システム情報学

講義一覧(2021年度)

2021年度研究科授業時間割
共通科目コード

研究科共通

※○:本年度開講科目
科目番号/Code 科目名/Subject 担当教員/Instructor ターム/Term 単位/Credit 曜限/Schedule 時間/Time 講義室/Room 備考/Remark 重複履修制限/Restriction
4830-1009 物理情報デバイス論
Physical Information Devices
長谷川 圭介 A1A2 2 Thu 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1002 信号処理特論
Advanced Signal Processing
猿渡 洋 S1S2 2 Tue 3 13:00-14:45 工6号館セミナー室AD 4860-1026
4830-1014 バイオサイバネティクス
Bio-Cybernetics
川嶋 健嗣 S1S2 2 Wed 4 14:55-16:40 工6号館セミナー室B
4830-1038 ハプティクス
Haptics
篠田 裕之 A1A2 2 Tue 4 14:55-16:40 工6号館セミナー室B
4830-1007 動的システム論
Dynamical Systems
津村 幸治 A1A2 2 Wed 4 14:55-16:40 工6号館セミナー室B
4830-1010 画像システム特論
Advanced Topics of Vision Systems
S1S2 2 Wed 4 14:55-16:40 工6号館64講義室
4830-1004 行動システム特論
Advanced Robotics and Virtual Reality Systems
牧野 泰才 A1A2 2 Wed 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1012 人工現実感特論
Advanced Virtual Reality
稲見 昌彦 S1S2 2 Tue 4 14:55-16:40 工6号館64講義室 4917610
4830-1008 システムアーキテクチャ論
System Architecture
中村 宏 A1A2 2 Fri 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1028 音響システム特論
Advanced Topics of Acoustic Systems
小山 翔一 A1A2 2 Tue 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1035 生物物理システム特論
Biophysics and Systems Engineering
A1A2 2 Thu 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1031 マイクロナノ医工学特論
Advanced Biomedical MicroNano System
S1S2 2 Wed 3 13:00-14:45 工6号館
4830-1039 バイオ・医用工学特論
Advanced Engineering in Medicine and Biology
池内 真志 A1A2 2 Mon 3 13:00-14:45 工6号館セミナー室B ※E 情
4830-1041 圏論的システム論の探求
Toward Categorical Fundamentals of Information Systems
成瀬 誠 A1A2 2 Thu 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1042 通信ネットワーク数理特論
Applied Mathematics in Communications Networks
齋藤 洋 S1S2 2 Wed 2 10:25-12:10 工6号館セミナー室B
4830-1043 サイバーセキュリティ実践論
Practice Theory of Cyber Security
関谷 勇司 A1A2 2 集中 工6号館セミナー室B
4830-1044 ガウス過程と機械学習特論
Applied Gaussian Process and Machine Learning
郡山 知樹 A1A2 Mon 2 10:25-12:10 工6号館セミナーB
4830-1045 システム制御特論
Advanced Systems and Control
藤田 政之 A1A2 Wed 2 10:25-12:10 工6号館セミナーB
4830-2001 システム情報学輪講I
システム情報学輪講I(10月入学)
Information Physics and Computing Seminar I
各教員 S1S2 Fri 1,2 10:00-12:00 工6号館セミナー室AD
4830-2002 システム情報学輪講II
システム情報学輪講II(10月入学)
Information Physics and Computing Seminar II
各教員 S1S2 Fri 1,2 10:00-12:00 工6号館セミナー室AD
4830-2001 システム情報学輪講I
システム情報学輪講I(10月入学)
Information Physics and Computing Seminar I
各教員 A1A2 Fri 4,5 15:00-18:00 工6号館63講義室; 61講義室
4830-2002 システム情報学輪講II
システム情報学輪講II(10月入学)
Information Physics and Computing Seminar II
各教員 A1A2 Fri 4,5 15:00-18:00 工6号館63講義室; 61講義室
4830-3001 システム情報学修士特別研究I
システム情報学修士特別研究I(10月入学)
Research Project on System Informatics I
各教員 通年
年度跨り
集中
4830-3002 システム情報学修士特別研究II
システム情報学修士特別研究II(10月入学)
Research Project on System Informatics II
各教員 通年
年度跨り
集中
4830-3003 システム情報学博士特別研究I
システム情報学博士特別研究I(10月入学)
Advanced Research Project on System Informatics I
各教員 通年
年度跨り
集中
4830-3004 システム情報学博士特別研究II
システム情報学博士特別研究II(10月入学)
Advanced Research Project on System Informatics II
各教員 通年
年度跨り
集中
4830-3005 システム情報学博士特別研究III
システム情報学博士特別研究III(10月入学)
Advanced Research Project on System Informatics III
各教員 通年
年度跨り
集中

