◎舟久保大樹，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

脊髄損傷には根治治療法が存在しないが，幹細胞を移植し，損傷した神経細胞と置換する治療法が注目されている。 しかし，幹細胞由来神経細胞の生体由来細胞との機能統合メカニズム は明らかではなく，治療法としての有用性も明らかでない。生体内において軸索に電界を印加し細胞間結合を促進する研究が進められているものの，幹細胞由来神経細胞に対しての事例は報告されていない。そこで 本研究では，電界の適用 が幹細胞由来神経細胞へ与える影響を評価することを目的とする。具体的には，マウスiPS細胞 由来大脳皮質神経細胞に電界を適用し，同様の性質を持つと考えられる各種神経細胞の挙動と比較する。電界を用いることで，神経細胞の細胞突起を操作し，脊髄損傷における幹細胞移植治療の補助方法に繋げることが狙いである。

○孫　鵬宇，森　史奈，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

近赤外光による時間分解分光法を用いた散乱係数や吸収係数の計測手法はヘモグロビン濃度計測や褐色脂肪計測等に用いられている。既存の手法では，入射したパルス光の拡散反射光の時間分解計測波形に対して，カーブフィッティング法を使用し，μaとμs'の値を求める。これに対し，本研究では，2チャンネル同時計測を使用し，拡散方程式におけるインパルス応答の解に基づいたμaとμs'を推定する手法及び2チャンネル間隔を適切に評価可能な手法を提案し，検証する。

○小根山冬樹，水野秀哉，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

心エコー検査は，心筋梗塞の予防及び治療，妊婦検査などに広く用いられている。超音波検査はプローブを患者に接触させるだけで簡便に生体内の動的情報を取得することができる。一方で，診断に使用できる動画を撮像するには被験者の呼吸情報や，検者のプローブの把持の仕方などを把握することが必要で，習得するには難解である。現在，プローブ操作を支援するシステムは多くあるものの，検査を自動化するシステムは開発されていない。しかし，超高齢社会の現在では，超音波検査の技師不足が予測され，在宅やクリニックで検査を行う際には自動化の需要が高まっている。そこで，本研究では，技師が心エコー動画を撮像し，患者とプローブの位置及び姿勢関係をロボット及び非熟練者が再現する際に必要となる被験者とプローブの情報を抽出すること及びを目指す。

◎野山大樹，吉開悠人，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

既往の研究において，1つの神経細胞に着目した膜電位の特徴や発生メカニズムの解明はかなり進んでおり，神経細胞の膜電位の挙動を定量的に再現するホジキンハクスレーモデルなどの数理モデルも多く構築されている。しかしながら，神経細胞の集団が持つリズムと個々のスパイクタイミングによる情報処理機構の仕組みは未だに全く解明されていない。このような課題を解決するモデルを構築するにあたって，比較的数の少ない強いシナプス結合と数の多い弱いシナプス結合の相互作用から形成されるクラスタ化したニューロン集団を考える。上記のモデルを構成する条件式に適切な変換を行うことによって，Fokker Planck方程式と少数ニューロンの連立系を導出する。非線形動力学の数理手法を用いることによって，上記の条件を満たすモデルを構成し，解析する。得られた解析結果と既往の研究で得られた知見との比較，検証を行っていく。

◎蘇　依民，榛葉健太，朝比奈昂洋，張　智翔，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

うつ病は罹患率・自殺率などの高さから社会的な問題とされる。NMDARに作用するケタミンが抗うつ薬として期待されているが，依存・幻覚作用が問題視されている。同じ作用部位を有するメマンチンは作用・副作用が異なることから，NMDARへの効果にも違いがある可能性がある。両者の違いの解明により抗うつ薬の効果・副作用についての知見が深まると期待される。本研究では，神経回路網からの計測データ統計処理することで，培養実験からの異なる作用を有するNMDAR阻害剤の分類に適した指標の獲得を目指す。微小電極アレイ上に培養した神経回路網に各NMDAR阻害剤を投与した際の計測データから，サポートベクターマシンを用いて重要な指標を選択した。選択した指標を用いたK近傍法により，異なる作用強度を有するNMDAR阻害剤の分類が可能となった。本指標は，新薬候補の未知薬剤が有する効果を判別するうえで有用であると考えられる。

◎寒川隼平，菊池恵吾，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の国内の患者数は，平成29年度末の厚生労働省の発表で9,636人と報告されている。ALSの病状が進行すると筋電によるコミュニケーションを取れなくなる。ALS患者が自分の意思を発信する手段として，Brain Computer Interface(BCI)がある。最も有名なBCIの一つは，光刺激に対して応答的に生じるP300と呼ばれる脳波から意図する文字を1つずつ読み取るP300 Spellerである。これを用いることで36の選択肢を選ぶことができるが，あらかじめ決められた選択肢しか選べない上に，直感性に欠ける。そこで本研究では複合現実を用いたBCI(MR-BCI)を使用した。MR-BCIを用いて環境情報を読み取り選択肢を提示することで直感的に意思を発信できるようになる。本研究では，使用者の意思を反映するのに適切な選択肢を，環境情報から抽出するシステムの開発を行う。

◎水野秀哉，小根山冬樹，杉野正和，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

生体の検査を行う際，非侵襲で患者にとって無害であり，簡便であることから，超音波診断装置を用いた検査が多く行われている。超音波検査は，リアルタイムの情報取得が可能であり，身体内部の動的な情報を映像として評価できるため，心臓の検査や妊婦検診など幅広い分野で活用されている。しかし，超音波の送受信源であるプローブを検査対象へ接触させる際，検査を行うために必要な情報が表れている映像を取得するには，熟練者による適切な制御が必要となるため，熟練者の負担となる上，非熟練者が超音波計測を行うことは困難である。この問題を解決するため，プローブをロボットにより制御し検査者の支援や代替を目指す研究が行われている。本研究では，熟練者によって取得された心臓の超音波映像（心エコー動画）の動的モード分解による解析を行う。将来的には，この解析結果を用いて，自律型ロボットに適切な映像を取得させるなどの応用が考えられる。

◎岡本美優，加茂野照大，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

日本では心疾患の死亡率は第二位を占め，不整脈の早期診断・治療法向上のために，致死性不整脈の一種であるリエントリーの機序解明が求められている。先行研究により，心疾患の罹患に伴う心筋細胞の不均一化(線維化)がリエントリーの要因と言われている。本研究では，細胞組成の異なる2種の細胞集団を作製しリエントリー発生の有無を調べ，線維化とリエントリーの関連性を検証することを目的とした。微小電極アレイを用いて拍動伝播を計測したところ，心筋細胞の純度を高めた細胞集団においてのみリエントリー様活動を観測した。さらに，リエントリーの発生・終了時を解析し，発生時には正常な拍動からの過渡期が存在する一方，終了時には正常な拍動へと急激な変化を辿ることを示した。また，より詳細な伝播評価のために，電極密度を高めた高密度微小電極アレイを用いて同様の実験を行い，催不整脈薬であるlidocaineの添加前後での拍動伝播の様子を比較した。

