AROB 23rd 2018

2018年1月18日から20日にかけて大分県別府市のB-Con PLAZAにて開催されました23rd International Symposium on Artificial Life and Robotics(AROB 23rd 2018)に参加いたしました．本研究室からは廣安先生と石原(M2)，横山(M2)，小林(M1)，齋藤(B4)の5名が参加しました．発表形式は口頭発表でした．発表題目は以下の通りです．

AROB 23nd 2018はISAROBが主催する国内で行われる国際学会で，セッションが多くあり，多岐にわたる分野の講演を聞くことができました．私にとって初めての学会で，英語での口頭発表ということもあり，始まる直前まで不安でした．しかし，先輩方とリハーサルをしたり，先生からも声をかけて頂いたおかげで緊張していましたが，なんとか発表することができました．質疑応答は，海外の方からの英語で聞き取れず，先生に代わりに答えていただくことになってしまったので，英語を勉強する必要性を感じました．また，研究室内だけだと自分の研究がどのくらい注目されているのかわかりませんでしたが，学会で発表することで予想以上に興味を持って頂き，とても貴重な経験となりました．




【文責：B4 齋藤】


会参加報告書

報告者氏名	石原知憲
発表論文タイトル	Optimization of electrode placement and frequency band selection using a genetic algorithm during EEG-based motor imagery brain computer interfaces
発表論文英タイトル	同上
著者	日和悟,　 石原知憲，古谷博史，廣安知之
主催	Science and International Affairs Bureau, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japanese Government
講演会名	AROB 23rd 2018
会場	B-Con PLAZA
開催日程	2018/01/18～20

 
 

1. 講演会の詳細

The objective of this symposium is to develop new technologies for artificial life and robotics and their applications in various fields listed. Authors are invited to submit papers presenting original research and to discuss development of new technologies concerning artificial life and robotics based on computer simulations and hardware designs of state-of-the-art technologies.
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は18日の午前の口頭発表に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で発表時間が10分，質疑応答が5分となっておりました．
以下に抄録を記載致します．

EEG-based BCI is a technology to control the external device by brain activity without any physical behavior. However, in using the motor imagery BCI, it is necessary to arrange a large number of EEG signal measurement CHs. Also, the optimum bandwidth of the bandpass filter used for preprocessing has a great influence on the classification accuracy. In the present study, we try to reduce this burden by optimizing it that the channels to acquire EEG signals and the bandpass filter used in processing. In the proposed method, EEG measurement channel selection and the selection of the bandwidth of the filter used in the preprocessing are solved by NSGA-II. In order to evaluate the effectiveness of the proposed method, the experiment was conducted. The result shows that the motor imagery classification accuracy could be improved and chose CH positions and frequency bands strongly related to the task.

 

• 質疑応答

今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
「 あなたの研究の医療的な応用はどうお考えですか?　実際に人に適応していますか？ 」
質問者は古谷博史先生です．この質問に対する回答ですが「実用的な運動想起型BCIが完成すれば医療分野で様々な応用が期待されます．本研究では運動想起型BCIが普及した際のことを考え，BCIユーザーの訓練負担の軽減を目指しています．また実際に被験者から脳波を計測し，人に適応することを考えています．」とお答えしました．
 
・質問内容2
「 なぜGAを使ったのですか?　」
質問者の氏名を控え損ねてしまいました．この質問に対する回答ですが私は「周波数帯域の探索を本研究では0.1～40Hzで行っていますが，より細かく周波数帯域の探索を行うと組み合わせ数が莫大になるため，より効率的に探索を行うため遺伝的アルゴリズムを使用しました．」とお答えしました．また補足説明を廣安先生にしていただきました.内容としては，「問題の定式化が容易なため，今回は基礎研究として遺伝的アルゴリズムを使用しています．」というものでした．
 
・質問内容3
「 GAとは何ですか?　」
質問者は同志社大学の横山さんでした．この質問に対する回答ですが私は「遺伝的アルゴリズムは生物に進化過程を模擬した最適化手法の一つで，各組合せを保有した個体に対して，遺伝的操作を行うことで最適解を探索します．多目的最適化では複数の目的関数を用いることでパレート解集合を求めることができます．」とお答えしました．
 

