持続可能な土壌資源管理を通して世界を開拓する
かつてレオナルド・ダ・ビンチは、『我々は天体の動きを足元の土よりもよく知っている』といいました。あれから500年以上の年月がたった今、我々人類は土のことをどれだけ深く理解できたのでしょうか？
生態系において土が果たす役割は、土地の形成を助けるだけでなく、植物が育ち、酸素や水、養分を供給・保持する役割があります。人類が始めて行った生産活動は、この土壌圏でおきている物質循環の“おこぼれ”を利用するものでしたが、現在、この生産活動は、近代農業という形で発展し、地球全体の物質循環の在り方を変えるまでに発達しました。このような技術発展の結果、“土壌”という一見すると無限にみえる資源は、現在大きな劣化の危機にさらされています（FAO，2015）。これは、“土壌という資源をうまく利用・管理できていない”からに他ならず、残念ながら我々は、まだ土のことをよく知らない、といえるでしょう。
当研究室では、土を知り、その特性を利用・保全・管理することを目的に、国内外の様々な農耕地において、①物質循環の可視化と効率化技術の構築、②土壌や農環境の保全・改善技術の構築、に関する現場実証型の研究を行っています。例えば熱帯アフリカの畑作地（タンザニア・インド・カメルーン）で、土地利用毎に、土壌中で起きている炭素・窒素・リンの循環を解明し、土壌の化学的性質が異なる場合には、適切な土地利用方策が大きく異なることを定量的に証明し、それらの知見に基づく地域ごとの土地管理方策を提案しました。
これからも積極的にフィールドへ足を運び、土を知り、生かし、そして何よりも守るために、学生の皆さんと一緒に研究を発展させたいと考えています。
味蕾の蛍光顕微鏡像と小腸タフト細胞の電子顕微鏡像
食品と味覚の相関・味覚システムの多様な生物学的意義の理解、およびその応用
「味」とはなにか、その問いを大きなテーマとしてかかげ、食品と味覚の相関、味蕾以外に存在する味覚システムの多様な生物学的意義とその分子メカニズムに関する解析を行い、食品や医薬品分野での応用につなげることを目標としています。特に、食品の形態や味成分の解析、味蕾細胞とよく似た消化管のタフト細胞を介した寄生虫感染応答、細胞内のカルシウムシグナルに着目した研究等を行っています。
神経細胞（緑）周囲の細胞外マトリックス（赤）
細胞外マトリックスによる生体機能の制御
動物細胞の機能は、細胞周囲の微小環境によって制御されています。プロテオグリカン、コラーゲン、多糖から構成される細胞外マトリックスが、この微小環境の分子実体です。我々は、動物組織の形成や恒常性維持における細胞外マトリックスの構造と機能の関連を解明し、生体材料としての新機能の創出を目指します。
研究に用いる二つの手法
小さなRNAを介した非自己との相互作用の研究
我々の設計図であるゲノムは、約半分がトランスポゾンと呼ばれるウイルス様の配列に占められています。私たちはトランスポゾンを抑制するpiRNAを研究しています。piRNAがどのようにゲノム中のトランスポゾンを"非自己"と認識して抑制しているか、その他のpiRNAの役割は何か、について生物情報学や分子生物学を組み合わせて研究しています。
草原での植物調査
広域での生物多様性保全を考える
現地調査、空間解析、統計モデリング、シミュレーションを組み合わせて、広域での生物多様性の保全に関わる研究を行っています。生物多様性の保全の鍵となる自然保護区の配置や管理、外来生物、絶滅危惧植物に関わる課題に特に力を入れています。
本研究室は、環境公法の研究室です。法学の博士号を有する教員が担当しています。
本研究室は、環境公法の研究室です。そのため、教員は法学を専門とする法学の博士号を有する教員です。環境法とは、一般に、環境への負荷を防止・低減することを目的とする法（法令、条約等）の総体をいいますが、これには、さらに、環境公法と環境私法の別があります。そして、環境公法とは、大まかにいえば、先の目的のために、「国」と「国民」との間の関係を規律する法のことをさします。一方環境私法とは、先の目的のために、「国民」と「国民」との間の関係を規律する法のことをいいます。
急傾斜地の狭幅員作業道上で稼動可能な小型ハーベスタ（伐倒造材機械）
森林を守るために利用する － 持続的利用のための技術的研究
森林や環境を支えている林業を技術的に活性化させることをテーマとして、日本の急峻な地形を克服する技術の開発、木質バイオマスをエネルギー利用するための技術の開発、作業の安全性を向上させる技術の開発、GISを使って土地利用区分を適正化し路網を計画する技術の開発などを行っています。
