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情報システム専攻 博士前期課程



「人材の育成に関する目的」及び「教育研究上の目的」

20世紀の中頃から生まれた電子工学は、情報革命をもたらし、高性能なコンピュータを生み、インターネット社会の実現に中心的な役割を果たし、21世紀に入った今日も著しい発展を続けている。
本専攻は、電子工学の基礎となる物理学から電子工学全般わたる幅広い分野を教育研究の対象としている。このため本専攻では、マクロ系からミクロ系の中間のメゾスコピック系のデバイスや、またその物性研究に加え、先端材料の創製とナノテクノロジーにも注目して研究している。さらに、これらを高性能電子デバイスとしての活用やその応用技術に関する研究にも着目し、有線・無線通信に関する技術やネットワーク技術、計測・制御、信号処理における画像処理、脳波と脳磁界の計測とデータ解析、ロボット工学などの分野にもウエイトをおいて研究している。
これら研究分野にそって、当専攻では、素材開発の基礎となる「量子物性」、それに立脚した「先端材料」の創製、電子工学の中核をなす「電子・情報工学」の3分野で構成し、時代の要求に応える優れた技術者、研究者の育成を目指す。

研究分野の特色

情報工学研究分野

高度な情報処理システム、情報ネットワーク、人間に友好的なインタフェースなど新しい情報化社会に適応するシステムの基礎研究や応用技術開発の教育研究分野である。知的ネットワークシステム、生体情報を利用した情報セキュリティ、医用画像処理・認識と可視化、知能・福祉・防災などのロボットシステム、ヒューマンコンピュータインタラクション、ニューラルネットワークと人工知能などの技術開発に関する先端的な分野に体系的な教育研究を行う。

電子工学教育研究分野

アナログ・デジタル電子デバイスの設計開発、プラズマ工学、有線・無線通信工学、画像工学、信号処理と伝送システムの基礎理論と基礎技術から、脳・コンピュータインタフェースの開発試作、情報システムに対応するアンテナの設計試作、大容量・長距離光ファイバ伝送技術の設計構築、ネットワーク技術を駆使したシステム開発、画像変換と復元処理技術の開発、光計測技術、脳波と脳磁界の計測と解析などの情報通信システムの応用技術に至る幅広い教育研究を行う。

先端材料教育研究分野

粒子線と物質の相互作用の解明、新規電子素子開発に結びつく機能設計や物質設計と評価、ナノ材料の開発など凝縮物質の基礎現象から様々な応用に至るまで、電子材料の基礎と応用に必要な教育研究を行い、半導体工学を駆使したエネルギー制御などの基礎知識から応用技術開発まで広範囲な学問的な理解と実践を得るために必要な教育研究を行う。
※令和4年度より、電子工学教育研究分野に統合

量子物性教育研究分野

素粒子・原子の世界をひもとく量子力学、統計物理学、凝縮物質を解明する固体量子論、結晶学などにより、物質の性質を基礎から解き明かす理論を習得させるために必要な教育研究を行う。
※令和4年度より、電子工学教育研究分野に統合

