◎田貝優紀音，梶江佳乃，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝（国立成育医療研究センター），柴田　孝（富山大学），八木　透（東京工業大学）

薬物を標的部位に選択的かつ効率良く送り込むドラッグデリバリーシステム（DDS）は，超音波のような外部エネルギーと組み合わせることで有効性を向上させることができる．しかし，超音波を用いたDDSはバブル製剤が標的指向性や安全性の面で課題を多く抱えていて未だ実用化されている例は少ない．したがって，より安全で正確な薬物放出の制御を行うことができる方法が必要である．そこで本研究では，DDSにおける新たな薬物放出制御法として，放出促進剤のタングステン粒子を内包したリポソームへの超音波照射による薬物放出を提案する．高い音響インピーダンスを持つタングステン粒子を用いることで大きなインピーダンス差が生じ，リポソームの超音波に対する感度が高まり，標的部位への放出を適切に行うことができるようになると考えている．

◎土山迪人，落合楊平，堀田裕弘（富山大学）

近年，身の回りのデジタルコンテンツは，高精細を有するシステムへと発展している．それに伴い，サービスを使用するユーザ側から見たサービス体感品質であるQuality of Experience (QoE) が注目されている．QoE を評価するために，主観評価法であるアンケート形式に基づく心理学的アプローチが多く用いられてきた．しかし，アンケートではユーザの個人特性などを考慮することは困難であるため，生体情報の変化を指標とした評価手法が必要であると考えられる．本研究では生体情報の一つとして，脳血流動態における酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb) の計測データを用いた嗜好の推定を行うために，画像視聴時の脳血流動態の測定を行った．測定結果に対して，ウェーブレット変換とニューラルネットワークを用いた推定を行い，その結果について検証する．

○西嶋瑛世，伊藤琢郎，堀田裕弘（富山大学）

脱炭素社会を実現するためには，省エネだけでなく生活の快適さとの両立が必要であり，文教施設における空調の設定温度が家庭環境よりも高いという背景がある．省エネルギーと熱的快適性はトレードオフの関係にあり，この問題を解決すべく適切な空調制御を行い最適な教室空間を構築する必要がある．本報告では，研究活動中の学生を対象に教室空間で空調制御を行った際の主観的な快適感と心拍変動との関係性を考察することで心拍変動から快適な温度環境を調査することが目的である．90分の空調温度の変更による制御を行い，実験中の学生の主観評価アンケート，温熱環境の評価指標として用いた予測温冷感申告(PMV)及び心拍数の変動を調査する．また，それぞれの結果から空調の設定温度変更前後での有意差や各要素の相関を調べることで関係性についての考察を述べる．

◎Ryo Furukawa，Takashi Tateno（Hokkaido University）

Ultrasound (US) neuromodulation is expected to transcranially stimulate the local and deep areas of the brain for clinical applications. However, the mechanisms of actions underlying the stimulation are still unknown. We developed a piezoelectric micromachined US transducer (PMUT) to modulate the activity of brain slices at a micrometer scale. To examine the relationships between transducer size and the resonant frequency of voltage-driven oscillations, we modeled the multi-layered structure and performed numerical calculations. To monitor the transducer-driven activity, recording microelectrodes were fabricated into the PMUTs. We also measured the generated power of responsive oscillations. We discuss the possibility of our PMUT to stimulate the brain slices in our future applications.

◎松本洸太，栗田耕一（近畿大学）

歩行動作により人体電位が変動すると電極には微弱な静電誘導電流が過渡的に誘起される。この静電誘導電流を検出することにより歩行動作中の被験者の足が床に接地・離地するタイミングを非接触で精度よく検出可能となる。そこで、本研究では不自由な歩行を模擬するため、健常者な被験者の踝にアンクルウエイトを装着し歩行信号を検出した。この歩行運動により誘起される静電誘導電流波形を計測しウェーブレット変換してスカログラムを得た。このスカログラムを用い、畳み込みニューラルネットワークによる深層学習を行うことにより被験者の歩行動作から歩行動作における不自由さの程度を識別することを試みた。

◎鷺谷友太，森谷文香，張　智翔，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

記憶の定着には睡眠が重要であり，睡眠中に海馬から大脳皮質に記憶が移動する．記憶の神経基盤として，高頻度の活動により起こるシナプス結合の増強が知られている．睡眠中に海馬から大脳皮質へ高頻度の入力があり，脳波の一つである紡錘波の特定の位相で起こることが報告されている．よって，紡錘波が高頻度の入力によるシナプス増強を促進し睡眠中の記憶の移動と定着につながると考えられるがメカニズムは研究段階である．本研究では紡錘波によるシナプス増強の促進効果を確認することを目標とし，培養した神経回路網に対して紡錘波を模した電気刺激を印加しシナプス増強を確認した．紡錘波を模した刺激として100Hzの学習刺激を紡錘波に特異的な10Hzの周波数でカップリングした電気刺激を用いて，印加電極数を1電極，64電極の2条件で変えそれぞれの印加前後の発火率を比較した．

◎山本大介，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

脳オルガノイドは，神経発達のモデルとして広く用いられている．しかし，ミリメートルオーダーにまで肥大化する上に血管を持たないため，中心部では酸素や栄養が不足し長期培養が困難である．マウスの脳へ移植しマウスの血管を誘導したり，遺伝子導入によって血管を発生させたりした例はあるが，より制御が容易な工学的手法による血管構造の形成例は存在しない．本研究では脳オルガノイドの長期培養のために，血管様構造物の脳オルガノイドへの導入を目的とする．生体適合性を考慮し，素材としてアルギン酸ゲルを使用した．直径が百マイクロメートル以下のアルギン酸ゲルにラミニンを塗布し，複数のアルギン酸ゲルを分化途中の脳オルガノイドへと導入することに成功した．さらに，オルガノイドを微小電極アレイ上に配置し，自発的な電気活動の計測も行った．

