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今年度から文部科学省の私学助成学術フロンティアに採択された「１億枚／秒のビデオカメラの開発」プロジェクト（代表者：総合理工学研究科江藤剛治教授）のグループリーダーとして、「ハイパワーCMOS電源回路の開発」を担当している。理論限界に近い１億枚／秒の達成を目標としているが、これは誰も見たことのない生きた細胞のミクロな動きをスローモーションで観察するためである。この電源回路は、CCDクロック当たり最大5 nFという大きな負荷容量を駆動する必要があり、当研究室で発明した統合CBiCMOSバッファ回路を適用する方向でチップ設計を開始した。
| 科目名 | VLSI設計工学特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 現在、最小寸法が60nmで２億個／cm2のトランジスタを集積したCMOS/VLSIチップが量産されている。このようにチップ上に全てのシステムが載る「システム・オン・チップ」時代を迎え、この技術趨勢に追随できるディジタル回路を中心とした回路設計手法を論じる。まずMOSFETの動作原理を述べ、その電流－電圧特性の数式モデル化を行う。特に速度飽和効果を重視し、今までの寸法縮小の限界を議論する。次に、CMOSインバータ回路の静的および動的な特性を説明し、これをゲート・レベルの組み合わせ回路や順序回路に展開する。最後に全体のVLSI回路の最適化について詳しく述べる。 |
| 科目名 | 電磁波伝送工学特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 講義では、生体組織の電磁気学的特徴を模倣した電磁波媒質の技術及び関連するメタマテリアル技術に関する数学的基礎や数値解析（コンピュータを用いる解析）の手法について講述する。演習においては、生体電磁波工学の最新の研究動向に関する文献調査、理論解析に用いる応用数学ならびに数値解析の効率化のためのコンピュータアーキテクチャに関する研究動向について論考を行う。 |
| 科目名 | ソフトウェア工学特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 効率的なソフトウェア開発設計について、具体的ないくつかの例を基に概説。 再帰法、分割統治法等生産性の良いアルゴリズム設計技法、構造的プログラミング技法、抽象的データタイプと 代数的仕様記述法について論述する。高信頼性のソフトウェアの開発技法について論述する。 プログラムの正当性の定義や計算可能性についても論述する。 |
極低温冷凍機の進歩により、液体N2、He等の冷媒を用いることなく容易に低温環境を得られるようになった。エレクトロニクス分野においても、高性能化を行う手段として極低温を利用する場面が増加している。特に超伝導現象を用いる場合には飛躍的な性能の向上が見込まれるため期待が大きい。本講義では、コンピューティング・通信・計測など実用化に近い技術を取り上げ、素子設計、作製プロセス、通信応用について学習する。
| 科目名 | 視覚情報解析特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 選択科目 |
| 科目概要 | ヒトを含む霊長類は視覚に強く依存しており、大脳皮質の多くが視覚の情報処理に関与している。視覚神経系への入力機関である眼の動き（眼球運動）に関する研究は、脳の情報処理過程を大局的・抽象的にとらえるための有効な手段である。本講座では、眼球運動に関する神経生理学、心理物理学等の広範な研究を紹介し、眼球運動神経系のダイナミクスを数理モデルとして定式化するための理論や、シミュレーション技術について講じる。 |
基礎研究では、有機色素を使用したナノサイズ光電子材料・画像材料の開発を中心として、ナノ構造材料における、時間変化を伴う光物性解析が可能なカソードルミネセンス顕微鏡の開発と、光半導体への応用を行っている。応用研究では主として実用ディジタル画像システムにおける問題点を取り扱い、高度色再現と画像保存、スペクトル記録システム、プリントアウトの印字特徴抽出と画像システムの機種判定法などの開発を行う。
| 科目名 | 図形・画像情報処理特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 図形や画像の記録と再現・認識・計測・保存に関する包括的な議論と演習を行う。このためには、まず画像入力システムの特性解析方法、処理システムの物理的・化学的・数学的特性、出力系である画像形成系の再現域などの解析と実測を行わなければならない。本講においては、画像と言うものの普遍的な特性に関する基礎的な知識の再構築から始まり、データ抽出、画像処理の一般的な方法論と、最終的な画像形成法に関して、講義と、受講者による調査・研究発表を通じ、理解を深める。 |
