16. マイコンと機械学習を使って行動認識システムを作ろう
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コンピュータやセンサの小型化が進み、生活の中へと多くのシステムが導入され、人々を支えています。システムでは、センサから人々の行動に関するデータが取得され、コンピュータがそのデータを分析し、人々のサポートを行うアクチュエーションを行っています。本実習では、マイコン（Arduino, ESP32, M5Stackなど）とセンサ（加速度、ジャイロなど）を用いて、「センシング→行動認識→アクチュエーション」の流れを体験してもらいます。どのようなセンサを使い、どのような行動をどのような手法（機械学習など）により認識し、どのようなアクチュエーションをするかについてアイデアを出すところから始めていただき、実装するまでをチャレンジしていただきます。1日目はマイコンの基本的な利用方法について学び、アイデア出しを開始、2日目はインストラクタのサポートを受けながら自由にシステムを実装していただきます。3日目も参加希望の人は引き続き実装していただけます。
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コンピュータやセンサの小型化が進み、生活の中へと多くのシステムが導入され、人々を支えています。システムでは、センサから人々の行動に関するデータが取得され、コンピュータがそのデータを分析し、人々のサポートを行うアクチュエーションを行っています。本実習では、マイコン（Arduino, ESP32, M5Stackなど）とセンサ（加速度、ジャイロなど）を用いて、「センシング→行動認識→アクチュエーション」の流れを体験してもらいます。どのようなセンサを使い、どのような行動をどのような手法（機械学習など）により認識し、どのようなアクチュエーションをするかについてアイデアを出すところから始めていただき、実装するまでをチャレンジしていただきます。1日目はマイコンの基本的な利用方法について学び、アイデア出しを開始、2日目はインストラクタのサポートを受けながら自由にシステムを実装していただきます。3日目も参加希望の人は引き続き実装していただけます。
テレコミュニケーションを支援してみよう
近年、インターネットの発達により顔画像を利用したZOOMやSkypeによるテレコミュニケーションが一般的になってきました。本実習では、このテレコミュニケーションを支援する機能を実装します。例えば、ジェスチャによって写真を撮影し、その写真を相手に送信する機能だったり、顔表情認識によってメッセージを送信する機能などがあります。1日目は、基本的な開発手順について学び、サンプルプログラムの動作を確認したり、アイデア出しを行います。2日目は自身の興味やスキルに合わせて、インストラクタと相談しながら深層学習を用いた表情認識やジェスチャ認識にチャレンジしたり、自由に機能を追加していきます。3日目は完成させた各機能に関してインストラクタや他の参加者の前でプレゼンをします。いろんな機能を考えてみてください。顔認識モジュールとして、M5Stick Vを郵送しますので適宜オンラインで質問などを受け付けながら進めていく予定です。M5Stick Vはセミナー終了後に大学へと返送いただきます
マイコンと機械学習を使って行動認識システムを作ろう
コンピュータやセンサの小型化が進み、生活の中へと多くのシステムが導入され、人々を支えています。システムでは、センサから人々の行動に関するデータが取得され、コンピュータがそのデータを分析しています。本実習では、マイコン（M5Stack）とセンサ（加速度、ジャイロなど）を用いて、「センシング→行動認識」の流れを体験してもらいます。どのような行動をどのような手法（機械学習など）により認識するかについてアイデアを出すところから始めていただき、実装するまでをチャレンジしていただきます。オンライン参加の場合、マイコンとして、M5Stack Grayを郵送しますので適宜オンラインで質問などを受け付けながら進めていく予定です。M5Stack Grayはセミナー終了後に大学へと返送いただきます。
5G時代を支えるNFVによるネットワーク最適設計
