分かったつもりでも、異なる視点から見ると、不明点を確認できることがあります。
理解しづらい教材を少しでも取り組みやすくし、異なる視点での確認を促し、理解しやすい学習システムの構築を研究しています。
従来のCAI、eラーニングの手法をベースとして、アルゴリズム、プログラミング等における学習支援システムを構築し、公開することを目指しています。
また、簡単なパズル等の解法を提示するシステムにより、論理的に考える訓練ができることについても研究しています。

強化学習は制御結果の良否だけを用いて制御を学習する方法です。前提知識が必要ありませんので、広範な制御に適用可能です。強化学習で制御を効率的に学習するために、ひとまとまりの動きをまとめた複合行動を選択肢とし、各課題に適したネットワーク構造を自律的に獲得できるINGnetで入力を処理する方法を研究しています。この方法により、従来の強化学習より効率的に学習できました。（左図）

シグナル伝達系は体の中の各種の調節を司る細胞内の反応系です。この破綻により各種の疾患が引き起こされます。シグナル伝達系のモデル化に基づき、免疫系のモデル化を行っています。現在は、リウマチの発症メカニズムを解析するために関節内での発症に至る反応のモデル化を行っています。（右図）

[スパコン × ビッグデータ × AI]　大規模高性能計算機システム（スパコン）の運用・利用を通じて蓄積された経験とノウハウを活かし、ビッグデータ分析の高性能化と解析のための知的計算アルゴリズム設計、ユーザ視点でのより実用的な社会ソリューション創出を目指した研究に取り組んでいます。スパコンを活用したビッグデータ処理の例として、（i）歯科臨床現場における病変の検知・診断補助・予測、(ii)生態調査研究における個体識別と追跡、(iii)ユーザの待ち時間縮減と運用コスト削減に向けた適応型ジョブスケジューリングアルゴリズムの設計などを進めており、人工知能・機械学習・進化計算・組合せ最適化技術を用いた多種多様なアプリケーションを開発しています。

今まで以下のような研究活動を取り込んできた。
　地理データをデータベースに蓄積し、データベースに連動しながら３次元マップ提示システムを開発し、データベースに基づく情報提示システム開発の有効性を検証した。
　eラーニングシステムの実現技術を提案し検証した。具体的には、教材データベースの設計、ECAルールによる教材提示方式の提案、教材作成支援ツールの開発などがあった。
　Bluetoothの電波強度を用いた位置推定方式を考案し、プロトタイプシステムによる有効性の評価を行った。
　加速度センサによる人の移動状況（走る・歩く・階段降り登り）の認識処理を行った。

マルチエージェントシステムとは、自律的に行動するソフトウェア・ロボットを多数動作させることで、単体では解決困難な問題に取り組む研究分野です。私が特に取り組んでいるのは、サッカーを題材とした集団行動シミュレーションです。このシミュレーション環境を用いて、選手の行動学習アルゴリズム、集団としての戦術アルゴリズムについて研究しています。サッカーのような多対多のゲームを通して、環境認識と行動決定のより良い手法を実現することは、現実の人間社会への応用が期待できるものです。現実空間での応用として、人間が行動決定する際に注目する情報の収集と分析、複数台の移動ロボットを用いた環境地図構築、などの研究も進めています。

傾加群の分類問題に対する有効なアプローチである傾変異に関して研究しています。特に傾変異に付随する有向グラフや半順序など組合せ論的側面に興味があります。現在は傾変異の振る舞いによる多元環の復元や傾変異に付随する半順序集合の組合せ論的特徴付けを主な目標にしています。

なにか現象を観測・分析などをするとき、他の点とは様子が異なって見える点がよく現れます。このような点を数学では特異点といいます。
特異点は殆ど全ての数学的対象に現れます。この特異点をどう理解するかで研究の進展・方向性が変ります。

現在は特異点を持つ複数の曲線を特異点から得られる不変量を用いて区別しようというものと、複雑に潰れている写像の特異点を摂動することによって元々の特異点がどのくらい複雑だったかを調べようという２つのテーマで研究しています。

生体から得られる情報の計測に関する研究を行っています。また、その生体情報を計測するためのセンサの開発や、生体情報を利用した機器やソフトウェアの開発などを行っています。

一般家庭でも用いられている水道水を駆動源とする水圧システムは、アクアドライブシステムと呼ばれ、潤滑油さえ使用しない100%オイルフリーを実現できることから、環境に優しい新たな駆動源として注目されています。本研究室では、家庭の水まわりや、リハビリテーションなど人体に直接触れる場面でも安心して使用できるシステムの実現に向けて研究を進めています。加えて、流体の流れを制御することにより一切の電源を用いることなく駆動できる純水圧システムについて検討し、停電時でも使用可能な非常用駆動源や防災システムへの適用について取り組んでいます。また、事故や病気等で両手での演奏が困難な方でも楽器を演奏することができる支援システムの研究も行なっています。

