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Showing papers in "IEICE ESS Fundamentals Review in 2018"


Journal ArticleDOI
TL;DR: In this paper, the core technologies of wearable healthcare monitoring, including physiological information sensing, including cuffless wearable devices for blood pressure sensing and stress monitoring, are reviewed, which have recently been attracting a lot of attention, and the following two technologies : (1) unconstrained monitoring using wearable sensors (hardware) and (2) high-order information extraction of physical and psychological conditions from multivariate analysis of sensor data (software).
Abstract: アブストラクト 超高齢社会を迎えて,受け身の医療から健康管理・予防医療へのシフトが緊急課題となっており,ウェ アラブルヘルスケアモニタリングの実現が強く望まれている. 本稿では,まず,ウェアラブルヘルスケアモニタリングの基盤技術を概観する.次いで,生体情報センシング技術 について,最近注目されている研究開発の中から,カフが不要なウェアラブル血圧センシング技術と,ストレスモニ タリング技術について紹介する.生体情報センシング技術については,拘束感のないモニタリングを実現するウェア ラブルセンサ(ハードウェア)と,複数のセンサ情報から,人間の行動・体調(体の状態),心理・感情(心の状態) といった高次情報を抽出する分析技術(ソフトウェア)の両面からの研究開発が必要である. キーワード ヘルスケアモニタリング,生体情報センシング,血圧,ストレス,ウェアラブルセンサ Abstract Facing a super-aging society, there is an urgent need in Japan suggested to shift from passive medical care to preventive medicine and health management, and therefore, a strong desire for healthcare monitoring that is available anytime and anywhere. Firstly, this paper focuses on core technologies of wearable healthcare monitoring, including physiological information sensing. Then, cuffless wearable devices for blood pressure sensing and stress monitoring are reviewed, which have recently been attracting a lot of attention. Concerning the research and development of physiological information sensing, it is important to achieve the following two technologies : (1) unconstrained monitoring using wearable sensors (hardware) and (2) high-order information extraction of physical and psychological conditions from multivariate analysis of sensor data (software).

8 citations


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TL;DR: IoT(Internet of Things)が一般的となり,そこで必要となる 計算機能力は増大している, しかし,半 導体の微細化は終えんが近いと言われており,
Abstract: IoT(Internet of Things)が一般的となり,そこで必要となる 計算機能力は増大している.これまでのノイマン形の計算機 では,半導体の微細化とともに計算機の能力は指数関数的に 増大し,計算機への性能要求は満たされてきた.しかし,半 導体の微細化は終えんが近いと言われており,従来のノイマ ン形の計算機の性能向上は困難となっている.そこで,ナチュ ラルコンピューティングと呼ばれる手法が提案されている. ナチュラルコンピューティングでは,特定の問題に特化して, その問題を自然現象に写像して問題を解くことで,従来の計 算機の限界を超えた性能を出すことが期待されている. 更に,今後の IoT 時代を考えると,社会で用いられる様々 なシステムにおいては,様々な制御が重要となる.システム の制御には,システムを制御するパラメータの最適な組合せ を求めることが必要となり,そのためには,組合せ最適化問 題と呼ばれる問題を解く技術がキー技術となる.この組合せ 最適化問題では,膨大な数のパラメータの組合せの候補の中 から最適となるパラメータの組合せを探索することが必要と なる.従来のノイマン形コンピュータを用いた計算手法では, パラメータ数が増大,つまり適用するシステムが大規模化す ると,計算量が指数関数的に増大し,計算を実行することが 困難となる.つまり,システムの大規模化に対応することが 困難となる. 組合せ最適化問題を効率良く解く手法として,イジングモ デルを用いたナチュラルコンピューティングの一種であるア ニーリングマシンが提案されている.更に,半導体回 路を用いてイジングモデルを模擬した CMOS アニーリング マシンが提案されている.イジングモデルとは,磁性 体の振舞いを表す統計力学上のモデルであり,磁性体のスピ ン間の相互作用によりそのエネルギー(ハミルトニアン)が 最小となるようにスピンの状態が更新され,最終的にエネル ギーが最小となるという性質がある.アニーリングマシンで は,最適化問題をこのイジングモデルに写像し,エネルギー 最小の状態を求めることによって,元の最適化問題の評価指 標を最大化または最小化するパラメータの組合せである解を 得る. この CMOS アニーリングマシンのプロトタイプを試作し, 組合せ最適化問題に向けた CMOSアニーリングマシン

