AROB 22nd 2017

2017年1月19日から21日かけて大分県別府市のB-Con PLAZAにて開催されました，22nd International Symposium on Artificial Life and Robotics（AROB 22nd 2017）に参加いたしました．本研究室からは，廣安先生と田中那智(M2)，後藤(M2)，田村(M2)，石原(M1)，岡田(M1)が参加し，発表形式は口頭発表でした．発表演題は以下の通りです．

• “Helicobacter pylori Infection Identification from Gastroscopy Images: Reliability and Validity of Endoscopy Linked Color Imaging”
  Tomoyuki Hiroyasu, Yuto Okada, Hiroshi Ichikawa, Nobuaki Yagi, Hiroaki Kitae, Satoru Hiwa, Hiroshi Furutani
• “Detection of Mesenteric Blood Vessel in Laparoscopic Video Images -Comparison study of discriminant model between linear and non-linear model-”
  Tomoyuki Hiroyasu, Nachi Tanaka, Satoru Hiwa, Hisatake Yokouchi, Akio Hagiwara, Hiroshi Furutani
• “Optimal motor imagery for EEG-based brain-computer interfaces”
  Satoru Hiwa, Tomonori Ishihara, Tomoyuki Hiroyasu
• “Discussion on maintaining spatial information in deep learning of functional brain imaging data”
  Tomoyuki Hiroyasu, Ryota Tamura, Satoru Hiwa, Keisuke Hachisuka, Hiroshi Furutani
• “Automatic quality evaluation of the cultured in-vivo corneal endothelial cell – Panorama generated by the partial image -”
  Tomoyuki Hiroyasu, Yudai Goto, Naoki Okumura, Noriko Koizumi, Satoru Hiwa, Hiroshi Furutani

　
AROB 22nd 2017は，ISAROBが主催する人工生命とロボット工学の新しい技術とその応用分野を中心テーマとして，人工生命およびロボットに関するの研究者などが集う学会で，様々な分野の講演を聞くことが出来ました． 私自身初めての国際学会で初めての英語での口頭発表ということもあり，緊張しましたが，前もって参加メンバーで発表練習を何度もしたためか，全員が上手に発表することが出来ました．一方で，やはり海外の方の英語発表はとても聞きやすく，英語を喋る能力の必要性を改めて確認致しました．この経験をもとに今後もより一層頑張っていきたいと思いました．

【文責：M1 岡田】

学会参加報告書

報告者氏名	田中那智
発表論文タイトル	腹腔鏡動画像における腸間膜内走行血管の検出 –線形モデルと非線形モデルの比較-
発表論文英タイトル	Detection of Mesenteric Blood Vessel in Laparoscopic Video Images –Comparison study of discriminant model between linear model and nonlinear model-
著者	廣安知之, 田中那智，日和悟，横内久猛，萩原明於，古谷博史
主催
講演会名	THE TWENTY-SECOND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS (AROB 22bd 2017)
会場	B-con plaza大分県
開催日程	2017/01/19-2017/01/21

 
 

1. 講演会の詳細

2017/01/19から2017/01/21にかけて，大分県別府市にて開催されましたTHE TWENTY-SECOND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS (AROB 22bd 2017)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19日に参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，後藤，田村，石原，岡田が参加しました．
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は19日の午後のセッション「Computational methods for Human Biological information」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，10分の講演時間と5分の質疑応答時間となっておりました．
今回の発表は，Detection of Mesenteric Blood Vessel in Laparoscopic Video Images –Comparison study of discriminant model between linear model and nonlinear model-で，以下に抄録を記載致します．

Laparoscope is commonly used in colorectal cancer surgery as a minimally invasive method. However, colorectal cancer surgery using laparoscope has the following disadvantage. The mesenteric blood vessel that should not be harmed is obscured. Therefore, locating the mesenteric blood vessel increases operation time. To solve this problem, we develop a system that provides the position of the mesenteric blood vessel using only videos. In this study, we examine two methods for extracting the mesenteric blood vessel. In the first method, a regression surface is used for determining the mesenteric blood vessel from training data through a linear model. In the second method, an ellipsoid surface surrounding the pixel values of the mesenteric blood vessel is determined using Mahalanobis’ distance in a nonlinear model. To verify the effectiveness of these methods, we perform an evaluation experiment using six images captured from laparoscopic videos including the mesenteric blood vessel.