| 科目名 | 図形・画像情報処理特殊研究 |
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| 課程 | 博士後期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 文字情報とは異なる画像情報の特殊性に応じた処理を行うための定量的解析法を思索し、その実践的証明を試みる。文字情報は一次元展開が可能であり、情報は離散的であるが、画像情報は連続的であり、かつ二次元的な相関を持っているために、単純な処理では情報の逸失が生じる。画像処理はさらに三次元空間にまで展開する必要があるが、そうすると処理量は等比級数的に増大する。また、物体色についても、単なる色度表現では表現し得ない質感表現への展開が要請されている。このような多次元的データ表現法と処理を考える。 |
当研究室では「コミュニケーション・メディアを「感性」という観点からとらえる」をキャッチフレーズに、人間の心に関する種々の研究を行っています。
| 科目名 | 信号情報解析特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 本特論では、音声や脳波のような信号情報を計測・解析するための数学的理論と実際について論じます。従来の定常信号の解析理論の他に、さらに、非定常解析等の数学的側面について詳述します。また、最も有力な基本周波数パターン生成過程モデルとして知られている藤崎モデルや、最近、モンゴル歌唱法ホーミーのような２声歌唱の複数ピッチ抽出への有効性が確認された解析信号法についても述べ、演習を通じてその意味を体得してもらいます。 |
| 科目名 | 特別研究 I |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 人間の感性のメカニズムを解明することは「心の科学」を発展させ、人に優しいヒューマン・インタフェースを実現させるために極めて重要です。「感性」の研究には、感情音声合成の研究、名曲・名画を見聴きしたときの「感動」と脳機能との関係を解明する研究、競技かるた選手が取り札を取るときの脳の情報処理メカニズムの研究などがあります。ここでは、これらの研究の基礎となる数学および信号解析手法を研究を実践しながら習得します。 |
| 科目名 | 特別研究 II |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 本特別研究では、特別研究 I で学んだ各種の数学および信号解析手法をベースにして、音声情報処理方式、特に音声規則合成方式の開発と評価、脳の情報処理過程の推定、競技かるた練習のための教材への応用研究など、主としてプログラミングや解析的方法により、創造的研究成果としてまとめていきます。研究の途中過程で学会発表を行い、修士課程を修了するまでに学会誌論文として発表するか、少なくとも投稿を済ませなければなりません。 |
| 科目名 | 信号情報解析特殊研究 |
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| 課程 | 博士後期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 本特殊研究では、生体信号、その中でも特に音声信号や脳波などそれぞれの信号特有の解析手法、解析結果から本質を見出す方法論について論じます。また、最も有力な基本周波数パターン生成過程モデルとして知られている藤崎モデルや、モンゴル歌唱法ホーミーのような２声歌唱の複数ピッチ抽出への有効性が確認された解析信号法などを駆使して、独創的な発想に基づく新しい理論の提案と、実際のデータ解析への応用に関する研究を行います。 |
| 科目名 | 応用計測工学特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 選択科目 |
| 科目概要 | 精密周波数標準の発生とその関連応用計測について講義する。 発生技術として水素メーザとセシウムビーム磁気共鳴吸収標準を取り上げて、原子ビームの発生、エネルギー選択反転分布の生成方法と、低雑音なマイクロ波発振器、受信機、共振器、制御回路を使用しての周波数安定度測定、確度評価方法を実験装置の解説とともに述べる。 応用技術として、核磁気、電子磁気共鳴法と世界測位システム(GPS)を取り上げて、植物電波計測、地震電波計測について実験装置の解説とともに述べる。 |
スーパーの店内やお祭りなど、雑踏の中で自分の名前を呼ばれて振り向いた、という経験は誰しもあると思います。これは「カクテルパーティ効果」と呼ばれます。本研究室では、音に関するさまざまなテーマ、例えば、音による騒音の制御、高品質な音の収録・再生、音の閉じ込め、音楽の解析などの研究をしていますが、特に、複数の音声が混じった観測信号をそれぞれの音声に分離する問題と、音により対象物までの距離を推定する問題に取り組んでいます。