足尾地域で撮影されたニホンアナグマ
経済的利用により劣化した東アジアおよびロシア極東地域の食肉目個体群の復元技術開発
当研究室では主に野生哺乳類の保護（Conservation）について取り組むことを目的とします。具体的には、①野生動物の人間による過剰な利用や、外来生物等による生物間相互作用の破壊を原因とした、在来種の絶滅の防止、②人間活動が原因として生じる生息地破壊の防止と改善策、③①と②において考案された保全策を持続的に維持するための人間社会のあり方の提言および実践を行います。
木材生産
自然資源の保全・利用による社会経済・環境効果と保全・利用を両立する管理体制の研究
持続的な森林の経営・管理のあり方を提案することを目的として、定量的／定性的な手法の両方を用いて研究をしています。前者については、木材需給分析、森林・木材の炭素収支モデリング、木材利用のライフサイクルアセスメント、後者については、保護地域・里山・山村等におけるフィールド調査を行っています。
身近な動物との共生を考える
イヌやネコなどの身近な動物との触れ合いが、個人の生活の質の向上、ひいては福祉社会の構築に貢献できると期待されています。人と動物が調和の取れた関係を保ち、お互いに機嫌よく生活できる社会を目指して、心理学の方法を用いて、多様な視点から人と動物の関係を捉えていきます。
森林に生息する様々な生物を生き様に迫る
森林生態系の生物多様性の保全および健全な生態系の維持機構の解明
わたしたちの研究室では、森林の生物多様性の保全、健全な生態系の維持という目標に寄与する研究を目指しています。具体的には、生物群集と森林環境との関わり、生物間相互作用、動物・植物個体群の生活史戦略、生物多様性の維持機構の解明と野生生物の保全手法の開発に関する研究を行っています。
稲刈り後の田園風景
農村地域の活性化に関する評価・計画手法に関する研究
私たちの研究室では、日本の農山村地域の将来展望に強い関心を持ち、“農村の内発的発展”をキーワードに土地利用計画や合意形成（ワークショップ）の視点から、研究及び地域での実践活動を行っています。また、これらの経験に基づきながら、東日本大震災からの復興を支援する取り組み（現場知の抽出など）を行っています。
日中人口ピラミッドの推移:1950，2015，2050，2100年
中国における人口と環境
世界の人口は2015年に73億人に達し、2050年までに97億人に達すると予想されます。私は持続可能な開発を効果的に実現する人口動態に注目しつつ、途上諸国・地域、特に中国の人口および環境問題に関する調査研究を行っています。
アレイアンテナ地中レーダによる浸潤過程の可視化
土中の物質・エネルギーの動態を予測し，農業・環境問題に応用
地球表面を薄く覆う土壌は作物生産の場であり、土壌中の物質・エネルギーの移動・循環は地域または地球の環境や気候に大きな影響を与えます。本研究室では、土壌中の物質・エネルギー移動のメカニズムの解明および、その予測を通して、農業・環境・エネルギーの問題に取り組んでいます。
環境問題を哲学し、共生持続社会の基盤となる思想を探求する
環境破壊的な社会経済システムを成立させている哲学・思想の批判的研究、持続可能な未来につながる社会思想・共生思想の研究、〈農〉を基盤とした持続可能な地域づくりの研究（〈農〉の哲学、地域での合意形成）
自然と人間が調和する快適環境を考える
自然と人間が共存するための適度な快適（アメニティ）環境を創出するには、人間と自然の持つ本来のメカニズムとそれらを破壊するメカニズムの両方を理解することが大切です。健康アメニティ科学研究室では、人間にとって快適な環境とはどうあるべきかという問題について、身体各器官の働きをコントロールしている自律神経に注目し、血圧や脈拍、脳波などの生理指標を用いた基礎的研究を進めています。
山の中での作業の様子です
森林の水循環を把握して土砂災害の防止や健全な森づくりを目指します
山や谷、渓流など自然の美しい風景の多くは災害の歴史でもあります。洪水、火山、斜面災害・地すべりなどです。この研究室は、水を原因とする災害、水循環と熱的環境を解明していく研究を行い、実際にフィールドに出かけてデータを取集します。数値シミュレーション解析も行っていますので、アウトドア好きにもパソコン好きにも向いています。
歴史的に地域の文化や社会、環境を見つめなおす