• 感想

今回の学会は私にとって3回目の国際学会への参加でした．Computational methods for Human Biological informationセッションで10分間の口頭発表を行いました．当日の発表では様々な国籍の方に発表を聞きに来ていただき，研究についてご指導をいただきました．2度目の国際学会での口頭発表ということもあり，昨年よりも緊張することなく発表することができました．本学会では質疑応答の時間が5分と短かったのですが，3件の質問を頂くことができました．限られた時間内で自分の発表をある程度，理解してもらえたように感じました．発表の中で，海外からお越しの先生に質問をいただきましたが，質問内容について理解はできているものの，伝えたいことを英語でお伝えすることができませんでした．最後の学会発表ということもあり，正しく答えることができず悔しかったです．この学会では研究の内容についての発見よりも，発表の仕方や，英語の学習について学ぶことがたくさんありました．卒業間際に国際学会に参加することができ，今回もたくさんの発見があり，毎日が大変有意義な時間でした．卒業まで時間は残りわずかですが，学会で学んだことを研究室に還元していきたいです．
 

3. 聴講

今回の講演会では，下記の3件の発表を聴講しました．
 

発表タイトル          ：　Engine-verseology: a new mathematical physics solving 100-year-old　mysteries of subatomic, biological, cerebral, cosmic, and mechanical engines in the universe and engendering versatile technologies on medicine, information, energy, and mobility 著者                  ：　Ken Naitoh セッション名       ：　Plenary speech Abstruct ：Phenomena in the universe are mathematically and physically similar to those in a small mechanical engine : expansion flow during engine combustion and the Big Bang and breakup of flexible particles such as fossil fuel droplets, biological cells, biological molecules, stars, and subatomic ones. This eye-opening idea of similarity and two mathematical principles on indeterminacy and stability posit new stochastic differential equation systems lying between the Boltzmann, Langevin, and Schroedinger ones for explaining the mysteries of subatomic, biological, mechanical, and cosmic engines and also bringing their solutions. This approach leads to seven interdisciplinary sciences: (A) Quantum fluid mechanics, (B) Computational statistical fluid mechanics for solving transition phenomena, (C) Cyto-fluid dynamics that can explain the proliferation, differentiation and replication of biomolecules, (D) Onto-biology that clarifies the relationship between information, structure, and function, (E) Hyper-gourd theory that clarifies masses of particles such as quarks and leptons related to the super-magic numbers, including the asymmetric silver ratio and symmetric yamato ratio (aqua ratios), and also reveals further mechanisms underlying symmetry breaking, (F) Bio-standard network theory describing the standard network pattern of somatic and neural cells and biological molecules, and (G) Morpho-psychological economics for dodging catastrophes. Thought and computer experiments based on the seven sciences and actual experiments also show possibilities for engendering three technologies of a Big Bang-like engine (Fugine & Fusine) with very high thermal efficiencies due to nearly complete air-insulation and nuclear condensed matter for versatile usages on the ground and in aerospace, universal medicine against aging (Prognostic medicine), and an artificial ageless genius for creating soothing music and verse (Agenius). Thus, “Engine-verse-ology” is a new hyper-interdisciplinary physics that explains a very wide range of scales and also provides driving force for evolving the universe, which leads to two quantum leaps from complexity research in a labyrinth to ultimacy exploration in paradise and also from innovation to invention.

この発表は宇宙で起きている現象（エンジンの燃焼やビッグバン時の膨張流、化石燃料小滴，生物細胞，生物分子、星や亜原子などの可撓性粒子の崩壊など）は，機械的な小さなエンジンと数学的にも物理的にも同様であるという考えに基づいた超学際的物理学である”Engine-verse-ology”という学問に関する発表でした．宇宙空間で起きていることから，ミクロなレベルで起きていることまで、実在するエンジンと数学的・物理的に同様であることをいくつかの例を挙げながら説明されていました．あらゆるものの動力となるエンジンは目的達成のために最適化されており，その最適化されている形が，現実世界に存在しているという点が大変興味深いものでした．人体の不思議への興味がより一層深まりました．
 

発表タイトル       ：　Development of Prediction Model for the Degree of Needed Support with UPI 著者                  ：　Chikako Miyamoto, Nahoko Furukawa1, and Tatsushi Tokuyasu セッション名       ：　Data mining Abstruct ：　This paper proposes a prediction model to estimate the possibility of that college students will have a trouble which needs a certain support based on the questionnaires for the assessment of mental health degree. This study focused on the University Personality Inventory student mental health investigation (UPI). From the UPI data of 809 students we have prepared for the basic research of this study, 22 students who used the counseling. This study applies our UPI data to the logistic regression analysis in order to a prediction model. Since The AUC of 76.4% is not enough as the screening system, we discuss the strategy to improve the accuracy of logistic regression model.