現在，携帯電話やインターネットなど通信サービスは私達にとって欠かすことのできない社会基盤となっています．一方で，利用者数の増加やネットワークサービスの多様化に伴い，サービスを支えるネットワークの複雑化・高コスト化が大きな課題となっています．このような課題を解決可能な新たなフレームワークとして，ネットワーク機能仮想化(Network Functions Virtualization: NFV)技術に注目が集まっています．NFVでは，従来，専用の機器で実現していたネットワークの機能（ファイアウォール(FW)，Network Address Translation (NAT)，負荷分散など）を汎用サーバ上でソフトウェアとして実現することで，導入・運用のコストを軽減するだけでなく，ユーザからの要求に応じて柔軟かつ動的にネットワークを設計することが可能となります．特に，任意のネットワークサービスは複数のネットワーク機能の列（サービスチェイン）として表現することができます．本テーマでは，サービスチェインを実現するサービスパスの最適設計問題に対し，PythonとPuLPを用いて取り組むことを想定しています．
21.Raspberry Piを用いたIoTアプリの開発
モノのインターネット（IoT）は，インターネットを介して様々なモノ（人，センサー，スマホなど）同士の情報交換を可能にし、e-ヘルスやスマートホームなど幅広い重要なアプリケーションの基本的なアーキテクチャになっています。本実習では、Raspberry Piと温度や湿度などの様々のセンサーを用いて、簡単なIoTアプリを作成します。
20. 地理ビッグデータ利活用: リスク予測型自動避難誘導，地理的リスク分析
地震によって道路が閉塞する確率や平常時の道路需要など，道路ネットワークに関する地理ビッグデータの整備が進められています．こうした地理ビッグデータが，避難誘導方式や地理的リスク分析にどのように利活用できるかを実習を通して体験してもらいます．
11.実装の脆弱性を利用して強力な暗号を解読してみよう！
暗号モジュールの動作中に生じる消費電力や放射電磁波といった本来の入出力以外の情報（サイドチャネル情報）を観察することで秘密鍵を奪うサイドチャネル攻撃が新たな脅威として注目を集めています。本セミナーでは、暗号アルゴリズムをソフトウェア及びハードウェア実装し、暗号処理の動作中に生じるサイドチャネル情報を実際に計測し、それを用いて暗号を解読する手法について学ぶと共に、こうした攻撃に対抗するための対策手法についての基本概念を学びます。
8. ミニ・スーパコンピュータを自作しよう！
スーパコンピュータは，天気予報，新薬開発，人工知能の研究開発等に不可欠な大規模計算を可能にする高性能な計算機です．本セミナーでは，実際のスーパコンピュータが採用しているソフトウェア群を用い，複数台の小型PCを相互接続した小規模な計算クラスタを構築します．構築したクラスタ上で並列分散計算を行うアプリケーションを実行し，スーパコンピュータの仕組みを理解します．
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11.実装の脆弱性を利用して強力な暗号を解読してみよう！
暗号モジュールの動作中に生じる消費電力や放射電磁波といった本来の入出力以外の情報（サイドチャネル情報）を観察することで秘密鍵を奪うサイドチャネル攻撃が新たな脅威として注目を集めています。本セミナーでは、暗号アルゴリズムをソフトウェア及びハードウェア実装し、暗号処理の動作中に生じるサイドチャネル情報を実際に計測し、それを用いて暗号を解読する手法について学ぶと共に、こうした攻撃に対抗するための対策手法についての基本概念を学びます。
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15. テレイグジスタンスシステムを制作してみよう
近年、インターネットの発達により顔画像を利用したSkypeやFaceTimeによるテレコミュニケーションが一般的になってきました。この顔画像だけのテレコミュニケーションを発達させ、遠く離れた場所にあるロボットやシステムをネットを介して遠隔操作し、何らかの作業を行うことをテレイグジスタンスといいます。本実習ではその入門として、カメラを搭載した遠隔操作可能なロボットに様々な機能や役割を追加したテレイグジスタンスシステムを制作します。最終的に、遠隔作業用・遠隔コミュニケーション向けテレイグジスタンスになるかはあなたのアイデア次第です。1日目は簡単なテレイグジスタンスシステムの構成方法について学び、あたらしいテレイグジスタンスのアイデア出しを開始、2日目はインストラクタのサポートを受けながら自由にシステムを実装していただきます。3日目も参加希望の人は引き続き実装していただけます。
14. ビデオシースルーHMDで視覚拡張の世界を体感しよう
