データサイエンス | WHO’S LAB |大阪電気通信大学研究室紹介サイト /whoslab/research-keyword/data-science/ WHO'S LABは、大阪電気通信大学の研究活動を発信する専用サイトです。 Fri, 05 Sep 2025 03:24:12 +0000 ja hourly 1 人々を笑顔にする公共空間・公共建築とは /whoslab/research/houchin/ Fri, 25 Oct 2024 02:47:37 +0000 /whoslab/?post_type=research&p=14216 公共空間や公共建築には、多くの人々にとって快適で使いやすいものであることが求められます。では人々の声をどのように聞き、それをどのように実現させればいいのでしょうか。寶珍講師は公共空間の建築設計に必要な、人間の行動や心理の […]

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公共空間公共建築には、多くの人々にとって快適で使いやすいものであることが求められます。では人々の声をどのように聞き、それをどのように実現させればいいのでしょうか。
寶珍講師は公共空間の建築設計に必要な、人間の行動や心理の視点から空間や建築をいかに計画・設計するかを研究しています。

公共空間は誰のもの!?
利用者が参加する建築計画

公園やオープンスペースなど公共空間や公共建築はみんなのものです。みんなのものなら自分のものでもあるはずですが、実際には、利用者の一人としてその場所のあり方について意見を述べる人はそれほど多くありません。みんなが望む空間づくりをどう実現させるのかは、公共空間や公共建築の計画における大きな課題です。
寶珍講師は、ゼネコンの設計部などで建築の計画・設計を数多く手がけてきました。建築計画とは、設計の前に利用者のニーズや意図を十分に汲んで、その場が果たす役割や機能を見出し、設計の方向性を固めるプロセスのこと。この実務経験から、利用者の暮らしや行動を軸に、公共空間や公共建築に求められているものを探り、最も望ましい「かたち」を見つけ出す手法を研究しています。
ファースト・アプローチは、利用者から意見を聞く「ヒアリング」です。なるべく対面で直接対話し、真意をとらえる工夫をします。その際のポイントは「理由」を尋ねることです。たとえば「椅子がほしい」という意見があれば、その理由を聞きます。「帰りに一休みしたい」「待ち合わせできる場所がほしい」「買い物の間、子どもを見ておける場所がほしい」など。「椅子」そのものの議論の前に「椅子」を求める理由を聞くことで、ニーズが見えてきます。そうすれば、「かたち」として「椅子」を提案する以外にも、例えばオブジェや座れる階段など、他の「かたち」が見えてくることもあります。利用者の隠れたニーズを汲み、空間に求められる機能やそこでの利用者の暮らしを描くことがポイントです。
現在手がけているのは、滋賀県草津市にある南草津駅周辺の広域エリアをリニューアルするプロジェクトです。ヒアリングだけでなく、駅の利用者と一緒にまちを歩き、現状を調査した上で、模型を使って「このエリアで何をしたいか。そのためには、どのような居場所が必要か。」を表現するワークショップを実施。手を動かしながらイメージをふくらませたり、なぜその形がよかったのか言語化したりするプロセスを通じて、このエリアやまちづくりへの関心を高めてもらうのも大きなねらいです。

模型を用いた居場所の検討の様子の例(滋賀県草津市・2021年度)
模型から得たアイデアを実践した社会実験の様子(滋賀県草津市・2021年度~2022年度)
ワークショップ時に制作した模型の全体像


人は空間をどう認識するのか
数値解析で人の感じ方を科学する

また「人がある空間をどのように捉えているのか」「その空間でどう過ごすのか」「その空間をどう感じるのか」など、人間と空間の関係をデータから分析する研究も行っています。このうち「空間をどのように捉えているのか」は、空間認知に関する分野です。
寶珍講師は、人間の空間認知が“人が町に愛着をもつカギ”になると考えています。例えば、公園を歩いた時に「空間のまとまり」と感じた部分を図にし、その際のきっかけとなった視覚的な要素(樹木、ベンチ、芝生と舗装部分の境界など)を記入してもらう実験を行い、「空間のまとまり」の種類や、何をきっかけにその空間を感じたのか分析しました。
その結果、並木道を見たとき、細長い道のような空間と感じる人もいれば、木と木の間の小さな空間と感じる人もいるなど、個々のとらえ方は千差万別でしたが、収集した図をデータ化して解析したところ、対象地における「空間のまとまり」は数種類に分類されました。この解析によって、高い木のように視界を優しく遮り空間を区切る要素や、舗装と芝など床材の切り替わりなど、その要素によって「空間のまとまり」の感じ方の違いも見えました。 公共空間や公共建築は個人住宅などとは異なり、不特定多数の人が利用します。そのため、計画や設計には「お気に入りの空間」「記憶に残る居場所」など多くの利用者が感じる内容や、人それぞれの主観的な価値をどう加味するかが重要です。寶珍講師は研究を通して、公共の空間・建築における人間の行動(アクティビティ)や認知に関するデータを客観的に分析し、その結果をもとに利用者と対話しながら計画に活かしています。公共空間や公共建築プロジェクトと利用者をつなぐ上で、重要な役割を果たすことが期待されています。