※科目番号下にある“※E”は、原則として英語で行う講義を表す。
※備考欄内「情」は、教育職員免許法の免許教科『情報』の教科に関する認定科目。
※次の科目同士は、開講年度が異なっても、両方の履修は認められない。
4830-1002「信号処理特論」と4860-1026 (創造情報)
4830-1013「計測制御システム論」と4830-1033, 4830-1021
4830-1011「システム制御論」と4860-1044 (創造情報)
4830-1003「認識システム特論」と4860-1007 (創造情報)
4830-1012「人工現実感特論」と4917610
4830-1027「福祉工学特論」と3788-083, 3799-232
4830-1036「メディア処理論」と4860-1072, 4890-1078 (研究科共通)

講義内容

授業科目 担当教員 講義内容
4830-1009
物理情報デバイス論
Physical Information Devices
長谷川 圭介
4830-1002
信号処理特論
Advanced Signal Processing
猿渡 洋 統計的な信号表現を基礎とし、それを取り扱う事の出来る様々な数理理論(最尤・ベイズ推定、非負値行列因子分解、独立線形因子分析、高次統計量解析、スパース最適化、敵対学習、等)の理解およびそれらの理論に基づく応用システムの紹介を目標とする。
1.イントロダクション(音響信号処理における数理)
2.非負値行列因子分解
3.独立線形因子分析(ICA、IVA、独立低ランク行列分析、独立深層学習行列分析)とその応用
4.高次統計量解析と音質定量化
5.深層学習に基づく音声合成・声質変換
6.スパース最適化に基づく音場解析・合成
7.ガウス過程・深層ガウス過程に基づく音声情報処理
4830-1014
バイオサイバネティクス
Bio-Cybernetics
川嶋 健嗣
4830-1038
ハプティクス
Haptics
篠田 裕之
4830-1007
動的システム論
Dynamical Systems
津村 幸治 本講義ではロバスト制御について説明する。ロバスト制御とは、制御対象が不確かさを含む場合に、それをシステム集合とみなし、そのシステム集合全体について安定性や制御性能が満たされるよう、制御系を設計する理論である。不確かさを表すシステム集合のモデルの与え方、制御対象を安定化する制御器のクラス、ロバスト安定性条件、ロバスト制御性能条件等を説明する。
-
4830-1004
行動システム特論
Advanced Robotics and Virtual Reality Systems
牧野 泰才 本講義はインタラクティブな講義である.受講者は,バーチャルリアリティ技術,あるいは情報機器のインタフェース技術などについての特定のトピックを調べ,それについて講義内で発表する.また,発表後には全ての受講者でそのトピックについてグループで議論をし理解を深める.
バーチャルリアリティにおける現実感は,自身の行動に対する情報機器からのフィードバックが適切なときに,より強くなる.逆に刺激の再現性が高くても,それが自身の行動と一致しないとリアリティは得られない.同様に,使いやすい情報入力インタフェースでは,本来の自分の意思と,情報機器からのフィードバックに応じた直感的な行動とが一致する.これが一致しないと,どれだけ映像が高精細であっても操作性は向上しない.このように,機器から提示される情報は,ユーザの行動を想定して適切にデザインされている必要がある.
本講義では,視聴覚や触覚を利用した情報機器とユーザとのインタラクションを概説し,人の行動を理解するとともに,その工学的な応用を議論する.
前回開講時は,以下のようなトピックについて講義を行った.ただし,今回もこれらのトピックについて議論するというわけではなく,内容については受講者の希望なども考慮し変更される可能性がある.
触覚センサ,触覚と錯覚,触覚ディスプレイ,AR・MR,3DCG,ヘッドマウントディスプレイ,プロジェクションマッピング,裸眼立体視,立体音響,クロスモーダル,空中浮遊,情動インタフェース,行動分析
4830-1012
人工現実感特論
Advanced Virtual Reality