 

• 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
質問者は同研究室の田村でした．非線形モデルを説明する図における点の色の意味を問われました．色は識別面内と外を示しており，共に腸間膜内走行血管の画素値を示すものであると解答しました．
・質問内容2
質問者は廣安先生でした．目標F値はいくらかという質問でした．始め戸惑ってしまいましたが，目標F値は決まっておらず，今後決めていく必要があると解答しました．
・質問内容3
質問者は廣安先生でした．医師は実際には着色された映像ではなく元の映像を見たい時があると思いますが，どのように対応するのかという質問でした．提案手法を実際の腹腔鏡に対して適用するためのシステムを考えており，元の映像とは別のディスプレイで表示することによって両方の映像を同時に確認できると解答しました．
・質問内容4
質問者は廣安先生でした．処理速度はどれくらいかという質問でした．現在4fps程度です．実用化のためには30fps程度が望ましいため，高速化の必要があると解答しました．
 

• 感想

今回の国際学会は，昨年度のEMBCよりも成長したと感じることができました．発表の部屋は小さく，日本人がほとんどの学会で，発表を聞いている上では原稿を丸かじりで読んでいる人も多かったように思います．そんな空気の中で，自分のセッションの最初のプレゼンターにいきなり質問することができたのは，とても大きな成長だったと思います．それによって，他のメンバーにも影響を与えられたのではないかと思います．自身の発表では，考えていた時間通りに進めつつも，アドリブを交えて話すことができ，良かったと思います．またスライド等の見せ方等も，今までで最も見やすくできたのではないかと思います．質問に戸惑うこともありましたが，全て解答できたので，不安要素だった質疑応答にも少し自信がつきました．修士論文と並んで自分の3年間の研究生活の集大成の1つとして，満足する結果を残せました．次にこのような発表の機会が得られたなら，もっとテンポや強調など，日本語発表と同じように聞きやすさに気をつけて話すことを心がけます．
 

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       ：　Detection of Fake Bills Using Spectral Band Images 著者                  ： Sigeru Omatu; Hideo Araki セッション名       ： Artificial intelligence Abstract ： In the world, many currencies have been issued and some of them were counterfeited. Especially, by the advances in copying technology and computer ability it is rather easy to make counterfeiting bills. In this paper, we develop a method to use spectral property of the bills and classify the bill whether it is true or fake using spectral sub-band analysis for Singapore dollars.

この発表は本学会では珍しい画像処理の研究でした．偽札の検出を行うという研究でしたが，主な内容は照明環境に関わらず検出を行うためのCLAHEのヒストグラム平坦化に類似した手法の提案をしていました．そのため，手法に関してはあまり新しくてすごいという印象は受けませんでした．しかしながら，偽札の検出というテーマが面白く，もっとプロジェクト全体を見てみたいと思わせる，面白い発表の仕方でした．
 

発表タイトル       ：　Detecting Texts on the Shirts of Soccer Players 著者                  ： Phatthanaphong, Chomphuwiset セッション名       ： Artificial intelligence Abstruct            ： This paper aims to study and propose a technique to detection texts printed on player uniforms (shirts) in sport events, soccer (football). The detection is considered as a preliminary process for recognizing players. The proposed technique is performed based-on the contextual information obtaining from the alignment of objects in images. There are 4 main processes to achieve the task, i.e. (i) edge detection (ii) candidate text detection, (iii) head detection and (iv) false-positive rejection using contextual information. The candidate texts are identified using am edge and structural-based technique using Stroke Width Transform (SWT). Heads of players are detected using a histogram matching method that projects a head template to the images to form head regions. The template is defined by averaging head images, collected from a separate dataset. The final step of rejecting false detection is performed using the contextual information of spatial location between player heads and text regions. To evaluate the performance of the proposed technique, 250 images of players in soccer games are collected. In addition, 150 images of the head position are separately prepared, to generate a head template. The ground-truth is prepared by an expert using a manual scheme. The experiments are performed and show that the proposed technique provides a promising result.

この発表では，サッカープレイヤーのユニフォームの文字を検出する研究でした．そんなものを検出して何の意味があるのかわからず，タイトルからして，面白くなさそうで，期待していませんでした．しかし，実際に聞いてみると，何故検出しているのかなどがわかり，面白い内容でした．動くプレイヤーからの検出はかなり難しいと思うので，参考にしたいと思いました．
 

発表タイトル       ： Color image segmentation based on immune mechanism and microsaccades 著者                  ： Witthaya sitthivet, Suripon somkuarnpanit, Kitti paithoonwattanakij セッション名       ： Artificial intelligence Abstruct            ： Photoplethysmography is a non-invasive method of measuring the blood volume pulse and can be captured using a low-cost camera and ambient light. We present a proof-of-concept smartphone-based system to detect restricted peripheral blood flow in the legs with the aim of characterizing symptoms of Peripheral Artery Disease. We designed a novel interface to quantify the perfusion signal strength. In initial tests we observed differences between affected and non-affected limbs, such a system could simplify diagnosis in patients at risk.

