CPS Laboratory (Horikawa Lab)
研究紹介
対象領域に適したセンシング技術の開発、収集データの分析・統計処理、機械学習による可視化や意思決定支援およびロボティクス・アプリ開発による実務適用の一連の流れを共同研究先と研究室内で完結して行います。
「学会発表や論文投稿は途中過程、新しい技術開発による課題解決や新サービスの創出がゴール」の方針のもと、これまでに多くの学生による特許出願や共同研究を実施しています。
直近で取り組んでいる研究テーマについて、以下にまとめます。担当が未割り当てのものは、現状休止している研究テーマです。
Project 1 スマートマニュファクチャリング
デジタルツイン
Industry 5.0 で目指している人間中心のスマート工場を実現するために必要な作業者一人ひとりにパーソナライズされた適応的支援を実現するためのデジタルツイン基盤を提案・開発しています。
（担当：堀川三好）
行動コンテキスト
作業者が装着した一人称視点カメラの映像から行動コンテキストを生成する技術開発をしています。動画からの作業区間抽出やVLMを用いて行動内容をテキスト化する技術開発をしています。
（担当：浦田胡花）
一人称視点カメラを用いた位置推定
一人称視点カメラを用いた行動分析技術として、ARマーカーやPDRにより高精 度な位置推定技術を開発しています。ARマーカーの種類や設置方法、マップマッチング手法について検証しています。
（担当：藤原純大、菊池優花）
物体検出による仕掛在庫の把握
固定カメラから仕掛品の数量を把握することで、作業支援、タクトタイムの把握、ラインバランシングに活用する技術開発をしています。人と物の可視化技術の融合についても取り組んでいます。
（担当：小山田朱里）
データモデリング
作業者の行動をリアルタイムに把握し、データモデリングを行う手法を提案しています。オントロジー設計やローカルLLMを用いた推論エンジンによる行動提案を目指しています。
（担当：猪股一歩希）
治工具等の物体検出
作業者が把持している治工具や部品等の物体検出モデル生成を容易に行う技術を開発しています。Grounding Dino やSAM3等のVFMを組み合わせアノテーションの自動化に取り組んでいます。
（担当：藤原純大）
組立作業を対象とした動作分類
セル生産等の組立作業を対象に、固定カメラから取得される全身や手の骨格データを用いて動作分類を行う技術開発しています。センサとの併用によるロバスト性の向上にも取り組んでいます。
（担当：高橋七菜）
簡易センサ を用いた動作分類
簡易センサを用いて教師なし学習による動作分類を行う技術です。変化点検知による区間抽出やクラスター分析による動作分類を行い動作ガントチャートを作成し、分析に活用することが可能です。
（担当：藤原純大）
一人称視点カメラ映像収集
一人称視点カメラからWi-Fi経由で映像やモーションデータを収集するための基盤を開発しています。WebRTCやWebSocketを使い安定的にデータ収集を可能としています。
（担当：藤原純大）
動素分類モデル
サーブリック分析に基づく動素分類モデルの開発をしています。特に、手の骨格データをリアルタイム収集し、第一類の動素分類モデルを行うことを目指し、開発を進めています。
（担当：高橋七菜）
骨格データを用いた個人識別
全身骨格データの特徴量から深層学習を用いて個人識別をする技術開発に取り組んでいます。簡易センサを使って容易にアノテーションを行う技術も開発しています。
（担当：猪股一歩希）
手の骨格データ収集手法
工場での適用の際課題となる、手袋をしている作業者の手の骨格データ抽出手法の検討や複数Poseモデルの比較を行なっています。工場 ごとに容易にカスタマイズする手法の開発を目指しています。
（担当：鎌倉由羽、角掛樹）
Project 2 衛星リモートセンシング
農地管理
光学衛星やSAR衛星からの取得データを用いて植生指数を機械学習で算出し、農地管理に応用する技術開発をしています。圃場の作付け状態の把握や農産物分類を可能にすることを目指しています。
（担当：小山田朱里）
都市計画