◎森　史奈，椛島健太，杉野正和，神保泰彦，奈良高明，小谷　潔（東京大学）

本研究では，大脳皮質全体の脳磁場から活動領域をミリ秒単位で推定する手法を提案し，聴覚刺激に対する活動領域を推定した。400Hzと4000Hzの純音が異なる頻度でランダムに1秒間隔で提示され，低頻度で提示される音に反応してボタンを押す課題を行い，その時の脳活動を脳磁図により計測した。大脳皮質全体の活動を高密度に得るため，計測には頭部周辺に160個のチャネルを持つ脳磁計を用いた。左右の大脳半球をそれぞれ球面に写像することで，大脳皮質全体から境界が明確な領域として脳磁場の電流源を推定するための逆問題解法に基づき，提示された周波数ごとに加算平均したデータを用い，聴覚刺激応答(N100m)のピーク時前後における活動領域を推定した。推定の結果，脳磁図から電流源を評価するための既存の手法(双極子推定)では得られなかった空間的な広がりを推定し，ミリ秒単位での活動領域の変化を捉えた。

◎石川寿綺（京都大学），古谷栄光（兵庫県立大学）

1型糖尿病は血糖値を下げるホルモンであるインスリンを分泌できない病気である。1型糖尿病患者には暁現象とソモジー効果という夜間から早朝にかけて血糖値が上昇する現象が知られている。これらの現象は回避することが望ましいが，詳しい機序がわかっていない上に，夜間は低血糖を自覚できず危険を伴うため，これらの現象を考慮に入れた血糖値制御は積極的に行われていない。そこで我々は暁現象とソモジー効果に対する血糖値制御を目的として，現在考えられている機序に基づき，1型糖尿病患者の糖代謝モデルに成長ホルモンや概日リズム，アドレナリンの影響を導入することでこれらの現象のモデルを構成してきた。しかし，従来のモデルは睡眠の影響を概日リズムの影響として表しており，必ずしも血糖値変化を適切に表せるものではなかった。そこで本研究では，睡眠の影響をより適切に表す方法について検討を行い，暁現象とソモジー効果のモデルの改良を行う。

◎簗田元揮，中島優花，舘野　高，西川　淳（北海道大学）

gap detectionは持続音中に存在する無音区間(gap)を検出することであり，耳鳴りによってその検出が阻害されることが知られている。しかし，その神経メカニズムについては未知の部分が多い。そこで本研究では，行動実験から示される耳鳴り症状と聴覚皮質における神経活動の関連性に注目することにより，耳鳴りによるgap detection阻害の神経科学的機序を明らかにする。まず，耳鳴り誘導剤であるサリチル酸ナトリウムを投与したマウスではgapの検出が困難になることを行動実験により示した。さらに，gap音を呈示した際の聴覚皮質における神経応答をサリチル酸投与前後で比較した結果，耳鳴りによるgap detectionの阻害メカニズムにはgapのオンセットに対する神経応答が関わる可能性が示唆された。こうした知見は，耳鳴りにおける聴覚皮質の関与とその神経機序に関して重要な示唆を与えると期待される。

◎菊池大夢，舘野　高，西川　淳（北海道大学）

電気刺激により神経応答に可塑性な変化が生じることが知られており，神経疾患等の異常な神経活動を正常な状態へ誘導する電気刺激療法への応用も期待されている。しかし，特に聴覚皮質における可塑的変化を誘導する研究は，実験条件の操作が容易な脳スライスを用いたin vitroにおける研究が殆どであり，in vivoで電気刺激の効果を調べる研究は十分に行われていない。本研究では，ラット聴覚皮質における音に対する応答特性を可塑的に変化させるために，多点電極を用いて高頻度刺激および低頻度刺激を印加した前後で様々な周波数の音に対する神経応答を計測した。電気刺激の前後で時間周波数受容野を推定したところ，特定の周波数帯の音において，高頻度刺激の印加後に局所電場電位の振幅が増強され，低頻度刺激の印加後には減弱する傾向が見られた。これらの結果は電気刺激により聴覚皮質の音に対する応答特性を制御できる可能性を示唆している。

◎金田弘貴，舘野　高（北海道大学）

経頭蓋超音波脳刺激法は，低侵襲的かつ局所的に脳深部への刺激が可能な刺激法として注目を集めている。しかし，近年，動物実験によって超音波による経頭蓋刺激では，直接的に脳を刺激できていない可能性が示唆されている。そこで，本研究では，超音波を用いたin vivo検証実験を行う前段階として，in vitro実験系を対象に数値計算によって局所的に誘発刺激する条件の探索を目的とした。In vitro実験系では，多点電極アレイ計測系を想定し，数値計算には時間領域有限差分法（Finite different time domain，FDTD）を用いた。パラメータ探索の数値計算を行った結果，多点電極アレイの下面からの超音波放射において微小電極面内の小領域に超音波の焦点を収める条件を見出した。この数値計算の結果を基に，今後，実際にin vitro実験を行い，超音波による局所刺激の可否を検証する予定である。

◎桐原佑司，宮田啓夢，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝，阿部雅崇，北本仁孝，八木　透（東京工業大学）

近年，再生医療分野における骨格筋の必要性は高まっている。骨格筋組織をin vitroで構築することができれば，様々な病気や怪我に対する移植治療や，筋組織に関わる薬剤のスクリーニングに役立つと言われている。しかし，人工的に作った骨格筋組織は生体のものと比べると収縮率，発生する力ともに小さくなってしまうことが知られている。これはin vitroでの骨格筋組織の配向がそろっていないことや，細胞密度が実際のものと比べて低いことなどが原因として挙げられている。その解決法としてマグネタイトなどの磁性ナノ粒子を目標細胞に取り込ませて，外部磁場により遠隔で細胞を操作する手法が研究されている。本研究では磁性ナノ粒子を取り込ませた筋芽細胞に磁場を与え，筋細胞の密度や形状を制御し刺激を与えながら培養することで，収縮率と発生力の向上を目指す。

◎Graham Rix，Jeon Sungha，Hiromu Miyata（Tokyo Institute of Technology），Kenta Shimba（The University of Tokyo），Yoshitaka Miyamoto，Tohru Yagi（Tokyo Institute of Technology）

Microchannel devices are a promising tool for the development of sensory-capable neural prosthetics. Current limitations in the field involve low resolution of stimulation for sensory neurons, as well as poor distinction between the type of sensation to be elicited. The goal of this research will be to evaluate the feasibility of guiding axon growth through microchannels while differentiating source neurons between proprioceptive and nociceptive types. To do this, we plan to develop a device with sub-15um channels connecting neurons to separated reservoirs containing specific nerve growth factors for each type.