研究室のコンセプトは、歴史的な観点から地域の文化・社会を見つめ直すこと。教員は、海や川・山など自然資源の利用や管理の地域史・社会史などに興味をもっていますが、あくまでも教員個人の関心。学生の皆さんには、自ら研究テーマを発見・開拓していただくことを大切にしていただきたいと思っています。
学校林で植林する親子たち（大分県日田市）
森林をめぐる農山村の近代化および現代的課題
日本は国土面積の約三分の二が森林で覆われています。いったい誰がこの森林をこれまでどのように利用し、管理してきたのでしょうか。研究室では、明治以降の近現代における森林と社会との関係について国内や東アジアをフィールドに資料収集や聞き取り調査を行っています。
野外調査
森林生態系の物質循環及び植物の生理反応
森林生態系の中で多くの物質は、循環することによって保たれるという仕組みを持っています。本研究室では、様々な環境下での植物の反応や、森林生態系内の窒素を中心とした養分動態、渓流水質の変化などを研究しています。
人工降雨装置
農薬の環境動態、影響評価、リスク管理に関する研究
農薬の使用による水環境や土壌環境の環境影響リスクの評価を行うため、主に以下の研究を行っております。１）人工降雨流出装置を用いた降雨流出に伴う農薬の流出および残留モニタリングと畑地環境における農薬動態モデルの開発と改良、２）水田環境における農薬動態予測モデルの開発・改良を行っております。
環境政策の効果を検証する
環境政策は、他の多くの社会制度と適切に組み合わされたときに、はじめて大きな成果を上げることができます。例えば、民主的な政治が行われていない社会では、まともに環境を保全することは不可能です。私は、他の社会制度との関連に注目しながら、環境政策がどのような効果を発揮しているのかを研究しています。
日光戦場ヶ原湿原での植生調査
植物群落の生態学的、植生学的な基礎にもとづいた保全と管理
私たちが研究対象とするのは、森林、草原、湿原など様々な緑を構成する植物群落です。主に植物群落の種組成、機能的特徴、地理的な分布、立地環境などを手がかりとして、その生態学的・植生学的な特性を明らかにするとともに、緑の保全や持続的な利用に寄与する研究を行っています。
農業副産物を活用した環境親和型材料の開発
地域資源を有効活用した環境親和型材料および評価法の開発
農業基盤施設においては生物の生息場所の提供やカーボンニュートラルといった環境親和性の視点が重要になってきています。そこで農業副産物であるもみ殻や稲わらを活用し、環境親和性に優れた材料の開発を行うとともに、Acoustic Emission（AE）法による構造材料の破壊挙動の評価法に関する研究を進めています。
スクリュー型の水陸両用ロボット
小型ロボットを基幹とした持続的生産技術の開発
脱炭素社会における農業技術として、低出力の電動機械でも対応できる新農法を創出します。「ロボット」＋「電動化」＋「新農法」でスケールメリットに依存しない農業を実現します。
マンゴー果実の呼吸速度計測
青果物品質の可視化と劣化抑制による食品ロス削減研究
青果物は収穫後も呼吸や代謝を続け、流通中に品質が変化する。本研究室では、温度やガス環境などの流通条件と光学計測や成分分析を組み合わせ、品質の状態や劣化を可視化することで、食品ロス削減に貢献する技術の開発に取り組んでいる。
外的因子（医薬品、化学物質、感染体、ストレス等）の生体影響に関する実験病理学的研究
ヒトも動物も様々な外的因子（医薬品、化学物質、感染体、ストレス等）の影響を受け、生体内の様々な機能により適応して生活している。しかし、過剰な、また、持続的な外的因子の曝露により、種々の臓器や生体内のネットワーク（神経系、内分泌系、免疫系）に障害が発生する。私の研究室では、大腸炎・大腸がん、脂肪肝・肝がん等のモデルを活用し、持続的な外的因子の影響に対する、組織再生機構やがん化抑制機構の解明を行っています。また、実験病理に加え、伴侶動物、産業動物、動物園動物、野生動物等の病理診断を行っています。
2016年の研究室メンバーです。研究室のホームページもご参考にしてください（http://www.tuat.ac.jp/~ykuroda）
計算・実験を融合的に用いた酵素・抗体・蛋白質の設計と改変
本研究室は、生物学と情報科学・物理学の境界領域として、生命現象を原子･分子レベルで解明することを目指しています。そのため、バイオインフォマティクス、生物物理学、進化工学・蛋白質工学を用いて、蛋白質（抗体・酵素）の物性や構造を解析・設計し、酵素の改変実験を行っています。