研究指導教員及び研究指導内容

情報工学教育研究分野

氏名 役職 研究テーマ例/研究指導内容概略
渡部 大志
Watabe Daishi
理学博士(東北大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 耳介を用いた生体認証技術による犯罪捜査支援システム
  2. 耳介を用いた生体認証技術によるスマートフォンの開錠アプリ
研究指導内容概略
ネット上での決済や金融機関の端末などで個人認証が必要な場面が増えた。通常、個人認証にはパスワードが利用され、普通に生活していても数多くのパスワードを管理しなくてはならなくなった。管理の問題から一度漏れてしまえば他人の「なりすまし」が可能であり危険である。そこで、盗難、紛失、漏洩の恐れのない、本人だけがもつ特徴を利用し個人を認証する生体認証技術が注目を集めている。当研究室では顔と耳の認証の研究をおこなっている。
橋本 智己
Hashimoto Tomomi
博士(工学) (宇都宮大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 工学的心理モデル
  2. 搭乗型歩行ロボット
研究指導内容概略
少子高齢社会を迎え,機械システムによる支援が期待されている。本研究室では,1)家庭環境で人間と共に生活し人間を支援する自律ロボット,2)搭乗型歩行ロボットの開発を進めている。
鯨井 政祐
Kujirai Masahiro
工学博士(埼玉大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 拡張現実感を用いて直感的に操作できるシステム
  2. VR空間内での効果的なインタラクション
  3. 人指向IOT
研究指導内容概略
コンピュータのコモディティ化に伴い、誰にでもわかりやすいユーザインタフェイスはますます重要になっている。本研究室では、拡張現実感、物理センサ、タッチパネル、スマートフォンなどを用いて、直感的で人にやさしいユーザインタフェイス/インタラクションを研究している。
大山 航
Yamazaki Takaharu
博士(工学)(三重大学)
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教授 研究テーマ例
  1. パターン認識,画像センシング
  2. 機械学習,データサイエンス
  3. 文字・文書の解析と認識
研究指導内容概略
実データサイエンスとしてのパターン認識,機械学習,メディア情報処理の研究を行っている。現在の主な研究トピックは,署名照合などの個人認証技術,文書やドキュメントの認識と解析,画像センシング技術の産業応用などである。また,医学(心エコー画像の解析),歴史学(古文書,木筒の解析),家政学(調理動作の認識)など他の学問分野とのコラボレーションも積極的に進めている。
山﨑 隆治
Yamazaki Takaharu
博士(医学)(大阪大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 骨関節の3次元形態・運動機能計測
  2. 医用画像処理技術の研究・開発
  3. 医療用自動解析ソフトウェアの開発
研究指導内容概略
一般に医療機関では、病気の検査、病態の可視化などを目的として、多くはX線レントゲンやCT装置などから取得される医用画像が利用されている。それら医用画像情報を適切に処理、認識、可視化し、病気などの情報を正確に計測、解析することは、精密な診断、治療方針の決定などに極めて重要である。当研究室では、様々な情報工学技術(画像処理技術)を開発し、医療分野に応用する研究を行っている。
井上 聡
Inoue Satoru
工学博士(電気通信大学)
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准教授 研究テーマ例
  1. メンフクロウによる高精度音源定位マップ形成のニューラルメカニズム
  2. 各感覚系の情報を統合するバインディング問題に関する研究
  3. 時空間的タスクを実現するワーキングメモリに関する研究
研究指導内容概略
生物が脳内で行う情報処理は、視覚・聴覚を中心とした感覚系情報処理、知識獲得や記憶として蓄積するプロセスとそれを引き出し利用するプロセス、外界環境に応じた、最適な運動制御メカニズムなどの領域に分けられる。このような情報処理はその働きに応じて、脳内のしかるべき領域で展開されるが、すべての機能モジュールが完全に独立して動作することは、生物が感覚情報を処理し、その結果に伴い運動を行うことから考えにくい。各機能に特化した情報処理モジュールの研究も含め、脳内の各領域がどのように情報を受け渡し、統合し、1つの生物個体として機能するのか、さらに高次な情報処理機構について考察する。
前田 太陽
Maeda Taiyo
理学博士(金沢大学)
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准教授 研究テーマ例
  1. 支援システムの開発
  2. 自然科学分野の可視化、社会科学分野の可視化
研究指導内容概略
特別な知識やスキルがなくとも利用できるコンピュータシステムである問題解決環境の構築と、アプリケーションに必要となる、可視化、分散・並列計算による作業効率化の研究を行う。計算科学と計算機科学がより融合した支援システムの構築を目指す。
村田 仁樹
Maeda Taiyo
博士(理学)(京都大学)
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講師 研究テーマ例
  1. ディープラーニングの応用
  2. ディープラーニングの判断根拠の明確化
研究指導内容概略
今、人工知能は産業や学術の様々な場面で活躍している。そして、最近の人工知能はディープラーニングという手法によって支えられている。この研究室では、ディープラーニングについて「ディープラーニングを様々な分野へ応用する」という目的と「ディープラーニングの判断根拠を明らかにする」という目的で研究している。
森川 智博
Maeda Taiyo
博士(工学)(早稲田大学)
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講師 研究テーマ例
  1. 軽量且つ高性能なURLブラックリストの生成技術に関する研究
  2. 評判情報に基づくモバイルアプリのセキュリティ対策に関する研究
  3. 深層学習を用いた大規模な偽情報の自動生成とその対策に関する研究
研究指導内容概略
サイバー攻撃は検知を回避することを意図して巧妙に作成されてきたため、既存の対策に関しては攻撃者の手口の進化に追いついていないのが現状です。本研究室では、実世界でのセキュリティ対策の遅れを目の当たりにし、自然言語処理や深層学習などの技術を利用することにより、未知の攻撃を早期かつ自動的に発見することを狙いとするだけでなく、攻撃者の視点に立ち、最新の人工知能技術を悪用する攻撃手法の実現とその対策の確立を行うことも目指しています。