◎菅野翔一朗，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝，八木　透（東京工業大学）

ギャップ結合は隣接する細胞同士をつなぎ，細胞間の分子交換を行うチャネルの役割を担う。そのためギャップ結合の構成タンパク質であるコネクシンをリポソームに導入すると，細胞との通信デバイスとして利用することができる。しかしコネクシンは半減期が数時間と短く，長期間にわたっての使用ができないという問題がある。そこで数nm長に切断した単層カーボンナノチューブが脂質二重膜に自発的に挿入される特性を利用して，カーボンナノチューブで人工的なギャップ結合を形成する方法を提案する。この手法によって長期間にわたって機能する細胞通信デバイスの開発が可能となる。今回はまず第一に隣接したリポソームをナノチューブでバイパスすることを試みる。カーボンナノチューブを通したリポソーム間での物質輸送を測定することで，人工的に構成したギャップ結合の有効性を調査する。

◎和田健太郎，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝，八木　透（東京工業大学）

細胞は膜タンパク質を通じて細胞外部と物質のやり取りをしていることから，膜タンパク質は疾病の原因追究や創薬のターゲットとなっている。膜タンパク質を有する細胞膜モデルとして，細胞と同程度の大きさの球状構造体であるジャイアントリポソームが用いられており，その膜機能をより効率よく計測したり，電気刺激できる微小な電極アレイが求められている。そこで本研究では，微小電極先端に生成されたゲルボールの周りに脂質二重膜を形成し，ジャイアントリポソームを生成する手法として，油中水滴エマルション界面通過法を用いることを考えている。脂質二重膜が正しく機能していることを評価するために，膜タンパク質の1つであるα-hemolysinを脂質二重膜に埋め込み，calceinを用いて蛍光観察する。

◎宮田啓夢（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝，八木　透（東京工業大学）

細胞外マトリックス（ECM）の弾性勾配は神径成長に関与している可能性がある。 ECM弾性勾配が細胞に与える影響を理解することは，組織工学における革新的な足場の設計につながる。弾性勾配と細胞の関係性をより詳しく理解するためには，生体内で生じるECMの弾性勾配を模倣したin vitroモデルが必要である。本研究では磁気アルキメデス効果と先行研究で提唱されたハイドロゲルの二層重合法を組み合わせたECM作成法を提案する。本手法により，従来手法で作製される一次元的な剛性勾配を改良し，二次元的な勾配を持つ，より生体に近いECMの作製が可能になると思われる。二層重合法による弾性勾配作製において，一層目の形状が重要である。本稿では，一層目の形状決定に必要なゲルビーズの整列に関する知見を得るため，粒径の異なるハイドロゲルビーズを作製し，常磁性溶媒中で磁力を印加して挙動を観察した。

◎川野鉄平，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝，八木　透（東京工業大学）

生体と機械との間の情報入出力を実現するインタフェースにおいて，神経信号を計測および刺激するための電極技術がボトルネックの1つとして考えられている。例えば刺激電極では，電荷注入限界（charge injection limits）以上の電流値を流すと，絶縁破壊や加熱などの問題が生じる可能性がある。この問題を解決する手法として，管状膜タンパク質を利用した新たな電極（proteoelectrode）が提案されている。本研究では脂質二重膜中に封入されたハイドロゲルコアからなる球状のリポビーズを電極の先端に接着し，リポビーズの脂質二重膜部分に管状膜タンパク質を導入した電極の開発を目指す。実験では，電極の先端につけるゲルとしてアルギン酸ゲルを使用する。アルギン酸はCa2+が添加されるとゲル化する性質を持つ。電気化学反応を利用することで局所的にCa2+を生成し，電極先端部へのゲル形成を試みる。

◎Rong Yang，Eric Redlinger，Tohru Yagi（Tokyo Institute of Technology）

Autonomous Sensory Meridian Response (ASMR) is a spontaneous sensory phenomenon in which individuals experience unusual, pleasurable tingling sensations in the head, back of the neck or other areas in response to particular visual and auditory stimuli. Currently, stimuli that are being used to elicit the ASMR response include fingernail tapping, whispering, breathing and slow movements. This phenomenon is difficult to observe, however, as it has no outward manifestation and does not occur identically for all persons. There is currently no research on the relationship between the triggering stimuli of ASMR and EEG. In this study, we aim to measure the ASMR response using EEG to evaluate the effect of ASMR on a person’s cognitive state.

◎宮里拓朗，王　夢璐，松崎香穂，地神裕史（国士舘大学）

体幹トレーニングはスポーツの競技力向上や障害予防を目的に実施されており，これらにより跳躍力や競技パフォーマンスが向上するとの報告がある。しかし，体幹トレーニングは様々な方法があり，実施時とその後の運動時の筋活動パターンを結び付けて検証している研究は少ない。本研究ではジャンプ動作前後に体幹トレーニングを実施し，筋活動やパフォーマンスの即時的変化を検証することを目的に研究を行った。対象は健常大学生とし，無線筋電図解析機器を用いて計測を行った。体幹トレーニングは主にドローインと呼ばれる運動を実施した。体幹トレーニング前後の垂直飛びの高さと立ち幅跳びの距離，およびその際の体幹や下肢の筋活動を計測した。結果として，体幹トレーニングによってジャンプの高さや距離が即時的にやや向上する傾向が認められた。これらの傾向はジャンプ動作時に脊柱起立筋や腹横筋の活動が正しく行えるようになった対象者に多く見られた。

◎リュウケンゲン，犬島　浩，大貝晴俊（早稲田大学），丸山　泉（福山コンサルタント），永田伸二（計測検査）

日本において，橋梁の点検は五年一度，近接目視による点検を実施しているが。目視による点検は，人材不足，コスト高いなどのディメリットを持つ上，誤判の可能性もあります。本研究では，橋梁の何箇所に対して損傷を付け，加速度センサーによって収集した無損傷の橋梁振動データを前処理し，処理したデータをオートエンコーダ（AE）を構築した。損傷データと無損傷データ，二種の違う特徴を持つデータを入力データとしてAEに入力すると，再構成誤差も違うので，再構成誤差を指標として橋梁の劣化の有無を判断することができる。神戸橋損傷実験のデータによる検証は，この方法は橋梁に劣化有無を正確に判断することを検証した。

◎塚本陸離，日高　翔，柏尾知明（近畿大学），伊藤智海，原田健司，大塚剛史（住友大阪セメント）

本発表では，CNN (Convolutional Neural Network)を用いた白色LED (Light-Emitting Diode)の光学特性予測について報告する。LEDパッケージングの取り出し効率は，パッケージング内での光の損失によって決まるため，光が吸収されないように構造・構成部材のパラメータを最適化する必要がある。また，深層学習の一種であるCNNは画像認識において優れた性能を示している。そこで，本研究ではLEDパッケージングのパラメータの最適化問題にCNNを用いることを考えた。LEDの画像データから光学特性を予測することができれば，光学特性に影響する設計パラメータの最適化が容易となる。まず，CNNの一種であるLeNetを用いて，LEDパッケージングの断面画像データから全光束を予測した。画像データを入力，全光束を出力としてLeNetに学習させ，全光束を予測させたところ，真値と予測値の間には相関関係がみられ，うまく学習できていることを確認した。