近年、科学技術の力で人間の能力をパワーアップする人間拡張という研究分野が盛んになっています。本実習ではその入門として、ステレオカメラの映像を加工してHMDを通して見ることで、周囲の見え方が様々に変化する視覚拡張システムを制作します。1日目は基本的な画像処理について学び、2日目はインストラクタと相談しながら自由にシステムを改良していきます。自身の興味やスキルに合わせて、360°カメラや距離センサ、ジェスチャ入力装置、視線検出装置などを用いたり、シェーダや深層学習を用いたリアルタイム画像変換などにチャレンジすることもできます。どのように便利な見え方、あるいは楽しい見え方をするかはあなたのアイデア次第です。意欲のある人はさらに3日目に参加するのもOKです。
19. 生物に学ぶ人工知能とロボット制御
今話題の人工知能やロボットですが、生物に倣っている面が多々あります．そういった生物の巧みさ・柔軟さに学んだ手法を学習します．実習では、人工知能の１つである強化学習を使ったロボット運動制御に挑戦します．このセミナーを通じて、生物の凄さ・ロボットの可能性を肌で感じてもらいます．
18. 計測に基づいた写実的なコンピュータグラフィクスの生成法
最近の映画やゲームで見られるコンピュータグラフィクスによる映像は、技術の進歩に伴い、まるで実写と見分けが付かなくなってきています． このような映像のことをフォトリアリスティック（写実的）なコンピュータグラフィクスと呼びます． この写実性を実現するには、コンピュータグラフィクスで描こうとする物体の特性を、コンピュータビジョン技術を駆使して獲得することが有効です． このテーマでは、本物らしさ獲得するためのコンピュータビジョン技術と、本物らしさを実現するコンピュータグラフィクス技術に関して、実験を通じて学び、体験してもらいます．
21. 人の動作・行動センシングに基づく拡張現実感システムの開発
拡張現実感技術を用いた多くのソフトウェアが普及しているが、現状そのほとんどはゲーム応用に限られている。本テーマでは、カメラや各種センサにより、ユーザの現在の行動・状態をセンシングし、それに応じて、役に立つ情報を提示するシステムを開発する。それを通じて、人をセンシングする技術や、ヘッドマウントディスプレイ型、プロジェクション型拡張現実感技術により現実世界に情報を重畳表示する技術の基礎を学ぶ。
20. 友好的関係を構築する人と対話ロボットのコミュニケーション技術開発
様々な対話ロボットが開発されているが、対話の魅力の低さなどから継続的な利用に至っていない。日常的に継続利用される対話ロボットを目的として、物理的な身体性持つロボットおよび、タブレット・スマートフォンやAR環境で動作するバーチャルロボットを対象に、人センシング、対話内容生成、拡張現実感（AR）、インタラクション技術を活用し、対話意欲を向上するコミュニケーションロボットの開発を実施する。
6. 生物に学ぶ人工知能とロボット制御
今話題の人工知能やロボットですが、生物に倣っている面が多々あります．そういった生物の巧みさ・柔軟さに学んだ手法を学習します．実習では、人工知能の１つである強化学習を使ったロボット運動制御に挑戦します．このセミナーを通じて、生物の凄さ・ロボットの可能性を肌で感じてもらいます．
14. モバイルエージェントによる並列分散学習システムの構築
モバイルエージェントは、ネットワークに接続されたコンピュータ間を移動しながら処理を実行するプログラムです。また、機械学習が近年注目されており、本実習では開発プラットフォームやライブラリを用いて、モバイルエージェントによる並列分散学習システムを構築します。システムの構築にはRaspberry Piなども用い、モバイルエージェントによる学習やネットワーク経由での動作・移動の様子を確認します。
17. 100台の小型ロボットを協調させよう
インターネットをはじめとして、世の中のほとんどのシステムは、多数のコンピュータが協調動作する分散システムです。本セミナーでは、100台の小型ロボット（kilobot）を協調動作させることで、分散システムにおけるアルゴリズムの設計を体験してもらいます。
5. ミニ・スーパコンピュータを自作しよう！
本セミナーでは、実際の大規模なスーパコンピュータが採用しているソフトウェア群を用い、複数台の小型PC (Raspberry Pi) を相互接続した小規模な計算クラスタを構築します。構築したクラスタ上で並列分散計算を行うアプリケーションを実行し、スーパコンピュータの仕組みを理解します。
2. 計測に基づいた写実的なコンピュータグラフィクスの生成法