2 citations




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TL;DR: Some image colorization algorithms are described, which can be classified into three kinds on the basis of the difference in the intervention by the user: some color scribbles by the users, the source color image provided by theuser, and no intervention of the user.
Abstract: Image colorization has been studied to obtain color images from monochrome images. Recently, deep-learningbased colorization algorithms have enabled the automatic colorization of an image. In this manuscript, we describe some image colorization algorithms, which can be classified into three kinds on the basis of the difference in the intervention by the user: some color scribbles by the user, the source color image provided by the user, and no intervention of the user. Furthermore, colorization applications, such as medical image processing, animation production, and color image coding, are also described.

1 citations



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Hidehito Gomi1, Wataru Oogami1
TL;DR: The technical specifications and standardization activities of FIDO (Fast IDentity Online) are described, which promotes simpler, stronger authentication using public-key cryptography and enhances privacy preservation and cross-platform support to expand its ecosystem.
Abstract: This paper describes the technical specifications and standardization activities of FIDO (Fast IDentity Online), which promotes simpler, stronger authentication using public-key cryptography and enhances privacy preservation and cross-platform support to expand its ecosystem.

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TL;DR: Focusing on the four topics related to software reliability measurement/assessment and management technologies, this work explains their technologies from the viewpoint of quality-oriented software management with some examples of applications to actual software project data.
Abstract: Abstract Quality-oriented software management technologies and their sustainable improvements are the key factors for ensuring the success of software projects and developing high-quality software. Focusing on the four topics related to software reliability measurement/assessment and management technologies, we explain their technologies from the viewpoint of quality-oriented software management with some examples of applications to actual software project data.


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Yasushi Fuwa1
TL;DR: It’s time to get used to the idea that there is no such thing as a “silent majority”.
Abstract: 地域における様々な犯罪や災害の増加を受けて,ICT 技術 を用いて安全・安心な地域を創ることへの期待が高まってい る.実際,総務省が平成18 年度補正予算事業として自治体を 対象に公募した「地域児童見守りシステムモデル事業」では, 多くの自治体から提案が寄せられ,そのうち 16 提案が採択さ れ,各地域で ICTを用いた見守りシステムが構築された. 筆者は,平成15年に長野県塩尻市に開設された「信州大学・ 塩尻市連携プロジェクト研究所」を拠点として,ICT を活用 した安全・安心な生活を支えるセンサネットワークの開発を 行ってきた.その成果を基に,塩尻市も上記平成18 年度補正 予算のモデル事業に提案し,採択された16 事業の一つとなっ た.この事業において,塩尻市は筆者らが開発した中継機約 400 台を用い,地域の安全・安心な生活を支えるためのセン サネットワークの中継網を構築し,児童見守りシステムを構 築・運用してきた.また,中継網はその後塩尻市独自予算で 事業化され,更に 600 台以上の中継機にまで拡張され,塩尻 市の市街地全体をカバーする中継網として運用・保守がなさ れている. 更に,筆者らはこの中継網を様々なセンサネットワークシ ステム開発のためのテストベッドとしても利用し,総務省 SCOPE のプロジェクトに採択された幾つかのシステムを開発 し,評価してきた.そして,その成果としてこの中継網を用 いたアプリケーションとして,多様なセンサネットワークシ ステムが塩尻市で運用されている.最近は,塩尻市において, このテストベッドを活用した小学生以上を対象とする ICT 人 材育成事業も開始された. 本稿では,これまでの経験からテストベッドの構築,運用 に関する取組みと,テストベッドにより得られる具体的成果 を,構築の方法,運営方法を交えて述べる.

