生体情報の計測・解析とその制御への応用

◆実験内容:
課題例:(1) 筋電信号による義手制御: ヒトあるいは動物の筋電信号によってロボットハンドの制御を行う。(2) 神経系情報による外部機器制御 (Brain-Machine Interface, 自律神経系情報による人工臓器制御など): 運動関連の神経情報や自律神経系情報、あるいは表面電極によるヒトの脳波等によって、外部機器(ロボットハンドや移動型デバイス、人工心臓等)を制御することを試みる。(3) 神経信号の計測・解析: 上記の実験の基盤技術として、神経プローブの研究や神経信号の解析・解釈に関する研究を行う。

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。

システム7-成瀬

教員紹介

成瀬 誠(なるせ まこと)
成瀬 誠

東京大学大学院 情報理工学系研究科
システム情報学専攻
教授

〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1 工学部14号館 613号室 (及び6号館250号室)
Tel: 03-5841-6880
Fax:

E-mail:makoto_naruse@ipc.i.u-tokyo.ac.jp

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略歴

1994年 東京大学計数工学科卒
1999年 東京大学大学院工学系研究科計数工学専攻博士課程修了 博士(工学)
同年 日本学術振興会リサーチアソシエイト
2000年 東京大学大学院工学系研究科計数工学専攻助手
2002年 国立研究開発法人 情報通信研究機構 研究員
2003年 同 主任研究員
2017年 同 総括研究員
2017年 グルノーブルアルプス大学 招聘教授
2019年 東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻 教授

研究テーマ

 光を含めた自然界の数物構造に対し、システム情報学の視点からアプローチし、物理系とシステムアーキテクチャの適切な数理的理論化、並びに光電子デバイス・レーザーカオス・ナノ光学などによる実現技術の構築を行い、意思決定機能などの革新的なコンピューティング、物理セキュリティなどの新機能創造に向けた研究を行います。

主な論文・著書

M. Naruse, T. Mihana, H. Hori, H. Saigo, K. Okamura, M. Hasegawa, and A. Uchida: Scalable photonic reinforcement learning by time-division multiplexing of laser chaos, Scientific Reports, Vol. 8, Article number 10890, July 2018.
M. Naruse S.-J. Kim, M. Aono, M. Berthel, A. Drezet, S. Huant, H. Hori: Category Theoretic Analysis of Photon-based Decision Making, International Journal of Information Technology & Decision Making, Vol. 17, No. 5, pp.1305-1333, May 2018.
M. Naruse, M. Berthel, A. Drezet, S. Huant, M. Aono, H. Hori, and S.-J. Kim: Single-photon decision maker, Scientific Reports, Vol. 5, Article No. 13253, August 2015.
M. Naruse, N. Tate, M. Aono, and M. Ohtsu: Information physics fundamentals of nanophotonics, Reports on Progress ion Physics, Vol. 76, No. 5, pp. 056401, April 2013.
M. Naruse, N. Tate, and M. Ohtsu: Optical security based on near-field processes at the nanoscale, Journal of Optics, Vol. 14, No. 9, pp.094002, July 2012.

情報物理・光システム学研究室

情報物理・光システム学研究室
光コンピューティング-光・自然系を活用したシステムデザイン-
研究室のHomePage→
成瀬 誠
成瀬 誠

教授
堀﨑 遼一
堀﨑 遼一

准教授
 
AIフォトニクス-光を用いた意思決定-
情報通信や知的機能の基礎のひとつである意思決定を、光の特長を生かし解決するメカニズムを研究する。光カオスによる超高速意思決定やエンタングルメントによる協調的意思決定などの新原理とその応用システムを創出する。
コンピュテーショナルイメージング
光学と情報科学を統合した新たなイメージング分野を開拓する。レンズレスカメラ、一画素カメラ、散乱イメージングなど、光計測、光制御システムの新原理を創出し、医療、天文、セキュリティを含む多様な分野に貢献する。
自然系を活用したシステムの新展開
自然系を生かすコンピューティングは、意思決定やコンピュテーショナルイメージングに留まらない様々な可能性がある。時刻同期技術と光ネットワークの融合による遅延保証ネットワークなどの新展開を探求する。
モデル理論
圏論(構造を扱う数学)などの現代数学とデータに基づいたモデル理論構築を通して、自然系を用いたシステムの理論的基盤を探求する。「物理世界と情報世界を繋ぐ」というシステム情報学のアプローチの新たな基礎づけを目指す。