この発表はメンタルヘルスを患う大学生の効率的な補助を行うための予測モデルを立て，実現場での応用を目指す研究でした．大学パーソナリティイベント学生のメンタルヘルス調査結果にロジスティック回帰分析に適用し予測モデルを作成していました．予測精度としては76％程度で予測精度としては不十分なため，精度の向上させる戦略について研究を深めるというものでした．データマイニングのセッションの中でも，回帰モデルと実データを使った研究だったため，英語の発表ではあったものの，理解を深めることができました．世の中で課題となっていることが明確に提示され，アプローチも明瞭だったため，わかりやすい発表でした．
 

発表タイトル   ：　An impact-echo testing method using self-organizing map- 著者                  ：　Takumu Shimada, Hiroto Komatsu, Yuuki Kawahara セッション名       ：　Bio-inspired theory and application(2) Abstruct            ：The purpose of this research is to increase accuracy of the impact-echo method for concrete defect-detection by applying SOM (Self-Organizing Map) to the method. SOM has been applied to the impact-echo method for similarity visualization of defects in some actual concrete structures, but not to the defect-detection yet. In the SOM learning, we used a learning data set that were taken from a standard concrete specimen, in which artificial defects were embedded. And the detection accuracy was measured using test data sets that were taken from three regions in an actual concrete bridge, which were judged as all normal, or no-defect by a skilled human-examiner. In the two regions, we obtained high detection, or judgement accuracies of 92% and 80 % using the SOM. In contrast, however, rather low accuracy of 55% was also measured in one of the three regions.

この発表はコンクリートの欠陥検出のためのインパクトエコー法の精度を向上させることを目的とした研究でした．この研究では反響音に周波数解析を施し，自己組織化マップを用いることでコンクリートの欠陥検出のためのインパクトエコーの識別を行っていました．結果として領域によっては自己組織化マップでは高い精度で欠陥を検出できない事例が紹介されていました．また議論の時間で「なぜ自己組織化マップを使ったのか？」をお聞きしたかったが，時間的に聞くことができませんでした．自己組織化マップを使っていることは理解することができましたが，その他の細かい手順については詳細に理解することができませんでした．研究の目的や結果等がMISLで行われている画像処理の研究に類似しており，親近感がわきました．
 
参考文献

• AROB2018 プログラム
• AROB2018 http://isarob.org/symposium/

学会参加報告書

報告者氏名	小林渓太郎
発表論文タイトル	培養角膜内皮細胞の扁平率による細胞品質評価
発表論文英タイトル	Cell quality evaluation by flattening of cultivated human corneal endothelial cells
著者	日和悟, 小林渓太郎, 奥村直毅, 小泉範子, 古谷博史, 廣安知之
主催	ISAROB
講演会名	AROB 23rd 2018
会場	別府国際コンベンションセンター　B-CON PLAZA
開催日程	2018/01/18-2018/01/20

 
 

1. 講演会の詳細

2018年1月18日から20日かけて大分県別府市のB-Con PLAZAにて開催されました，23rd International Symposium on Artificial Life and Robotics （AROB 23rd 2018）に参加いたしました．この学会は，International Society of Artificial Life and Robotics (ISAROB)によって主催され，様々なフィールドでの人工生命とロボット工学とそれらのアプリケーションのための新技術の開発を目的として開催されています．
私は18日に口頭発表いたしました．本研究室からは廣安先生がご参加され，私の他にM2石原さん，M2横山さん，B4斉藤さんが口頭発表いたしました．
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は18日の午前のセッション「Computational methods for Human Biological information」で口頭発表いたしました．発表の形式は10分の講演時間と5分の質疑応答時間でした．
今回の発表は，Cell quality evaluation by flattening of cultivated human corneal endothelial cellsで，以下に抄録を記載致します．
 