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TL;DR: The restricted Boltzmann machine is introduced, which is a basic model of a deep generative model in statistical machine learning theory based on Markov random fields.
Abstract: アブストラクト 本稿では,マルコフ確率場を用いた生成モデルの方法について解説を行う.マルコフ確率場とは確率変数間の 関係性をグラフ構造で表すことができる確率分布の総称であり,生成モデルの方法は確率分布を用いてデータセットの発生 源を模倣する統計的機械学習法の一つである.まず,確率変数間の関係性をグラフ構造で表現するマルコフ確率場とその性 質について概説し,確率分布に対する統計的機械学習法の一つである生成モデルの方法について述べる.その後,マルコフ 確率場に対する基本的な学習法について説明し,実際の学習で役立つ幾つかのアルゴリズムを紹介する.また,マルコフ確 率場を用いた生成モデルの方法の例として,制限ボルツマン機械について紹介する. キーワード マルコフ確率場,統計的機械学習,生成モデル,ボルツマン機械 Abstract In this article, we introduce the foundations of the generative model approach in statistical machine learning theory based on Markov random fields. The purpose of the generative model approach is to create a probabilistic model that mimics the source from which the observed data were generated. After explaining Markov random fields and the generative model approach, we introduce the restricted Boltzmann machine, which is a basic model of a deep generative model.

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Hidetoshi Yokoo1
TL;DR: CSE is an offline, lossless universal code, which encodes an entire data sequence as a single block without using prior knowledge of the information source, which leads to a better understanding of a class of offline lossless compression algorithms.
Abstract: This article surveys a recently introduced data compression method known as compression by substring enumeration (CSE) and its related topics. CSE is an offline, lossless universal code, which encodes an entire data sequence as a single block without using prior knowledge of the information source. It is strongly related to existing offline compression methods such as enumerative codes, the block-sorting method, and the antidictionary method. Various interesting characteristics are seen in several fields from information theory to algorithms and data structures in the development of CSE. CSE leads to a better understanding of a class of offline lossless compression algorithms.

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Kazuo Sakai1
TL;DR: In this article, the authors present a survey of the state-of-the-art research work in the field of human-computer interaction in the context of the Symposium Symposium on Multiple Human-Computer Interaction.
Abstract: 近年,ようやく日本においても多重知能理論に注目が集ま り始めている.日本における多重知能理論の研究状況を見る ため,文部科学省の科学研究費において採択された研究テー マを対象に,科研費データベースにおいてキーワード「多 重知能」で検索して得られた23件の結果を図1に示す. 図 1 から,1999 年から 2009 年までの採択件数は 0 か 1 であ り,揺らぎの範囲にとどまっていたように見える.ところが, 2010 年以降は揺らぎから脱して注目され始めていることが分 かる. 電子情報通信学会においても,多重知能理論は思考と言語 研究会(TL)で取り上げられている.例えば,2016 年 1 月 30 日明治大学で「芸術思考・デザイン思考」をテーマにオーガナ イズドセッションのパネル討論が次の登壇者を呼んで開催さ れた. (1) 「芸術思考と多重知能理論・デザイン思考と芸術思考の 相補的な関係」阪井和男(明大) (2) 「芸術思考の発想」有賀三夏(東北芸工大) (3) 「芸術思考による人材育成」村山眞理(東京農工大) (4) 「芸術思考による新規事業開発」秋山ゆかり(Leonessa) (5) 「デザイン思考と芸術思考考察」戸田博人(熊本大大学 院) (6) 「アブダクションと芸術思考」阿部明典(千葉大) (7) 「野生の思考:街場の言語科学とパッチワーク・データ サイエンス」原田康也(早稲田大) 2016 年 7 月 16 日には,ハーバード大学客員教授のペン シルバニア州立ペンステート大学准教授・コンハーバー (M.L. Kornhaber)氏をお招きし,明治大学(東京)で国際シ ンポジウム International Symposium on Multiple Intelligences in 多重知能理論とその大学教育への応用 —アクティブラーニング設計原理としての多重知能理論の可能性— The Theory of Multiple Intelligences and Its Applications to University Education: The Possibility of the Design Principle for Active Learning in Terms of the Theory of Multiple Intelligences

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Hiraku Okada1
TL;DR: The following examples of applications of queueing theory are described: simple analysis for contending and hidden nodes, dynamic channel selection in vehicular ad hoc Networks, and a performance comparison of wireless networks using single-user/multiuser multiple input multiple output (MIMO) systems.
Abstract: This article discusses wireless networks from the viewpoint of queueing theory. First, queueing theory and its scale effect are explained. Then, it is discussed how to obtain the scale effect in wireless networks. Finally, the following examples of applications of queueing theory are described: simple analysis for contending and hidden nodes, dynamic channel selection in vehicular ad hoc Networks (VANETs), and a performance comparison of wireless networks using single-user/multiuser multiple input multiple output (MIMO) systems.


