Ubiquitous Computing Systems Laboratory Guide 2019：私たちの住む世界を，もっとスマートに

Ubiquitous Computing Systems Laboratory GUIDE 2019- 奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 情報科学領域ユビキタスコンピューティングシステム研究室

私たちの住む世界を、もっとスマートに Make our life smarter 本研究室では、私たちの住む世界を超スマートにする 「Society 5.0」の実現を目指し、そのキー技術となる 収集した情報の分析 サイバーフィジカルシステム（CPS）を 3 つの重点対 コンテキスト推定，情報推薦， 象領域に普及させるための研究を推進しています。「ス 嗜好分析，快適度分析 マートホーム」では、学内に設置した住環境の中でセ ンサや機械学習を駆使した行動認識・予測や知的家電 制御の研究を行っています。「スマートライフ」では、 情報の収集 分析結果の応用 スマホアプリやウェアラブル機器を使って、日々の生 モバイルセンシング， 行動支援，スマートハウス， 活やスポーツにおける心身の健康度合いの計測・増進 センサネットワーク，情報流 コンテキストアウェアシステム を行う研究に取り組んでいます。「スマートシティ」 では、エッジ型 IoT分散処理プラットフォーム、ゲー ミフィケーションも使った効率良い参加型情報収集、 収集した情報を取捨選択して価値をもたせるキュレー 実世界 ション等の研究を行っています。さらに、生産性の向 上を目指すスマートオフィスの研究として、仕事中の 様々なコンテキスト認識に加え、行動変容に関する研 家 オフィス 自動車 環境 究を行っています。いずれの研究も、センサや IoT を用いた「実世界からの情報収集」、機械学習や AI 技術を活用した「情報の分析」、そして、アプリやサー 人間活動 運動 都市 ビスといった「分析結果の応用」の３技術領域を跨っ て、ハードの開発からソフトの実装を含んだシステム スマートホーム スマートライフ スマートシティ として動作させることを重視しています。 In our laboratory, we set three target areas and promote research, with the aim of making our society smarter through cyber physical system (CPS) technologies that link the real world and the cyber world. In “Smart Home” area, we conduct research on recognition and prediction of activities of daily living as well as intelligent home appliance control utilizing sensors and machine learning in the testbed living environment of 1LDK installed in the university. In “Smart Life” area, we are working on research to measure and improve the degree of physical and mental health in everyday life and sports using smartphone applications and wearable devices. In “Smart City” area, targeting tourism, we conduct research on ecient participatory information collection by means of gamication and curation that creates valuable information by selecting and summarizing the collected information. Furthermore, to realize smart oces with the aim ofv improving productivity, we are starting research on behavior change in addition to various context recognition during work. All researches are conducted over three technical areas: “data collection from real world” using sensors and IoT devices, “data analysis” using machine learning and AI technologies, and “feedback of analysis results” such as applications and services. We strive to make every outcome of research work as a system that includes hardware and soware implementations. 安本 慶一 教授 荒川 豊 客員教授 諏訪 博彦 特任准教授 藤本 まなと 助教 松田 裕貴 助教 Professor Keiichi Yasumoto Visiting Prof. Yutaka Arakawa Proj. Assoc. Prof. Hirohiko Suwa Assist. Prof. Manato Fujimoto Assist. Prof. Yuki Matsuda

