国立大学法人 名古屋工業大学
工学部 情報工学科/
大学院工学研究科 情報工学専攻

大塚孝信研究室

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2022/10/5 大塚研究室HPの内容を更新しました
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About

研究分野 -research field-


持続可能な社会の実現に向けたIoTシステムを, ハードウェア・ソフトウェアを一貫して研究開発しています.
既存の学術領域や事業領域にとらわれない, 興味思考(interest-driven)を重要視して, 教員・学生が一丸となって研究活動を進めています.
複数の領域によって収集されたセンサデータや画像データ等を統合して学習させることにより, 社会の一歩先を予測するマルチモーダル学習を活用することで, 数々の実フィールドにおいて研究内容が生かされています.

センサネットワーク

遠隔地に設置された各種センサデータを収集し, ユーザへの情報提供を行うシステムを開発しています. 特に, 従来では専用設計であったセンサとの通信について, 多様なセンサを接続可能なプラットフォームを世界に先駆けて実装を行っています. 多様なセンサを接続可能とすることで, 様々なフィールドでのセンサ情報収集が容易になるほか, 異なる用途のセンサを接続することで, 他分野へのデータ提供を行うことが可能なシステムについて開発を行っています. また, 通信形式やセンサ技術は日進月歩であることから, 常に最新の情報を収集し, 最適な構成を提案することで, 様々なフィールドで応用可能なシステムをハードウェア・ソフトウェアを一貫して研究開発を進めています.


データ解析・予測アルゴリズム

社会の一歩先を予測することで, 海産養殖や農業などの一次産業だけではなく, 河川水位予測などの減災・防災分野を代表的な適用先とした予測アルゴリズムを研究しています. 収集したセンサデータだけではなく, 各種気象APIや衛星画像を用いたマルチモーダル学習を行うことにより, 高精度な予測を実現しています. 特に, 重回帰分析や深層学習を用いることで, データの特性を理解し, 最適な予測アルゴリズムを実装することにより, 海産養殖においては1週間先の海水温予測を高い精度で実現しています. さらに, 研究者自らが実フィールドに対して深い洞察を持てるよう, 教員・学生が共に実際の現場に入ることで, 問題の本質を見極めることを重要視しています.


社会実装

本研究室の研究成果は様々なフィールドに応用されています. 特に, 真珠養殖のための海水温予測システムや, 中小河川における水位計測装置などをはじめとして, 実運用を想定した社会実装を行っています. 開発当初より実運用を想定することにより, 各フィールドの問題点を抽出し, 最適な機器構成や予測アルゴリズムを構築すると共に, 収集されたデータを継続的に解析・観察することにより, 予測アルゴリズムの精度向上や, ハードウェアの耐候性・省電力設計などを継続してアップデートしていくことにより, 最新の研究成果を実フィールドに応用し続けています.

研究事例 -works-


・IoT+AI技術を海産養殖に応用

  実データとの連携により赤潮, 水温変動の予測により安定した養殖環境を実現する

・センサネットワークを活用した製造業務支援

  ビーコンやセンサにより工場内で行われている作業をリアルタイムで可視化

・医療機器リソース管理システム

  病院内の医療機器の位置情報及び稼働状況を一括管理

・高齢者みまもりシステム

  高齢者の日常状態のログを収集し健康状態の推移を可視化する

・分野横断を可能とする予防保全プラットフォーム

  多様な設備機器に対して包括的に利用可能な統計的学習モデルの開発

研究実績 -achievements-


・論文誌

Kosuke Shima, Masahiro Yamaguchi, Takumi Yoshida and Takanobu Otsuka (2021). Status Estimation and In-Process Connection of Kanbans Using BLE Beacons and LPWA Network to Implement Intra-Traceability for the Kanban System, Sensors 21(15): 5038. Retrieved from http://dx.doi.org/10.3390/s21155038

奥野聖人, 大塚孝信, "複数の予測期間に応じた海産養殖に資する海水温予測アルゴリズムの提案と実装", 情報処理学会論文誌, IoT活用のためのインターネットと運用技術(61-3)特集, 2020/03