微生物を利用した有用物質生産
海と陸の多様性に学ぶ生命適応とバイオリソース創成
地球の海域と陸域には、それぞれ異なる環境に適応した多様な生物が存在します。田中・片岡研究室では、海域を代表する微細藻類・光合成微生物と、陸域を代表する昆虫に着目し、実験生物学と情報科学を融合することで、生命機能と環境適応の原理を分子・システムレベルで解明しています。微細藻類カルチャーコレクションを基盤に、有用物質生産微生物の探索やゲノム編集による機能改変、AI・機械学習を活用したバイオイメージインフォマティクス技術の開発を進めるとともに、昆虫をモデルとして、環境適応や寿命・老化制御といった適応戦略をゲノム・オミクス解析や深層学習によって解析しています。これらの研究を通じて、生命の適応原理の理解を深め、持続可能な新規バイオリソースの創出につなげることを目指しています。
日本は島国であり、国内の資源が限られているため、政府や企業は再生可能な生物学的プロセスを用いて、工業化学品の生産につながる有用物質を生産する新しい技術開発に精力的に取り組んでいます。計算科学を組み合わせた酵素工学は、さまざまな有用化合物の持続可能な生合成を可能とします。この合成生物学による有用物質の生産手法は、従来の化学的手法に比べ、環境・経済の両面で多くの利点を持ち、工業化学品の生産を向上させる将来性のある基盤技術として飛躍的に普及しました。現存する代謝経路を拡張し、高付加価値の医薬品化合物を生み出すための、特殊な酵素機能の発見や改良に向けて計算科学的にアプローチしています。
Sustainable system of swine manure removal by means of rice straw for enhancement of dry thermophilic anaerobic digestion
微生物を利用した低コスト・環境にやさしい水処理・エネルギー回収システムの開発
目に見えない小さな微生物のほとんどはその機能がわかっていません。地球環境中の微生物の機能は眠ったままである可能性が高いのです。私たちは、このような未知の微生物の機能を解明し、利用することで、省エネ・低コスト型の排水処理システムや、農業廃棄物からのエネルギー回収といった課題に挑戦しています。
Agricultural Research Enhances Engineering Education
自然と工学をつなぐ移動現象の探究 – ミクロ粒子から生態系まで
私たちは、天然資源、食料生産、生態系の保全に関わる課題に取り組んでいます。
微粒子工学、物質・流体・熱移動、化学プロセス、生物システムなど複数領域を横断し、ミクロスケールの粒子挙動から、マクロな環境・気候プロセスまでを扱います。
生物システムの仕組みを工学的に応用する研究も進めています。
これまでの博士研究には、バイオ材料創製、植物内粒子輸送、多孔質材料の熱・流体移動、エアロゾルによる機能性薄膜形成などがあります。
(top) Control of shapes and sizes of silicon materials via reaction rate.(bottom) Optical anisotropy of colloidal films due to drying
｢反応｣や｢乾燥｣でのモノの出来方を理解して、 機能材料を効率的に作る。
製造プロセスでは、単純に生産速度を上げると、製品に悪影響を与えることがほとんどです。当研究室では、現実の生産プロセスでも多く使われる、｢反応｣や｢乾燥｣での速度過程(モノの出来方)を研究しています。具体的には、シリコン材料の生成反応と、塗布乾燥での膜形成を題材として、研究を進めています。効率的な生産方法を提案し、省エネや産業力向上に貢献します。
バイオメカトロニクス
生物を模倣したロボットシステムの研究開発を行っています。特に生物の嗅覚に注目し、匂いを嗅ぎ回って餌を探す陸生生物や水生生物の行動メカニズム解明を目指した研究を行うと共に、その成果を応用してガス源探索ロボットなどの研究開発を行っています。
医用デバイス工学
ナノデバイスの開発により、複雑な生体システムを計測・解析し、疾病の早期発見、安心安全社会の実現を目指しています。特にグラフェンの微細構造と特殊な伝導特性に着目し、その製作技術、材料の基礎的研究および高感度センサ等の開発を行っています。
生体物理工学