最近の映画やゲームで見られるコンピュータグラフィクスによる映像は、技術の進歩に伴い、まるで実写と見分けが付かなくなってきています． このような映像のことをフォトリアリスティック（写実的）なコンピュータグラフィクスと呼びます． この写実性を実現するには、コンピュータグラフィクスで描こうとする物体の特性を、コンピュータビジョン技術を駆使して獲得することが有効です． このテーマでは、本物らしさ獲得するためのコンピュータビジョン技術と、本物らしさを実現するコンピュータグラフィクス技術に関して、実験を通じて学び、体験してもらいます．
8.テレイグジスタンスシステムを制作してみよう
近年、インターネットの発達により顔画像を利用したSkypeやFaceTimeによるテレコミュニケーションが一般的になってきました。この顔画像だけのテレコミュニケーションを発達させ、遠く離れた場所にあるロボットやシステムをネットを介して遠隔操作し、何らかの作業を行うことをテレイグジスタンスといいます。本実習ではその入門として、カメラを搭載した遠隔操作可能なロボットに様々な機能や役割を追加したテレイグジスタンスシステムを制作します。最終的に、遠隔作業用・遠隔コミュニケーション向けテレイグジスタンスになるかはあなたのアイデア次第です。1日目は簡単なテレイグジスタンスシステムの構成方法について学び、あたらしいテレイグジスタンスのアイデア出しを開始、2日目はインストラクタのサポートを受けながら自由にシステムを実装していただきます。3日目も参加希望の人は引き続き実装していただけます。
1. C言語で行く100倍効率シストリックアレイ入門
ノイマン型CPUの性能向上鈍化を補う有力候補が、Googleも独自開発したシストリックアレイ型コンピュータである。基礎からプログラム記述、特別なコンパイラを使った実行形式のコード生成、実用アプリケーションの実行までを一通り体験する。使用するシストリックアレイは当研究室が独自開発したIMAXシリーズである。
7.ビデオシースルーHMDで視覚拡張の世界を体感しよう
近年、科学技術の力で人間の能力をパワーアップする人間拡張という研究分野が盛んになっています。本実習ではその入門として、ステレオカメラの映像を加工してHMDを通して見ることで、周囲の見え方が様々に変化する視覚拡張システムを制作します。1日目は基本的な画像処理について学び、2日目はインストラクタと相談しながら自由にシステムを改良していきます。自身の興味やスキルに合わせて、360°カメラや距離センサ、ジェスチャ入力装置、視線検出装置などを用いたり、シェーダや深層学習を用いたリアルタイム画像変換などにチャレンジすることもできます。どのように便利な見え方、あるいは楽しい見え方をするかはあなたのアイデア次第です。意欲のある人はさらに3日目に参加するのもOKです。
13. Raspberry Piを用いたIoTアプリの開発
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18.災害時に活躍するメッシュネットワークをRaspberry Piで構築
災害時に通信インフラが利用できなくなった時に、メッシュネットワーク（あるいはアドホックネットワーク）をその場で構築する手法が考えられます。通信インフラが壊滅した時に、衛星通信回線を確保できた状態で、そこから半径約500mの範囲で活動する防災関係者にWi-Fiによるインターネット接続性を提供するシナリオを設定し、Raspberry Piを用いたネットワーク構築演習を行います。
12.渋滞はなぜ起きる？
交通渋滞は慢性的な社会問題となっていますが，そもそもなぜこのような渋滞が発生するのでしょうか．本セミナーでは，簡単な経路選択ゲームを介して，渋滞の発生を体感してもらうとともに，その発生メカニズムの理解，さらには渋滞緩和のための方策について取り組んでもらいます．
Mining Source Code Improvement Patterns from Similar Code Review Works
ソフトウェア開発では類似した内容のソースコード修正を繰り返し行う必要があります． 本発表ではソフトウェアの修正履歴からソースコード改善パターンを抽出する手法を提案しました． 本手法で抽出したパターンを利用することにより，対象プロジェクトで行われるソースコード修正の33.4%を自動実施できることを確認しました．
19. 深層学習が拡張現実感と出会ったら
本演習では、深層学習が拡張現実感（AR）やユーザインタフェース研究に対して、どのように貢献できるのかについて考えます。１日目の演習では、深層学習の基礎およびUnityを用いたARアプリケーションの作成方法について学びます。２日目は、実際にMicrosoft HoloLens用の深層学習を用いたARアプリケーションの作成を行います。
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