理工学部

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名物研究室・授業紹介

研究室紹介

脳波のデータをプログラムで解析する

脳知能学研究室  【向井研究室】



 コンピュータの始まりは、脳のしくみの一部をプログラムと見なして構築し、思考する機械をつくろうとする試みでした。近年は脳とコンピュータをつなぐブレイン・コンピュータ・インターフェース(BCI)という研究もさかんになってきています。本研究室では、脳波のデータをプログラムで解析することによって、ものを動かす・コンピュータへ入力する・ロボット(写真)を制御するなどのシステムを構築しています。このようなシステムは、体を動かせない人や高齢者にとって役立つことが期待されます。また、実際の脳の動作メカニズムを脳の電気的活動を測定することで明らかにしようともしています。これらの研究を通じて脳の計算原理の解明と応用を目指しています。

一億年の計算を一秒で

計算理論研究室   【玉木研究室】



 当研究室では、情報技術を用いた学習支援の研究もしていますが、ここではアルゴリズムの研究について紹介します。アルゴリズムとは、問題を解いたり仕事をしたりするときの手順のことで、コンピュータに仕事をさせるためには必ずあらかじめ与えてあげる必要があります。同じ問題を解くにも、アルゴリズムによってかかる時間に天と地の差が出ます。実際、あまり工夫をしないアルゴリズムでは一億年以上かかる計算が、工夫によって一秒で解けることもめずらしくありません。当研究室では、さまざまな問題を解くための基礎となるような問題を高速に解くアルゴリズムを目指して研究しています。写真は、国際的なアルゴリズムのコンテストで研究室のチームが優勝したときの授賞式(ウィーンにて)です。

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授業紹介

手と頭を動かして学ぶ機会

コンピュータサイエンス実習  【向井専任講師】



 セキュリティ、人工知能、画像処理、コンピュータグラフィクス、ロボットのプログラミングなどマルチメディア情報処理や高度なソフトウェア技術に関する実習を行います。1・2年次で学んだことを活用し、個人や2~3人のグループで自分たちでプログラムをつくり、先端的な内容の課題に挑戦します。少人数のグループに分かれて行われるので、教員や上級生であるTA(ティーチングアシスタント)との距離も近く、わからないところなどが気軽に質問できる雰囲気です。学生が楽しみながら高度なプログラミング技術を身につけられることが大きな特長です。実習に自主的に取り組む姿勢は、研究室に配属されて卒業研究や大学院での研究を行うことにもつながり非常に大切です。

理論を学ぶ際には、それが社会の中でどう役立っているのかを意識することが大切

情報処理1  【飯塚准教授】





 「情報処理1」は情報科学の基礎とコンピュータ処理に役立つ基礎数学を習得するための授業という位置づけにあります。
 普段私たちは、コンピュータを使って当たり前のように画像処理やデータ解析などを行っていますが、そうした情報処理がコンピュータ内部でどのような仕組みで行われているのかを、理論的に学んでいくのがこの授業です。浮動小数点、確率分布、極限定理、フーリエ級数など、高校では学んでこなかった分野が中心となるため、難解に感じてとまどう人が多いかもしれません。しかし、コンピュータによる情報処理やプログラミングを専門的に学ぶうえでは、どれも欠かすことのできない理論です。
 講義のなかでは、単に理論を解説するだけでなく、数学の理論がコンピュータにどう応用され、実社会のなかでどんな役にたっているかも語られるため、数学があまり得意でない人も興味を持って学ぶことができるはずです。理論を学ぶことでコンピュータへの理解はどんどん深まっていきます。たとえば確率や統計を学ぶと、それが人工知能の基礎となっていることが分かってきますし、フーリエ級数を学ぶと、コンピュータの信号処理の仕組みが理解できるようになります。また、数の表現を学ぶことにより、コンピュータのハードウェアがどのように動作しているのかも分かってきます。

プログラミングの基礎を学ぶ

プログラム実習1  【飯塚准教授】



 プログラムづくりは情報科学に関する勉強の一番の基礎といってよいでしょう。プログラムをつくってみることによって、コンピュータとはどんなものか、情報科学の課題にはどんなものがあるかなど、さまざまなことを体得できます。この実習では、コンピュータから提示される課題を次々に解く(写真参照)という形で、プログラムづくりの練習をします。個別にコンピュータに向き合う形式なので、学生それぞれが自分のペースで勉強を進めることができます。もちろん、教師やTAが学生の間を回って、難しい点についてていねいに指導します。言語はCを使いますが、言語の文法の細部よりもプログラムづくりの基本的な考え方に力点を置いています。高校時代にプログラムをつくった経験がなくても心配する必要はありません。

先進的な研究を通してサイバーセキュリティに関する技術力を習得

卒業研究1・2  【齋藤教授】
 東京オリンピックの開催に向けて、サイバーセキュリティに関する技術力を習得することは一層重要になってきます。本研究室ではWebのセキュリティや、ウィルスの侵入防御の仕組みに関する先進的な研究を通してさまざまな技術力の習得を目指します。さらに独自に開発したサイバーレンジという仮想空間上の演習システムを用いた実践的なセキュリティトレーニングも行っています。

画像処理と機械学習に関する実践的な技術を身につける

画像処理とパターン認識  【宮本専任講師】
 近年、自律移動を行うロボットや自動車の「目」としての機能に代表される、機械学習に基づく画像処理手法の重要性が劇的に高まっています。本授業では、座学での理論の学習に加えて、ライブラリを極力用いずに顔検出プログラムを作成することにより、画像処理および、機械学習に関する実践的な技術を身につけることを目指します。

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