◎佐々木郷悟，小野　治，三木一郎（明治大学）

ニューラルネットワークに基づく機械学習は1940年代から現在に至るまで発展し続けている。本研究では，論理回路推定アルゴリズムを用いて，教師データとして扱った4入力1出力からなる2つの論理回路モデル推定をすでに示した。本論文においては，学習後のニューラルネットワークのシナプス荷重値に対してDropoutを繰り返し適用することで，提案する論理回路推定アルゴリズムが大規模な論理回路モデル推定に適用できる可能性を示す。学習後のニューラルネットワークを論理回路のみで表すことができれば，シナプス荷重バラメータの積和計算および活性化関数への代入が不必要となる。したがって，ニューラルネットワークの入出力計算において演算量の削減を見込める。また，ニューラルネットワークから論理回路を推定することで入出力結果のみを出力するだけでなく，その出力にいたった原因をも論理回路の推定結果から説明できるようになる可能性がある。

◎麦野尊仁，小圷成一，中間公啓（千葉大学）

近年，ニューラルネットワーク（Neural Networks: NN）の応用範囲の拡大や高速処理化の要求に対応するために，NNのハードウェア化の研究が重要性を増している。ハードウェアでの実装を想定したNNのモデルの一つとして，従来のブロック構造ニューラルネットワークのニューロンに，パルスニューロンモデルを導入したブロック構造パルスニューラルネットワーク（Block-basedPulsed Neural Networks: BPNN）が提案されている。本研究ではBPNNの時系列処理能力を高めるために，基本ブロックの一部にLSTM を導入したBPNNを提案する。また，出力を2つにすることで停止行動が選択される頻度を低下させた2出力表現を導入したBPNNを提案する。提案モデルと従来モデルを，自律移動ロボットによる行動学習に応用し，学習性能の評価を通じて，提案モデルの有効性を確認した。

◎土居周平，浅沼　丈，五十嵐　一（北海道大学）

近年，モータの性能向上が強く求められており，モータの高性能化には平均トルクやトルクリプル，鉄損などの多くの要素を考慮する必要がある。従来の最適化では，遺伝的アルゴリズム(GA)によって生成したすべての形状を，有限要素法(FEM)を用いた電磁界解析によって評価していた。しかし，それではFEMを用いた電磁解析の評価回数が膨大になってしまい最適化に時間を要してしまう。そこで本発表では，回帰型畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて平均トルクやトルクリプルを評価し，その評価値が優れている個体のみをFEMを用いて評価することで，最適化時間を短縮する手法について述べる。回帰型CNNは，入力をモータの材料分布画像とし，平均トルクとトルクリプルのそれぞれの評価値を出力とした。最適化には学習済みのネットワークを用いた。

◎佐藤駿輔，比留間真悟，五十嵐　一（北海道大学）

近年，電気自動車の普及により，IPMモータの更なる高効率化が期待されている。IPMモータの設計においては，穴の生成消滅を含めた自由変形により最適構造を探索するトポロジー最適化が注目を集めており，研究が進められている。我々はトポロジー最適化法として，ガウス基底関数を用いるNGnet法を提案してきた。NGnet法では設計領域に配置した各微小セルの材料種を，空間上に滑らかに分布する正規化ガウス関数値の正負により決定する。2種類より多い材料分布を扱うために，複数のガウス関数により状態を表現し，それらの符号の組み合わせにより材料種を決定する方法が提案されている。しかし従来の方法では，材料種の空間的な隣接関係を適切に表せない場合があった。本研究ではこの問題を解決するため，材料種を表す状態空間の新しい表現法を提案する。本報告では，本手法をIPMモータに適用し，その有効性について検討したので，その結果について報告する。

○井上　佳，道木加絵（愛知工業大学），橋本幸二郎（公立諏訪東京理科大学），道木慎二，舟洞佑記（名古屋大学），鳥井昭宏（愛知工業大学）

近年，様々な分野でロボットが人間と関わりを持つ人間機械協調システムの需要が高まっている。これらのシステムでは何らかのモデルに基づき人間の行動を認識する必要があるため，筆者らは人間の行動モデル生成に関する研究を行ってきた。従来のモデル化手法では，観測した人間の行動を表す時系列データから設計者が1つの行動と判断した区間を手動で切り出し，モデル化を行っていた。そのため，設計者ごとに得られるモデルが異なる，複雑な人間の行動の抽出には設計者の負担が大きいなどの問題があった。そこで我々は，観測した時系列データ中に頻出する一連の時系列データを行動要素とし，HMM遷移ネットワークを用いて自動抽出する手法を提案してきた。本稿では，提案手法において行動要素抽出時に設定が必要な複数のパラメータについて，抽出される人間の行動要素の分解能を決定するためのパラメータ同士の関係についての考察結果を発表する。

◎膽吹直諒，小林裕之（大阪工業大学）

パン工場の製造過程において1mmにも満たない大きさの小さいコゲや白い粉が付着している不良品が焼き上がる。現在は人の目視で検査しているが，人手不足や作業に集中力が要するという課題がある。不良品の種類は無数にあり，該当箇所が小さいため従来の画像処理を用いた手法では識別が難しい。筆者らは，外観検査に畳み込みニューラルネットワーク（CNN）を用いて良品と不良品を識別できないかと考えた。本論文では，初めに従来手法であるパンを一つずつ写した画像を用いて良品と不良品の2クラス分類で実験をしたが学習できないかったことを示す。次に，学習に用いる画像を分割させる手法を提案する。

◎青木聖弥，木許雅則（日本工業大学）

テレビ会議システム等の多チャネル音響通信系では，マイクとスピーカ間の複数の伝搬経路により，複雑な構成のエコーが発生する。それらの抑制には一般的に線型結合型エコーキャンセラ(SEC)が用いられる。しかし，SECでは，係数不定性と呼ばれる特有の解不一致の問題が生じる。問題の解決方法として，エコーキャンセラの係数推定部に粒子群最適化法(PSO)を適用した手法が有効であるものの，その演算コストは多大である。そこで，PSOのParticle数に着目し，出力誤差の量に応じてParticle数を変化させる手法を提案する。提案法により，Particl数を適応的に増減させることで演算量の削減，さらに収束性能向上が実現した。

◎大髙盛司，伊藤浩輝，石井達郎，木許雅則（日本工業大学）

電子透かしは，データの冗長性を利用して，人間に知覚できないようディジタルデータへ情報を埋め込む技術である。データの改ざん検知にも応用されており，透かし情報をコンテンツへ予め埋め込むことでそれを実現する。代表的なものとして，可逆ヒストグラム移動に基づく手法が小原らにより提案されているが，この手法では，対象画像内に埋め込みが行われない領域が存在し，検知精度に余地が残る。また，埋め込みの規則性が第三者から比較的解析されやすい等の問題がある。本研究では，上記の問題を解決する新たなヒストグラム移動基準に基づいた埋め込み手法を提案し，その性能について報告する。