DNAの力学的変形と遺伝子発現の関係を一分子操作により明らかにする研究や、微生物（緑藻）の光応答に関する研究を行っています。生命現象を物理の視点から解明する研究を通して、革新的医療技術の開発に不可欠な柔軟な発想力を育みます。
超伝導工学
超伝導の持つ電気抵抗ゼロの性質は、医療用MRI、粒子線治療、磁気ドラッグデリバリーやリニアモーターカーに応用されています。私たちは新高温超伝導体の材料科学研究をベースに、新タイプの超強力磁石や、革新的磁気デバイスの創製に取り組んでいます。
生体医用センシング
最先端の音響・光技術や高度な量子技術を融合し、超音波やテラヘルツ波(ミリ波～赤外光)に関わる革新的なセンシング技術を開拓しています。従来の技術では捉えることができなかった情報を可視化し、医療診断をはじめ、細胞評価や食品・工業検査など、様々な分野への応用を目指しています。
生体医用分光学
光を空間的・時間的に制御する技術を駆使して小さな分子の特性を解析する新しい光学イメージングや分光法の研究開発を行っています。また、それらの技術を応用して、生理活性を持つ分子や薬剤の生体組織中での動態や作用を解き明かす研究も行っています。
３次元画像工学
３次元画像は、現在は内視鏡手術やロボット手術で利用されていますが、今後は画像診断や分子解析などへの応用が期待されています。立体画像の医用応用のみならず、メガネなし立体テレビやホログラフィーの実現、人体に与える影響について研究しています。
医用超音波工学
超音波を用いて、身体を傷つけない診断・治療方法の開発を行っています。医学系研究者と連携し、超音波が引き起こす生体作用の検証実験や、画像処理や機械学習を用いた情報抽出といった多彩なテーマを進めており、新しい医療技術の実現を目指しています。
光波センシング工学
高機能光ファイバセンサと、高精度でシンプルなレーザ計測技術を開発しています。これらは電気･機械産業の他、インフラ構造物と生体のヘルスモニタリングに直結し、小さな異常の早期発見で、『安心して健康に暮らせる社会の実現』を支えます。
生体医用光学
生体からの分光情報を解析することで、日常的な健康状態、癌などの病気の有無、脳の活動や機能などを生きたままの状態で評価したり、画像化（イメージング）するための新しい光学的医用診断方法について理論的および実験的な検討を行なっています。
言語人類学
自然から文化に跨がる人間にとっての意味／記号の世界が、言語の使用を介して生起変容する過程について、文化人類学や言語人類学および記号論の視座から研究をしています。南太平洋のフィジー諸島における儀礼や詩的言語、神話的世界観に関するフィールド調査も行っています。
生体機能材料
化学・材料工学を基盤として、アンメットメディカルニーズに応えるスマートマテリアルを工学のみならず医学、薬学と協力して開発しています。(1) 癌摘出などの外科手術時または予後において起こる重篤な問題に対処可能な『サポートマテリアル』を、現場の医者のニーズに併せて合目的的に開発しています。(2) 体に対する害の低い光や超音波といった物理エネルギーと組み合わせることで、より効率よく疾患の診断や治療が可能になるマテリアルの研究を行っていきます。
生体機械工学
細胞を１つの物理システムとして捉え、生体内で発生する様々な力学刺激に対する細胞応答のメカニズム解明に取り組んでいます。細胞レベルの力学応答に基づいて疾患発症・亢進の要因を明らかにし、医療技術開発・医療機器設計に活かす研究を行っています。
生体電子材料工学
高分子・エラストマー超薄膜（膜厚：数百nm～数μm）を基材とした極薄電子デバイスの開発を行っています。皮膚や臓器表面に違和感なく密着可能なナノシート電極や柔軟デバイスを基盤に、無線給電・通信技術と融合した生体信号計測および生体機能制御システムを構築し、医療診断、がん治療、スポーツ・ヘルスケア分野への応用を目指しています。
運動制御支援工学
人の動作情報から身体機能を評価し、効果的な治療を行うシステムの実現を目指しています。医療機関や医学系研究者と連携して、機械学習等を用いた動画からの3次元動作解析や身体機能予測、治療効果の高いウェアラブルトレーニングデバイスの開発を行っています。
バイオエレクトロニクス
医療／生命科学の知識と半導体技術を融合し、生命現象や生体反応に関連する分子を電気化学的に計測するバイオセンサの創製に取り組んでいます。生体分子と疾病の相関を明らかにし、健康長寿社会が抱える課題を解決するデバイス作りを目標にしています。
研究室で作製しているチップ