◎岡崎佑哉，武用洸起，堀田裕弘（富山大学）

近年、ウェアラブルデバイスによって取得した心拍、脈波等の生体情報や身体的加速度の加速度情報から運動量を把握し、ストレス度、活動量及び疲労度を推定することで作業者の健康増進効果が検証できると期待されている。そこで、本報告では重回帰分析用いて、人の歩行時における心拍変動と身体的加速度を使用した自覚的疲労度の推定を行う。また、生体情報、加速度情報及び自覚的疲労度の関係性を調査する。

◎古川拓磨，榛葉健太，朝比奈昂洋，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

神経回路網は，刺激に応じて細胞間のシナプス結合強度を強化・減弱することにより学習する．シナプス変化に対して回路網の安定性を保つために，恒常的可塑性と呼ばれるフィードバック機構を持つ．恒常的可塑性は主に単一細胞の電位計測において報告されているが，近年の計算モデル研究から，正常な学習に不可欠であることが示唆される．情報処理との関わりから，恒常的可塑性が集団発火のダイナミクスに与える影響を評価することが望まれる．本研究では，微小電極アレイ上にラット胎児より採取した神経細胞集団を培養し，神経回路網を長期的に薬理刺激することにより恒常的可塑性を誘発した．恒常的可塑性により，神経細胞の細胞外活動電位および抑制性シナプス結合に変化が見られた．本研究は恒常的可塑性を多点的かつ長期的に観察することにより，記憶や学習など脳機能の安定性の理解につながることが期待される．

○Loe Innocentio A，Kento Fujino，Kiyoshi Kotani，Yasuhiko Jimbo（University of Tokyo）

We introduce a design concept of fluidic oscillator whose frequency can be tuned using controlled vibration of an elastic structure, such as a piezoelectric element, by the means of synchronization. We use phase reduction theory to estimate the synchronization condition and compared it with results from the actual perturbed full state dynamics. Furthermore, the resulting changes due to synchronization show that the proposed method improves the physical characteristics of the oscillating flow, in particular for liquid mixing application.

◎Tianyi Zheng，Hiroki Noyama，Yuto Yoshikai，Kiyoshi Kotani，Yasuhiko Jimbo（University of Tokyo）

The macroscopic oscillation in local field potential due to the interaction of coupled neurons is widely measured in experiments. The emerge and disappearance of such oscillation is a central question in computational neuroscience. This paper analyzes a randomly coupled neuronal population, where every single neuron is described by modified theta model with higher-order harmonics for depolarization. We extent the usage of a novel method called “cumulant expansion” to derive the low-dimensional manifold of a coupled neuronal population. Further, we use numerical simulation of a large number of neurons to validate the low-dimensional manifold derived. Finally, we analyze the effect of higher-order harmonics on entraining the macroscopic oscillation in the neuronal population.

◎下村裕哉，桐原佑司，彭　祖癸（東京工業大学），榛葉健太（東京大学），宮本義孝（国立成育医療研究センター），八木　透（東京工業大学）

細胞は細胞外基質(ECM)の弾性を検知し，その挙動を変化させることが知られている．また細胞はECMの弾性勾配に伴い移動すること（Durotaxis）が報告されている．これまでにECMの弾性を空間的に変化させたものや，ECM全体の弾性を時間的に変化させた細胞の挙動を調べた研究が報告されているが，ECM全体の弾性が時間的かつ空間的に変化する環境下で細胞の挙動を観察したものはない．そこで本研究では，より生体環境に近い細胞培養を行うために，ECMとして利用する多孔質ゲルの中に磁性粒子を取り込ませ，磁気でECMの弾性が変化する環境下で細胞培養を行う．そして磁性粒子の移動によりゲルの弾性を時間的かつ空間的に調整し，細胞挙動とECMとの関係を明らかにする．

◎岡嶋佑弥（東京工業大学），中谷裕教（東海大学），八木　透（東京工業大学）

近年、感染症の影響でオンライン会議・授業が普及し、デジタルデバイスを利用する時間がさらに増えている。その結果、人々の行動が変化し、この急速な環境の変化に適応することができず、慢性的な睡眠不足や長期ストレス、視力の低下などに悩まされている人もいる。デジタルデバイスが生体に影響を及ぼしている可能性を報告した心理学研究は多いが、デジタルデバイス使用時の生体反応を計測する研究報告は数が少ない。そこで本研究では、被験者に課題を提示して、その課題に電子媒体で取り組んだ時と、紙媒体で取り組んだ時の脳波などの生体反応の違いから、電子デバイスの利用がヒトの認知機能にどのような影響を及ぼしているのかを定量的に評価することを目標とする。

◎加茂野照大，陳　　蕊，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

不整脈は主要な心疾患の1つである．特に，心臓内で興奮波が旋回するリエントリは致死性が高く，突然死の原因にもなりうる．突然死の防止には，リエントリの発生機序を基にした発生予測技術が必要であるが、発生機序は十分に解明されていない．培養系からリエントリの機序解明を目指す試みもあるが，培養系と生体内では様々な性質が異なるため，生体内を模倣することが必要である．特に重要な違いは，培養系では生体内と異なり，心筋繊維が配向性を持たない点である．本研究では，心筋細胞の配向性という観点から生体内の状態を模倣することで，リエントリの機序解明を目指した．まず，細胞を配向させた試料と対照群の配向度を定量化し，培養系において細胞を配向させられることを示した．さらに，細胞方向を制御した組織において，蛍光観察を用いて正常な拍動からリエントリへと遷移する様子を可視化した．