授業の例
学生がお互いのスケッチマップを比較して,空間認知の違いや共通点を実感

リアルもバーチャルも!
空間の豊かさをデザインする未来

公共空間や公共建築が目指すのは利用者が望むアクティビティを許容するデザイン。さらに広げて考えると、現実の空間だけでなくバーチャルの世界でも、あらゆる空間はデザインを通して人を心地よくできると言えそうです。
ただ、笑顔の元になるのは、実際に人と会って話したり、お茶を飲んだりした経験や、そのとき五感が感じた空間の記憶にあるのかも。目の前にあるリアルな空間を豊かにデザインすることは、笑顔あふれる未来への布石となるかもしれません。

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金融リテラシーのジェンダーギャップを改善し  誰もが「自分らしい人生」を選択できる社会へ /whoslab/research/araki/ Mon, 02 Sep 2024 02:00:00 +0000 /whoslab/?post_type=research&p=13033 経済的に自立してより良い暮らしを送るために必要となる「お金に対する知識や判断力・適切な態度」を金融リテラシーと呼びます。「人生100年時代」とも言われる現代において、これまで以上に重要視されている力です。荒木特任講師は、 […]

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経済的に自立してより良い暮らしを送るために必要となる「お金に対する知識や判断力・適切な態度」を金融リテラシーと呼びます。「人生100年時代」とも言われる現代において、これまで以上に重要視されている力です。
荒木特任講師は、その金融リテラシーについて、さまざまな角度から研究を進めています。

金融リテラシーに男女差が生じる原因を
経済学の視点で研究

金融リテラシーに関する調査は世界中で行われています。その中で「複利」「インフレ」「分散投資」に対する質問は「ビッグ・スリー・クエスチョン」と呼ばれ、金融リテラシーを測る上で重要な指標となっています。
たとえば、そのうちの1つ「複利」についてリテラシーを測る問題には次のようなものがあります。

   【答え】 ①

このようなビッグ・スリー・クエスチョンの正答率は、多くの国で「男性よりも女性の方が低い」という結果が出ています。つまり、金融リテラシーには明らかな男女差があるということです。
この男女差がなぜ生まれるのか?荒木特任講師は、経済学的なアプローチで研究を進めています。

金融リテラシー調査の例
ビッグ・スリー・クエスチョンと呼ばれる「複利」「インフレ」「分散投資」に関する問題などの一例(金融広報中央委員会「金融リテラシー調査(2022)」より抜粋)
データ上,男性と比べて女性は「資産運用」「老後資金の貯蓄」などを行っていない傾向にある.その格差をなくすための一助となるよう書籍も出版.

キャッシュフロー表をテーマに 
情報リテラシーを高める手法を考案

金融リテラシーの差は、金融行動に影響します。そこで荒木特任講師は、金融行動の男女差について分析。その結果「世帯主の性別によって、生命保険に加入する際のチャネルに違いが生じる」ことを明らかにしました。
この研究では、インターネットや店頭窓口など多様化する生命保険への加入チャネルに対し、その申し込み方法に世帯主の性別により差がみられるかを分析。加入チャネルのデータを、比較・分析した結果、世帯主が男性の場合、ネットからの申し込みを希望する傾向があり、世帯主が女性の場合には、対面での契約を希望する傾向が分かりました。
この成果をまとめた論文は、生命保険文化センターによる2024年度研究助成成果論文表彰制度で研究奨励賞を受賞。ネット社会における金融行動についても研究を進めています。
金融行動は金融リテラシーだけでなく、情報リテラシーによっても変化すると考えられます。特に現在は、金融にかかわる取引や情報収集をインターネットで行う人が増えています。こうした状況の中では、情報の真偽を見極め、ICT機器をうまく利用して情報を活用する力がより重要になっています。