ソフトアクチュエータや組み込みコントローラーなどを用いた一般家庭でも使用できる介護・福祉ロボットシステムに関する研究を行っている。介護者のための上半身支援装置は人間親和性の向上が期待でき、腕部を加え、介護動作の妨げにならない空気圧アクチュエータを用い、狭小・高湿スペースでも利用できるように安価、軽量かつ防水できる組み込みコントローラーの開発も行っている。視覚障がい児用歩行訓練装置は人手不足という問題に直面している歩行訓練士の負担軽減および保護者の心身負担軽減を目標とし、盲児の将来自立を考慮し、一般家庭でも使用できる訓練システムの構築を目指している。また、高齢者・重度障害者を介護する際、寝たきり要介護者褥瘡防止の体位変化作業は必須であるため、介護者の拘束時間が増えるなど、精神的な負担も増える。そのため、問題解決に向けて扁平的ソフトアクチュエータを用い、加圧を時間的に変化させることで、身体とアクチュエータとの接触位置を変え、隙間の生成による蒸れ防止などもできるマットレスの開発を行っている。

TwitterやFlickrなどのソーシャルメディアでは、テキストや写真などの膨大なコンテンツが日々生成されています。そのコンテンツは、実世界の情報や、人々の行動、関心などの情報を表しています。そこで、本研究室では、ソーシャルメディアから、有用な情報を自動的に抽出する手法の開発や、ユーザの情報の分析、ユーザの興味や関心を可視化する研究を行っています。

カーロボティクスとは、自動車工学とロボット技術（ロボット工学）を融合させることにより、自動車の「走る・曲がる・止まる」という基本性能をより安全に実現させようとする新たな技術分野である。走行中に、障害物や人を検知し、障害物や人を回避を支援するシステムの開発や、自動車の軽量化にともなう剛性の低下により引き起こされる振動を抑制するためのサスペンションシステムの開発。

様々な形で存在するデータから統計解析を行っています。「ビックデータ」から何か新しい見地を発見することなども行っています。また、そのための環境・ソフトウエアの開発について研究しています。
その他、一般の方々も含んだ形の統計教育の方法についても取り組んでいます。

マーカーベースのARを利用した博物館での展示システムを作成した時の写真を右に載せています。

マーカーとカメラの距離やマーカーの傾きに応じて画面内のCGオブジェクトが大きさを変えたり向きを変えたりします。

多倍長計算・計算精度保障付き演算ルーチン、記号計算のためのLISPライクなシステムの開発を行っています。
計算精度保障付き演算ルーチンでは、計算の過程で生じる誤差の評価を自動的に行い、最終的に厳密な値の存在する区間を任意精度で求めることが出来ます。
また、記号計算の応用としてMIDIインターフェースを使い作曲システムの研究を行っています。

研究は主に、データ修復モデルの性能評価解析をしている。例えば、さまざまなノイズで劣化した画像を修復する際にどれだけの修復が出来るか？と言う様な問題に取り組んでいる。その他にも新しいモデルの考案もしている。
図は、ガウス過程の修復の様子で、実線が真のデータで、菱形の点がノイズにより劣化したデータであり、破線は劣化したデータから真のデータを推定した曲線である。この様なモデルの性能評価を解析的に解いている。

MPU (組み込み系)やRTAIを用いて、免荷型パワーアシスト装置や電動バイク、移動ロボット(AGV・AMR)などの空気圧・電動アクチュエータを搭載したメカトロニクス機器や制御システムの研究・開発を行っている。免荷型パワーアシスト装置の研究は、実機を製作し、筋電センサや筋骨格シミュレータを用いて装着者の身体負担を調べ、支援効果を検証している。また、前後輪二輪駆動電動バイクのトラクション制御システムや移動ロボットの誘導システムの研究は、シミュレーションによる解析や制御系設計を行い、実機を用いた検証も行っている。研究を通して、論文投稿や国内・国際会議への参加、特許申請、共同研究など積極的に行う。

活性酸素や発がん物質、紫外線、放射線などで傷つけられたDNAの修復機構（特に塩基除去修復やヌクレオチド除去修復）を、分裂酵母の遺伝子破壊株（突然変異体）を使って、主に分子遺伝学的・分子生物学的手法で解析する。また、非分裂状態の細胞の寿命におけるDNA修復機構の役割も解析する。さらにこれらの基礎研究で得られた突然変異体の形質を利用して、食品成分の機能性分析（特に抗酸化能やDNAの突然変異抑制効果、細胞寿命伸長効果）へ応用する。下図はアス コルビン酸（ビタミンC）による自然突然変異の抑制効果を示す。

細胞を使った新しい医療である再生医療には、高い機能を持った細胞材料や、実際の組織を模倣した立体組織を作ることが求められています。遺伝子発現の調節や、細胞培養法の工夫により、より良い細胞材料開発や組織構築につながる研究を行っています。また細胞分化をキーワードに、癌の悪性化を分子レベルで研究し、転移や再発などの悪性化を抑制する方法の開発も行っています。

【最近の成果】
1.　解糖系抑制により低酸素、低栄養環境での細胞死を回避する技術を開発し、立体組織構築に応用（J Biosci Bioeng. S1389-1723,30328-5, 2020）
2.　肝細胞癌の脱分化と悪性形質獲得に、ヒストン脱アセチル化酵素（HDAC9）が関与する（Cancers 12, E2734, 2020）
3.　肝細胞癌の悪性形質にSonic Hedgehogシグナルが関わっており、その阻害効果が抗腫瘍効果を発揮する（Int J Mol Sci. 21, 3126,
2020）