電子工学教育研究分野

氏名 役職 研究テーマ例/研究指導内容概略
曹 建庭
Cao Jianting
工学博士(千葉大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 脳波や脳磁界データ解析と脳内情報可視化に関する研究
  2. ブラインド信号処理の理論と音声・画像・移動通信への応用に関する研究
研究指導内容概略
複数話者の会話から収録した混合音声を個別の音声信号に復元する問題や、脳波や脳磁界の記録から個別な活動信号源の抽出と脳内情報を可視化する問題を、これまでの信号処理の技術で解決するには困難なところが多い。このようなニーズに応じるため、先端的な信号処理の理論と技術の研究開発が要求されている。本研究室では、近年提唱されている独立成分解析(ICA)と呼ばれている新しいブラインド信号処理の方法を中心にし、従来の信号処理の方法との関係と両者の違いを理解し、その優位性や問題点について考える。また、ブラインド信号処理の特徴を活かしたモデルと推定システムの設計、計算原理、シミュレーションなどの基本技法を習得する。更に、人間の視聴覚系の生理実験、脳波と脳磁界の計測、データ解析と評価、音源分離システムの構築などを総合的に研究開発する。
吉澤 浩和
Yoshizawa Hirokazu
Ph.D.(オレゴン州立大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 低電圧動作・低消費電力CMOSアナログIC設計
研究指導内容概略
自然界に存在する物理量(たとえば音声、映像等)はほとんどすべてがアナログ量である。これらのアナログ量とディジタル電子機器とのインターフェースはアナログ・ディジタルミックストモード回路が行っている。その結果ディジタル機器の特性は、アナログ回路の特性で左右される。また電子機器の小型化・軽量化が進むにつれて、より小さな乾電池や二次電池での回路動作が要求される。そのため、低電圧動作・低消費電力の集積回路のニーズが高まっている。本回路研究室では、低電圧・低消費電力・高精度をテーマに、CMOSアナログICの設計技術を研究する。
松井 章典
Matsui Akinori
学術博士(埼玉大学)
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教授 研究テーマ例
  1. 平面アンテナの構成法の提案と放射特性の解析
  2. 高周波領域において多機能性を有する無線通信回路の研究
研究指導内容概略
無線通信に用いられるアンテナは、その用途に応じて形態を変える必要が ある。特に平面アンテナはロープロファイル性を有していることから様々な応用分野で用いられている。そこで、用途に応じた平面アンテナの構成法を提案し、その放射特性を実験と理論、さらにはコンピュータシミュレーションにより解明する。
青木 恭弘
Aoki Yasuhiro
工学博士(大阪大学)
[詳細]
教授 研究テーマ例
  1. 光ファイバ通信の高度化に関する研究
  2. 次世代光通信技術に関する研究
  3. レーザセンシング技術に関する研究
研究指導内容概略
光ファイバ通信は、1970年代に低損失な光ファイバ、半導体材料による小型なレーザが実現されて以来、目覚ましく進歩し、現在では情報通信技術(ICT)社会のインフラストラクチャとして家庭にまで浸透している。本研究室では、スペクトル拡散などの新たな光変復調技術や、伝送性能の制限要因となる光ファイバ非線形光学効果、光雑音累積、多重反射の影響の補償および低減技術、将来方式とされている波長、容量、接続先などを自由に行える次世代光通信技術について研究を行っている。
また、ICTの飛躍的な進歩により、現在では、インターネットにつながる機器も多種多様化、急速に増大しつつある。この研究室では、レーザ技術を応用した光センシング、データ・情報処理、遠方への通信技術に関する研究開発を行い、次の情報通信社会への発信、貢献を目指している。
佐藤 進
Sato Susumu
博士(学術)(埼玉大学)
[詳細]
教授 研究テーマ例
  1. イオンビーム応用に関する研究
  2. マイクロ波液中プラズマに関する研究
  3. マイクロ波応用に関する研究
研究指導内容概略
電子レンジによる食品加熱に代表されるように、電磁波(高周波、マイクロ波)は、通信のみならず電力として、家庭のみならず産業界においても広く使われている。これらの電磁波応用の一つにプラズマがあり、プラズマは半導体製造には欠くことの出来ない技術となっている。本研究室では、こうしたマイクロ波応用、プラズマ発生技術を扱う。特に、液中にプラズマを発生させるマイクロ波液中プラズマは、世界的にも先端的な技術であり、今後の発展が期待されている。このような先端的な技術開発を題材にして、次世代を担う人材を育てることを目指す。
伊丹 史緒
Itami Fumio
工学博士(芝浦工業大学)
[詳細]
准教授 研究テーマ例
  1. フィルタ・マルチレート処理と画像解析
研究指導内容概略
信号システム理論において、フーリエ変換やDCT、ウェーブレット変換などは、信号解析の一手法として位置づけられる。本研究では、各種の変換を包括的に表現できるフィルタ・マルチレート処理を用いた、信号解析のためのシステムに関する研究を行う。異なった形態の信号を処理できるシステムや、サンプリングレート変換とフィルタを組み合わせたシステム等に関する定式化とシミュレーションを行う。また応用としては、音声や画像等の処理が挙げられるが、ここでは二次元信号である画像への応用、特に画像圧縮技術や認識処理、解像度変換への応用に関して議論する。
藤田 和広
Itami Fumio
博士(工学)(北海道大学)
[詳細]
准教授 研究テーマ例
  1. 電磁場解析技術の高精度化・高速化に関する研究
  2. 電子機器における電磁環境両立性に関する研究
  3. 粒子加速器の機器設計に関する研究
研究指導内容概略
電気・電子機器の製品開発では、複雑な構造や回路を含む系の電磁気現象をコンピュータ上で模擬し、その特性を予測することが必須となっている。電磁気の問題を解くための数値計算技術は、電磁場解析として知られており、産業分野から先端科学分野まで広く使われている。本研究室では、機器設計の効率化や電子機器における電磁雑音発生機構の解明に貢献すべく、電磁場解析技術の高度化とその応用に関する研究を行う。