この発表は，セグメンテーションに関する発表でした．このセグメンテーション手法は，ヒトの免疫機能を模擬した手法で，詳しくは理解できなかったが，GAのように世代をかけて最適なセグメンテーションを行うアルゴリズムのようでした．あまり見慣れないパターンのセグメンテーション手法で，こういう新しい手法というのは，どのように生まれてくるのか，自分も全く新しいものを作ってみたいという気持ちになる発表でした．
 
参考文献
THE TWENTY-SECOND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS (AROB 22nd 2017)
 
学会参加報告書

報告者氏名	Yuto OKADA
発表論文タイトル	胃部内視鏡画像からのHp感染識別の検討～LCI内視鏡画像の有用性の検討～
発表論文英タイトル	Helicobacter pylori Infection Identification from Gastroscopy Images: Reliability and Validity of Endoscopy Linked Color Imaging
著者	Tomoyuki Hiroyasu, Hiroshi ICHIKAWA, Nobuaki YAGI, Hiroaki KITAE, Satoru HIWA, Hiroshi FURUTANI
主催	ISAROB
講演会名	AROB 22nd 2017
会場	Beppu B-CON　Plaza
開催日程	2017/01/19-2017/01/21

 
 

1. 講演会の詳細

2017/01/19から2017/01/21にかけて，別府国際コンベンションセンター／ビーコンプラザにて開催されましたAROB2017（http://isarob.org/symposium/）に参加いたしました．この学会は，人工生命とロボット工学の新しい技術とその応用分野を中心テーマとして，人工生命およびロボットに関するの研究者などが集う学会です．
私は全日参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，古谷先生，田中那智，田村陵大，後藤優大，石原知憲が参加しました．
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は19日の午後のセッション「Computational methods for Human Biological information」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，10分の講演時間と5分の質疑応答時間となっておりました．
以下に抄録を記載致します．

Approximately half the world’s population is infected by Helicobacter pylori. Atrophic gastritis and intestinal epithelial metaplasia caused by long-term H. pylori infection develop into gastric cancer in many cases. Therefore, endoscopic examination has attracted attention because it helps eradicate H. pylori infection at an early stage. Diagnosis of the diffuse redness characteristic of H. pylori infection is difficult using conventional white light imaging endoscopy. Linked color imaging (LCI) was developed to emphasize diffuse redness. In this study, using endoscopic images captured by LCI, a method to discriminate the presence or absence of H. pylori infection using color information, were examined. A support vector machine was used for identification, and the usefulness of LCI images for identifying the presence or absence of H. pylori infection was examined.

 

• 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
WLIではどのようにピロリ菌の診断をしているのか，という質問を頂きました．この質問に対しては，粘膜の胃炎の微妙な違いを目視により判断していると答えました．
・質問内容2
LCIは広く用いられているのかという質問を頂きました．この質問に対しては，最近開発された技術であり，まだ普及していないと答えました．
・質問内容3
WLIとLCIはどっちの方が広く用いられているのかという質問をいただきました．この質問に対しては，またまだWLIの方が広く用いられていると答えました．
 

• 感想

今回初めての英語での口頭発表でした．今回は会場がそこまで広くなく，また同じ研究室のメンバーと同じセッションということもあり，緊張せずに発表することが出来ました．今後は，様々な討論ができるポスター発表も英語で行って，自分の能力を高めていきたいと感じました．
 

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       ：　Color image segmentation based on immune mechanism and microsaccades 著者                  ：Witthaya Sitthivet, Suripon Somkuarnpanit, Kitti Paithoonwattanakij セッション名       ：　Artificial intelligence Abstruct            ：　Automatic segmentation is still an essential step in image processing. This paper presents a new method for segmenting natural image using artificial immune systems (AIS). AIS is a computational intelligence paradigm inspired by the immune mechanism. Negative selection is a function of AIS helped to select the best seed point, and antibody’s receptors are reinforced with microsaccades and markov chain to find out some feature of region. Clonal selection and immune network are utilized to learn reference patterns for different cases. In order to regeneration matches better for the pixel (antigen) with successive generations, region growing technique is employed to achieve the final segmentation results. The feasibility and effectiveness of this method have been demonstrated by experiment and the segmentation results have been evaluated.

現在画像処理の分野では，様々なセグメンテーション手法が提案されています．その中でも本発表はAISと呼ばれるシステムを用いて自然画像のセグメンテーション化を提案していました．AISでは，マルコフ連鎖やマイクロサッカードが使用されることで，領域の特徴量を抽出し，その特徴を基にセグメンテーションを行います．結果の画像では，1枚の画像から草原と森，動物の部分がきれいに分割されておりました．しかし，今回使用していた自然画像は人間の目で見ても容易に分類できるのもだったので，これらを自然画像以外に応用するのは困難であると思いました．
 

発表タイトル       ：　Detection of Fake Bills Using Spectral Band Images 著者                  ： Sigeru Omatu, Hideo Araki セッション名       ： Artificial intelligence Abstruct　　：In the world, many currencies have been issued and some of them were counterfeited. Especially, by the advances in copying technology and computer ability it is rather easy to make counterfeiting bills. In this paper, we develop a method to use spectral property of the bills and classify the bill whether it is true or fake using spectral sub-band analysis for Singapore dollars.