◎永野勝也，齊藤　剛，酒井優樹，大森結希，嶋　好博（明星大学）

自動車の自動運転への期待が高まりが急速に世界各国で開発が進んでいる。しかし，自動運転時の交通標識識別，自動運転時の人物の認識など様々な課題がある。本研究の目的は交通標識画像を対象に，交通標識の種類を自動的に識別する方法を考案すると共に，その識別方法の信頼性を実験的に求めることである。今回使用したサンプルではクラス毎の枚数が不均一で，枚数が不足しているクラスもある。そこで，学習サンプル画像594枚を増強して36234枚にした結果，全体成功率が39.3%ポイント向上した。しかし現段階ではまだ実用化できる正解率とは言えないのでさらに精度を上げる方法を考える必要がある。

○斎藤　剛，永野勝也，姫田　怜，本藤春樹，嶋　好博（明星大学）

自動走行において車線を保持して走行するために，車線検出は重要な技術である。また，車線逸脱行為は対向車両との正面衝突や，歩道への侵入など，重大な死亡事故等に直結してしまう。本研究の目的は，自動車の自動走行を目標として，車線逸脱行為を防ぐための白線検出におけるノイズである鏡面反射領域検出の実験を行うことである。鏡面反射領域検出の手法として内外判定を用いる。一画像中におけるブロック検出数は最大で28個となった。また，サンプル画像3583枚のうち鏡面反射領域が検出された画像は177枚であり，全体の約5%であった。後の課題として，車線領域の抽出，対向車線など周囲の状況の認識や，悪天候時など別のサンプル画像を使用しての実験，検出結果を目視による判断ではなくプログラムにより自動判定を行う事や，白線の劣化等への対応など，実用化に向けた実験を行う事が必要である。

◎坪井栄樹，和田成夫（東京電機大学）

近年，プライバシー保護やセキュリティの脅威の観点から，生体情報を用いた個人認証技術の研究が盛んに行われている。生体認証は，指紋や静脈など身体的特徴を用いた方式と行動的特徴を用いた方式に分類することができる。行動的生体認証は，各人の歩き方や書き方など所作の癖を識別に用いるため，身体的生体認証と比べて認証時での再現が難しいため，偽造されるリスクが低い。本稿では，電子ペンでタブレットへ入力する行動的生体認証に基づくPIN認証法を提案する。ペン入力PINを画像化し，筆圧を特徴量として抽出を行い，個人を識別するために用いる。PIN内容を判定するために，文字単位で学習を用いたSVM識別器で判定する。提案法の有効性を検証するために，タブレットを用いた認証実験を行った。

◎三井　駿，和田成夫（東京電機大学）

本研究は，複数クエリ入力に対応することで，静止画や動画などクエリの種類によらない，分類システムを提案する。本システムは画像検索の技術を応用することで実現される。知覚ハッシュ関数（PHASH関数）を用いた動画の内容変化判定と，静止画に対する色・概形・質感の特徴量抽出を組み合わせて動画を分類する。動画内からの任意の物体探索や，複数の条件の組み合わせ検索が可能であり，ユーザの意図に合わせた柔軟な動画像分類を提供する。

○長濱嗣志，上原一朗，宮城　桂，山田親稔（沖縄工業高等専門学校）

琉球王朝時代から歌い継がれてきた古典音楽において，その技能は口伝による伝承が一般的であるため，指導者の感覚的かつ難解な表現が多い。また，高齢化に伴う担い手の減少や，楽譜の分かりづらさなどが継承や復興の妨げになっている。本研究は，琉球古典音楽と深層学習を融合する事により，歌三線独特の歌唱法の特徴を抽出して分かりやすく伝え知る事のできるシステムの研究開発を目的としている。そこで，歌三線における発声時の喉の音響的特徴に着目し，それを反映した学習データセットを作成して深層ニューラルネットワークにより，歌唱法の識別評価を行った。

◎高木育博（早稲田大学）

The recognition of the space in which we are placed, is performed not only by visual information but also by information from the auditory sense in the brain, and is regarded as a binaural effect in sound source localization. The accuracy of sound source localization by the binaural effect is considered to have a resolution of about 1 to 3 degrees in the direction close to the front. Under this condition, the time difference between sounds entering both ears is considered to be about one-hundredth of a second (10 μs). The mathematical analysis of sound source localization is carried out in consideration of calculating the resolution of the distance specifically, and the human ear has a spatial resolution of about several mm in a routine range.

◎清水晃輝，小林裕之（大阪工業大学）

近年SNSのメッセージ着信や天気予報など人は様々な情報を受け取って生活している。これらの情報は任意のタイミングで受け取れるわけではないので，音や振動で通知する機能を用いることが多い。しかし他の作業をしていたり情報端末と離れていたりするとこれらの通知に気付かないことがある。そこで筆者らは前庭電気刺激という技術に注目した。前庭電気刺激とは微弱な電流を前庭器官に通電することで加速度が発生したときと同じ感覚を生成できる技術である。これは電流を流し加速度を知覚すると体を元に戻そうとする起立反射が起こり傾いた感覚を知覚する現象を用いている。そこで筆者らはこの技術を用いて情報を通知している端末の方へ体を傾けさせ情報源に気付かせることで情報を通知できると考えた。本研究では前庭電気刺激を用いた情報通知手法を提案するとともに，情報を通知するために効率のよい電気刺激方法の調査を行った。

◎荻原千秋，斎藤博人（東京電機大学）

本研究では，離れて暮らす家族間のコミュニケーションを支援するために，コミュニケーションのきっかけを与える情報通知デバイスの開発をしている。お互いの家族に通知する情報には，毎日おこなわれる調理・料理活動の状況を選定した。調理状態の通知を自動化するために，調理中に発生する音のみから調理内容を推定する手法を検討した。実際の調理音を録音し，そのスペクトル包絡のピーク周波数を特徴量として分類した結果，炒め物と揚げ物，換気扇の稼働状態の識別が可能となった。

◎大場博之，斎藤博人（東京電機大学）

話速変換は，音声の高さを変えずに速度を変えることができ，非母語話者や高齢者の聴取補助として利用されている。この話速変換技術を会話に適用した話速変換会話システムがある。リアルタイムにやり取りが行われる会話に時間伸長を適用すると，話し手の発話終了時刻と聞き手がゆっくりに変換された音声を聴取終了する時刻に時間差が生じ，順番交替がしにくくなる。この問題を解決するため，我々は，話し手が聞き手の聞き終わり時刻を把握できるようにする音声フィードバックを提案していた。しかし，話速変換を利用する会話において，順番交替の支援に有効な音声フィードバックモデルは明らかになっていない。本稿では，音声フィードバックの効果を明らかにするため，リアルタイム話速変換会話システムを用いた2 人会話実験を行う。話し手の発話時間が長くなる会話環境で実験し，会話分析の結果と事例を報告する。

◎村上明日香，望月　寛（日本大学）

人間は習慣的になっている行動でも忘れることが多い。例えば，家の鍵の閉め忘れについては，それ自身が安全を脅かすリスクがあるため，確実に利用者に行動をさせるようなシステム構築が必要である。ここで，鍵閉めに関してはさまざまな研究や開発が行われているが，単に鍵を閉めなかったことのみを検知してしまうと利用者にとって意図しないアラームを受けることになるため，実際のシステムにおいては利用者の使いやすさを考慮し，人の行動分析に基づいた検知が必要であると考えた。以上のような背景から本研究では，人の行動分析を取り込んだフレキシブルな鍵の閉め忘れ検知システムを提案するとともにIoTデバイスによる実装を行った。具体的には，ドアのロックに使用するデットボルト部分に接近センサを設置することで鍵の開閉を検知する機構を構築した上で，時間帯や照明など他の機器の状態を踏まえた鍵の閉め忘れ検知機能を実装し，その性能を評価した。