稲見 昌彦 本講義ではVR及び人間拡張工学を対象とし、その背景となる考え方、想定される応用を適宜ゲスト講師を招きつつ議論したい。
講義のオンライン化が始まっているが、対面講義と比較したときのメリット、デメリットはどのようなものになるのだろうか?そしてそれはどのような方法で改善することができるのだろうか?
本講義は例えばそのような課題に情報技術面からアプローチする。具体的にはVirtual Reality(VR)、Augmented Reality(AR)、Diminished Reality(DR)、Mixed Reality(MR)など、近年はxRとも称されることのある分野がを取り扱う。
本講義では例えば
・VRを講義に活用することで遠隔講義はどのように変化するのだろうか?
・講義に限らず社会にどのように活用可能で社会にどのようなインパクトを与えるのだろうか?
・現状のVRはどのような問題点を抱えどのように改善すればよいのだろうか?
など、VRや人間拡張工学に関する様々な話題を議論する。
4830-1008
システムアーキテクチャ論
System Architecture
中村 宏 コンピュータシステムのアーキテクチャに関する講義、ならびに論文発表を通して、基本的に理解しておくべきこと、ならびに先端的なトピックについて学ぶ。
9/25は休講です。
10/2: Introduction,
10/9: Computer Architecture
10/16: Memory System
10/23: Low Power Architecture
10/30: Dependability
11/6: Non-Volatile Memory
11/13以降:履修学生による論文発表
4830-1028
音響システム特論
Advanced Topics of Acoustic Systems
小山 翔一 音響現象を対象とした計測・合成の問題を広く扱い,統計的信号処理,適応フィルタ,アレイ信号処理,物理音響学,逆問題などの基礎事項を整理するとともに,これらの応用として音源位置推定・追跡,指向性制御,音源分離,音場収音・再現,能動騒音制御,音響数値シミュレーション,空間音響等に関して講義する。
前半では信号処理と物理音響学の基礎事項を整理し,後半ではより応用に近い内容について踏み込んで講義する。
4830-1039
バイオ・医用工学特論
Advanced Engineering in Medicine and Biology
池内 真志 近年の生物学や医学の発展は,様々な計測・治療機器に支えられている.これまで,生物学分野と医学分野で用いられる機器は,別の分野に属するものとして扱われることが多かったが,近年,遺伝子解析,遺伝子治療,再生医療など両分野にまたがる技術の進歩が著しい.これからの生物学,医学を支える機器開発には,両分野を境目なく,俯瞰的に理解している人材が求められる.本講義では,これらの機器の動作原理から,発展の歴史,最新の応用例まで体系的に学習する.
順序は変更になることがある.
生物学・医学における計測・治療機器概論
遺伝子解析・操作技術(1)(精製,増幅,シークエンシング)
遺伝子解析・操作技術(2)(高度な解析,遺伝子編集)
タンパク質解析技術
細胞解析技術
細胞培養技術
創薬関連機器
生体試料分析・計測
生体信号計測・制御
画像診断
低侵襲診断技術
低侵襲手術機器
癌に関する診断・治療機器
最先端バイオ計測技術
最先端治療機器と未来の医療
4830-1041
圏論的システム論の探求
Toward Categorical Fundamentals of Information Systems
成瀬 誠 数学の基本構造の探求のなかから誕生した圏論(Category theory)だが、近年では様々な応用分野における有用性も示唆されるようになった。初学者を想定した図書も出版されつつあり、圏論の抽象的な理論的形式の導入環境は整いつつある。しかし、応用展開については、応用圏論(Applied category theory)―圏論の応用展開を指向する試み―が勃興しつつあるものの、基本的に数学からのアプローチが主要であり、応用分野から見た圏論の特長を理解することは依然として簡単ではないと思われる。