量子の力と人工知能を組み合わせ、量子状態を制御する
我々の研究室では、原子や電子を1個ずつ操作する究極的な研究を行っています。それには、量子力学の知識や実験の技能・経験など、膨大な知見や技量を身に付ける必要があります。一方、近年、人工知能の性能も大きく向上してきました。そこで我々は、量子の世界の難しい研究を人間が行うのではなく、適切に設計された人工知能(マシン)に実行させることを考えています。
銀ナノロッドの電子顕微鏡写真
電子顕微鏡で銀ナノ構造体を観察しよう！
銀で作製した銀ナノ構造体を使って、太陽光を集光する研究を行っています。電子顕微鏡をつかって、人の髪の毛（10分の1ミリ）と銀ナノ構造体（1万分の1ミリ）の大きさを比べてみよう！
電波暗室
生活をよりよくするための，電磁波新技術の開拓
地上デジタル放送、スマートフォン、SUICA、無線LAN、WiMAX、GPS、お財布ケータイ、これらすべては電波を利用しています。我々の生活は電波のおかげで飛躍的に便利になりました。今後、コンセントなど今でも有線が主の分野に対し、電波の利用範囲を広げることでより便利になると予想されています。我々の研究グループでは、電波の利用で便利になった社会を、さらに便利にするような技術の開発に関する研究を、実験およびシミュレーションを通して広く行っています。研究の一例をあげると、電波を送受信するために必須なアンテナの高機能化、電波に対する新しい媒質の開発などで、研究内容は多岐にわたっています。我々の研究グループでは、実験においては最先端の実験装置、電波のシミュレーションにおいては世界最速クラスのスーパーコンピュータを用いて研究を行っています。
熱電発電カー
捨てられる熱を使え!熱電発電カーの制御
現在、世界で生産されるエネルギーの約6割が使われずに熱として捨てられていますが、この廃熱を有用な電気エネルギーに変換することができるため、新しい省エネルギー技術として熱電発電への注目が集まっている。熱電発電システムの一例として、熱電発電カーの製作と電力制御を行い、上記の研究目的の実現を目指す。
後期には、海外の学生とともに研究を進めます。
あたりまえを支えるすごい技術
皆さんの持っているスマートフォン、まさか画面の上で、紙に描かれた絵が動いているとは思っていないでしょう。ではなぜ、地図画面を指でなぞると地図が動くように見えるのか、動画がどのように再生されているのか、ぜひこれらを作る側の立場に立ってみてみませんか？
脳波の測定
脳=リアル知能とAI=人工知能の融合
脳とAIをつなぐ技術（Neuro2Neuro）を創ります。思い浮かべるだけで操作できる機器や、脳の異常をみつける医療応用技術の実現を目指します。
周波数の利用状況観測実験
未来の無線通信でどこでも、誰(ヒト)とでも、何(モノ)とでも賢くつながる！
無線通信をベースとしたIoT、ビックデータ、クラウドコンピューティング等を実現するには、これまで以上に無線周波数資源を賢く利用する無線通信・ネットワーク技術の開発が望まれています。本研究室では、上記を達成するための研究開発に取り組んでおります。
身体運動に関する脳内情報処理の解明とその応用
瀧山健研究室では、脳を模擬した数理モデルの構築、そして運動学習中の行動データ、生体データを計測・解析することで、運動学習に関連する脳内情報処理の解明、そして運動が素早く上達するための効果的なトレーニング方法の提案に挑んでいます。
紫外線での露光限界を越えた微細加工のための側壁ダブルパターニングに特化した配線結果
高性能な集積回路の設計手法を目指して
大規模集積回路の設計などのための基礎的なアルゴリズムの研究を行っています。簡単に言うと、複雑なパズルの効率的な解法を求めるような研究です。近年では、今まで使われてきた微細加工技術が限界に達し、新たな技術を次々と取り入れているため、パズルの複雑さと困難さは一層増しています。
ネットワーク構造の例
Dependable & Educational Computing Lab
金子研究室は、大きく分けてグラフ理論と教育工学の2つを主要な研究テーマにしています。グラフ理論系では、高信頼なネットワーク構造や、故障個所が存在する場合の経路選択手法などを研究しています。教育工学系では、各種教科や情報技術教育を対象とした新しい学習支援システムや学習環境の開発などを行っています。
ウィルスに感染したら素早くリカバリーする
コンピュータシステム障害の撲滅を目指して?リカバリを指向するシステムソフトウェア?