特集 ─ ユビ研 × Featured Research 1 エナジーハーベストなセンサによる認識への挑戦TOPIC 人の行動・状況認識のためのセンシング技術は飛躍 発電量による屋内測位 EnOcean的に進歩していますが、依然として「バッテリ消費」 という課題を抱えています。我々は、外部電源を要 さず、ユーザの行動や環境の変化で発電し、センシ ングを可能とする「エナジーハーベストなセンサ」 の研究に取り組んでいます。3種類（ソーラーパネル、 ピエゾ素子、ペルチェ素子）の環境発電素子を組合せ、 EHAAS2 網内省電力データ処理 発電量そのものをセンシングデータとみなし、パター CY8CKIT-142 2JCIE-BL PSoC 4 BLE Module Omron environment sensor ンを学習させることにより、屋内でのユーザ位置推 CY8CKIT-142 2JCIE-BL PSoC 4 BLE Module Omron environment sensor CY8CKIT-142 2JCIE-BL PSoC 4 BLE Module Omron environment sensor 定を実現するための新しいウェアラブルデバイスお CY8CKIT-142 2JCIE-BL PSoC 4 BLE Module Omron environment sensor CY8CKIT-142 2JCIE-BL PSoC 4 BLE Module Omron environment sensor よび推定手法の開発を進めています。 CY8CKIT-142 2JCIE-BLPSoC 4 BLE Module Omron environment sensor ユーザの嗜好や心理状態を考慮した観光案内の実現に向けて TOP2IC 外国人観光客が増加する日本において、単にユーザ ParmoSense サイネージシステムの嗜好に合わせて観光スポットを推薦（ランキング） するだけでは、多種多様なタイプの観光客に対して 十分な観光推薦はできません。観光客の嗜好だけで なく、国や地域で異なる文化的背景、その日の気分 や体力、天気、混雑度に応じて、リアルタイムにそ の場その場で柔軟な提案ができるベテラン添乗員の 観光経路動画の自動生成 観光情報のキュレーション ような観光案内が求められています。我々は、理化 学研究所、TABICT、デンソーテンなどの組織や企業、 京都府、奈良県などの自治体と連携し、観光プラン ニングを支援するシステムの開発を進めています。 TOP3 人の行動や心理状態を理解するスマートホーム実現に向けてIC これまでの研究室内におけるスマートホーム研究 行動予測 × 家電制御 デイケアセンターで培った様々な成果を企業等と連携しながら、実 社会に実装し、実用化を見据えた新たな課題発掘 を進めています。最近では、居住者の心理的側面 に着目し、宅内における QoL 向上を目指した研究 を行っています。また、近年広がりを見せている サービス付き高齢者住宅やデイケアセンターにお サービス付き高齢者向け住宅 物件指数の構築 いて、実際にセンサを設置し、居住者の見守りや ケア記録の自動化などにも取り組んでいます。

スマートホーム Smart Home 家と、暮らそう 家が人を理解し快適な生活へ Toward a context-aware comfortable home 快適で省エネ、そして安心な未来のスマートホームの実現に To realize a future smart home that gives us low-energy, 向け、お風呂なども備えた実際の家を学内に建設し、新しい comfortable, and safe living space, we built a real home センサの開発やセンサを活用した行動認識、家電連携、高齢 environment within the campus. In this home, various 者見守りなど様々な最先端の研究を進めています。また、高 sensors are deployed in addition to ordinary facilities such as bath and kitchen. Using data from the inhabitauts in the 精度な屋内位置センサや電力センサを始めとする様々な環境 smart house, we are conducting various advanced studies センサを家に埋め込んでおり、様々な研究アイデアを実際の including real-time activity recognition, home automation 生活の中で評価・検証できるようになっています。現在は、 and elderly monitoring. We are working on home リアルタイムな行動認識に加え、将来の行動を予測すること appliance control ahead of human behavior by predicting で、人の行動を先取りした家電制御などに取り組んでいます。 future behavior. In addition, we are actively challenging また、スマートホームの研究成果をもとに、デイケアセンター new initiatives such as research and development of におけるケアレポート自動作成システムの開発に取り組むな automatic care report generation system for elderly at the nursing home based on research achievements. ど、新たな取り組みにも積極的に挑戦しています。 研究業績 - Publication 電力・温湿度 位置情報 理解 Localization, Context recognition Predicting Occurrence Time of Daily Living Activities rough Sensor Time Series Analysis of Smart Home Data, PerLS’19, 2019 Data collection for daily living activities and biometric informa- tion for estimating dweller's activity-dependent stress level toward QoL-aware appliance control, WSSIT’19, 2019 (in Japa- nese) Analyzing Daily Living Patterns for Optimizing Anomaly 家電制御 Detection Conditions based on In-home Sensor Data, 行動認識 WSSIT’19, 2019 (in Japanese) Actuation, Beacon-based Time-Spatial Recognition toward Automatic Intervention Daily Care Reporting for Nursing Homes, Journal of Sensors, 2018