光学衛星やSAR衛星からの取得データを用いて、人工構造物の変化を機械学習で捉え、都市計画に活用する技術開発をしています。将来的にはまちづくり等への活用を検討しています。
（担当：七戸駿輔）
Project 3 人間の行動分析
看護師の業務分析
病院の看護師業務の可視化を行うために簡易センシングデバイスと音声分析を併用した分析手法を開発しています。
将来的には一人称視点カメラを用いた行動分析の実現を目指しています。
（担当：畠山竜河、高屋敷花凜）
状態を考慮したWeb パーソナライズ
「利用者の動作・状態」をWebパーソナライズに活用することで、新しいWebサービスを創出する技術です。機械学習でどの状態かを判別し、状態に応じたIFやレコメンを可能にします。
（担当：小山田朱里）
濃煙空間・避難誘導のための人流解析
カメラ等での人流解析が困難な状況下で、モバイル端末のWi-Fiプローブ要求を用いて端末台数推定を行うことで、安価かつ広範囲の人流解析を実現しています。
（担当：未割り当て）
オフィスコミュニケーションの可視化
オフィスを対象に行動分析と音声分析を組み合わせることで、コミュニケーションを可視化する取り組みです。動線分析や会話内容を生成系AIで分析する技術を開発しています。
（担当：未割り当て）
Wi-Fi CSI を用いた行動認識
店舗内でカメラを用いずに人流解析を実現するために、安価なWi-Fiモジュールを持つデバイスを使ってCSIで来店客の行動認識を行う手法の開発をしています。
（担当：未割り当て）
簡易センサによる建設現場の危険の発見
建設現場の作業者を対象に、センシングデータから作業分析や危険箇所の予知をする取り組みです。加速度・角速度データを用いた変化点検知から逸脱動作の検出を行う技術開発を行います。
（担当：未割り当て）
Project 4 セキュリティ
HCPSを対象としたセキュリティ評価
HCPSを対象とし、LLMおよびセキュリティ知識ベース「CTI-Realm」を活用した新たなセキュリティリスク評価手法を提案しています。人間の安全性や行動への波及効果を定量化・評価する新たなセキュリティ評価指標を目指しています。
（担当：工藤結史）
Project 5 地域貢献
クマ出没予測
地域協働研究として岩手県が運用しているクマ出没情報アプリ「Bears」の運用支援やクマ出没予測モデルの開発に取り組んでいます。目撃情報を組み込んだリアルタイムモデルを目指しています。
(担当：小山田朱里、安達翔、小田怜和)
地域活動のデジタル化
山田町との地域協働研究として、地域情報に関する画像をSNSで収集画像分析を活用してアプリで配信する仕組みを構築しました。また、Line Worksを使った町内会業務の効率化に取り組みました。
（担当：未割り当て）
Project 6 その他応用 ※現在は技術開発を進めていません。
スマートタグ
地域企業と共同で、工場の作業者行動を即日分析可能なスマートタグを開発しています。測位とモーションセンシングができる小型スマートタグです。共同研究先で「InQross」として事業化し販売しています。（担当：堀川三好）
ドローン
ロボットアーム
ロボットアームが人に代わってスマートフォン向けアプリケーションの稼働を24時間365日監視する「ロボットアーム型アプリ稼働監視サービス」を開発し、共同研究先で事業化しました。
（担当：未割り当て）
商品特徴量を考慮した新商品の販売予測
過去の商品の様々な特徴量と販売実績から、新商品の販売予測を機械学習により行う技術開発をしました。未知の新 商品の販売予測（コールドスタート）を行うことを目指しました。
（担当：未割り当て）
屋内測位
本研究室の産学連携の源流となったプロジェクトです。BLEビーコンの電波強度を用いて測位を行う独自技術を開発し、学生ベンチャー企業をしました。駅構内ナビゲーションやO2Oの分野で活用されました。（担当：未割り当て）
ミューオンを用いた火山活動の可視化
宇宙線ミューオンを使った岩手山の透過プロジェクトのお手伝いをしています。
ミューオン観測機から収集された岩手山の岩盤密度の時系列分析から噴火予知や火山活動の観測に活用可能かを検証しました。（担当：未割り当て）