大塚孝信, 北澤裕司, 伊藤孝行,“ 持続可能な海産養殖のための海水温予測アルゴリズムの提案”, 情報処理学会論文誌, ネットワークサービスと分散処理(59-2)特集、2018/02

Satoshi Kawase, Takayuki Ito, Takanobu Otsuka, Akihisa Sengoku, Shun Shiramatsu, Tokuro Matsuo, Tetsuya Oishi, Rieko Fujita, Naoki Fukuta, Katsuhide Fujita,“Cyber-physical hybrid environment using a large scale discussion system enhances audiences ’participation and satisfaction in the panel discussion ”, IEICE Transactions on Information and Systems, 2018/01

大塚孝信, 鳥居義高, 伊藤孝行,“ 用途に応じたセンサ接続可能なWSN システムの実装とフィールド 応用”, 電子情報通信学会論文誌, 知的環境とセンシングのシステムとソフトウェア特集(和文論文誌 B), Vol.J100-B, No.12, Dec 2017.(和文論文誌B)

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・国際会議

Noriko Yuasa and Masahiro Yamaguchi and Kosuke Shima and Takanobu Otsuka, “Proposal and Implementation of a Production Status Management System for Quantitative Evaluations of Variable Production”, 2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (2022 IEEE ICCE-Taiwan), Jul. 6-8, 2022

Takuma Kawamura and Koki Katagiri and Kosuke Shima and Takanobu Otsuka, “Proposal and implementation of a current waveform measurement system and data cleansing algorithm for CNC equipment”, 2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (2022 IEEE ICCE-Taiwan), Jul. 6-8, 2022

Kosuke Shima, Masahiro Yamaguchi, Takumi Yoshida, Takanobu Otsuka, “BLE Beacon’s Status Estimation on Edge Device for Generation of Inter-Processes Transactions on Kanban System”, 2022 4th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI), Jul. 1-3, 2022

Kosuke Shima ,Takuma Kawamura ,Masahiro Yamaguchi,Takumi Yoshida and Takanobu Otsuka, “Implementation and Layout Optimization of Motion Sensor for Anomaly Detection in Daily Life of Elderly Persons”, ICTS 2021 : The 13th International Conference on Information & Communication Technology and System, Oct. 20-21

Masahiro Yamaguchi, Noriko Yuasa, Yuki Yoshimura, Takanobu Otsuka, "Identifying Anomaly Work in Intralogistics by Using BLE and LPWA", The 34th International Conference on Industrial, Engineering & Other Applications of Applied Intelligent Systems (IEA/AIE 2021), July 26 – July 29, 2021, Kuala Lumpur, Malaysia, https://doi.org/10.1007/978-3-030-79463-7_45

Takumi Yoshida, Masahiro Yamaguchi, Kazuto Kakutani, Shintaro Oyama, Takanobu Otsuka, “Presage Detection for Heat Stroke using LPWACommunication and Wearable Devices”, The 16th International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems(KICSS 2021), November 24-26, 2021, Bangkok, Thailand & Online

Masahito Okuno, Takanobu Otsuka, "How to Predict Seawater Temperature for Sustainable Marine Aquaculture", Proceedings of the Thirty-Fourth AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-20) 2/7-12, 2020

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・国内会議

角谷 和飛,吉田 拓巨,島 孔介,大山 慎太郎,大塚 孝信,“医療機器最適管理のためのHMMを用いた実稼働状況推定手法の提案と実装(Proposal and Implementation of HMM-based Operation Status Estimation Method for Optimizing Medical Device Management),2022年度 人工知能学会全国大会(第36回),一般セッション,[2P1-GS-10] AI応用:医療,京都国際会館, 6/14-6/17, 2022

竹本碧,和田孟士,河村拓真,島孔介,大塚孝信,“コーナー検出を用いた野菜の艶判定手法の提案と実装(Proposal and Implementation of a Gloss Determination Method for Vegetables Using Corner Detection)“,情報処理学会 第84回全国大会,愛媛大学 城北キャンパス,オンライン開催,3/3-3/5,2022