◎津田信道，森谷文香，榛葉健太，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

睡眠と覚醒では神経細胞が異なる発火パターンを示し，記憶の定着などを担う．睡眠・覚醒時に変化する特性の一つに樹状突起スパインの数が挙げられる．スパイン数の変化によりシナプス結合の強度が変わることから記憶機能への影響が予想されるが，スパイン数変化と睡眠・覚醒との関係は未解明である．そこで，本研究では、培養環境を制御しながら，長期的に電気計測が可能な，培養神経回路網において覚醒状態を模擬し，スパイン数変化を評価した．具体的には，神経回路網において覚醒時の発火パターンを誘発するとされる神経調節物質を培養神経回路網に投与した．微小電極アレイを用いた活動パターンの解析と，蛍光顕微鏡によるスパイン数の計数から，活動パターンとスパイン数の関係を評価した．

◎布施　遥，深見佳紀，藤重佑樹，今給黎将斗（前橋工科大学），菊地　豊（脳血管研究所・美原記念病院），小田垣雅人（前橋工科大学）

リズムは音楽を構成する要素の1つであり、音楽の習得にはリズム学習が不可欠である。リズム学習におけるリズム呈示情報の神経伝達経路は、知覚した情報を脳に投射する感覚伝導路、投射された情報を大脳皮質一次運動野へ伝達する感覚運動連関経路、伝達された情報を下行性の信号として出力する神経下行路の3つに大別できる。これまでにリズム学習に関与する脳部位を特定した研究は行われているが、学習過程の各神経経路における脳神経回路の可塑的変化については未検討である。本研究では学習過程において被験者に経頭蓋磁気刺激 (Transcranial Magnetic Stimulation : TMS)を与え、リズム学習の亢進にともなう脳神経活動を評価した。さらにリズム学習に関与する脳領域の脳電図 (Electroencephalogram : EEG)および連合性対刺激 (Paired Associative Stimulation : PAS)を用いた感覚運動連関の評価により、リズム学習の脳神経回路に生じる可塑的変化を検討した。

◎杉野正和，森　史奈，小谷　潔，神保泰彦（東京大学）

ブレインコンピュータインターフェースは，脳波計測により装着者が注目する選択肢や想起した運動を推定し，機器の操作やコミュニケーションを支援する技術である．生活環境におけるコミュニケーションツールの使用や家電の操作の支援では，コンピュータのディスプレイにタイル状の選択肢を配置する手法が検討されているが，移動を伴う使用にはヘッドマウントディスプレイを着用し，拡張現実や仮想現実を用いる手法が検討されている．本研究では，機械学習を用いてカメラ画像から物体検知を行い，深度センサを用いて三次元空間中にマーカーを配置することで，環境に即した選択肢の柔軟な配置を可能にすることを目指す．また，透過型ARディスプレイと脳波計を用いて，空間中に配置したマーカーを異なる周波数で輝度変化させた際の定常状態視覚誘発電位を計測し，注目対象の推定を行なう．

◎島田　建，浜岡弘生，今村　誠（東海大学）

時系列の分類技術は，医療における心電図や加速度センサーを用いた病気診断，製造における機器データを用いた予知保全などで用いられるようになってきた．時系列の分類では，特定の分類クラスに特徴的に出現する部分列であるShapeletを用いる方法が，分類精度と解釈可能性の両面で優れていることが知られている．しかし，従来のShapelet抽出法は，適切なウインドウサイズを人手で設定する必要があるという課題がある．本稿では，畳み込みニューラルネットワークを用いてShapeletを抽出する新たな方式を提案する．本方式によれば，スライディングウインドウを用いた従来のShapelet抽出法よりも分類精度がよく，かつ，ウインドウサイズの選択が不要であるという特徴がある．さらに，現状では分類性能が最もよいアンサンブル学習に基づくHive-COTEと同様の分類精度を達成できることを示した.

○植田翔太，小林裕之（大阪工業大学）

本研究では，3次元畳み込みニューラルネットワーク（3D Convolutional Neural Networks）を用いて，試薬瓶の中の液体に混入した異物を検出する手法を提案する．液体の入った試薬瓶の動画像を縦横と時間方向で分割を行い，小領域のデータで3D CNNモデルで学習を行う．そして，異物の有無をクラス分類を行い識別し、提案の有効性を検討しました。

◎川崎孝智，森山　卓，桑野将司（鳥取大学）

新規契約や解約などにより総電力消費量が安定しない新規事業者にとっては，契約者単位の電力需要予測が重要となる．本研究では，電力需要予測に資する情報を提供する立場から，電力消費量と気温の関係を明らかにする時変係数回帰モデルを提案する．時変係数はカーネル関数による局所最小二乗法により推定し，バンド幅は交差検証法により与える．電力消費量と気温の関係は二次関数的と仮定したうえで，提案モデルを実際の電力消費データに適用した．その結果，気温が電力需要に与える影響の強弱とともにその長期的な傾向の変化を推測できる可能性が示唆され，総電力需要量を予測する上で有用な知見が得られることがわかった．

