脳内神経活動領域の形状推定

◆実験内容:
脳内の神経に電流が流れたときに生じる磁場を計測し,脳内のどの部位が活動したかを推定する逆問題において,活動部位のみならず,領域の形,サイズを推定する手法を導き,数値シミュレーションや実データ解析により検証します.

統計的音声合成・声質変換に関する研究

◆実験内容:
 統計的音声合成・声質変換は、任意のテキスト情報から目的とする声色をもった人工音声を生成する技術である。しかし、本技術は統計的な逆問題を解くことに対応するため、最終出力である任意発話音声の品質を向上させるのは非常に困難であることが知られている。本研究では、音声生成制約等の確率的解釈・導入により、その品質向上を目指す。

非負値独立成分分析に基づく非負値行列因子分解の初期化

◆実験内容:
 非負値行列因子分解は大規模データや音響スペクトログラム分解・分析に有効な手法であるが、一般にその分解における反復最適化は初期値依存性が高いことが知られている。そこで近年、この初期化を非負値独立成分分析によって与える手法が提案されている。しかし独立成分分析はデータのスパース性と相互情報量の両方を同時に制御するため、そのどちらが初期化に効果があるのか解明されていない。そこでスパースな非負値行列生成を行う確率モデル等を用いて上記と比較検討し、有効な初期化は何かについて検討を行う。

識別的基底変形学習に基づく半教師有り楽器音分離

◆実験内容:
 混合音楽信号から精度よく目的楽器音を抽出するため、スペクトル頻出パタン分解(非負値行列因子分解)による手法が提案されている。本手法は事前教師基底を使用するため、未知系を通過した音の分解能力が著しく劣化するという問題がある。そこで、識別的学習論に基づく基底変形を導入し、未知系への適応を行う最適な基底変形法は何かを検討する。

ディジタル回路の基礎

◆実験内容:
 最近の計算機,あるいは,複雑な制御を行う回路のほとんどはディジタル回路によって構成されている.そこで本実験では,ディジタル回路の作成を通してその特性と設計/実装技術を習得する.
◆助手から学生へのアドバイス:
 
◆学生からのコメント:

知覚の測定と解析

◆実験内容:
 動きや物体形状などの視覚情報処理は,大半が大脳新皮質において行われており,視覚情報処理メカニズムの研究においては大脳での情報処理を知ることが不可欠である.視覚の機能を測定する方法には,自覚的測定と他覚的測定とがある.前者は,前もって定められた判断基準に従って視覚刺激の見えを被験者が主観的に判断し,その結果を言語あるいはスイッチなどで報告する方法で,心理物理学的測定法とも呼ばれる.後者は,被験者の主観的な判断によらず,視覚刺激に対する被験者(動物も含む)の生体反応を計測する方法で,電気生理学的測定法,行動学的測定法,非侵襲脳機能計測法がある.
◆助手から学生へのアドバイス:
 普段特に意識することは少ないかもしれないが、視覚は人間にとって非常に重要な機能である。定量評価の困難な対象を、工学的に取り扱う際の手法・考え方等を学んで欲しい。

生体信号の計測と解析

◆実験内容:
 生体の電気現象のひとつであるEMG(筋電位)の測定及び解析を行い、筋活動の様々な性質を調べる。また、筋の生理的な特徴と計測・解析結果とを照らし合わせ、生体信号の工学的な応用について考察する。
◆助手から学生へのアドバイス:
 生体信号特有の性質を理解した上で、生体信号を計測・解析する基本的な技術を習得するのが第一の目的である。生体を対象としているが故の面白さや難しさを感じてもらえれば幸いである。

モアレ縞を用いる計測

◆実験内容:
 モアレ(moire)縞は,ゴルフ練習場のネットにゆらいで見える大きな縞模様のように,我々の身近に見ることができる物理現象であるが,現在では測長,測角,歪,屈折率の測定等の分野において広く用いられている.この実験では,モアレ縞の原理を理解し,あわせて計測への応用を会得する.
◆助手から学生へのアドバイス:
 モアレ縞は,ゴルフ練習場のネットに揺らいで見える大きな縞模様のように,我々の身近に見ることのできる物理現象であるが,現在では測長, 測角, 歪, 屈折率の測定の分野において広く用いられています.
◆学生からのコメント:
 モアレ縞が数学的に解析となるパターンの組み合わせを探すのに苦労する.

光ファイバ

◆実験内容:
 光ファイバの構造を理解し、光ファイバのもついくつかの特性を確かめる。さらに、この光ファイバの特性を利用した光ファイバセンサ、およびオプトエレクトロニクス等周辺技術について基礎知識を習得する。
◆助手から学生へのアドバイス:
 光ファイバに対してレーザー光を用いるので,作業をするときにはレーザー光を目に入らないように注意してください.
◆学生からのコメント:
 光ファイバに光を通すことが意外と大変である.

倒立振子の制御

◆実験内容:
倒立振子の制御を通して現代制御理論の基礎を修得する.モデルの微分方程式の導出に始まり,システムパラメータを同定した上で,最適レギュレータなどによる制御へと進み,制御設計における一連の手順・技術を習得する.(関連講義: 制御論,回路学基礎)
◆助手から学生へのアドバイス:
本実験では,線形システムの制御に関する知識を実システムに適用します.振子を倒立させることを行ないますが,理論の有用性を実験で確認し,その面白さを知ってもらうことを目指しています.
◆学生からのコメント:
 実験を通して制御理論がよくわかった. 制御論は偉大だ. 制御系設計の面白さの一端を味わうことができた.制御の難しさと数学的解法の威力を実感することができた.