我々は、光科学やシステム情報学を中心とした情報理工学分野をベースとした研究を行ってきたが―すなわち純粋数学にルーツを持つ研究者ではないが―、システムの動的な変化や不確実性、価値基準の取り扱いなどのために、圏論を物理現象や機能構造の抽出や理解のために有用なツールと認識し、システムに適応してきた。
そこで本講義では、圏論の入門的部分の解説を行い、その上で、情報システム関連の様々な課題との関わりを議論し、様々な展開可能性を探究する。
下記は予定であり変更する可能性があります。
第1回(10/8) 圏の実践的探求(1)
第2回(10/15) 圏の実践的探求(2)
第3回(10/22) 関手の実践的探求
第4回(10/29) 自然然変換の実践的探求
第5回(11/5) 圏同値の実践的探求
第6回(11/12) 積、引き戻しの実践的探求
第7回(11/19) ホモロジー代数の実践的探求(1)(短完全列)
第8回(11/26) ホモロジー代数の実践的探求(2)(ホモロジー)
第9回(12/3) 三角圏の直感的理解を目指す(意思決定・解探索)
第10回(12/10) 随伴の直感的理解を目指す
第11回(12/17) 調整中
第12回(12/24) 調整中
4830-1042
通信ネットワーク数理特論
Applied Mathematics in Communications Networks
齋藤 洋 通信ネットワークの基本的な技術と、それに関わる様々な数理的問題に対するモデル化や解決のための数理的手法を学ぶ。特に、例題等による具体な問題解決を重視する。プロトコルの詳細や実装、符号理論やグラフ理論は対象外である。
1)講義内容
以下の通信ネットワークのトピックにおける数理的手法の使い方、一部の数理的手法については、手法そのもの、について学習する。
1. 無線
(1) 無線電波伝搬統計モデル
(2) マルチパスフェージング
(3) signal to interference and noise power ratio(SINR)
(4) MIMO
(5) FDMA、TDMA、CDMA
(6) セル、ハンドオーバー、位置登録
(7) チャネル割り当て
(8) ダイバーシティ
(9) ランダムアクセス
⑩ Stochastic geometry, 確率母汎関数
⑪ Integral geometry
2. ネットワークトモグラフィ
(1) 圧縮センシング、LASSO
3. Content Delivery Network
4. TCP/UDP
5. ルーチング
(1) OSPF、BGP
(2) 動的ルーチングと安定性
(3) 低消費電力ルーチング
6. 処理順処理規律、廃棄処理規律
(1) fairness
2)典型的例題
(1) 送信電力がP1,P2の基地局(マクロ/ミクロ)が平面上に密度d1,d2で各々ポアソン分布しており、移動機は最寄りの基地局を選択する場合、Rayleighフェージングのもとで不稼働率が0.05未満となるP2の範囲を求めよ。但し、SINRがa以下を不稼働と定義し、a,d1,d2,P1は所与とする。
(2) 与えられたネットワークにおいて、ノードi,j間に対して経路rで送信される確率がpij(r)、各正常リンクでのパケット廃棄は0 であるが、各異常リンクでのパケット廃棄率はq > 0 であるとする。確率{ pij(r)}i,j,rが既知の場合、各ノード間に測定パケットを送信し異常リンクを特定したい。測定結果から異常リンクを特定する方法と特定できる条件を述べよ。
(3) 与えられた領域が一定数のセルに分割されているとき、ランダムなユーザの移動に伴う平均ハンドオーバー数が最小となるセルの形状を求めよ。
4830-1043
サイバーセキュリティ実践論
Practice Theory of Cyber Security
関谷 勇司
4830-1044
ガウス過程と機械学習特論
Applied Gaussian Process and Machine Learning
郡山 知樹
4830-1045
システム制御特論
Advanced Systems and Control
藤田 政之
ISTyくん