この発表で着目したのは，現在人の目視により確認されている偽造紙幣を自動的に検出しようとしていることです．画像処理という分野は完璧なものではなく，最終的にはその結果を見て人が判断することにはなるが，それでも補助が出来れば負担が減るということが私の研究につながるように感じました．この実験では実際に様々な光を紙幣に照射し，その時のデータを解析することで自動判別を行おうとしています．いくら高度な技術で紙幣を作ろうとも模倣されてしまう現在では，このような技術がかなり重要となっていくと感じました．
 

発表タイトル       ：　Development of a design support system for pedestrian space using virtual city environment 著者                  ： Shota Okamoto, Sen Takematsu, Shimpei Matsumoto, Takako Otabe, Takanori Tanaka, Tatsushi Tokuyasu セッション名       ： Control techniques Abstruct            ： This paper presents a virtual simulator that supports the safety design of a lane for cyclist and pedestrian. For the background of increasing the number of contact accident between the bicycle and the pedestrian, this study suggests the optimization method of environmental factors on the lane with focusing on the flow of pedestrian. Our simulator aims to optimize the position and size of environment factors such as street trees, guardrails, and planters to minimize the probability of accidents. This paper firstly constructs the lane for cyclist and pedestrian in the virtual space, and makes the multi-agent system in order to simulate the flow of pedestrians and bicycles. This paper introduces the structure of our virtual similar and attempts to extract the behavior pattern of pedestrians by using an actual video.

この発表で着目したのは，近年自転車や歩行者の車線における事故件数が増えており，それを減らそうとする技術を開発していることです．現在自動運転などのシステムの開発が盛んに行われていますが，全部の自動車に自動運転が搭載されるまでには時間がかかると考えられます．そのため，このような技術の開発が重要だと考えられます．この実験では，自転車や歩行者の車線の環境最適化により，事故に関連する要因を解明しようとしています．今後このような技術が発展することで，自動車だけでなく，自転車などの事故件数も下がっていくと思いました．
 
 
参考文献

• AROB2017,URL：http://isarob.org/symposium/
• AROB2017 proceedings

学会参加報告書

報告者氏名	石原知憲
発表論文タイトル	Optimal motor imagery for EEG-based brain-computer interfaces
発表論文英タイトル	同上
著者	日和悟,　 石原知憲,　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 22nd 2017
会場	B-Con PLAZA
開催日程	2017/01/19～21

 
 

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19日の午後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．

This paper investigated how the different motor imagery methods affect the spectral power distribution. We examined the difference in brain activity during motor imagery using a motor imagery task having four patterns: Motor Execution (ME), Observation Of hand Movement (OOM), Kinesthetic Motor Imagery (MIK), Visual Motor Imagery (MIV). Further classification was carried out by comparing five EEG frequency bands (α, β,δ-θ, μ, and the full-frequency range). The spectral power distribution of the frequency band with the highest accuracy in each task was analyzed. In ME and OOM, the brain activity reported in previous studies was observed in the spectral power distribution. In MIK, high power of the δ-θ　range was　observed on the forehead. In MIV, the power of the μ　range was high on the visual cortex and sensorimotor cortex. We revealed that MIK was effective for training motor imagery in view of the classification accuracy.

 

• 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
「 how did you choose the channels? what was the criteria? 」
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criteriaの意味を理解できず、質問に正しく答えることができませんでした。代わりに廣安先生に答えていただきました.質問の答えとしては，「識別率の算出に利用する脳波の時系列データの個数を2～16の間で変化させます．あるチャンネル数で考えられるチャンネル位置の全組み合わせを考慮して，組合せごとに運動想起識別を行います．運動想起識別の結果の中で，最も識別率の高い選択チャンネルの組み合わせを，識別に最も有効な選択チャンネルの組み合わせと定義しました．各被験者で2～16個の選択チャンネルで識別に有効な選択チャンネルの組み合わせが求められます.この15個の識別率をさらに比較し，最も識別率が高いチャンネル選択数でのチャンネル組み合わせを，その被験者に対する最適なチャンネル組み合わせとしました．」となります.

• 感想

今回の学会は私にとって初めて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．初めての国際学会での口頭発表ということもあり緊張もしましたが，聞いてくださる方々に自分の研究を伝えることができたと思います．本学会では質疑応答の時間が5分と短かったため，研究に関するご指摘はあまりいただくことができませんでしたが，限られた時間内で自分の発表を理解してもらえるように工夫することの難しさを感じました．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，質問の中の英単語の意味が理解できず,答えることができず悔しかったです．また英語の発表でセリフを話すことに必死になり，聞いている方々の方を見ながら発表できませんでした．緊張で大事な説明の文言が飛んでしまったことも今回の反省点だと感じています．できたこととして，緊張はあったものの全員に聞こえるほど大きな声で発表できたことがあげられます．英語の発音についてもたくさんの方からほめていただくことができました．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．次の国際学会に挑戦するときには，一人で質問に正しく答えられるよう英語の勉強に励みたいと思います．また原稿を丸覚えするのではなく，その場で柔軟に対応できる英語力を身に着けたいと感じました．国際学会に参加し，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．また学会に参加できるように毎日の研究と同時に，英語のリスニングとスピーキングの学習についても精進していきたいと考えています.
 