◎房安良和，泉　　隆，滕　　琳（日本大学）

近年，IoTの普及によって様々なデバイスがインターネットに接続されるようになった。しかし，普及が進む一方でIoTデバイスは「Mirai」をはじめとするマルウェアを用いたサイバー攻撃の踏み台として悪用されている現状がある。マルウェアの実行阻止のためにはセキュリティ対策を行うことが必要であるが，IoTデバイスに対しては現在十分に行われていない。この様な問題を解決するため，本研究ではハニーポット等で収集したマルウェアを動的解析と静的解析を併用したマルウェア解析システムの検討・構築を目的とする。

◎樋口　凌，望月　寛，中村英夫（日本大学），石川　了，佐野　実，西田賢史（京三製作所）

これまで，鉄道の信号システムでは，ATC(自動列車制御）装置などでレールを伝送媒体に用いることが広く行われてきた。最近では，無線方式の列車制御システムも導入されているが，妨害波などの雑音を考慮した際，無線の妨害源が鉄道に関係ないものを含むのに対して，レールの場合，列車走行に伴うものが大半であり，妨害波の種類が特定されていることから，信頼性及びセキュリティ確保の点で優位性を持つ。一方，伝送路の減衰特性によって，可聴周波数帯による伝送となるため，伝送速度を高めることが難しい。そこで，我々は，伝送速度の向上とレールを流れる電車駆動電流に起因する雑音への対策を両立させる方式として，OFDMの各サブキャリアへのデータ割当て手法について提案するとともに，その性能を計算機シミュレーションにより評価を行った。また，プログラマブルなデバイスであるFPGAを用いた実装についてもあわせて報告する。

◎橋本尚樹，高瀬浩史，神力正宣（日本工業大学）

パルス圧縮は，レーダにおいて大きな送信電力と高い距離分解能を同時に達成する技術である。しかし，相関処理により生じるサイドローブは，目標からの探知性能に悪影響を及ぼすため，このサイドローブの小さな符号が研究されている。我々は，これまでにピークサイドローブ対ピークメインローブの比（Sp/Mp比）の小さな幅広2値符号を提案している。この幅広2値符号については，従来研究では任意の符号長について全てのパターンを探索する全域探索を行ってきた。しかし，全域探索においては符号長を伸ばすにしたがい，探索時間が指数関数的に増加する。そこで，本研究では分散遺伝的アルゴリズムを用いた符号探索を行うことで大域的な探索を行うことを目指した。探索の結果，従来符号に比べSp/Mp比の小さな符号を見出すことができた。さらに，発見された符号についてシミュレーションにより特性評価を行った。

◎信方大輝，大原　誠，長廣　剛（神戸大学），松本卓也（創発システム研究所），榊原一紀（富山県立大学），玉置　久（神戸大学）

近年，空調を行う空間が増加しており，エネルギー消費量削減のため空調運用の効率化，自動化が重要となっている。本研究では地下街の空調システムを対象とし，機械学習を用いて状況から適切な空調機器の運転量を導出する運用則を作成するモデルについて考える。なお，学習データには数理計画モデルによる最適運用計画や現地のエキスパートによる実運転の記録から様々な状況とそれに対する適切な空調機器の運転量のペアデータを抽出，利用する。実証実験環境にモデルを適用した計算例を通して，運用に問題ない精度で空調機器の運転量を決定できることが確認できた。今後，さらなる効率化のためには時間経過による傾向や，空間の連続性による影響についての考慮をモデルに組み込むこと等が考えられる。

◎久保京介，山内雪路（大阪工業大学）

本学では，奈良県川上村との協定に基づく地域連携プロジェクトにおいて，セミナーハウスにフリーWiFi接続サービスを提供する事業を行っている。本施設は多数の利用者で常時賑う状況になく接続ログのみでサービス可用性を確認することができない。そこでスマートフォンのWiFi接続手順を模擬したダミークライアントを設置し定期的にアクセスポイントへ接続させ，WiFi利用者が不在でもサービス可用性を遠隔監視できる方法を用いている。加えて，この装置はWiFi信号のSSIDビーコンをスキャンし，スキャンしたデータはクラウド上のサーバに送信している。このデータを解析することで，悪意ある者による中間者攻撃の発生を発見できる。ダミークライアントはWiFiモジュールを備え，乾電池で動作する装置であり，連続動作させると数時間で停止する。そのため，複数設置した近隣ダミークライアント間で協調動作させ，より省電力化するプログラムの提案をする。

◎鈴木舜也，大井円香，古橋秀夫（愛知工業大学）

生物の構造や機能を模倣するバイオミメティクス技術を用いた水中探査機が多く開発されている。本稿では，水中において小回りの利く運動が可能であり，遊泳時の姿勢が安定しているウミガメをモデルとしたロボットを開発した。ウミガメのしなやかな前肢を表現するために，ロボット前肢を左右各3自由度とした。実際のウミガメの遊泳動作を解析することで，遊泳時の前肢の振り下ろし運動を再現する。前肢を振り下ろす際の前肢表面の傾き角，振り上げた際の最大角，動作周期をそれぞれ変化させ，各パラメータにおける前進速度を測定する。各測定により得られた最適なパラメータで制御することで，同程度サイズのウミガメ型ロボットの6倍となる前進速度0.36[m/s]を得ることができた。

◎仲栄真一成，我那覇　翔，藤井　知（沖縄工業高等専門学校），吉川憲昭，木下研作（サイバー創研），有本和民（岡山県立大学）

沖縄県では，各離島，地域間でブロードバンド環境に大きな差がある。その為，迅速な被害状況の把握が必要な災害が発生した場合，この情報格差は復旧作業の障害となると予想される。この状況を打開すべく，ドローンを同じ移動体である自動車のネットワーク網であるITSに融合することを提案している。従来，WAVEを使うことを提案していたものの，モジュールの入手が困難であることから，現在，WiFiネットワークを使うことを検討している。本システムの特長は，大規模災害直後，完全自律制御型ドローン複数台を被害地域へ迅速に送り込み，ドローンに搭載した画像センサーからの画像情報をアドホックネットワークにより伝送を行うことで早期復旧復興に寄与する。同時に，平時では，漂着物による海岸線の汚染状況や，農作物育成状態などを適切に情報処理し，地域社会へ提供することにより，沖縄県内の経済活性化や安全安心につながると考える。