◎山下民宗，青木諭志（岡山理科大学），内野翔太（阿南工業高等専門学校），高坂拓司（中京大学），麻原寛之（岡山理科大学）

本稿は，断続回路に生じる不安定周期軌道の一推定法を提案する。本手法は，ニュートン法等の数値計算を必要としないシンプルなアルゴリズムから構成される。電流制御型DC-DCコンバータのスイッチング動作を模擬した断続回路を例に，提案手法について説明し，数値シミュレーション結果に基づき，その応用例を示す。

○秦　金愷（岡山理科大学），内野翔太（阿南工業高等専門学校），高坂拓司（中京大学），麻原寛之（岡山理科大学）

本稿は，温度差を電気に変換する熱電発電デバイスを電源に有する高昇圧比DC-DCコンバータについて報告する。まず，高昇圧比DC-DCコンバータの回路モデルと回路動作について説明する。次に，本回路をCADで設計して，回路実装する。最後に，回路実験を通じて回路動作を確認する。

◎本間俊樹，大豊尚輝，堀田裕弘（富山大学）

近年，Augmented Reality(AR, 拡張現実) を用いた技術が発展している．技術の理解を深めるために教育・医療の分野でも利用され，ゲームや設置シミュレーションなど多岐にわたる分野で利用されている．AR の種類は4 種類あるが，本研究ではマーカー型に注目した．マーカー型AR のデメリットとして，現実空間に違和感を生じさせることが挙げられる．本報告では，時速0.5-6 km のシニアカーの自動追従でも認識できる違和感を生じさせないマーカー型AR の提案をする．人の目では認識できない赤外線LED を用いることで，現実空間の違和感をなくすことができるのではないかと考え，「赤外線を用いたAR マーカー」と「普通紙に印刷したAR マーカー」を比較して，その有効性を検討する．それぞれ静止状態と移動状態の2つの状態で認識度の実験をする．周囲環境の明るさ，カメラからの距離・角度，移動状態においては，振動の周波数も変更して実験を行う．

◎原田遼太朗，尾山匡浩，藤本健司，清水俊彦，Julien AMAR，小澤正宜，酒井昌彦（神戸市立工業高等専門学校）

近年、街中や河川敷等、あらゆる場所でのゴミの不法投棄が社会問題として取り上げられている。これらが進むと、生態系への悪影響や環境汚染による地球温暖化にも繋がる可能性がある。そのため、地域ごとにゴミ拾いのボランティア活動が多く開催されている。しかしながら、人手のみでのゴミ拾いでは多くの時間を必要とし、現実的には全てのゴミを拾うことは困難である。
これを解決する方法として、自律移動型のゴミ収集ロボットの開発と導入が考えられる。このロボットを実現する上で必要な技術は、周囲環境の把握と自律移動、周辺のゴミ検出、検出したゴミの回収技術である。本研究ではその中でも画像からゴミを検出する技術に着目する。本論文では、物体検出アルゴリズムの1つであるYOLOを用いてペットボトル、缶、ダンボールの3種類の判別を試みた。

◎大高盛司，山口一歩，木許雅則（日本工業大学）

近年，テレワークの増加により生活環境における騒音制御の需要が急速に高まっている．能動的な騒音制御を行う方法としてActive Noise Control(ANC)が挙げられるが，このシステムでは消音制御点以外の音圧が増加してしまう問題や，二次経路変動に伴う消音性能の低下などの問題を抱えている．本研究では，この問題を解決するために超指向性を持つパラメトリックスピーカを用いた多チャネルシステムを提案し，ANCで生じる種々の問題に対して有効であることを示す．

◎高尾圭祐，名取隆廣，相川直幸（東京理科大学）

単一正弦波信号の周波数推定は幅広い分野で研究されてきた問題である．その1つの手法として，瞬時周波数を用いるものが挙げられる．この手法ではヒルベルト変換器を用いて解析信号と呼ばれる複素信号を生成し，この解析信号の瞬時位相を時間微分することで瞬時周波数を求める．しかし，有限次数で設計されたヒルベルト変換器は振幅にリプルが生じるため，推定された瞬時周波数は真の周波数以外にリプルに依存する振動成分が含まれる．この振動成分の周波数は入力周波数の偶数倍であり，これを除去することで高精度な瞬時周波数が可能となる．そこで本稿では，アンダーサンプリングされた単一正弦波信号に対して瞬時周波数推定を行った場合であっても，振動成分を除去することで高精度な瞬時周波数推定が可能となることを示す．

◎阿部連也，名取隆廣，相川直幸（東京理科大学）

本研究では複数の参加者が同一の部屋内でweb会議を行う際に発生するハウリングの抑制手法について検討する．このような場面ではシステムの遅延は回線の速度に依存するため，通常のPAシステムと比べて遅延が長くなるだけでなく不安定に変化し，従来のハウリング検出手法が適用できない可能性ある．そこで本研究では，伝達関数の周波数振幅特性に基づくハウリング検出手法を提案する事で，遅延が長く不安定な場合にもハウリングを抑制する手法を検討する．

◎安岡一晟，木許雅則（日本工業大学）

適応フィルタは, 医療機器や拡声通話システムなどで発生するノイズやエコーの除去で主に利用されているが, これらのシステムでは, インパルスノイズの混入が動作の妨げとなり, 収束性能が著しく劣化する. この問題の対策法として, 出力誤差の分散値制御を可能とする評価関数を用いたLMSアルゴリズムが提案されているが, 十分な収束速度と精度は得られていない. 本報告では, 提案された手法をNLMSアルゴリズムに適用した上で, 収束傾向に応じて分散値を適応的に可変させる手法を提案し, シミュレーションによりその収束性能の向上を示す.