先端材料教育研究分野

氏名 役職 研究テーマ例/研究指導内容概略
※令和4年度より、電子工学教育研究分野に統合

量子物性教育研究分野

氏名 役職 研究テーマ例/研究指導内容概略
内田 正哉
Uchida Masaya
Ph.D.(総合研究大学院大学)
[詳細]
教授 研究テーマ例
  1. ナノテクノロジーによる波動関数制御
研究指導内容概略
「量子ドット」や「メタマテリアル」に代表されるように、ナノテクノロジーにより, 革新的な特性をもつ材料やデバイスがつくりだされてきた。これらはナノ構造体を用いて波動関数を人工的に制御したものと見ることができる。また、われわれが世界で初めて生成した「軌道角運動量をもつ電子ビーム」もその一つである。本研究室では, 最先端のナノテクノロジーを駆使し, 波動関数を制御することで、新しい量子現象の発見や革新的材料やデバイスの創生、新規材料分析方法の開発を目指している。
松田 智裕
Matsuda Tomohiro
理学博士(東京大学)
[詳細]
教授 研究テーマ例
  1. 初期宇宙論と統一理論の整合性に関する研究
研究指導内容概略
String Theory, Brane, Large extra dimensionとその周辺のモデルについて,宇宙観測を含む現象論的な問題点を解決していくことを目的とする。階層性の問題,インフレーション,バリオン数生成,ニュートリノ物理学,超高エネルギー宇宙線などのトピックスを扱う。
※令和4年度より、電子工学教育研究分野に統合

授業科目

情報工学教育研究分野

  • メディア工学特論
  • 知能ロボット工学特論
  • フィジカルコンピューティング特論
  • 神経情報処理特論
  • 医用画像情報学特論
  • マルチエージェント特論
  • ネットワークコンピューティング特論
  • 情報セキュリティ特論
  • 有限差分法特論
  • シミュレーション工学特論
  • 情報工学特別演習Ⅰ~Ⅳ
  • 情報工学特別輪講Ⅰ~Ⅳ
  • 情報工学特別実験Ⅰ~Ⅱ

電子工学教育研究分野

  • 信号処理特論
  • 集積回路工学特論
  • 電磁波工学特論
  • 光通信工学特論
  • 放射光工学特論
  • 回路システム工学特論
  • 電子工学特別演習Ⅰ~Ⅳ
  • 電子工学特別輪講Ⅰ~Ⅳ
  • 電子工学特別実験Ⅰ~Ⅱ

先端材料教育研究分野

  • 弾塑性力学特論
  • 材料製造プロセス特論
  • プラズマ工学特論
  • 半導体デバイス特論
  • ナノ材料工学特論
  • 粒子線工学特論
  • 電子線・X線分析特論
  • 先端材料特別演習Ⅰ~Ⅳ
  • 先端材料特別輪講Ⅰ~Ⅳ
  • 先端材料特別実験Ⅰ~Ⅱ

量子物性教育研究分野

  • 熱・統計物理学特論
  • 量子力学特論
  • 固体量子論特論
  • 結晶工学特論
  • 量子物性特別演習Ⅰ~Ⅳ
  • 量子物性特別輪講Ⅰ~Ⅳ
  • 量子物性特別実験Ⅰ~Ⅱ

情報システム専攻・共通

  • インターンシップ
  • 技術経営論(MOT論)
  • 材料分析・評価実習