コンピュータサービスは我々の生活基盤の一部となっていますが、コンピュータの不具合やウィルスなどの攻撃によるサービス停止や情報漏洩といった障害が後を絶ちません。本研究グループでは、オペレーティングシステム(OS)といったシステムソフトウェアにプログラムを自律回復する機能を加えることにより、未知の故障や攻撃に対しても頑健なコンピュータサービスを実現する仕組みを研究開発しています。
画像から対象の形状を推定
画像から対象の情報を取り出そう
カメラから得られる画像や画像をベースとした距離センサにより得られるデータ(kinectで得られる距離データなど)の解析に関する研究を行っています。画像にうつっている実世界に関する３次元構造などの様々な情報を導き出すための基本的な技術や、実システムへの応用について研究しています。
ハードウェア開発とCPU内部回路
情報工学科におけるハードウェアの研究
コンピュータはソフトウェアが重要ではありますが、そのソフトウェアはハードウェアがあってこそ動作するものです。当研究室では、コンピュータのアーキテクチャを中心に研究を進めており、ハードウェア設計のためのツールや開発システム、これまで実現してきたさまざまな研究成果をご覧いただきます。
作業状況の遠隔共有
スマートなヒューマンインタフェースとVR
実際のオフィスのようにコミュニケーションを取りながら作業にも集中できるテレワーク環境、タイミングを見計らって便利な情報提供してくれるエージェント、自分の手のように器用な操作ができるVRハンドなどの研究を行っています。
身の回りのモノで絵を描く
日常生活に溶け込むコンピュータ
日常生活をより便利に安全に、かつ有意義なものとすべく、コンピュータを生活になじませる研究に要素技術と応用面から取り組んでいます。常に見やすい場所に情報を提示するプロジェクタや腕時計型デバイス、誰もが自由に点灯方法を設定できるイルミネーション、身の回りのモノで絵が描けるカンバスなどを展示します。
コンピュータによる探索の可視化
最適な「やり方」を目指して
現実の世界で解きたい問題の中には，スーパーコンピュータを何十時間使っても計算が終わらないようなものがたくさんあります．コンピュータの中での計算の「やり方」をうまく工夫することで，これらの問題を解けるようにし，日常の生活をより便利にすることにつなげます．
ロボットを用いた人間の運動学習メカニズムの解明
人間の適応・学習メカニズムの分析とその人工物設計・人間活動支援への応用
「適応・学習」をキーワードに、人間の運動学習メカニズムの解明から適応的な人工物の設計・人間活動支援まで幅広い研究テーマに取り組んでいます。生物らしい適応的な人工物／情報システムの実現に向けて、認知科学や脳神経科学などの異分野との学際的なコラボレーションを大切にしています。
複数のプロバイダによるインターネット接続
安全・安心・安定的なインターネットの利用に関する研究
今日の私たちの生活はインターネットによって支えられています。しかし、インターネットでは日々様々な問題や課題が発生しています。当研究室ではインターネットの性能や利便性を高め、さらに安心して利用できるようにすべく、(1)インターネット構築運用技術、(2)情報セキュリティに関する研究を行っています。
数理の力で情報を理解する
渡辺研究室では情報セキュリティ技術を、情報理論の観点から研究しています。どうすれば安全に通信できるのか、どうすれば情報を漏洩することなく計算（データ処理）できるのかといったことを理論的に解明することを目指しています。
人工知能と研究テーマの関連
人工知能による意思決定支援 マルチエージェントシステムとテキストマイニング
テキストを中心としたビッグデータ解析やマルチエージェントシステムなどの人工知能技術を駆使して、人間の意思決定を支援するための研究を行っています。自動交渉、協調問題解決、大規模合意形成支援システムなどの理論およびモデルの考案、実システムの構築を行っています。