One method of corneal regenerative medicine is culturing corneal endothelial cells (CEC) and transplanting them to a patient. At present, experts evaluate the quality of cultured human corneal endothelial cells (HCEC) visually by culture indicators such as shape, density, and area variation, however, this visual inspection is difficult and time consuming. For that purpose, we present a system that automatically quantifies the culture quality indicators from cultured HCEC images. It is assumed that only cultured HCEC images are used. In the culturing of CECs, HCECs termed fibroblast-like cells (FLC) are transformed, and it is difficult to detect the cells in which the function of CEC is lost. In this work, flattening was proposed as a culture index showing the difference in shape between cultured HCEC and FLC, and the reliability of this index was investigated. The flattening index is shown to determine statistically significant differences between HCEC and FLC.

 

• 質疑応答

今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
 
・質問内容1
質問者は同志社大学イノベーティブ・コンピューティング研究センター所属の古谷さんで，専門家はCECとFLCを判別できるのか，という質問でした．この質問に対して，専門家は区別することが可能である，と回答しました．
 
・質問内容2
質問者は同研究室のM2の石原さんで，どれくらいの頻度で角膜内皮細胞は線維芽細胞となるのか，という質問でした．この質問に対して，頻繁にこの現象が起こるわけではないが，培養状況が悪いと起こる現象である，と回答しました．
 
・質問内容3
質問者は同研究室のM2の石原さんで，どのように扁平率で線維芽細胞様細胞を検出するのか，という質問でした．この質問に対して，実験結果から扁平率だけでは検出できないが，扁平率は角膜内皮細胞と線維芽細胞様細胞の形状の違いを表していることが示唆されているため，今後，面積や六角形率など別の指標と扁平率を組み合わせて線維芽細胞様細胞を検出する必要がある，と回答しました．
 

• 感想

今回の学会は，私にとって初めての国際学会でした．そのため，普段の日本語の発表とは違う英語の発表を経験することができました．発表会場が広くなかったこともあり，緊張せずに10分という規定の発表時間で自分の研究を伝えることができました．質疑応答では，沈黙を作らずにスムーズに回答できました．そのため，学会参加前と比べて，自分の分野が分からない人へ向けて，英語で説明するためのスライドの見せ方や話し方などの技術が身についたと感じました．また，今回の学会を通して，身内以外から質問を頂けなかった，スライドが原稿の様に文字が多かったことが課題となりました．次にこのような発表の機会が得られたなら，スライドは，シンプルに伝わりやすい文や図などのみを載せ，日本語発表と同じように発表するように改善します．
 

3. 聴講

今回の講演会では，下記の3件の発表を聴講しました．
 

発表タイトル       ： Development of Prediction Model for the Degree of Needed Support with UPI 著者                  ： Chikako Miyamoto, Nahoko Furukawa and Tatsushi Tokuyasu セッション名       ： Data mining 1 Abstruct            ： This paper proposes a prediction model to estimate the possibility of that college students will have a trouble which needs a certain support based on the questionnaires for the assessment of mental heath degree. This study focused on the University Personality Inventory student mental health investigation (UPI). From the UPI data of 809 students we have prepared for the basic research of this study, 22 students who used the counseling. This study applies our UPI data to the logistic regression analysis in order to a prediction model. Since The AUC of 76.4% is not enough as the screening system, we discuss the strategy to improve the accuracy of logistic regression model.

この発表は，精神的健康度評価のアンケートに基づいて，大学生が一定の支援を必要とする問題を抱える可能性を推定するための予測モデルについてでした．この研究では、809名のUPIデータをロジスティック回帰分析に適用して予測モデルを作成しました．私は，809名のデータが予測モデルを作成するために十分なデータ量であるか，という質問を発表者にしました．回答は，809名は十分なデータ量ではなく，3000名ほどは必要であるということでした．そこで私は，データ量が増えると，予測モデルの精度は向上するのか，という質問をしました．発表者は，精度が良くなるとは限らない，と回答しました．このような予測モデルは，障害になる人を予測することだけでなく，他の研究にも応用できると感じられました．
 