荒木特任講師は、ファイナンシャルプランニングの手法であるキャッシュフロー表などをテーマに、情報リテラシーや表計算ソフトをはじめとしたICT機器の活用スキル、分析能力などを高める手法についても実践的に研究を進めています。学生の金融リテラシーや情報リテラシーの向上と分析能力を高めるための学びはキャリア教育にもつながることが期待されます。

生命保険に加入する際,世帯主が男性の場合は, インターネットを利用して契約すること望む傾向が高い. 逆に世帯主が女性の場合には, 店頭で相談しながら契約することを望む傾向がある.
プロジェクト活動として, 本学の学生たちと日本経済のあゆみに関する展示を制作したことも.

一人ひとりが最適な金融行動を取り
目標とする人生を送れる社会へ!

金融リテラシーおよび情報リテラシーの研究を進めることは、効果的な金融経済教育の開発につながっていきます。効果的な金融経済教育が行われるようになると、年齢や性別を問わず、一人ひとりが自分にとって最適な金融行動が取れるようになります。
金融や情報に対するリテラシーが高まることで、資金面での安定が図りやすくなり、自分が目標とする人生を送るための足がかりになるでしょう。また、高い金融リテラシーを有する人材が増えることは、やがて地域や日本、さらには世界経済の発展にもつながっていきます。

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首は口ほどにものを言う!? ウェアラブルデバイスで健康を守る /whoslab/research/matsumura/ Wed, 27 Mar 2024 01:00:00 +0000 /whoslab/?post_type=research&p=8839 スマートウォッチで生体情報を計測し、健康管理に役立てている人が増えています。松村研究室では、首もとに着目したウェアラブルデバイスを開発中。心電図や血圧、呼吸や嚥下など身体の情報を幅広く集める新しい機器が、健康の維持や病気 […]

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スマートウォッチで生体情報を計測し、健康管理に役立てている人が増えています。
松村研究室では、首もとに着目したウェアラブルデバイスを開発中。心電図や血圧、呼吸や嚥下など身体の情報を幅広く集める新しい機器が、健康の維持や病気の発症予測に活用できるよう、研究に取り組んでいます。

ウェアラブルで実現! 
24時間-日常の生体情報をモニタリング

松村研究室の研究テーマは、生体情報を計測するウェアラブルデバイスの開発です。松村教授は、首もとに電極をつけて心電図を測定できる技術を開発し、特許(米国、日本)を取得しています。また、マイクで首もとの音情報を集め、呼吸や嚥下の様子をモニターする方法についても研究。大笑いした回数を測定する爆笑計など、ユニークな技術を生み出してきました。こうした研究成果を技術的に応用し、現在は心電図や喉(のど)の音など複数のセンサーを内蔵した、首もとにつけて使うネックバンド型デバイスを開発しています。

近年は、このネックバンド型デバイスならではの特性を活かし、普段通り、食事をしたり買い物に出かけたりする生活を送りながら、連続して血圧をモニタリングできる技術を開発。この血圧の推定は、心電図と光電脈波のデータから、脈波が伝わる時間を実計測し、血圧の上がり方を分析・演算し、最高血圧を予測する仕組みになっています。

ネックバンド型デバイスは、一般的に使われている腕や手首に巻くタイプの血圧計と違い、安静にしていなくても計測でき、普段の、日常生活の中での運動時最高血圧をモニタリングできることから、血圧の急変(血圧サージ)を検出して体調の予測や病気の予防に役立つと期待されています。松村教授は、現在、データサイエンスの手法を用いて、この予測式最高血圧(データ推定)を1秒間隔できめ細かく取得することにも挑戦しています。

ネックバンド型スマートセンサ.ワイヤレス通信でモニタリングする.
ネックバンド心電計で計測した心電図の波形

呼吸音や血液中の酸素量など
睡眠中の呼吸の状態をモニタ

松村教授は企業との共同研究を進め、首もとのマイクで呼吸音を計測し、呼吸の状態をモニタできる製品「Sleeim」を開発。これはドライバーの事故などで注目された、睡眠時無呼吸症候群の症状を検知し、睡眠の質を測定するウェアラブルデバイスです。

「Sleeim」は、睡眠時無呼吸症候群の代表的な症状である、寝ている間のいびきや、呼吸が浅くなったり止まったりする状態を呼吸音で計測。さらに、松村教授の開発した光電脈波センサで首の動脈を流れる血液の酸素飽和度を測定する技術を搭載。低酸素状態かどうかをより正確に計測できるようになっています。

松村研究室では、現在さらに進化したウェアラブルデバイスを実現するための要素技術の開発を進めています。また、デバイス用いて収集したデータをAIなどのシステム工学的手法により解析して、「体調が悪くなる前に知らせる」という重症化の予防や健康増進システムの開発に貢献したいと考えています。

産学共同研究で生まれた「Sleeim」。2020年度グッドデザイン賞を受賞した

生体情報の常時モニタで
医療はもっと進歩する!?