◎菊池慶樹，陶山健仁（東京電機大学）

全方位音源追尾手法として円形マイクロホンアレーを用いた手法が提案されている。先行研究では，2マイクロホンによる逐次更新ヒストグラムを用いた手法を適用し複数音源追尾を行っている。また空間解像度向上のためマイクロホン間隔を拡大している。その際，周波数帯域ごとに音源方向算出方法を使い分けることで音源追尾精度向上を検討する。また，円状配置のマイクロホンアレーに対し，2マイクロホンペアの選択法についても検討する。実環境実験結果からその有効性を示す。

◎鳥生　翼，陶山健仁（東京電機大学）

逐次更新ヒストグラムを用いた複数音源追尾手法が提案されている。この手法では「時間-周波数」領域の各点で推定した音源方向推定結果のヒストグラムを利用する。その際，周波数帯域によって推定結果の精度が異なるため，ヒストグラムの階級幅も周波数帯域に応じて調整することが望ましい。本研究では実環境実験により各周波数帯域での適切なヒストグラム階級幅を検証する。

◎欲賀俊行，佐保賢志（富山県立大学），藤本雅大，小林吉之（産業技術総合研究所）

本発表では、ドップラーレーダデータの深層学習に基づく若年者と高齢者の歩容分類について、人体各部位のデータを限定的に用いた場合の精度を報告する。ドップラーレーダデータとして、モーションキャプチャ歩行データベースを用いたシミュレーションで生成した時間速度分布（＝スペクトログラム）画像を用いた。どの体の部位が歩容分類に適しているかを調べるため、人体の各部位（腕、上半身、等）のデータを限定して生成したスペクトログラム画像の深層学習に基づき、分類精度を調べた。その結果、全身のデータを用いた場合の分類正答率は74%であったのに対し、脚部のみのデータを用いた場合の分類正答率は91%であった。この結果は、大腿部と脛部が若年者と高齢者の歩容分類に有効であることを示唆している。

◎藤原天馬，栗田耕一（近畿大学）

非接触で脈波を検出する方法のひとつに、ビデオカメラのRGBの信号情報を基に、顔表面のヘモグロビンの濃度変化を検出する方法がある。この手法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。この生波形を周波数解析した結果、個人固有の特徴があることを明らかにした。

◎小林　稜，橋山智訓（電気通信大学）

今日の都市部の鉄道は、運行系統が複雑であり、利用客が自力で最適な列車を探して乗ることは困難である。乗換案内システムを利用することで時刻表上の最適な列車組合せを得られるものの、これは最新の運行状況や、利用客の周辺環境を十分反映するものではない。
そこで本研究では、これから利用客の前に来る列車が何であるかを知らせる表示器である発車標に着目する。発車標の表示内容を光学文字認識(OCR)により読み取り、時刻表上のどの列車であるか特定し、発車標上のどの列車に乗るとどのような乗換になるかを提示するシステムを構築した。さらに、このシステムを被験者に駅で使用させたところ、いくつかの状況下で、目的地に向かう最速の列車組合せを表示できることを確認した。

○西　達大，中平勝也（沖縄工業高等専門学校）

A novel marine life investigating system using underwater drone that combines conventional underwater acoustic positioning and a newly developed CNN image detection positioning is proposed. This paper mainly describes our developed drone positioning method. The experimental construction details and the result shows that the proto-type system enables low error and high precision drone control.

◎松村　茜（東京大学），熊谷真一（自治医科大学），白松（磯口）知世（東京大学），川合謙介（自治医科大学），高橋宏知（東京大学）

迷走神経刺激(vagus nerve stimulation; VNS)は左頸部の迷走神経に電気刺激を与える療法である. 難治性てんかんの治療に用いられており, うつ病や難聴など他の疾患に対する効果も示されている. これはVNSにより神経伝達物質が賦活されて皮質の神経活動に影響を及ぼすからだと言われている. しかし正確な知覚情報処理の変化の機序は未だ不透明である. そのため, 本実験ではラットを用いてVNSが聴覚皮質の知覚情報処理に与える影響を調べた. 1 Hzのクリック音に対するラット聴覚皮質の誘発電位を64ch.の微小表面電極アレイを用いて計測した. 計測日の約1週間前にラットにVNSを埋め込み、VNS刺激は300 sの間隔で電圧0.5 mA, 周波数30 Hz, 作動時間30 sのパラメータで計1時間行った. 刺激前後の活動からVNSによる誘発電位上昇の程度をコントロール群と定量的に比較した結果を報告する.

◎石田直輝，窪田智之，伊藤圭基，白松（磯口）知世，高橋宏知（東京大学）

In the present study, we tried to reveal a topographical organization of Information Processing Capacity (IPC). A microelectrode array mapped IPC by recording the multi-unit activities from the fourth layer of the auditory cortex of rats. Consequently, the recording sites with high IPC were localized in specific auditory subregions. In addition, recording sites with lower responsive threshold or wider frequency tuning exhibited higher IPC, only when the sound sequence was presented at fast rate. These results indicate that the topological organization of IPC may follow functional structures of the auditory cortex.