◎邵　唯唯，高木茂孝，佐藤広生（東京工業大学）

近年，通信製品で音声信号等の低周波の信号を処理する際に，フィルタの集積化・低消費電力化が望まれている。スイッチトキャパシタ(SC)フィルタは集積回路中で非常に好都合であるフィルタとして知られている。また，従来の高次フィルタの構成法には，次数の増加に伴って演算増幅器の数が増え，面積や消費電力が増加するという問題がある。面積と消費電力を低減させるため，単一演算増幅器型高次フィルタの研究がなされてきた。本文には，先行研究で提案された低域通過フィルタの減衰特性が悪いという問題を改善することを目指し，寄生容量の影響を補償する条件を満たし，ナイキスト周波数に伝送零点を有する単一演算増幅器型4次低域通過フィルタを構成する方法を提案している。

◎佐々木隆宏，五十嵐　一（北海道大学）

インダクタは，スマートフォンから電気自動車に至るまで，電気製品に使用される主要な電子部品の1つである。近年，ミアンダインダクタは駆動周波数の上昇や構造の簡易化のために広く利用されている。ミアンダインダクタの設計においては，インダクタ形状が指定されたインダクタンスを有するように決定する。加えて，可能な限り損失を小さくしなければならない。従来インダクタの設計は，設計・試作・実験を繰り返すことで行われてきたが，このようなアプローチは長い開発時間を要するため，計算機による設計最適化の実現が望まれてきた。本研究では，マイクロ遺伝的アルゴリズム(μGA)および有限要素法(FEM)を用い，ミアンダインダクタの三次元形状最適化を実現する方法を開発した。本手法により，所定のインダクタンス値を持ちつつ損失が最小となるインダクタ構造が得られることを示す。

◎長森美有，西尾公裕（津山工業高等専門学校）

これまでに，動物の情報処理に学んで，並列処理を行う電子回路・システムを考案してきた。本システムは，単位回路が一次元または二次元に配列されており，各単位回路が並列に処理を行う。この回路を用いることで，動き検出などの画像処理や，音源方向の検出などを瞬時に行うことができる。本研究では，よりシンプルな回路構造で低消費電力の単位回路を提案し，その回路を検証することを目的とした。考案した単位回路の集積回路を0.6um CMOSプロセスで作製した。本回路を測定した結果，これまでに提案されてきた回路と同等の機能を有しながら，シンプルな回路構成で電流を低減できることが確認できた。本回路を用いることで，より高度な画像処理システムなどを実現できると考えられる。

◎内藤竜也，佐藤慶介（東京電機大学）

近年，再生可能なエネルギーとして太陽電池が注目されており，その一種である無機/有機太陽電池の開発が行われている。この太陽電池では，性能向上の為Si基板表面に微小な凹凸(テクスチャー構造)を設けることでSi基板表面の光反射率を低下させ，より多くの光をSi層内に取り込む工夫がなされている。そのテクスチャー構造上に有機ポリマーを塗布する際に，ポリマーの粘性が強い為，構造の凹部分に密着させることが困難となり，結果としてエネルギー変換効率低下の原因となっている。そこで本研究では，その対策の一つとして，テクスチャー構造の一種であるピラミッド構造に対し化学研磨エッチング処理を施した。この処理は，凸の高さを均一に揃える効果と凸間への平坦領域形成により光反射率の低減を保ちつつ，ポリマーの密着性を向上させる効果がある。本稿では，無機/有機太陽電池の作製時における処理条件とエネルギー変換効率との相関性を検討した。

◎張替裕太，陶山健仁（東京電機大学）

PSO(Particle Swarm Optimization)を用いたIIRフィルタの設計法が提案されている。PSOは高速に解候補を列挙可能であるが，そのため，局所解停留回避手法が提案されている。しかしながら，最大誤差最小化基準によるIIRフィルタ設計問題の誤差関数は設計パラメータに対して，鞍点に似た緩やかな形状を有する。そのため，停留回避しても再び局所解停留する場合が多数生じる。本研究では，CSO(Cat Swarm Optimization)を用いた継続的な探索による設計法を提案する。設計例により，CSOの有効性を示す。

◎並木敬太郎，陶山健仁（東京電機大学）

本研究では，IIR(Infinite Impulse Response)フィルタを用いたマイクロホンアレーの指向性の設計法を提案する。一般に，IIRフィルタの直接設計では振幅特性に遷移域を設定する。近似問題における遷移域の設定は，設計の自由度を向上させる。本研究はミニマックス近似を用い設計を行っている。すなわち，近似帯域内の最大誤差の最小化が目的であり，最大誤差の低減には，近似帯域内の誤差を遷移域に蓄積すればよい。しかしこのとき，遷移域に振幅隆起が発生する傾向が高い。本研究では，このことに対し目的関数にペナルティを付加し，振幅隆起を抑圧する。設計例より提案法の有効性を示す。

◎松永　拳，陶山健仁（東京電機大学）

本研究では，逐次更新ヒストグラムに基づく全方位音源追尾の性能検証を行う。この手法ではRoot-MUSICで音源方向を推定するために，相関行列を算出する際，忘却係数を，ヒストグラムの逐次更新の際，更新重みを用いている。しかし，忘却係数と更新重みの最良値は音声や移動速度に依存する。そこで本研究では，更新重み，忘却係数の最良値の検証を行う。

◎仲宗根綾乃，辻野拓音，藤井　知（沖縄工業高等専門学校），遠江栄希，柴　育成（横河ソリューションサービス），クアンプアンソマワン，原　史郎（産業技術総合研究所）

すべてのものがインターネットに接続されるIoTを踏まえた第5世代移動体通信システムでは，現状の1000倍を超える通信トラフィックの爆発的な増大の需要が見込まれていることから，キャリア周波数はミリ波帯の電波領域までの利用がされようとしている。そこで，3GHzを超えるSAWフィルタの実用化を目指しおり，我々は単結晶ダイヤモンドを用いたSAWデバイスの実用化を目指している。その手段として産総研・原らにより提案されているミニマルファブのプロセスによるダイヤモンドSAWデバイスの試作について検討している。本学会にてその現状について報告する。

◎小川祐介，望月　寛（日本大学），木村真人（コンセプトアンドデザイン）

現在，文部科学省より小中学校等の教育機関に対して実施が促されている「新体力テスト」では，ソフトボール投げ又はハンドボール投げの飛距離計測が投擲種目として採用されている。これらの計測に際して使用される測定機器は一般に，巻き尺を用いた目視確認による計測結果が採用されている。そのため，ボールの落下地点を確認するための十分な測定場所の確保や，落下地点を目視確認するための人員確保等により測定作業が煩雑となっている。他方，この問題の解決方法の一つとして，カメラを用いた計測方法も考えられるが，設置位置の制約や導入コストの観点から，より導入が容易であるシステム構築が必要となる。以上のような背景から本研究では，物理センサを用いることで設置位置の制約が比較的少なく，かつ省スペース化が可能なハンドボール投げ測定器の開発を試みた。具体的にはドップラーセンサを用いて開発した測定器について，その測定精度等を評価した。