松村研究室のネックバンド型デバイスは、さまざまなセンサを搭載して周囲の状況を判断し、運転中の危険を回避する車の自動運転に似ています。
日常的に時々刻々収集される生体情報計測で、常に身体の内側の変化に目を光らせておく。それによって、重症に陥る前の予兆のようなデータがキャッチできれば、発症前に予防的入院治療が可能になります。また、心筋梗塞や脳梗塞といった重大疾患の前兆発見にも期待できます。

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それぞれの「美しい」や「かわいい」を探り複雑な人の感性の秘密を解き明かす /whoslab/research/komori/ Thu, 21 Sep 2023 01:05:00 +0000 /whoslab/?post_type=research&p=460 「美しい」「かわいい」などと感じる感覚は人それぞれで、万人共通のルールはなさそうです。しかし心理学は、人がよいと判断するものの特徴を明らかにしてきました。小森研究室では、こうした複雑な感性が一体どこから来るのかを、心理学 […]

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「美しい」「かわいい」などと感じる感覚は人それぞれで、万人共通のルールはなさそうです。しかし心理学は、人がよいと判断するものの特徴を明らかにしてきました。
小森研究室では、こうした複雑な感性が一体どこから来るのかを、心理学とデータサイエンスを使って解き明かそうとしています。

阪神ファンの顔と巨人ファンの顔は違う!? 
感性につながるステレオタイプの存在が明らかに

たとえば、多くの人に浸透しているある集団への認識や思い込みであるステレオタイプの研究もその一つです。

阪神ファン歴10年以上の大学生8名に顔の画像2枚を提示し、「より阪神ファンらしい顔」、「より巨人ファンらしい顔」を選んでもらう課題をそれぞれ100回ずつ実施します。その結果を複雑な統計手法を駆使して処理し、平均的に「最も巨人ファンらしい顔」「最も阪神ファンらしい顔」の要素を推定。深層学習を使って合成した2つの顔の違いは、自分が属している集団と属していない集団に対する偏見によるもの。

小森研究室では、このステレオタイプも含め、一人ひとりの感性が何によってつくられるのかを解明したいと考えています。

2つの顔から「より巨人ファンらしい顔」を選ぶ課題を100回,「より阪神ファンらしい顔」を選ぶ課題を100回実施.
統計処理の一段階.ベイズ最適化という手法で求めた各被験者の「巨人ファンらしさ関数」.
平均的に最も巨人ファンらしい顔と阪神ファンらしい顔を合成.数万人の顔データを使った深層学習モデルを使っている.

商品コンセプトに合うシャンプーボトル 
感性にマッチした製品づくりへの応用

合成された阪神ファンの顔・巨人ファンの顔のように、集団の感性を平均化し具体的な形にして見せていくような試みは、マーケティングや商品開発などへの応用が考えられます。

小森研究室では、商品コンセプトに合うシャンプーボトルの研究にも取り組んでいます。

さまざまなシャンプーボトルから特徴を抽出して組み合わせた容器の形を3次元で表示。2つの候補の中から商品コンセプトに合ったものを選択することを、さまざまな組み合わせで何度も繰り返します。その結果を統計処理し、多くの人が考えるコンセプトに合ったボトルの形を導き出します。

こうした研究は、人々の感性に合ったサービスや製品、環境などの提供につながっていきます。

26種類のシャンプーボトルを撮影して輪郭を抽出し,形状の特徴を分析していくつかのボトル形状を合成. そのランダムな組み合わせから「ふんわりとしたボリュームのあるスタイリング」「家族全員が使う」などの商品コンセプトに合うボトルを選択させます.