◎石原悠登（松江工業高等専門学校），石川晃太朗（岡山大学），一箭フェルナンド ヒロシ，堀内　匡（松江工業高等専門学校）

Inertial Measurement Unit (IMU) sensor is a sensor that can calculate acceleration and angular velocity in three axes. From the obtained data, the pose angle such as quaternion can be estimated using the extended Kalman filter. In our laboratory, we have developed a visualization system for rowing motion in rowing events using the data obtained from IMU sensors. In this study, we investigate the system we have developed. From the experimental results, we found that it is necessary to check the accuracy of the system itself in order to extract problems.

◎望月駿登，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）

鉄道の信号システムは制御情報を列車に伝送する必要があり，ATC(自動列車制御）と呼ばれるシステムでは，レールに信号電流を流して列車床下に設けたコイルで検出することでこれを行っている．近年では，無線方式の列車制御システムも導入されているが，干渉や帯域の混雑の影響を受けないレールを用いた伝送は信頼性の点で優位性を持つ．以上を踏まえて，本研究ではレールを用いた列車・地上間の伝送方式について検討した．さまざまな制約から軌道回路を構成することが困難な線区に対して，新たに片側のレールと大地帰路を用いた伝送路を構築した際の伝送特性について報告する．今回対象とする伝送路の周波数特性の計測を行うとともに，QPSK波を伝送した際の評価をあわせて行った．

◎奥浜　駿，中平勝也（沖縄工業高等専門学校）

地上無線通信が利用できない災害時の通信は、衛星通信が有効である。周波数の有効利用の観点からマルチビーム方式が主流となっているが、ビーム間干渉電力Iの増大と各ビームの受信電力Cの減少により、通信の速度・品質低下の要因であるC/(N+I)が低下し、スループットの低下につながる。なお、Nは受信アンテナの熱雑音である。そこで、サービスエリアのC/(N+I)からスループットが計算できるマルチビームシミュレータを開発した。シミュレータは各パラメータを設定し、C/(N+I)からスループットを求める。ここで、パラメータは繰り返しビーム数、総ビーム数、各ビームに割り当てる周波数帯域幅である。本研究では、全ビームのスループットの増大、かつ各ユーザーのスループットが平滑となる最適なビーム配置を求める手法を提案する。

◎氏本めぐみ，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ATC(自動列車制御装置)などの鉄道信号システムでは，レールが伝送媒体として広く用いられてきた．近年では無線方式の列車制御システムも導入され，通信の信頼性を損なう干渉への対策が課題となっているが，レールを用いた方式では電気車の駆動に起因した帰線電流雑音による影響を評価してきた．このような背景から，先行研究ではレールへのOFDM伝送の適用を検討しているが，帰線電流雑音が変電所の電源周波数変動などに影響を受けるため，これに関する対策が必要であると考えた．本研究では電源周波数変動による帰線電流雑音の周波数変動を検出し，また，その影響を考慮したOFDMのサブキャリア選択を行うことで伝送特性の向上を図る手法を提案し，計算機シミュレーションによってその有用性を評価した．

○福田有沙，西尾公裕（津山工業高等専門学校）

網膜に基づく動き検出回路の低消費電力化を試みた．網膜に基づき考案された中で最もシンプルな動き検出回路の基本回路が，エッジ検出を行うアナログ回路部と，動き検出を行うディジタル回路部で構成されているアナログ-ディジタル混在型の回路である．この回路は，ディジタル回路部の消費電力が高いという問題点があった．生体の視覚システムは，個々の神経細胞が並列に処理することで高速に処理することができ，暗闇の環境でもエッジ検出や動き検出を可能にしている．生体の視覚システムに基づくことで，新しい画像処理システムの実現が期待できる．これまでに考案してきた網膜に基づく動き検出回路は，基本回路を一次元または二次元に配列することで動き検出を可能にする．本研究では，動き検出回路を低電流で動作させることで，低消費電力化を試みた．考案した回路は，電子回路シミュレータ(SPICE)を用いて評価し，良好に動作することを確認した．

○黒田菜摘，西尾公裕（津山工業高等専門学校）

網膜に基づくエッジ検出回路をField Programmable Gate Array (FPGA)を用いてディジタル化することを試みた。画像処理を行うためには、エッジ検出などの前処理が必要になると考えられる。これまでに、素子数が少ないエッジ検出回路を考案してきた。これはアナログ回路で構成され、シンプルな回路であったが素子特性のばらつきにより、誤動作が生じるといった問題点があり、シンプルかつ正常に動作する回路は提案されていなかった。これまでに我々は、一部をディジタル化することで、シンプルかつ正常に動作するエッジ検出回路を考案してきた。本研究ではFPGAを用いてこのエッジ検出回路のディジタル回路部を作製した。作製したエッジ検出回路は、良好に動作することが確認できた。

◎京嶋拓人，関根かをり（明治大学）

近年、大規模デジタル回路の小面積化に伴い、ADCの低面積化・低消費電力化が求められている。本研究では，発振回路を使用したΔΣADCに用いるFDC(周波数デジタル変換器)の低面積化を提案する。ΔΣ変調はサンプリング周波数が入力周波数に対して十分に速い必要がある。CLKの速度を入力周波数のサンプリング周波数より十分に高くする事で、FDCを構成するDFF内のDラッチのインバータの変換時間より速いタイミングで信号を伝達し、DDFのDラッチひとつに削減したFDC(周波数デジタル変換器)を提案する。提案回路は従来回路と同様の動作が行われることをSPICEによるシミュレーションにより確認した。