◎根間昂平，望月　寛，中村英夫（日本大学）

鉄道信号システムで用いられる踏切制御子は，軌道回路の原理に基づき列車在線時にリレーが落下することで列車検知を行い，踏切鳴動開始を実現している。しかし，踏切制御子の整備不良などに起因して，踏切が遮断されたままで鳴り止まない「警報持続」が発生して，これが障害となるという問題を有している。これに対して，我々は踏切制御子の送受信信号に着目した新たな踏切制御手法を提案している。これは，従来のリレーによる列車検知に代わる手法となる可能性があるということだけにとどまらず，踏切制御子のみによる列車方向検知機能の実現をできることから，特に単線区間の踏切において有効であると考えている。以上を踏まえて本研究では，これまでの研究成果に基づいて，実際に組込みデバイスの一つであるDSPを用いたハードウェア開発を行った上で，実際の踏切制御子から得られた送受信信号を用いた検知精度や応答時間について評価を行った。

◎小川莉奈，原　翔悟，元木　誠（関東学院大学）

現在，主に顔認証の技術を採用している入退出管理システムは，正面や側面からの撮影が行えないと正しく認証できない問題が生じている。後ろ姿からでも人物の認証を行えるようにすることで，入退出管理システムを運用できる範囲が広がると考えられる。そこで，本研究では動画像に写っている後ろ姿を身体的特徴とし，人物を特定するシステムを構築する。具体的には，カスケード分類器を用いて人物の後ろ姿の特徴量を学習し，後ろ姿の検出を行う。検出した後ろ姿を画像として保存し，既に保存されている後ろ姿の画像とLBP特徴量を比較し，人物を特定する。検証実験の結果，7名の特定対象者に対する平均認証率が91.21%となった。しかし，カスケード分類器を作成する際に必要な後ろ姿画像の枚数不足などの問題により，認証率にバラツキが生じた。今後は，後ろ姿の検出をより安定化させ，特定対象が増加した場合でも認証率の低下を防ぐ手法を再考する必要がある。

◎佐藤宏樹，原　翔悟，元木　誠（関東学院大学）

本研究では，カスケード分類器を用いた群衆の移動方向を推定する手法を提案する。今回の手法では，群衆の移動方向を一人一人の移動方向から推定するものとする。人物の検知には，機械学習を用いた検知手法であるカスケード分類器を用いる。人が画面に対してどの方向に移動しているのか，また群衆の移動速度の推定を行うことが可能であると考える。それにより，画面外に移動した後も群衆の移動方向と速度からおおよその位置を推定することで，より正確な避難誘導が可能になると考える。実験の結果，人物の検知は安定せず，検知率は撮影環境によって大きく変動することが分かった。木や電柱など視界を遮るものがある場合は，成功率が62.5%，ない場合は，成功率が70%で移動方向の推定を正常に行うことができた。また，処理時間は最長で元動画の6倍となった。

◎高橋幸雄，栗田耕一（近畿大学）

非接触で心拍を検出する方法のひとつにビデオカメラのRGBの情報を基に，顔表面のヘモグロビンの濃度変化から心拍を検出手法である。この技術は血液中のヘモグロビンが緑色光を吸収する性質を利用したものであり，顔表面の血管の収縮と拡張に伴い皮膚表面の反射光の変動を検出するものである。しかし，この手法はカメラのRGBフィルタの波長帯域が広いため，カメラ画像のRGB輝度変化データに対して独立成分分析等の解析を行なうことにより脈波を分離する必要があった。我々は，マイクロ分光器を用いてヘモグロビンの吸収波長のみを分光計測することにより，データ解析をすることなく脈波の生波形を明瞭に検出可能であることを明らかにした。

◎本間　遼，安部　隆，寒川雅之（新潟大学）

近年，五感の再現に関する研究が盛んに行われており，VR技術や医療技術などにおいては視覚や聴覚の再現が一部実用化されている。しかし，触覚の再現はこれらと比較すると困難な部分が多く，実用化が進んでいない。これは，物体の触り心地である触感は，摩擦や表面粗さ，硬軟，温冷などさまざまな物理特性を反映した複雑な感覚であることによる。そこで，我々はMEMS技術を用いた単一のチップで垂直力とせん断力及び温度に感度を持つ触覚センサを開発し，それを物体に能動的に接触させて計測を行ったところ，摩擦や表面凹凸を反映した出力を得ることに成功した。また，これらの結果を人が触る官能試験の結果との相関性を分析し，その有効性を検証した。さらに，センサで得られたデータに含まれる摩擦と表面凹凸による振動を再現して提示するために，静電引力と圧電アクチュエータを用いた複合感覚ディスプレイの基礎的な検討を行った。

◎阪田恒晟，藤田真太郎，澤田賢治，新　誠一（電気通信大学），前田一平，細川　嵩（制御システムセキュリティセンター）

近年，産業用制御システム(ICS)に対するサイバー攻撃が巧妙化している。サイバー攻撃のセキュリティ対策として異常検知技術が挙げられる。これに対し本研究ではシーケンス制御のためのコントローラ(PLC)を2台用い，内1台を異常検知用のPLCとした第三者監視式異常検知技術を提案する。攻撃対象のPLCと異常検知するPLCは連動して動作し，攻撃対象のPLCが正規のプログラムから逸れた挙動をした時点で異常検知用のPLCは異常と判断する。本稿では制御対象をロボットアームとし1台のPLCに対しエンジニアリングツールを用いて模擬Dos攻撃を実装する。もう1台のPLCで異常検知をし，更にコントローラが異常と検知した場合それを視覚的に認識しやすいようLEDの点灯状態で確認できるシステムを作成する。この対策案の妥当性は状態遷移図を用いて示すものとする。

○目黒誉之，武　達也，山本　茂，上野敏幸（金沢大学）

環境振動を利用して発電する振動発電システムは，機械部分と電気部分からなり，機械システムは等価質量，粘性減衰係数，バネ定数で構成される。機械システムの固有周波数は等価質量とバネ定数に依存し，発電対象の振動の周波数と機械システムの固有周波数を合わせることで効率良く発電を行うことができる。ところが，劣化や特性変化などの外的要因によって機械システムのパラメータが変化し，固有周波数が設計値からずれ，発電効率が低下することがある。この対策として電気回路に可変キャパシタンスを接続し，その容量を調整して発電効率の低下を抑える手法を新たに提案する。この手法では，極値探索制御によって，可変キャパシタンスを自動調整して，発電対象の加振周波数での発電量の実時間最大化を行う。

◎工藤浩章，米山　淳（青山学院大学）

In this paper, a new observer design using an extended delayed Lyapunov function is proposed. This method can significantly reduce the conservatism on the observer design conditions, compared with the method we previously proposed. A numerical example is given to show the effectiveness of this method.

◎小西朋春，水本　巌（富山高等専門学校），五十嵐健大，神邊貴史（大陽日酸），由井四海（富山高等専門学校）

高出力のレーザー光を生成する方法として(CBC)法がある。これは，マスターレーザーの光を分岐しそれぞれの光を増幅したのち，これらの光の位相を揃えて1つのビームに合波する方法で，一般に光増幅器が共に使用される。しかし，光増幅器には波長依存性があり，増幅波長帯域に含まれないような波長を扱う場合はこの方法を利用することができない。そこで本研究では，光増幅器を利用せずに2台の独立したマスターレーザーからの光の結合について検討を行った。