誰も見たことがない超かわいいものとは!?
仮説に基づかない創造にワクワク

何か新しいものを生み出そうとするとき、普通は「こうすればうまくいくんじゃないか」という仮説に基づいて物事を進めます。ところが、阪神ファン・巨人ファンの顔もシャンプーボトルも、何の仮説もないところから生まれているのがユニークな点。
データサイエンスの理論を使って人の感性の解析を行うことで、まだ人間が見たこともないけれどグッっとくるような、美しいもの、楽しいもの、かわいいものがつくり出せるかもしれません。

  • 出典
  1. 「二肢選択課題にもとづくガウス過程選考学習による外集団の顔のステレオタイプの推定」電子情報通信学会技術研究報告,HCGシンポジウム2021, A-6-1(2021).
  2. 「二肢選好に基づく商品コンセプトに合致した容器輪郭形状の生成」 ヒューマンインタフェース学会論文誌, 24(1), 53-62.

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進化する情報技術を活用して何ができるか多様な社会ニーズに応えるソリューション開発 /whoslab/research/nakahara/ Mon, 24 Jul 2023 02:03:00 +0000 /whoslab/?post_type=research&p=3351 社会のさまざまな分野の課題を解決することが期待されている情報技術。中原研究室ではAR、AI、画像処理などの技術を活用して、交通や物流、防災・減災など社会インフラ整備に役立つソリューション開発を行っています。実社会への導入 […]

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社会のさまざまな分野の課題を解決することが期待されている情報技術。
中原研究室ではAR、AI、画像処理などの技術を活用して、交通や物流、防災・減災など社会インフラ整備に役立つソリューション開発を行っています。実社会への導入を意識した、これからの社会を変えていく技術です。

社会インフラをよりよいものにする
AIやデータサイエンスを活用した技術開発

テーマの一つは、AIを活用した交通量調査の自動化です。交通量は道路の劣化予測や交通計画立案の基礎データとして重要ですが、従来の人手による調査では人件費や調査員の熱中症リスクなどの課題がありました。そこで、街頭の監視カメラを使いAIで人を認識させる自動化技術の開発を企業と共同で進め、すでにサービスの運用が開始されています。

また、データサイエンスを使った防災技術の開発も進めています。道路の造成で人工的に造った地形の周辺は、豪雨などによる災害が起こりやすくなります。そこで、航空レーザー測量などで取得した3次元データで、切土・盛土・擁壁などの構造物を自動的に抽出。年度のデータとの比較によって損壊・劣化状況などを把握し、崩壊などの危険性を自動的に判別する技術です。そのための計測技術も開発しています。

個人情報保護のための手続きを経て,街頭カメラで通行する人を自動的に認識
左) 防災対策には,どこにどれだけ危険な構造物があるかを把握する必要がある.
右) 道路周りの構造物を自動で検出(図中の赤部)し,その危険性を自動で判定する技術を開発.
手のひらサイズの3Dスキャナ(左)
計測した3次元の座標点の集合でできた地図(図中右:点群データ)

スポーツ根性論を不要にする解析アプリなど
簡単に使えてかゆいところに手が届く技術

一方で、AIをスポーツ解析や指導支援に役立てようという研究も行っています。バレーボールの試合中に選手やボールの動きをAIや画像処理技術を使って自動でリアルタイムに分析する技術の開発もその一つです。選手交代や相手の動き応じた戦術分析などに役立つ技術です。

また、スマホのカメラで3次元の骨格の動きをリアルタイムにキャプチャーできる技術を活用した、スポーツ指導支援の研究も実施中。競技に必要な動きを可視化して自動的に分析し、その結果から導き出したアドバイスを自動で表示することを目指しています。

このほか、AIによる動作解析を手話自動翻訳に活用する例も。中原研究室では、自由な発想で幅広いニーズに応える研究が進んでいます。

実際に使われているバレーボールの戦術分析ソフトの機能を自動化し,より使い勝手のよいものに.
Googleが開発したカメラ映像からリアルタイムに人の姿勢の3次元情報をキャプチャーする技術を使い,ボールを蹴る瞬間にアドバイスを自動で表示.

アーティスト目線でライブが観られる!?
日常・非日常のすべてがバーチャルになる

日本全体を3次元データ化してバーチャル日本をつくろうというプロジェクトがすでに進んでいます。どの道路に車が何台走っていて、駅前に人がどのくらいいてショッピングモールの店で何が売れたか、リアルタイムにわかったり、実際の人と遜色ないAIと会話できたりする時代がもうすぐ到来します。
ライブはアーティスト目線や最前列、舞台上で楽しむことも可能になるかも。日常から非日常まですべてがバーチャルになる未来は、今までとは大きく違う世界になりそうです。

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