片桐光貴,河村拓真,吉田拓巨,島孔介,大塚孝信,“CNC加工における刃物単位での切削抵抗計測システムの提案と実装(Proposal and Implementation of Cutting Resistance Measuring System for each cutter in CNC Machining)“,情報処理学会 第84回全国大会,愛媛大学 城北キャンパス,オンライン開催,3/3-3/5,2022

川北崇斗,山口将央,島孔介,大塚孝信,“疎なネットワークにおけるBLEビーコンを用いた独居高齢者徘徊検知アルゴリズムの提案と実装(Proposal and Implementation of Wandering Detection Algorithm for Elderly Single-person Using BLE Beacon in Sparse Networks)“,情報処理学会 第84回全国大会,愛媛大学 城北キャンパス,オンライン開催,3/3-3/5,2022

前田壮摩,青山周平,島孔介,大塚孝信,“独居高齢者の活動状態を用いた バイタルデータ異常検知アルゴリズムの提案と実装(Proposal and Implementation of Anomaly Detection Algorithm for Vital Data Using Activity Status of Elderly People Living Alone)“,情報処理学会 第84回全国大会,愛媛大学 城北キャンパス,オンライン開催,3/3-3/5,2022

和田孟士,島孔介,大塚孝信,“確率モデルを用いた独居高齢者の屋内における異常検知アルゴリズムの提案と実装(Proposal and Implementation of Anomaly Detection Algorithm for Elderly People Living Alone Indoors Using Probabilistic Models)“,情報処理学会 第84回全国大会,愛媛大学 城北キャンパス,オンライン開催,3/3-3/5,2022

竹本碧,和田孟士,河村拓真,大塚孝信,“コーナー検出を用いたナスの艶判定手法の提案と実装(Proposal and Implementation of a Gloss Determination Method for Eggplants Using Corner Detection)“,令和三年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会,オンライン開催,09/07-08. 2021

山口将央,島孔介,大塚孝信,“Private LoRa通信網におけるノード配置決定のための通信可能範囲特定システム(Communicatable Area Identifier for Network Node Arrangement Detection of Private LoRa Communication)“,令和三年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会,オンライン開催,09/07-08. 2021

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メンバー -members-


教員

学生

M2

Portfolio Item

青山周平

研究分野:センサネットワーク・エッジコンピューティング

趣味:ゲーム,アニメ,カラオケ

ひとこと:明日は明日の風が吹く

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角谷和飛

研究分野:センサ・ハードウェア

趣味:工作,ゲーム

ひとこと:Vtuberの配信をよく見ています.

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湯浅範子

研究分野:センサ・IoT

趣味:読書,合唱

ひとこと:運動を日課にしたいです.

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河村拓真

研究分野:センサ・IoT

趣味:ゲーム,音楽

ひとこと:ゲームが好きです

M1

Portfolio Item

川北崇斗

研究分野:センサネットワーク・IoT

趣味:サッカー

ひとこと:筋トレにハマっています。

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前田壮摩

研究分野:センサデータ分析・アルゴリズム

趣味:スノボ・筋トレ

ひとこと:晩酌が好きです

Portfolio Item

和田孟士

研究分野:センサ・アルゴリズム

趣味:野球・ソフトテニス・音楽鑑賞

ひとこと:猪突猛進!

Portfolio Item

竹本碧

研究分野:イメージセンサ・画像処理

趣味:音楽、ゲーム、美術鑑賞

ひとこと:よく美術館に行きます

Portfolio Item

片桐光貴

研究分野:エッジコンピューティング・センサデータ分析

趣味:野球・写真

ひとこと:Mリーグ応援してます

B4

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伊藤暢浩

研究分野:

趣味:競プロ(AtCoder)、YouTube鑑賞

ひとこと:精進途中

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三輪拓真

研究分野:

趣味:ゲーム,配信鑑賞

ひとこと:お酒飲めます

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日比野隼弥

研究分野:

趣味:ゲーム,映画鑑賞

ひとこと:好きな映画は最強のふたりです

Portfolio Item

坂元菜摘

研究分野:

趣味:食べること・ゲーム

ひとこと:特にラーメンとスイーツが大好きです

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