高いと考えられる。

地域の課題解決に向けた画像処理・AI技術

F-12

情報工学部 情報通信工学科 滝本裕則
情報系工学研究科システム工学専攻 岸孝樹

独創

我々の研究室では、画像処理とAI技術を活用し、地域の課題解決に向けた技術の開発に取り組んでいます。特に、福祉・介護，製造業、農業、デザイン企業等の現場で望まれている業務効率改善と生産性向上に向けた技術開発に取り組んでいます。
今年度は、室内における監視システムの実現に関する研究、夜間の野生動物モニタリングの実現に関する取り組みを紹介させていただきます。
室内における監視システムの実現
広域な室内における監視システムの実現を目的として、全方位画像を用いたDeepSORTに基づく複数人物追跡手法と、その精度向上に関する手法を提案した。提案手法では、人物の角度を考慮したカルマンフィルタを提案し、全方位画像特有の画像中で見え方が変化する課題に対して追跡精度と効率の向上を図った。また、カルマンフィルタの予測不確実性や、マッチングカスケードで使用される閾値付きコスト行列の閾値について、画像の中心からの距離に応じて動的に調整することを試みた。
夜間の野生動物モニタリングの実現
地球規模での気候変動や人口増加による土地利用の変化が生態系に与える影響を把握するため野生動物モニタリングシステムの開発が望まれている。我々は、夜間の野生動物モニタリング実用化に向け、少数の動物の赤外線画像を用いた分類と未見の識別(Infrared Few-shot
Open-set Recognition, IFOR) 問題を提案し、IFOR に対して有効な分類モデル・転移学習・学習方法の検証とモデルの開発を行った。
連絡先

滝本 裕則

takimoto@c.oka-pu.ac.jp

全方位カメラ画像に対する
人物追跡例

Webプッシュ通知の制御による利用者保護手法

F-13

情報工学部情報通信工学科 佐藤将也
大学院情報系工学研究科システム工学専攻 万代竜輝

独創Webプッシュ通知を用いたフィッシング
Webページから利用者に通知を送信する手法としてWebプッシュ通知がある。Webプッシュ通知の利用増加に伴い、Webプッシュ通知を用いたフィッシングが観測されている。フィッシングとはWebサイトを利用した詐欺行為であり、アカウント情報の詐取などが問題となっている。Web
プッシュ通知の利便性を享受しつつ安全性を向上させるために、本研究では、Webプッシュ通知によるフィッシングサイトへの誘導を防止し利用者を保護する手法を研究している。
キーワードや遷移先URLを用いた制御
利用者端末• Webプッシュ通知の本文や件名を分析し、フィッシングサイトへの誘導に用いられる単語を使っている通知の表示を防止
Webブラウザ• 遷移先URLを既存の悪性URLリストと照合しフィッシングサイトへ直接誘導するような提案機構
Webページ通知の表示を抑制
・本文とURLの検査
HTML
導入の容易な制御機構の実現••

通知を表示するJavaScriptをブラウザ拡張により検知する機構を開発し導入が容易な制御機構を実現
通信を監視するソフトウェアを追加することで通信内容を考慮したより高度な制御機
構を実現

連絡先佐藤将也 masaya@c.oka-pu.ac.jp

・通知の表示制御

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Webプッシュ通知

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YesNoVRによる視覚障害の疑似体験における歩容計測

F-14

情報工学部 人間情報工学科 小枝正直（代表）
情報系工学研究科 システム工学専攻 袋田 紘平（分担者）

独創

本研究では、高齢者に多く発生する視覚障害であるかすみ目と視野狭窄をVRで疑似的に再現した。
被験者はHMDを装着し、コントローラ付きサンダルを着用してVR空間を歩行した。VR空間内には自身の足と同期して動作する下肢3Dオブジェクトを表示した。高さ1.5、4.0、18.3[cm]の段差3Dモデルのまたぎ動作を通常視野、視野狭窄状態、かすみ目の各視覚条件で実施した。提示する視覚は、視野狭窄は視覚障害等級2級、かすみ目は視覚障害等級1級に調整した。
歩行中の被験者の足軌跡を計測したところ、通常視野に比べて、ロービジョン状態では足の最高到達位置が高くなる傾向が見られた。また転倒を誘発するオブジェクトを多数配置したVR空間を歩行させ、視覚状況（視野狭窄2～4級、かすみ目1～4級）と障害物との接触回数の計測と恐怖感のアンケート調査を実施した。その結果、接触の平均回数は視野狭窄4級やかすみ目より視野狭窄2、3級の方が多かった。また恐怖感の平均は視覚障害等級との比例関係が見られた。以上より、つまづきは視力低下より視野狭窄の影響が強く、ロービジョンが恐怖感を生むことが推察される。

通常視野

被験者の様子下肢オブジェクト

連絡先

小枝正直

視野狭窄

koeda@ss.oka-pu.ac.jp

視野狭窄

視野狭窄

かすみ目

かすみ目

かすみ目

救助訓練用ダミーに対する装着型救助訓練評価システム
情報工学部人間情報工学科 太田俊介

F-15

佐藤洋一郎

【はじめに】消防隊の救助訓練では訓練結果の定量的なフィードバックが求められており、現在、広く普及している救助訓練用ダミーに対して簡便に装着できる救助訓練評価システムの開発が望まれている。そこで、この既存のダミーへの装着を前提として、頸椎姿勢計測機能や表情、音声によるフィードバック、自律音声応答機能等を持つ救助訓練評価システムを開発している。
【救助訓練評価システム】本研究では救助訓練評価システムのうち、救助において最も重要視される頸椎姿勢を測定・評価し、その結果をフィードバックするシステム（図１）を開発している。
＜頚椎姿勢のフィードバック＞ ダミーの頭部と体幹（胸部）に慣性測定センサを搭載したモジュールを装着して、頭部の相対姿勢を計測している。
＜痛みの表示＞ 頸椎姿勢が一定値を超えた場
合に痛みを感じていることを音声や表情により訓練者へ通知することで、リアルタイムなフィードバックを可能にしている。
本システムは、消防隊員による評価実験の結果から高く評価されており、開発システムの有効性を確認している。今後は、さらなる機能の追加や実際の運用に向けた研究開発を目指す。
連絡先

太田俊介 s_ota@ss.oka-pu.ac.jp

図1: システム概要図

佐藤洋一郎 sato@ss.oka-pu.ac.jp