| 科目名 | 信号処理特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 学部での信号処理の知識を基礎に、さらに高度な信号処理技術の習得を目指す。まず数学的知識（解析学、線形代数、フーリエ解析、システム理論、確率統計など）について、信号処理に不可欠な部分のみを体系的に整理した後、離散フーリエ変換、ディジタルフィルタの設計、適応信号処理、独立成分分析などについて詳述する。講義した手法については、可能な限り課題を与え、C言語で実現することによって知識を身につけさせる。 |
| 科目名 | 信号処理特殊研究 |
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| 課程 | 博士後期課程 |
| 科目区分 | 必修科目 |
| 科目概要 | 信号処理は、信号や波形、データ、情報などに対する変換・分析・合成技術であり、その応用分野は、情報・通信だけでなく多岐にわたる。また、人間は、身の周りの様々な情報を、耳や目を通して神経系や脳で処理し情報を抽出するといった高度な信号処理を行っている。本特殊研究では、これら信号処理に関して新たな手法の開発と、とくに音響分野や生体工学分野での応用を目指す。たとえば、複数の音声が混じった観測信号をそれぞれの音声に分離する問題や、音により対象物までの距離を推定する問題はいずれも重要な課題である。 |
| 科目名 | 発生工学特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 本特論では、薄膜の特徴と一般的な薄膜作製技術、およびその評価方法をまず紹介し、これを基にした積層薄膜の作製・評価技術について論じる。さらに誘電体、超伝導体、磁性体等、各種の機能性物質を積層することで期待できる新たな電子機能を例に、新規な複合機能材料の設計手法について詳しく述べる。 |
| 科目名 | システム最適設計特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 選択科目 |
| 科目概要 | 機械製品や電気製品などに代表される各種のエンジニアリングシステムは大規模化、複雑化しており、最適なシステムを設計することは容易ではない。最適設計法は、システムの設計問題を最適化問題と呼ばれる数学モデルを用いて定式化し、数理的な最適化手法を適用して最適な設計解を求める方法である。本講義では、各種の最適化手法の数学的な理論と、具体的な機械システムを対象とした最適設計の実施方法について学ぶ。 |
生体が持つ高度な機能に学んで、環境親和性や調和性をあわせもつ新材料を人工的に創成することは、次世代の科学技術発展の鍵を握っているとともに、物質・材料科学の大切なフロンティアです。本研究室では「新規機能材料・素子（デバイス）の開発」を目的とし、レーザーを用いた薄膜化技術をキーテクノロジーとして、新しい機能材料の設計・合成から特性や物性等の解析・評価、さらには電子デバイスや医療デバイス等の作製とその特性評価にいたるまでの広範囲の研究を展開しています。
| 科目名 | 情報機能材料特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 専修科目（選択必修科目） |
| 科目概要 | 近年、エレクトロニクスの著しい発展にともない、物理量、化学量、生体量等の情報量を抽出するためのセンサ、および抽出された情報信号を処理するための電子デバイスのニーズが広がり、種々の情報機能材料に対する開発研究の活性化が必要となっている。このような状況に鑑み、情報機能材料に関して、広く材料を扱う立場から、誘電体や超伝導材料といった電子機能材料から、アパタイトといった生体機能材料まで取り上げる。さらに、これら機能材料を薄膜化する技術から、超伝導素子やバイオセンサを作製するために必要となる薄膜加工技術・評価技術についても論じる。 |
| 科目名 | 生体情報システム特論 |
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| 課程 | 博士前期課程 |
| 科目区分 | 選択科目 |
| 科目概要 | 人間を含む高等生物の神経システムにおける情報処理の機能は極めて高度であるが、その機構は未だ解明途上である。これらの仕組みを理解する上で、数学的に記述し解析することは非常に重要である。本特論では、人工ニューラルネットの基本的なパターン認識に関する話題を紹介することから始め、それらに付随する統計的な学習理論に関する話題へと話を展開する。また、これらを記述するために必要な情報理論や確率過程の線形・非線形理論などについても論述する。 |