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       ：　An analysis of brain activity in sensory skill learning for braille learning 著者                  ：　Takayo Kawasaki , Hirokazu Miura , Noriyuki Matsuda , Hirokazu Taki セッション名       ：　Brain science Abstruct            ： Feeling transmitted to the learner is very important factor in skill learning. Therefore, it can be possible that learning efficiency is affected by increasing or decreasing the sensation transmitted to the learner. In order to build such a skill learning support system, it is necessary to understand the learning state of the learner. Therefore, we investigate whether the learning state can be analyzed by the EEG analysis under sensory skill learning as target the reading braille. In our EEG analysis, brain activities in the region of the primary somatosensory cortex and the frontal lobe are investigated. Our experimental results show the proportion of α-waves in mastering skill process and the correlation between the somatosensory cortex and the frontal lobe activities.

この発表は運動スキルの学習において，学習者の感覚を定量的に評価することで運動スキルの学習効率を上げることを目的とした研究でした．学習者の感覚の定量化を図るために，この研究では脳波を用いていました．具体的には体性感覚皮質と前頭前野から計測される脳波に周波数解析を行い，解析より求められた角周波数成分の相関値から脳の機能的ネットワークを見ていました．脳波の周波数成分ごとに相関係数を求め，機能的ネットワーク解析を行う手法があるらしく新しい知見でした．結果としては前頭前野と運動野での相関が見られたというものでしたが，脳全体で解析をしても面白いと思いました．同じ生体信号である脳波を用いた研究でしたが，全く異なる解析手法，アプローチであったため大変興味深いものでした．特に周波数ごとの相関に着目した点は,自身の研究を進めていくうえで有益であると感じられました．
 

発表タイトル       ：　Detection of Fake Bills Using Spectral Band Images 著者                  ：　Sigeru Omatu and Hideo Araki セッション名       ：　Artificial Intelligence Abstruct            ：　In the world, many currencies have been issued and some of them were counterfeited. Especially, by the advances in copying technology and computer ability it is rather easy to make counterfeiting bills. In this paper, we develop a method to use spectral property of the bills and classify the bill whether it is true or fake using spectral sub-band analysis for Singapore dollars.

この発表は偽装通貨を識別するウェアラブルデバイスの開発を目的とした研究でした．各国で発行される紙幣は人の目だけでは識別不可能な様々な細工がされているそうです．例としてはブラックライトを照射したときに浮かび上がる模様や，超微細な線などがあげられます．著者の先生は海外で両替をした際に偽札に騙された経験からこの研究に取り組まれたそうです．具体的には画像処理手法を用いたものでした．まず紙幣の画像をグレースケール化し周波数成分ごとにコントラスト補正を行います．ヒストグラム平坦化の後に得られた画像から特徴量を計算し，偽装紙幣を識別するものでした．現在はまだ1mほどの大きさのデバイスで実用化までには時間がかかるとのことでしたが，画像解析は短い時間でできるようになっているため，あとは小型化を進めていくとのことでした．画像処理の研究を英語で聞いたため，解釈の間違いもあったかもしれませんが，面白い研究だと思いました．自分の困った経験から研究に結びつけて突き詰める姿勢は研究者として学びたいと思いました．
 

発表タイトル   ：　Perception using properties of the real world – Task to distinguish objects in cans- 著者                  ：　Yuzo Chojin , Kazuyuki Ito セッション名       ：　Learning Abstruct            ：Our research aimed to develop a new method for robot perception based on that of human beings. In this research, as a typical example, we employ a task involving distinguishing objects in cans, and we demonstrated the importance of motion in utilizing real-world properties. We focused on a learning mechanism to find usable real-world properties and to identify the motion that would enable us to utilize these properties. We employed shaking motion as an example, and we proposed a new learning procedure. Experiments were conducted, and we demonstrated that the difference in mass and material could be distinguished autonomously by the proposed simple procedure.

この発表は人間の知覚をロボットで再現することを目的とした研究でした．タスクとしてはロボットアームに缶降らせるタスクで，缶の中身とその量を変化させるものでした．缶の中はガラスとゴムとプラスチックで,計測されるロボットアームの動きを評価するものでした．またロボットアームの動きだけでなく，缶から計測される音の解析も同時にされていました．結果として音とロボットの動きから中身の特定が高い精度でできているようでした．生体情報ではないですが，感覚の定量化という部分では自分たちの研究室に通ずるものを感じました．個人としてはロボットを扱うという意味で重なる部分も多く，ロボット制御の解析手法の見せ方は参考になりました．
 
参考文献

• AROB2017 プログラム
• AROB2017 http://isarob.org/symposium/

学会参加報告書

報告者氏名	田村陵大
発表論文タイトル	Deep Learningの脳機能イメージングデータにおける空間情報の維持についての議論
発表論文英タイトル	Discussion on maintaining spatial information in deep learning of functional brain imaging data
著者	Ryota TAMURA, Tomoyuki HIROYASU, Satoru HIWA, Keisuke HACHISUKA, Hiroshi FURUTANI
主催	ISAROB (International Society of Artificial Life and Robotics)
講演会名	22nd International Symposium on Artificial Life and Robotics　2017
会場	B-Con PLAZA, Beppu, JAPAN
開催日程	2017/01/19-2017/01/21

