研究概要

峰野研究室では先端IoE(Internet of Everything)を駆使して,静的かつ動的な植物生理情報や生育に影響する農作業も含めたマルチモーダルフェノタイピング技術を切り拓くとともに,マルチスケール・マルチモーダル・マルチテンポラルな時系列データセットの革新的な知能化によって,行動変容を伴うヒューマンインザループによる革新的な適応型情報協働栽培手法の確立を目指しています.

Keyword

IoT (Internet of Things), Wireless Sensor Networks, Smart Agricultural System, Agri-CPHS (Cyber Physical Human System), Multimodal Time-series Data Analysis, Deep Imbalanced Regression (DIR), etc.

皆さんへメッセージ

Vertical Farmが1999年に提案されたが,理想と現実の狭間で課題は山積である.さらに,スペースコロニーのような環境での植物生産システムも同様である.農業情報学、エネルギー工学,植物生理学,生態学,建築学,行動情報学等の研究連携が必要で,特にマルチスケールかつマルチテンポラルな時系列マルチモーダルデータの適切な機械学習を実現し,自律制御させたい.

研究紹介 / Research Introduction

高度情報化社会,マイクロエレクトロニクスの発展により,ちまたには数多くの情報機器があふれ,その使われ方も複雑化,高度化してきています.当研究室では,多種多様なモノの自然な連携(IoT: Internet of Things)や,仮想世界と物理世界の自然な調和(CPS: Cyber Physical System)を実現する通信技術や情報処理技術の創製,開発を基盤とした知的IoTシステムに関するテーマを研究しています.
特に有線/無線通信を駆使して世の中のいたるところに無線センサ/アクチュエータノードを設置し,情報の発見だけでなく,高信頼な知的無線制御の実現を目指す研究や,多種多様な複雑な要素からなる現象の膨大な時系列データ(Time-series data)から,統計分析や人工知能(AI: Artificial Intelligence)を駆使して状況・状態推定や将来予測を行う研究など,次に来るべき人とコンピュータが協働する新時代の情報化社会を発展,支えるようなライフイノベーションを目指し研究開発を進めています.

  • 最近の研究テーマ(Recent research interests)

    知的農業支援システム

    コンシューマ向けデバイスやシステム向けに発展してきたIoTやAI,ロボット等の先端技術を含めた情報科学の知見を農業分野に適用することで,熟練農家の持つ暗黙知である「匠の技(植物の顔色をうかがった灌水制御)」を機械的に実現する農業IoTとAIについて研究を行っています.多岐に渡る栽培条件の中で,高品質な作物を安定して計画的に栽培するためにIoTや統計解析,機械学習や最新の深層学習技術を駆使して,人の感覚をさらに洗練させ農作業の負担を軽減させるAgri-CPHS (Cyber Physical Human System) の研究開発を進めています.特に生育期間における動画や環境データといった表現力の異なるマルチモーダルな時系列データの分析や機械学習を容易に行えるような基盤技術の創成を目指しています.農学分野の実データ(不均衡な時系列マルチモーダルデータ)を用いることで得られる知見は,情報科学分野の発展に寄与するところも大きいと実感しています.持続可能なスマート一次産業実現に向けまだまだ課題が山積なのですが,学生らとともに実学には分野の垣根がないことを実感しつつ,情報学研究者が革新的な研究成果を創出し活躍できる可能性を模索していきたいと思います.

    <相談に応じられる関連分野(Keywords)>

  • IoT (Internet of Things), Wireless Sensor Networks, Smart Agricultural System, Agri-CPHS (Cyber Physical Human System), Multimodal Time-series Data Analysis, Deep Imbalanced Regression (DIR), etc.

 

  • その他の研究テーマ(Other research interests)
    ロバスト無線センサネットワーク インテリジェント
    コンピューティング
    モバイルトラフィック
    オフローディング
    ロバスト無線センサネットワーク インテリジェントコンピューティング モバイルトラフィックオフローディング
      •  2021年度
        • Research on Sub-1 GHz Frequency Band Wireless Coexistence for the Internet of Things (D3永井幸政)
        • 栽培データの分布不均衡性を考慮した植物整理状態推定の研究(M2藤波一輝)
        • 温室内を周期的に自律走行する成長記録システムの研究(B4伴 元輝)
        • 画像処理と機械学習を用いた農産物の品質評価の研究(B4平原 健太郎)
        • Wi-Fiチャネル状態情報を用いた日常行動推定の研究(B4寺本京祐)
      •  2020年度
        • 車載センサデータの特徴を利用した動機手法に関する研究(D3石渡要介)
        • ユーザの状況および特性に基づく行動変容に関する研究(D3市川裕介)
        • LPWAへ暗号技術を適用したセキュア農業IoTシステムの研究(M2内山 仁)
        • Optical Flowを用いて植物のしおれを考慮した自動潅水制御の研究(M2後藤将弥)
        • A study on water stress estimation by using attention with time-series clustering(M2中西豪太)
        • A study on Data Augmentation Method for Strawberry Flower Detection in Non-structured Environment Using Convolutional Object Detection Networks (ABP-M2 Umme Fawzia Rahim)
        • IoTによる農作業者の「安全見守り」モデルの研究(社M2高田光宣)
        • ユーザの関心を惹くニュースの定量化に関する研究(社M2豊田容平)
        • 動画認識技術を用いたCSI自動正解ラベリングによる行動認識(B4石坂拓海)
        • 動画による正解ラベルを用いたCSIベース行動認識の検討(B4田中悠貴)
        • ハウス内の様々な入出力機能に対応可能な環境制御システムの提案(B4登内啓悟)
      • 2019年度
        • 組込みクラウドコンピューティングシステムの研究(D3古都哲生)
        • 深層強化学習を用いたRANスライスへのリソース割当手法の研究(M2安孫子 悠)
        • データ特性を考慮した植物栽培支援モデルに関する研究(M2水野涼介)
        • スマートスピーカーをUIとしたIoTシステムの研究(M2北島 啓太郎)
        • 施設園芸環境向け無線センサノードに関する研究(社M2小野田 晃久)
        • Daily Solar Forecasting using SW-SVR for Hybrid PV Power Plant in Indonesia (ABP-M2 Prasetyo Aji)
        • 非線形回帰モデルを用いた灌水タイミング決定手法の研究(B4坪井祐磨)
        • 植物の着果周期特性を考慮した機械学習による収量予測の研究(B4藤浪一輝)
      • 2018年度
        • フランチャイズ店舗向け電力ディスアグリゲーション方式の研究(D3尾崎友哉)
        • FAシステムにおけるCNCの分散処理およびリアルタイム処理に関する研究(D3山下昭裕)
        • 観光スポット活性化に向けた記念撮影IoTシステムの研究(M2恩田康平)
        • A study on delay tolerance based mobile data offloading using deep reinforcement learning(M2望月大輔)
        • A study on multi-modal neural network with clustering-based dropfor estimating plant water stress(M2若森和昌)
        • A study on Outlier detection in sensor data using Minimum Spanning Tree based clustering (ABP-M2 Md. Atiqul Haque)
        • コンテンツ情報と通信環境を考慮したIoT向け優先度制御通信の実装と評価(B4内山 仁)
        • 植物状態に自立順応する灌水タイミング決定手法の検討(B4後藤将弥)
        • 時間情報を考慮した収穫時品質予測手法の検討(B4中西豪太)
      • など