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

NEWS


2018/04/01 研究室を設立しました
2018/08/26 FBページを開設しました
2018/10/01 卒研配属者向けページを開設しました
2019/10/09 卒研配属者向けページを更新しました
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-


・減災・災害把握

  浸水地域の水量を把握し, 被害の早期復旧に活用

・汎用環境情報収集システム

  ”1つ” のシステムで多様な分野へ対応可能なWSNを実現(特許技術)

・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

研究実績 -achievements-


・論文誌

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)

Jawad Ahmad Haqbeen, Takayuki Ito, Mohammad Arifuzzaman, Takanobu Otsuka,“ Design of Joint Cooperative Routing, MAC and Physical Layer with QoS-aware Traffic-based Scheduling for Wireless Sensor Networks ”, International Journal of Networked and Distributed Computing ISSN (print): 2211-7938/ ISSN (on-line): 2211-7946, Volume 5, Issue 3, pp. 164 - 175, July, 2017

Jawad Ahmad Haqbeen, Takayuki Ito, Mohammad Arifuzzaman, Takanobu Otsuka, ”An Intelligent Cross- Layer QoS-Aware Protocol with Traffic-Differentiation-Based for Energy Efficient Communication in WSNs”, International Journal of Networked and Distributed Computing ISSN (print): 2211-7938/ ISSN (on-line): 2211-7946, Volume 5, Issue 2, pp. 80 - 92, April 2017

Takayuki Ito, Takanobu Otsuka, Satoshi Kawase, Akihisa Sengoku, Shun Shiramatsu, Takanori Ito, Eizo Hideshima, Tokuro Matsuo, Tetsuya Oishi, Rieko Fujita, Naoki Fukuta, Katsuhide Fujita,“ Experimental Results on Large-scale Cyber-Physical Hybrid Discussion Support,”International Journal of Crowd Science, Emerald Publishing, ISSN 2398-7294, 2017

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・国際会議

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

Ahmad Haqbeen, Takayuki Ito, Mohammad Arifuzzaman, Takanobu Otsuka, ”Joint Routing, MAC and Physical Layer Protocol for Wireless Sensor Networks, IEEE TENCON, IEEE Region Ten Conference, 11/5-8, 2017

Tokuro Matsuo, Takanobu Otsuka, Tetsuya Oishi, Rieko Fujita, Takayuki Ito, Akihisa Sengoku, Shun Shira- matsu, Naoki Fukuta, Katsuhide Fujita, Hidekazu Iwamoto. “ A Novel Model of Convention Management Research and Business Process. ”Proceedings of 3rd International Conference on Computational Science/ Intelligence and Applied Informatics (CSII 2016), 2016.

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・国内会議

山口将央, 大塚孝信, ”BLEビーコンとLPWAを用いた工程間物流管理システムの実装”, 2019年度 情報処理学会全国大会(第82回), 金沢工業大学(新型コロナウイルスの影響でオンラインにて開催), 3/5-3/7, 2020

山中久昂, 大塚孝信, "可搬型医療機器の効率的な管理に向けた位置稼働情報収集システムの提案と実装", 2019年度 情報処理学会全国大会(第82回), 金沢工業大学(新型コロナウイルスの影響でオンラインにて開催), 3/5-3/7, 2020

吉田拓巨, 大塚孝信, "GUIプログラマを用いたフィジカルフィードバック可能なキューブ型プログラミング学習デバイスの提案と実装", 2019年度 情報処理学会全国大会(第82回), 金沢工業大学(新型コロナウイルスの影響でオンラインにて開催), 3/5-3/7, 2020

奥野聖人, 大塚孝信, "海産養殖支援のための海水温予測アルゴリズムの提案", 情報処理学会 第81回全国大会, 福岡大学, 3/14-16, 2019

辻侑也, 大塚孝信, "大規模 WSN における受信局配置最適化手法の提案", 情報処理学会 第81回全国大会, 福岡大学, 3/14-16, 2019

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メンバー -members-


教員

学生

M2

Portfolio Item

奥野聖人

研究分野:データ分析・機械学習

趣味:料理・散歩

ひとこと:宅飲みが好きです

M1

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山口将央

研究分野:センサネットワーク・IoT

趣味:カラオケ、スノボ、ボルダリング

ひとこと:新しい趣味探してます.

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吉田拓巨

研究分野:センサ・ハードウェア

趣味:イラスト制作、軟式テニス、野球

ひとこと:よく工作室にいます。

B4

Portfolio Item

青山周平

研究分野:データ分析

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

Portfolio Item

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.

Portfolio Item

湯浅範子

研究分野:グラフ理論

趣味:読書,合唱,音楽

ひとこと:色んなことに挑戦していきたいです.

Portfolio Item

吉村友希

研究分野:グラフ理論

趣味:ゲーム,音楽

ひとこと:できることを増やしたい

Portfolio Item

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

研究生

Portfolio Item

金山

研究分野:

趣味:ゲーム, アニメ

ひとこと:よろしくお願いします。

コンタクト・アクセス -contact&access-