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TL;DR: In this article, the authors discuss the effect of green fluorescent protein (GFP) on green fluorescent proteins (green-fluorescent protein) and show that green-fluorescence protein can be used to generate green fluorescent molecules.
Abstract: たん白質間の相互作用を正確に計測することはたん白質の 本質的な性質の理解につながるだけでなく,創薬支援におい ても重要な課題である.バイオマーカと対応する抗体との相 互作用を検出すれば疾患診断にもつながる.多くの場合,ど ちらかのたん白質に蛍光標識を付加しておき,蛍光量の計測 から相互作用を評価する.ところが,標識を付加することの 影響が懸念される場合も多い.例えば,代表的な蛍光標識で ある GFP(Green-fluorescent Protein)は分子量が 3 万程度もあ り,標的たん白質と同程度である場合も多い.更には,たん 白質に標識を付加させるためには,たん白質の構造の一部を 改変する必要があり,こういった操作が本来のたん白質の動 的性質に甚大な影響を及ぼすことも考えられる.このため, サイズが小さく,たん白質本来の動特性に影響を与えにくい 標識の研究が進んでいる. これらの問題は,無標識計測により本質的に解決される. 現在,代表的な無標識計測法として,表面プラズモン共鳴法 (SPR: Surface Plasmon Resonance)と水晶振動子微小天秤 法(QCM: Quartz-Crystal Microbalance)がある.前者に 対しては既に多くの解説論文があるため,詳細は割愛するが, ガラス板に金属薄膜を要すること,薄膜表面から数百 nm 程 度の領域が感度域であり,これを超える領域の物質に対して は著しく感度が低下すること,などが欠点と言える.後者の QCM が本稿の主題である. 一般の QCM バイオセンサにおいては,せん断モードの共 振周波数の温度安定性の高い AT カット水晶板が用いられる. 無線振動子バイオセンサの原理と応用

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TL;DR: In this article, the spatial Fourier transforms for the linear array, circular array, and spherical array were explained from the viewpoint of the wave equation. But the analysis of the spatial information was not considered.
Abstract: Abstract Array signal processing with multiple microphones or loudspeakers is important for various applications because it can use spatial information. This article explains the fundamentals of the spatial Fourier transforms for the linear array, circular array, and spherical array from the viewpoint of the wave equation. Array processing methods in the wavenumber domain for wave field synthesis and directivity control are also described.

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TL;DR: Event-triggered and self-trIGgered control methods for networked control systems are introduced and, using these methods, low communication load and high control performance are achieved.
Abstract: Abstract In the modern world, multiple devices are connected through communication networks. Consequently, control methods using communication networks have attracted much attention. A control system where plants and controllers are connected through communication networks is called a networked control system and has been widely studied. In this article, we introduce event-triggered and self-triggered control methods for networked control systems. Using these methods, low communication load and high control performance are achieved.

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TL;DR: In cases of drug/medical equipment recall, information on these cases has been disclosed, and it was found that there was a problem with classification of danger at the time of use.
Abstract: Appropriate Medical drugs in the correct dosage should be used to treat diseases. The incorrect administration of drugs has been caused not only by human error but also by the confusing names and/or appearances of some drugs. With this background, the authors have studied quantitative indicators to objectively evaluate the similarity of drug names and drug package appearances. In order to share cases of drug/medical equipment recall, information on these cases has been disclosed, and it was found that there was a problem with classification of danger at the time of use. In this article, we overview these cases and mainly discuss the information engineering approach and its problems regarding the safety of drug use.