 
 

1. 講演会の詳細

2017/01/19から2017/01/21にかけて，大分県別府市のビーコンプラザにて開催されました第22回AROB 2017（http://isarob.org/symposium/） に参加いたしました．AROBは，人工生命とロボット国際学会によって主催された国際シンポジウムで，日本人の学生や教員，研究者，また，アジア系の外国人研究者が参加しておりました．このシンポジウムの目的は，人工生命とロボットに関する様々な応用分野のための新技術の開発の促進や，その研究に関する議論を推進していくことを目的としています．
本研究室からは私の他に廣安先生，田中那智くん，後藤くん，岡田くん，石原くんの計6名が参加しました．
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は19日の午後13時からのセッション「Computational methods for Human Biological information」に参加いたしました．発表の形式は英語の口頭発表で，10分の講演時間と5分の質疑応答となっておりました．
今回の発表は以下に抄録を記載致します．

題目：Discussion on maintaining spatial information in deep learning of functional brain imaging data 研究目的：Deep Learningを用いた脳機能イメージングデータ解析手法の提案 本発表の内容：3次元のfNIRSデータ構造の解析に対するDeep Learning手法の検討 提案手法：3Dimensional Convolutional Neural Network（3DCNN）を用いたfNIRSデータ解析手法 評価実験：2種類のfNIRS人工データを提案手法と3次元データに対応できない2DCNNに学習させ，各モデルからROIを抽出 結果：提案手法では，2種類のデータで差異の最も大きい領域をROIとして抽出できており，比較対象の2DCNNはデータの大部分をROIとして抽出

 
・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
同志社大学医療情報システム研究室所属の後藤くんからの質問です．こちらの質問は「そもそもDeep Learningとはどのようなものか？」というものでした．この質問に対する私の回答は「Deep Learningは認識対象の重要な特徴を前もって教え込まずに認識対象から特徴を自動で抽出する学習機能を備えたシステムです」
 
・質問内容2
質問者の氏名を控え損ねてしまいました．こちらの質問は英語で聞き取りづらかったのですが，おそらく「毎回fNIRSのデータは変わっていくが，どのようにROIを設定するのか？」という質問だったと思います。この質問に対する回答に手間取ってしまい，時間いっぱいになってしまいましたので，セッション終了後お話に伺いました．その時の回答は「予め注目したいタスクや状態の時のヒトのデータを用いて学習させておき，学習後のモデルでその着目した関連領域を推定します」
 

• 感想

今回発表いたしましたAROB2017では，ロボットを制御することを想定した機械学習アルゴリズムが多いと思っておりましたが，Neuroscienceのようなセッションもあり，脳機能イメージングデータの応用分野も発表されており，自分の研究にも興味をもっていただけた発表会になったと思います．はじめての英語での口頭発表ということもあり，想定質問を考えて発表に臨みましたが，まだまだ自分の英語では想定されていない質疑応答は難しいと感じました．この発表をきっかけに，英語学習の重要性を再確認し，今後は更に英語学習をしていこうと意欲がわきました．また，自分の研究に興味を持ってくださった人がいたため，自分の研究に対するモチベーションが上がりました．
 

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       ：　Thai Printed Recognition from Benchmark Dataset using Deep Learning 著者                  ： Rapeeporn Chamchong, Kaveepoj Banluawong, Umaporn Saisangchan, and Phatthanaphong Chomphuwiset セッション名       ： Learning Abstruct            ： 今日，ドキュメントの画像データが大量に記録され，コンピュータで処理することが可能である．タイでは，タイ語の光学式文字認識システム（OCR）を利用することが可能である．現在ThaiOCRやArnThaiなどのタイのOCRアプリケーションが存在する．このタイのOCRの精度を向上させる必要がある．近年文字認識ではDeep Learningの利用が提案されている．この技法は画像の統計的構造または依存性を学習することによって画像の特徴を抽出し，分類を行うことが可能となっている．本稿ではDeep Learning手法であるStacked AutoEncoderを使用し，タイのアルファベットのデータセットに適応した．Multi Layer Perceptron（MLP）とStacked AutoEncoderの結果は比較された．識別率はMLPが83.61％，Stacked AutoEncoderは96.82％となった．

この発表はタイのアルファベットにDeep Learning手法であるStacked AutoEncoderを適応し，文字認識を行う研究でした．ここで疑問に思ったのは，文字認識では一般的にConvolutional Neural Network（CNN）を用いるので，なぜStacked AutoEncoderを用いて文字認識しているのか疑問に思いました．発表の中で，今回はデータベースに保管されている文字のデータセットで行ったため，今後は実際の手書き文字を認識させることを考え，その時はCNNを 用いることも考えていくとおっしゃっておりました．
 