SOTBによる低電力3次元積層のCPUとアクセラレータ
AI・IoT時代の計算基盤とシステムソフトウェア
本研究室は、OSなどのシステムソフトウェアを核として、AIやビッグデータの基盤となる大規模ストレージ、GPGPUなどの高性能計算機システム、IoTの基盤となるセンサノード向けの高性能省電力のCPUチップとそのシステムソフトウェア、組込みシステムで重要な省電力な計算機システムなどについて、DBMSからチップ開発を通して研究しています。
圧縮を利用したパターン認識
パターン認識を利用したメディア理解
文字や顔等，この世界に存在するさまざまな物体を圧縮して表現することで，それらを高速に高い精度で機械に認識させる方法について研究を行っています．物体（パターン）を圧縮することで，認識に重要な成分を抽出することができ，さらに少ない記憶容量でさまざまなパターンを表現することが可能となることから，高速化や高精度化が容易となります．
情報と熱がネットワークで循環する未来の地球 Visions for 2050
テラヘルツ電磁波制御技術と革新的材料制御技術
Society 5.0を支える次世代ICT通信規格6Gは、AIとIoTを駆使した大容量通信システムが基盤です。この未来社会を創る要素技術が「テラヘルツ電磁波制御技術」と「革新的材料制御技術」です。実現に向けて、電磁波大規模計算シミュレータ、先端作製技術、材料情報科学などを駆使して研究を進めています。
独創的MEMSテラヘルツセンサ
テラヘルツ周波数帯の半導体マイクロナノ構造の基礎・応用
超高周波数帯のテラヘルツ（１THz= 100 GHz）領域は、情報通信のみならず、固体物理、バイオ、イメージングなどの分野で注目されている。我々は、テラヘルツ技術を用いて半導体マイクロ・ナノ構造の特性を解明し、更に、新しいテラヘルツデバイスを開拓することを目指している。
モバイル／IoTデバイス
モバイル/IoTを上手に活用するメカニズム
当研究室では，多種多様なモノや人を上手く繋げるIoT／モバイルシステムを研究しています．学術的な成果に加え，企業や外部機関との連携により，安心安全で持続可能な社会を目指しています。
音を操る信号処理
音が運ぶ情報を利用する方法について研究しています。音を計測して得られた信号を解析や処理することで、情報を抽出してデータに変換します。この一連のプロセスを高度化するために、数学や物理学の知見を活用し、新たな音響情報処理の実現に取り組んでいます。
グレイ・スコットモデルから作ったセル・オートマトンのパターン
微分方程式のセル・オートマトン類似の構成
現在のデータから未来のデータを予測する数学的なモデルとして、時間や空間を連続量として扱う微分方程式を用いるモデルと時間や空間を離散量として扱うセル・オートマトンを用いるモデルがあります。私の研究グループでは微分方程式のモデルからセル・オートマトンのモデルを作る方法を考案しました。この方法は1階の連立微分方程式や反応拡散方程式に適用することができます。アレン・カーン方程式やグレイ・スコットモデルといった反応拡散方程式から、この方法でセル・オートマトンを構成しました。
数理学でAI・機械学習の仕組みを解明する
本研究室では、確率論や統計学を通して、データから知識やパターンを見つけ出す学習の仕組みを数理的に明らかにすることを目指しています。 具体的には、どのようにデータを効果的に活用して正確な予測や推論を導くことができるのか、また必要なデータ量やその信頼性をどのように定量化できるのかを理論的に研究しています。
信号処理の数理と応用
画像や電波などのデータを復元したり、そのようなデータから価値のある情報を抽出したりするための信号処理技術について数理的な観点から研究しています。新たな信号処理手法の提案・信号処理手法に関する理論解析・画像処理やリモートセンシングへの応用などを行っています。