発表タイトル       ： An impact-echo testing method using self-organizing map 著者                  ： Takumu Shimada, Hiroto Komatsu, Yuuki Kawahara, Noriyuki Utagawa, Chitose Kuroda, Ikuo Yoshihara and Moritoshi Yasunaga セッション名       ： Bio-inspired theory and applications (2) Abstruct            ： The purpose of this research is to increase accuracy of the impact-echo method for concrete defect-detection by applying SOM (Self-Organizing Map) to the method. SOM has been applied to the impact-echo method for similarity-visualization of defects in some actual concrete structures, but not to the defect-detection yet. In the SOM learning, we used a learning data set that were taken from a standard concrete specimen, in which artificial defects were embedded. And the detection accuracy was measured using test data sets that were taken from three regions in an actual concrete bridge, which were judged as all normal, or no-defect by a skilled human-examiner. In the two regions, we obtained high detection, or judgement accuracies of 92% and 80 % using the SOM. In contrast, however, rather low accuracy of 55% was also measured in one of the three regions.

この発表は，Self-Organizing Map（SOM）を手法とした，コンクリートの欠陥検出のためのインパクトエコー法の精度向上についてでした．この研究では，欠陥の直径や深さが違う，8つのデータセットを用いて評価を行いました．発表では，何故その8つが組合せとして選ばれたのか言及されていなかったため，このことに疑問を持ちましたが，質疑応答の時間が短く，質問することが出来ず残念でした．この発表で，SOMという手法を知り，私の研究に応用できるか検討したいと感じられました．
 

発表タイトル       ：Engine-verseology: a new mathematical physics solving 100-year-old mysteries of subatomic, biological, cerebral, cosmic, and mechanical engines in the universe and engendering versatile technologies on medicine, information, energy, and mobility 著者                  ： Ken Naitoh セッション名       ： Plenary Speech Abstruct            ： Phenomena in the universe are mathematically and physically similar to those in a small mechanical engine: expansion flow during engine combustion and the Big Bang and breakup of flexible particles such as fossil fuel droplets, biological cells, biological molecules, stars, and subatomic ones. This eye-opening idea of similarity and two mathematical principles on indeterminacy and stability posit new stochastic differential equation systems lying between the Boltzmann, Langevin, and Schroedinger ones for explaining the mysteries of subatomic, biological, mechanical, and cosmic engines and also bringing their solutions. This approach leads to seven interdisciplinary sciences: (1) Quantum fluid mechanics, (2) Computational statistical fluid mechanics for solving transition phenomena, (3) Cyto-fluid dynamics that can explain the proliferation, differentiation and replication of biomolecules, (4) Onto-biology that clarifies the relationship between information, structure, and function, (5) Hyper-gourd theory that clarifies masses of particles such as quarks and leptons related to the super-magic numbers, including the asymmetric silver ratio and symmetric yamato ratio (aqua ratios), and also reveals further mechanisms underlying symmetry breaking, (6) Bio-standard network theory describing the standard network pattern of somatic and neural cells and biological molecules, and (7) Morpho-psychological economics for dodging catastrophes. Thought and computer experiments based on the seven sciences and actual experiments also show possibilities for engendering three technologies of a Big Bang-like engine (Fugine & Fusine) with very high thermal efficiencies due to nearly complete air-insulation and nuclear condensed matter for versatile usages on the ground and in aerospace, universal medicine against aging (Prognostic medicine), and an artificial ageless genius for creating soothing music and verse (Agenius). Thus, “Engine-verse-ology” is a new hyper-interdisciplinary physics that explains a very wide range of scales and also provides driving force for evolving the universe, which leads to two quantum leaps from complexity research in a labyrinth to ultimacy exploration in paradise and also from innovation to invention.

この発表は，非常に熱効率の高いエンジンを作成するための方法や考え方，そして，エンジン宇宙学（Engineverseology）の提案についてでした．現在のエンジンの熱効率は半分ほどであることに対して，内藤先生はこの熱効率を上回るために多重衝突パルス噴流という技術を用いて，より熱効率の良いエンジンの開発をされていました．また，エンジンは細胞の形に似ていることから，生体の構造を用いて効率を良くできることについても，話をされていました．生体からヒントを得て，工学的にシステムを構築することも有用であると感じられました．
 
参考文献

• AROB2018 https://isarob.org/symposium/
• AROB 23rd 2018 and ISBC 3rd 2018

https://isarob.org/symposium/isarob_files/proceedings/AROB23/Proceedings.pdf