発表タイトル       ：Perception using properties of the real world -Task to distinguish objects in cans- 著者                  ： Yuzo Chojin and Kazuyuki Ito セッション名       ： Learning Abstruct            ： 研究目的は人間の知覚に基づいた，ロボットの新しい知覚方法の開発である．この研究では，典型的な例として缶の中に入っている物体を区別するというタスクを用いる．実用的な学習メカニズムに注目した．缶の内部に入っている物体を，缶を振った時に生じる音で缶の中身とその量を推定するアルゴリズムを提案する．缶の振り方は人の缶を振る動作に基づいて設計されている．実験では，缶の中にガラス（ビー玉），プラスチック（BB弾），ゴム（ゴム弾）を入れ，缶を振った時の音の周波数で中身と質量を推定した．その結果，各材質と質量を正確に判断することが可能であった．

 
この発表では，実世界においてより実用的な新しいロボットの知覚を開発することを目的としており，その中でもヒトの聴覚に基づき，物体の質量や材質を推定することに興味を引かれました．たしかにヒトは中身が不明な箱や缶を見た時，それを手に持って振った時の音である程度中身を推測することができ，それがロボットでも出来たのなら，ロボットの行動パターンが増えると思いました．ロボットの行動もこのような研究が進めば，より人間に近づいていくと考えました．
 

発表タイトル       ：Applying Overextension to First Language Acquisition in a Joint Attention Frame 著者                  ： Ryuichi Matoba, Yuya Hayashi, and Shingo Hagiwara セッション名       ： Artificial intelligence Abstruct            ： 言語がその実際の意味の範囲外で使用される現象を過伸展と呼ぶ．過伸展は幼児の第一言語獲得において頻繁に発生する傾向がある．幼児の語彙は生後18ヶ月ごろに急速に変化する．一方，幼児は未知の発話可能な意味の範囲を制限する認知バイアスの影響，および認知バイアスのタイプは，ある程度の言語認識がなければ効果がない．したがって，幾つかの種類の認知バイアスは，最初の言語獲得初期に効果的に機能しない可能性がある．第一言語獲得の初期の幼児が自己の言語を増加させることを示唆している．様々な能力を用いた言語認識が言語の過度な拡張をもたらす．本研究の目的は，言語獲得時の言語の過剰拡張の影響を確認することである．我々の仮説をコンピュータシミュレーションによってテストした．結果は，過剰拡張が文法の言語獲得の加速を示した．さらに，本モデルの幼児エージェントは表現力の高い文法を獲得した．

 
この研究は，幼児の初期の言語獲得時に生じる言語の過伸展が，どのようにして成り立っているか仮説を立て，それをコンピュータシミュレーションによって示していました．幼児は，覚えたての言語を様々な場面で用います．従来までは，認知バイアスという考え方で幼児は言語獲得を行っていると考えられてきました．しかしながら，認知バイアスはある程度の言語認識能力がなければその効果を得られないと考えられます．この研究では，自己の言語を過剰に拡張させることで，幼児は第一言語の表現方法を身につけると考えています．コンピュータシミュレーションでは，幼児エージェントに言語を提示し，それを様々な会話に多用していった結果，最終的に幼児エージェントは表現力の高い文法を身につけていました．この研究が進めば，将来的にはロボットの言語獲得がより自然になっていくと考えられます．今後もこのような研究にも着目していこうと感じさせられる発表でした．
 
URL
22nd International Symposium on Artificial Life and Robotics　2017 – AROB,　http://isarob.org/symposium/
学会参加報告書

報告者氏名	Yudai Goto
発表論文タイトル	培養生体内角膜内皮細胞の自動評価 -部分画像によるパノラマ生成-
発表論文英タイトル	Automatic quality evaluation of the cultured in-vivo corneal endothelial cell – Panorama generated by the partial image –
著者	Tomoyuki Hiroyasu, Yudai Goto, Naoki Okumura, Koizumi Noriko, Satoru Hiwa, Hiroshi Furutani
主催	ISAROB
講演会名	AROB 22nd 2017
会場	Beppu B-CON　Plaza
開催日程	2017/01/19-2017/01/21

 
 

1. 講演会の詳細

2017/01/19から2017/01/21にかけて，別府国際コンベンションセンター／ビーコンプラザにて開催されましたAROB2017（http://isarob.org/symposium/）に参加いたしました．この学会は，人工生命とロボット工学の新しい技術とその応用分野を中心テーマとして，人工生命およびロボットに関する研究者などが集う学会です．
私は全日参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，田中那智，田村陵大，岡田雄斗，石原知憲，古谷先生が参加しました．
 

2. 研究発表
   • 発表概要

私は19日の午後のセッション「Computational methods for Human Biological information」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，10分の講演時間と5分の質疑応答時間となっておりました．
以下に抄録を記載致します．

For eye drop treatment, observation of the culturing corneal endothelial cells is critical. Observing and evaluating the cell’s proliferation around the entire corneal is necessary. A contact specular microscope can observe a much wider range than the conventional optical microscope can. The quality of the panorama becomes worse when there are unfocused images. In this study, a method for extracting only focused images from the movie of corneal endothelial cells is proposed. In the proposed method, the target images are Fourier transformed and the image features are extracted. A threshold is established for the feature values detected from the focused images is prepared, and only focused images are obtained. Furthermore, here, we discuss the threshold, the accuracy of the results, and another method for improving the efficiency of the proposed method.