スマートライフ Smart Life 人を理解し、寄り添う 心体の状態をセンサ技術で認識 Recognizing physical and mental contexts 人に寄り添うサービスや未来のヘルスケアを実現するため、 To realize context-aware services, we are conducting studies スマートフォンやウェアラブル機器に内蔵されたセンサを駆 on recognizing human’s various contexts on both physical and 使し、体の動作や状態、そして心の状態を認識する研究を進 mental level by utilizing sensors embedded in a smartphone めています。また、さまざまなセンサを搭載した小型センサ and wearable devices. Also, we are developing unique sensor SenStickや 18通りの着座姿勢を計測できるスマートチェアな devices: SenStick, Smart Chair, and so on. By sensorizing vari- どの独自機器も開発しています。お箸や歯ブラシといった日 ous “things,” we try to recognize human contexts in various 常のモノもセンサ化することで、さまざまな環境（運動中や environments such as in oce and in exercising, aiming to 仕事中）における、心体の状態を認識しようと試みています。 realize a novel context-aware service improving Quality of Life 同時に、その認識結果を活用し、QoL（生活の質）やワーク (QoL) and Work Engagement. Additionally, we are trying to エンゲージメントを向上する新しいサービス、体力強化に向 develop new systems such as core training support system and けた体幹トレーニング支援システムなどの新たな研究開発に smart sports glove system for promoting tness. も果敢に挑戦しています。 研究業績 - Publication EHAAS: Energy Harvesters As A Sensor for Place Recognition on Wearables, IEEE PerCom’19, 2019 精神状態推定 行動変容 Identifying and Evaluating User Requirements for Smartphone Mental condition estimation Group Fitness Applications, IEEE Access, 2018 Behavior change Heart Rate Prediction for Easy Walking Route Planning, SICE Journal, 2018 AND!ST STAND! SenStick: Comprehensive Sensing Platform with an Ultra Tiny 身体状態推定 All-In-One Sensor Board for IoT Research, Journal of Sensors, Physical condition 2017 estimation 割込み / 通知 Interrupt / Attention Smartphone-based Food Weight and Calorie Estimation Method for Eective Food Journaling, SICE Journal, 2017

スマートシティ Smart City 街は、情報の泉 人と街とを情報技術でつなぐ Connecting citizen and city 持続可能な社会を実現するために、街や社会の状態をセン Toward a sustainable society, we are conducting studies シング／分析／フィードバックする技術について研究を on various urban sensing techniques. “ParmoSense” is an 行っています。特に、人にセンシングを依頼する参加型セ original application for participatory sensing to ask citi- ンシングプラットフォーム「ParmoSense」の開発、参加型 zens to sense something by using their own smartphones. Another system is the car-sharing system for driving by センシングを促すゲーミフィケーション、個人にあった観 intentionally changing behavior. Tourism curation 光動画を提供する観光キュレーション技術、人の行動変容 system, recommending a tour suitable for personal pref- を促し効率的な運用を行うカーシェアリングシステム、ソー erences in real time, are also developed. In social sensing, シャルメディアから有用な知見を抽出するソーシャルセン we aim to clarify a relation between comment and stock シングなどに力を入れています。その中で継続的に協力を indexes. We are also studying key technologies for infor- 得るためのメカニズムやセンサデータの分散処理機構 mation ow processing and disaster response. IFoT、災害時のセンシング・通信手法など、未来の社会を 実現するのに必要な技術を幅広く研究しています。 研究業績 - Publication ソーシャル センシング 解析 Social data mining, Behavior analysis, EmoTour: Estimating Emotion and Satisfaction of Users Based Open data Gamification on Behavioral Cues and Audiovisual Data, MDPI Sensors, 2018 A Method for Generating Multiple Tour Routes Balancing User 参加型 Satisfaction and Resource Consumption, IWSSS’19, 2019 SNS センシング Automatic Tour Video Summarization Focusing on Scene Participatory 行動変容 sensing Change for Advance Touristic Experience, IEEE MIPR’19, 2019情報推薦 Behavior changes, In-Situ Resource Provisioning with Adaptive Scale-out for Recomendation Regional IoT Services, ACM / IEEE SEC’18, 2018