◎梶原朋也，佐藤　勝，武山真弓（北見工業大学）

近年，日本酒は保存や輸送方法がよくなり，本来は蔵元でしか味わえない生酒なども流通しつつある．しかしながら，日本酒は未だ賞味期限の表示義務はなく，製造年月だけが表示されている．実際には，日本酒は保存方法や保存期間によっては乳酸菌や酢酸菌などが異常に増えてしまう腐造という現象により，味わいは大きく変化する．したがって，酒店や居酒屋などでの保管状態によっては，日本酒本来のおいしさが失われた状態で飲んでいることもある．そのような状態では，本来の味ではないということがわからなければ，それを日本酒の味と思い，日本酒離れが加速してしまう．そこで本研究では，食肉のおいしさをリアルタイムで測定可能な電気インピーダンス法を用いて，日本酒のおいしさ測定を開封直後からの時間と共にどのように変化するのかを検討し，日本酒の劣化や熟成について当日議論する．

◎古川唯吹，佐藤　勝，武山真弓（北見工業大学）

北海道では, エゾシカによって農作物の食害や交通事故など多くの被害がもたらされていることから、エゾシカの駆除を積極的に行っている. しかし、かつてエゾシカは絶滅危惧種となったこともあり、適正な駆除と生態系の保護を並行して行わなければならない。エゾシカの生息状況は,夜間にスポットライトを用いたカウント調査が最も一般的であるが, 実際の生息数との誤差が大きく、生息動向を正しく把握することは難しい. 
 そこで本研究では, 省電力性に優れ、かつ長距離の通信が可能、さらに安価なシステムを構築することによって, IoTを活用した長期間のエゾシカの動向のモニタリング手法を確立することを目的としている。特に、消費電力の大きいカメラを使わずにセンサのみでエゾシカの検出が可能であるか検討したので、当日詳細を報告する。

◎諏訪瑛介，池田成満，高橋宏知（東京大学）

神経細胞の活動は温度に依存しており、一般的に高い温度では活動が活発になることが知られている。神経細胞の分散培養系でも活動の温度依存性を調べる研究が行われており、軸索遅延、スパイク間隔、同期バーストの頻度と長さなどが温度によって変化することが報告されている。活動が温度に依存することから、刺激に対する応答も温度依存性を持つと考えられる。しかし、これらの関連は調べられていない。本研究では、神経細胞の分散培養系を用いて、刺激に対する応答の温度依存性を評価する。また、神経細胞の自発活動の温度依存性も併せて評価する。

◎矢後歩海，水本　巌，由井四海（富山高等専門学校）

精密な光学計測においてフォトダイオード素子を使う場合、用途に応じた検出回路の設計が必要である。回路の設計にはフォトダイオードの特性が必要となるが、最近は製造会社が詳細なデータシートを提供することが少なくなっており、最適な回路設計のための情報が不足していることが多い。そこで本研究では、アンプなどの能動素子を使用しない回路の最適設計に向け、光強度測定のダイナミックレンジに焦点を当て、Siフォトダイオードの飽和領域特性とノイズフロア特性の測定と評価を行った。それぞれの特性について、逆バイアス電圧と負荷抵抗による変化を測定するとともに、フォトダイオードの一般的な等価モデルとの比較を行った。

◎舟根あいか，水本　巌，由井四海（富山高等専門学校）

気体分子などに対し高感度な分光計測を行う場合、吸収強度の増幅を目的にマルチパスセルがしばしば利用される。マルチパスセルは複数のミラーで構成され、光がミラーで多数回反射することで吸収光路長が長くなり、実効的な吸収強度を増幅できる。セルの構成方法はいくつか提案されているが、その中の一つで外部からの熱や力によって変形させたひずみミラーを使って従来よりも多数回の反射を実現した例が報告されている。しかし、これらは実験的に示されたもので、再現性が低く、この条件を満たすミラーを設計することができない。また、これを基にさらに多くの反射回数を検討することが難しい。そこで、本研究では、多数回反射の再現とミラーの設計データの導出に向け、ひずみミラーで構成されるマルチパスセルの光学シミュレーションを行う。

◎大前泰寛，木下拓矢，山本　透（広島大学）

近年，操業データから直接制御パラメータを算出するデータ駆動型制御法としてVRFT法やFRIT法などが提案されている。これらの手法は目標値応答に着目した制御系設計であり，実機実験によりその有効性が確認されている。しかしながら，先行研究のいずれも初期データに未知外乱が含まれる場合，所望の応答を実現する制御機の設計が困難である。一方，多変量解析の分野で提案されている独立成分分析のように，信号の独立性に着目することで互いに干渉しあった信号の中から独立な成分を特定することが可能である。これを制御工学の分野に当てはめると，入力信号が独立であるとき，出力への伝達特性が未知であっても，観測した出力信号のみから入力信号が復元可能である。本論文では，初期データに混在する未知外乱を信号の独立性に着目して推定する。また，推定した外乱を用いたデータ駆動型制御の設計を提案する。提案法の有効性を数値例によって検証する。

◎水津聖純，平岡　京，山本　透（広島大学）

化学プロセスなどにおいては，制御構造が単純であるといった理由から，今なお PID 制御が多く用いられている．しかし，実際のシステムは非線形性を有しているものが多く，固定 PID パラメータでは良好な制御結果が得られないことが多い. 一方, 非線形系に対する有効な制御手法の一つとして，データベース駆動型制御が提案されている．本稿では, 単一入出力系を主ループと考え, 非干渉項による影響を外乱とするシステムを対象とし, その影響を軽減することを目的としたデータベース駆動型制御系を設計する．これまで，データべ―スの学習に勾配法を用いることが殆どであったが，この手法では初期値に依存して局所解に陥り，適切な PID パラメータを算出できないという問題があった． そこで本稿では，初期データベースの構築に最適化手法の一つであるネルダーミード法を適用する。本手法の有効性を数値例への適用を通して検証する．