 

• 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
角膜内皮再生医療においてパノラマ画像はどの程度重要なのか．
・質問内容2
従来のスペキュラーマイクロスコープに対してどの程度の細胞を撮像できるようになったのか．
 

• 感想

今回初の国際学会参加で，英語での口頭発表でした．海外の人と議論することで研究や言語に対して難しさを感じつつも，自分自身の研究が再生医療に役に立つという実感を得られました．今後は本学会の経験を活かし，能力を高めていきたいと感じました．
 
 

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       ：　Analysis of Bus Transportation Planning by using Traffic Simulation 著者                  ： Hiroyasu Matsushima, Tomohisa Yamashita, and Itsuki Noda3 セッション名       ：　Multiscale Social Simulation Abstract：　In this paper, we address to optimize transportation plan for big events based on traffic simulation by multi-objective optimization method. In large-scale event, many people gather in an event site. Since many people have to be carried to the event venue, it is necessary that transportation is planned in consideration of traffic influence and management of time schedule. Planning of transportation for large-scale event has potential to be included above trade off relationship between conflicting objects (ex. peak time of traffic congestion and concentration of bus arrival time). As first step of applying to real cases, through traffic simulation which is constructed from simple traffic network, we try to show Pareto surface of transportation plans by using Multi-objective Optimization Evolutionary Algorithm (MOEA).

現在，最適化は様々なアルゴリズムが提案されている．本発表は交通事情やタイムタイムスケジュールなどの目的関数から多目的交通なシミレーションに基づく交通計画の最適化の提案を行っていた．大規模な輸送計画は，競合するトレードオフに含まれ，多目最適化進化計算を用いて交通計画のパレート平面を提示していた。多目的最適化は様々な問題に用いられ汎用性があると思いました。
 
 

発表タイトル       ：　Player Tracking in Sport Events using Condensation and Color　Region-based　Techniques 著者                  ： Piya Kaewboudee and Phatthanaphong Chomphuwiset セッション名       ： Artificial intelligence Abstract　　：Player tracking system (PTS) in the videos of sport events such as football, basketball and hockey can be useful for post-processing of analyzing players and game strategies. Usually, video images contain multiple moving objects. Therefore, PTS is prone to occlusion, identification and trajectory tracking problems, which can affect the accuracy of the system. Thus, many researchers are trying to develop new techniques in order to increase the effectiveness of the tracking systems . This paper presents a tracking technique that applies condensation with color feature using a sampling based on image regions. Performance evaluation is carried out using a set of standard parameters . The experiments conducted on the data show that the proposed technique can perform the tracking well.

発表で着目したのは，スポーツ選手のビデオにおいての追跡システムである．このシステムが確立されることによって選手のゲーム戦略を分析することができる．画像処理の観点では，画像領域に対してサンプリングを用いて色特徴量を適用していたのが良い観点で研究していると思った．画像に対して追跡処理のアルゴリズムを適用するのは容易にできそうだが，実際に動画を用いて処理を行う時，処理が重くなり実際に使えるのか少し難しい印象も持った．
 

発表タイトル       ：　Geometric somersaults of polymer chains through twist propagation 著者                  ：Shiori Uda, Mengyun Li, and Tomohiro Yanao セッション名       ： Natural and biological systems Abstract            ： This study is concerned with the rotary motions of polymer chains that play essential roles in the functions of biological　molecular motors. While the standard pictures for the rotary motions of biological molecular motors may be more or　less like the rotations of rigid bodies, the present study explores a qualitatively different mechanism for the rotary motions. We　take a simple model of a polymer chain and highlight its geometric angle shifts arising from the propagation of twisting waves.　Such angle shifts, which we call geometric somersaults, generally arise even under the conditions of zero total angular momentum　and are thereby analogous to the somersault of a falling cat. As an application, we argue that the geometric somersault of　the polymer chain may serve as a prototypical model for the rotary motions of the central shaft of ATP synthase.

この発表で着目したのは，高分子鎖の回転運動に関連する生体分子モーターについてです．
回転運動は分子の機能に偏在している生活システムのモーターである．例として、ロータリー
ATPシンターゼの中心軸の運動および鞭毛フィラメントです．標準的な写真分子モーターの回転運動がより多くの剛体の回転のように、正確なメカニズム回転運動がまだ完全に理解された分野の研究を行っていて．研究としては難しい印象を受けたが，解明されていない点を研究対象にしていることが面白いと感じた．
 
参考文献

• AROB2017,URL：http://isarob.org/symposium/
• AROB2017 proceedings