研究室生活 Ubi-Lab. Life 研究も遊びも、全力で 2019年度 在籍学生 博士前期： 23人（留学生2人） 博士後期： 11人（留学生6人） 学生の実績 国際連携 NAIST 最優秀学生表彰＊ Ulm University（ドイツ） University of Mannheim（ドイツ） 2012年度より 2018年度まで連続受賞 DFKI（ドイツ） Karlsruhe Institute of Technology（ドイツ） 博士前期 5名，博士後期 2名 University of Trento（イタリア） Grenoble Alpes University（フランス） 研究発表件数（2018年度） American University of Sharjah（アラブ首長国連邦） 論文誌： 6件，国際会議： 24件，研究会： 35件 Unitec Institute of Technology（ニュージーランド） 学術発表での受賞（2018年度、計 12件の受賞） Ateneo de Manila University （フィリピン） Singapore Management University（シンガポール） PerCom2018 Best Demo Award 1件 Vanderbilt University（アメリカ合衆国） DICOMO 2018 優秀論文賞 3 件・優秀発表賞 1 件・ヤン グリサーチャー賞 件 Missouri University of Science and Technology （アメリカ合衆国） 2 MBL研究会 学生奨励賞 2件 等 コンテストでの受賞（2018年度、計 7件の受賞） 学生の就職先 データ解析＆シミュレーションハッカソン 2018 最優秀 賞・構造計画研究所賞 TOYOTA / SONY / 村田製作所 / 野村総合研究所（NRI） CDS/MBL 研究会主催 学生スマホアプリコンテスト 最優 Panasonic / HITACHI / サイバーエージェント / 三菱電機 秀賞 1件・アイデア賞 3件 等 Rakuten / 毎日放送 / Yahoo JAPAN / クックパッド / DENSO ＊学業成績が特に優秀であり、かつ顕著な研究業績を挙げた者に贈られる賞 DeNA / KDDI / ミサワホーム / NTTデータ / NTT西日本 等 競争的資金と共同研究 文部科学省 科学研究費補助金（代表） 企業との共同研究 基盤研究（A×2, B, C） / 日本学術振興会 特別研究員 DC1×2 オカムラ ダイキン工業 JST 戦略的創造研究推進事業（代表） KDDI Yahoo JAPAN さきがけ / ACT-i ABC店舗 LIFFUL Society5.0 実現化研究拠点支援事業 デンソーテン オンキヨー ライフデザイン・イノベーション研究拠点 グランドチャレンジ×3 KDDI TATERU 等 革新知能統合研究センター（AIP） 情報通信研究機構（NICT）

受験生の皆様へ 現実世界とコンピュータ・ネットワークの中のサイバー世界が高度に融 合された社会（Society5.0）に向け、私たちの生活や経済活動を高度にス マート化するサイバーフィジカルシステム（CPS）に関する研究開発が世 界的に活発化しています。AI 技術と IoT 技術の急速な進展は、CPS の高 度化および社会への急速な浸透を促進しており、全ての産業分野におい て飛躍的な進歩をもたらすことが期待されています。本研究室では、IoT や実世界状況認識の研究を通して、Society5.0の実現に貢献するとともに、 学生が問題を発見・解決し、社会にフィードバッ クする能力を身につけることを目標にしていま ユビ研に 遊びに来てね！ す。上記に加え、論文執筆力、プレゼンテーショ ン力、コミュニケーション力を向上させるため、 学会での発表を奨励しています。ありがたいこと に全国から優秀な学生が集まっており、毎年多く の賞を受賞しています。優秀な仲間たちと切磋琢 磨し、未来のユビキタスコンピューティングシス テムの実現を担う最先端の研究がしてみたいとい ユビ研の妖精 う熱意ある学生をお待ちしています。 Ubii（ユービィ） 「いつでも見学会」 実施中！ オープンキャンパス以外でも、研究室や各種設備の見学ができます。 先輩たちの普段の生活を見たり、より詳しい話をすることが可能です。 受験を希望する方は、ぜひ見学に来て下さい！ 高山駐車場 奈奈 良良 先交 端通 科バ 学ス Ｂ 技 棟 情 術 報 大 学 院 池 A棟 大 学 前 バイ オ 物質創生 ◀ 至 大阪府 至 国 奈道 良1 登6 美3 ケ丘駅 ▶▼ 至 学研北 号生 線駒駅 N 徒歩 近鉄けいはんな線 学研北生駒駅 から徒歩 20分 奈良交通バス 近鉄けいはんな線 学研北生駒駅発「高山サイエンスタウン行き」 約 5分 近鉄京都線 高の原駅発「高山サイエンスタウン行き」 約 24分 「奈良先端科学技術大学院大学」下車すぐ 〒630-0192 奈良県生駒市高山町 8916-5 奈良先端科学技術大学院大学 情報科学領域 A棟 4階 当研究室の最新情報は Takayama 8916-5, Ikoma, Nara 630-0192, Japan, 研究室Webサイトをご覧ください Fourth oor of Information Science Building “A” http://ubi-lab.naist.jp/ △ △