◎加納晴香，木下拓矢，山本　透（広島大学）

プロセス産業界では，ソフトセンサが用いられることが多い．ソフトセンサは，直接測定できない物理量(品質など)を，計測可能な周辺の運転値などからリアルタイムに推定するセンサ(推定器)である．最近，Just-in-time(JIT)法を用いたソフトセンサが注目されている．JIT法は，推定が要求された要求点と類似のデータをデータベースから選択し，それらを用いて局所モデルを構築し，出力を推定するものである．この手法では，プロセス特性の変化や非線形特性に対応でき，メンテナンス負荷が軽減するなどの利点がある．一方，JIT 法に学習機能を備えたデータベース駆動型アプローチは，データベースの学習を通して，環境・動作条件の変化によるシステムの特性変化に対応できるという特徴を有している．本稿では，データベース駆動型アプローチに基づいたソフトセンサの一設計方法を提案し，数値例を通して本手法の有効性を検証する．

◎鈴木允勝，向井正和（工学院大学）

現在の電動車椅子はジョイスティックの操作が主流となっているが、操作ミスにより接触事故が増加している。電動車椅子における事故や使用者の負担を軽減するために電動車椅子の自動走行制御の研究が行われている。電動車椅子の自動走行制御には、センサや主観カメラを用いた研究がある多くある。しかし、主観カメラを用いると障害物までの距離の測定が困難である。そこで、近年、カメラを搭載したドローンが発展してきており、ドローンにより俯瞰画像を撮影することが容易になっている。ドローンを使用することで常に俯瞰画像情報を得ることができ、主観カメラの欠点である障害物までの距離を測定することができる。さらにインフラ設備を必要とせず、コスト面や電動車椅子のバッテリの消費量を抑えることができる。俯瞰画像情報を利用して電動車椅子が目的地まで自動走行するシミュレーションを行う。

◎新倉康太，向井正和（工学院大学）

本稿ではモデルカー3台に対して自動車間追従制御の検討を行う。俯瞰カメラ画像を用いて、それぞれの車間距離と目標車間距離との差を取り、PID制御を構成する。マイコンを搭載した小型のモデルカーを作成し制御実験を行うことにより、自動車間追従制御が可能であることを確認する。

◎早川和秀，向井正和（工学院大学）

本研究では高速道路の合流区間において、混合整数計画法を用いた合流制御を構成する。合流車両と1台の本線車両を設定し、2台の車両を協調制御する場合としない場合の比較を行う。道路の形状は、線形不等式を用いて表現する。合流制御として混合整数計画問題として定式化される最適制御を用いる。最後にシミュレーションを行い、合流車両と本線車両の軌跡、速度、加速度を比較し、協調動作について検討する。

◎吉川裕真，原　尚之，小西啓治（大阪府立大学）

現在, 世界中の沿岸海域において水質環境の悪化や生物の死滅が問題となっており, その原因把握には高頻度, 高密度な水質調査が必要である. しかし, 人手不足等の要因により十分な調査が行えないことから, 調査に適した無人観測船として, ４つの胴を持つ「四胴ロボット船」とその予備実験用機体である「三胴ロボット船」が開発された. 洋上における無人観測船の自動航行には高度な制御性能が必要である. そこで, 本研究では, 三胴ロボット船に対して非線形モデル予測制御の適用を検討した. まず, ２値ランダム変数を制御入力として印可するシステム同定実験を行った. 次に, 三胴ロボット船の非線形モデルに同じ入力を加え, その出力とシステム同定実験で得られた出力が近い値をとる非線形モデルのパラメータを推定した. このモデルに基づいて非線形モデル予測制御を実装した. 評価実験では, 定めた複数の目標点を巡回する航行制御ができることを確認した.

◎落合優希，米山　淳，伊丹　琢（青山学院大学）

近年、ドローン(UAV)の開発や利用が活発化している。UAVの特徴として低価格であり、かつ操作の容易さが挙げられることが活発化の理由である。そのため、手軽な航空写真撮影や航空路の宅配便などとして活用され、個人用、業務用共に普及が進んでいる。一方で数々の事故発生によりUAVの障害物回避の危険性は課題として浮き彫りになり、運用面での制約をしている状況がある。この課題を解決するため、本稿では、UAVの編隊構成に被覆制御を導入することで、障害物回避経路をより効率的に決定し、障害物回避の安全性を保証しながら運用する手法について提案する。また、シミュレーションによる提案手法の有効性検証の結果を報告する。

◎菅間　敦，米山　淳，伊丹　琢（青山学院大学）

現在、首都圏を中心に列車の運行が多く行われている。特に朝・夕の多くの乗降客が列車を利用する混雑時間帯ではより多くの列車が運行している。このような混雑時間帯では、列車の遅延が発生しやすい状況である。また、一度、遅延が発生した際、遅延が伝搬し拡大する恐れがある。そこで、本研究では、予測制御を用いて、遅延の伝搬の抑制、遅延を収束させる列車の運行制御を目的とする。利用客数や駅の構造による乗客の偏りを再現し、乗降時間の変化に対応した環状線の列車の運行計画を作成する。予測制御を用いた場合、列車の遅延解消に関してどのような効果があるかシミュレーションによって計算し、考察する。