教育用問診VRシステム

　当研究室では医学部や理工学部と共同研究を行って、次世代の教育システムや外国人向けの薬ナビゲーションアプリ開発を行っています。

医療用AIシステム

　日本最大の総合大学のメリットを活かして医学部や薬学部、理工学部、工学部、文理学部などと共同で、腹腔鏡手術などに用いられる医工連携技術としてAIを活用した次世代医療の研究開発を行っています。

視覚障害者向けAIナビ

　ほとんどの歩行者用信号機は、視覚障がい者対応ではありません。盲導犬の供給は全く追い付かず、常に足元の段差や階段で転倒するリスクと向き合って生活しています。そこで視覚障がい者が自ら自由に行動できる社会へ向けて、人工知能AIを活用した歩行ナビシステムの研究を行っています。次の画像は、人間を認識したり、歩行者用の赤信号を認識した結果が示されています。

AI信号認識による社会貢献

　この結果は一番左側が信号の色情報を基に認識した結果で、赤信号以外に少しでも赤色成分が混じっている箇所等を全て認識している状況です。AI・機械学習の一つであるカスケード分類器やYOLO(You Look Only Once)を使って、多くの画像を利用して信号機の形状を学習させると、右のように正しく信号を認識できるようになります。

環境調査の新技術

　医療福祉現場や企業の環境調査などで、作業現場で環境音を録音する必要性があります。しかし現場での環境音を保存する際に、人の会話内容なども記録されてしまうと、プライバシーが守られません。そのために、音を録音する際に特殊な処理を施す事で会話内容をわからなくする技術をアプリにして開発しています。

デプスカメラによる段差認識

　視覚障碍者の多くは必ず段差で転んでケガをされているそうで、段差認識の技術を開発する必要があります。当研究室では左右２台のカメラを用いて距離を計算して、周囲との距離の変化を基に、視覚障がい者に危険な段差を認識する研究を行っています。写真はその実装例で、赤色が遠くで青色が近くの距離を表しています。

AIによる次世代医療技術

　現在、内視鏡や胃カメラを用いて胃や食道などに問題が無いか、医師の目視による診察が行われています。これの次世代医療技術として医学部と共同研究で、過去の症例画像を機械学習に利用して、腫瘍や癌細胞などの自動検出に関する研究を行っています。

外国人向けの薬ナビ

　これは外国人向けの薬局でのスマホ向け薬ナビアプリです。例えば私達が外国に行って具合が悪くなった際に薬局に入るとどれも知らない製品ばかりで、表記を見ても日本語は無く、英語も専門用語ばかりで、どれを買えば良いのか大変に困るでしょう。いまこれが外国人が日本で感じている問題なので、これを解決するためのスマホ・アプリ開発を、薬学部の先生や学生と共同開発しています。

商品化へ向けてのAI信号認識

　実際に商品化を踏まえると片側３車線以上の道路では、上の写真のように歩行者用信号は非常に小さくなり、通常のAIでは認識出来なくなります。またLEDは非常に高速に点滅を繰り返しており、半分の確率で灯火が消えて赤か青か分からなくなります。この問題は事故時のドライブレコーダーでも問題になっています。そこでその直前の複数枚の画像を合成して信号を点灯させ、画像認識領域を細かく分割して探索する技術によって、片側３車線の大きな道でも歩行者用信号を認識できるようになります。

参考文献

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・Yuto Omae, Yuki Saito, Yohei Kakimoto, Daisuke Fukamachi, Koichi Nagashima, Yasuo Okumura, Jun Toyotani, GUI System to Support Cardiology Examination Based on Explainable Regression CNN for Estimating Pulmonary Artery Wedge Pressure, IEICE Transactions on Information and Systems, 2022.12. doi:10.1587/transinf.2022EDL8059
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・Yuto Omae, Yohei Kakimoto, Makoto Sasaki, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi, SIRVVD model-based verification of the effect of first and second doses of COVID-19/SARS-CoV-2 vaccination in Japan, Mathematical Biosciences and Engineering, vol.19, issue 1, pp.1026-1040, 2022. doi: 10.3934/mbe.2022047.
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