豊かなコミュニケーションのための音声・画像情報処理技術

マンガや映画の世界と同様に、将来私たちの身近にある機械やロボットには人間と音声でコミュニケーションする機能が必須となるでしょう。今回はこれらの実現に必要な最先端の音声認識・合成技術とそれらを利用した音声対話システムの展示を行います。これ以外にも、音声合成＋Live2Dによる研究室紹介風ノベルゲーム、まるで本物の人に近いフォトリアリスティック発話動画像生成技術、名探偵コナンのようなボイスチェンジャー技術、カラオケでの熱唱度の採点技術など盛りだくさんな内容でお待ちしています！

人と共存する画像処理技術をご紹介します

人間にとって視覚的に得られる情報は非常に重要であり、私たちは様々な視覚情報を当たり前のように処理しています。しかしコンピュータにとってそれは容易なことではありません。人間のように文字や画像を精密に認識・理解できるコンピュータの開発を目指して私たちは研究を進めています。展示では画像中のテキストをコンピュータが認識し、さらに消去するシステムを紹介します。画像中のテキストは個人情報や場所の特定につながる情報を含むことが多く、消去することでプライバシーの保護を実現できます。

デジカメを用いた高精度な3次元形状復元体験，生体認証デモなど

人の動きを高精度かつリアルタイムで認識するロボットを実現するためには、現在のコンピュータの能力をはるかに越える新しい原理のコンピュータ(ハードウェア)を作り上げること、さらに、画像を構成しているピクセルとピクセルの間の見えない情報を読み取る新しい画像処理アルゴリズム(ソフトウェア)を作り上げることが必要です。私たちの研究室では、このような、ハードウェアとソフトウェアの最新の研究成果を紹介します。研究室ホームページにオープンキャンパス用の研究紹介ページがあるので、こちらもご覧下さい。

ロボットの頭脳に相当するスーパーコンピューティング処理に関するポスター展示

知能をシステムに組み込んだ新しい応用の開拓，特に日常生活空間において人間を支援するためのリアルワールド応用のための，ハードウェア・ソフトウェアプラットフォームを構築することにより，知能ロボットシステム，高安全システム，医療支援システムなどに関わる基盤技術を開発しています.

コンピュータ・ソフトウェアについて数学的に考える

携帯電話やゲームから金融、医療、自動車に至るまで、世の中のすべてのコンピュータは「プログラム」に従って動いています。プログラムが間違っていればコンピュータは正しく動きませんし、逆にプログラムさえ書けば良いことも悪いこともできます。この展示では「再帰」により「フラクタル図形」を描いたり、「なりすましメール」を送るプログラムとともに、プログラムの「正しさ」を数学的に「証明」等するための理論や技術の研究を紹介します。

アルゴリズムのすごさを体感しよう

数学の問題の答えは１つですが，解く方法は１つとは限りません．問題の解き方によって，簡単に解けたり，すごく時間がかかったりします．コンピュータが問題を解く方法を決めるのが「アルゴリズム」です．なので，アルゴリズムが変われば問題を解決する時間が変わります．パソコンやスマホがサクサク動くかどうかもアルゴリズム次第．アルゴリズムは，今やあらゆるシステムに導入され，システムの信頼性や高速性を握る重要な鍵となっています．

自然言語処理技術を応用した、言葉が分かるコンピュータの体験型デモ

言葉が分かるコンピュータを応用したシステム・サービスを紹介します。乾研究室では、楽しい会話ができる対話ロボット、英語論文の執筆を支援するシステム、記述式試験の採点をサポートするシステムなどを開発しています。

ゲノム配列をアルコールパッチテストで推定しよう！

30億塩基のDNA配列からなる人のゲノムは，個人の間では300万カ所も異なっており，個人がどのような体質を持つかを決定しています．現在，個人ゲノムの解読コストは簡易解読で1万円，詳細解読でも30万円ほどであり，この個人のゲノム配列を正しく理解し利用していくことが喫緊の課題です．本展示ではアルコールパッチテストと行うことで，ゲノム配列の一部を予測してみます．また，ゲノムをどのように理解して薬の設計や予防医療に繋げるか，その技術開発のポイントを分かりやすく解説します．

量子アニーリングを用いた遊園地巡回問題のデモ

最適化問題は機械学習など実社会の様々な場面に登場する問題であり、効率の良い解法を開発することは非常に重要な問題です。本研究室ではミクロな世界の物理法則を記述する量子力学を用いた最適化手法である、量子アニーリングに関する研究を推進しています。展示では、最適化問題の一例として、遊園地を効率よく最大限楽しむためにどのようにスケジュールを組めばよいのかを、実際に量子アニーリングマシンを用いて最適化問題を解くことにより明らかにします。

無人機が創り出す未来の通信

あらゆる機器がネットワークにつながるIoT時代が到来したことをきっかけに、様々なサービスの可能性を切り拓くことが期待されるドローン。そのドローンには、映像伝送におけるリアルタイム性の向上を可能とするための先端情報技術が求められています。私たちの研究室では、ドローンによる最新リアルタイム映像伝送システムの実現を目指して研究しています。

気まずくならない告白って？

友達同士の二人がいて、付き合うかどうかを決めたい場面を考えよう。秘密計算という暗号技術を使うと各々の答（YES/NO）を秘密にしたまま、交際成立か不成立かだけを計算でき、たとえ不成立でも気まずくならずに済みます。そして実は赤と黒のカードを使っても手軽に計算できます。

本研究室では、数理システムや数理モデルの理論的な解析や評価を行い、それに基づいた情報システム設計を導くことをテーマにしています。 グラフ理論や組合せ理論などに代表される離散数学をメインに、理論計算機科学及び組合せ最適化技術を要素技術として持ち、さまざまな科学分野に応用しています。

高校生の皆様！東北大学工学部の講義はこれだ！

応用数学A工学部の2年生向けの講義です。 毎週月曜日13:00-14:30に開講されていました。 オンライン授業ということで楽しくない？と思いきやついつい見てしまいます。 大学の授業？ということで難しくない？と思いきやわかるものもある？ その数学的魅力に包まれたオイラーの公式というものを紹介しています。 大学の本当の日常を感じるためにも普段の講義の様子をお見せします。

人工知能技術×社会の今を支え、未来をつくる基盤研究

近年は実社会における実用技術として大衆化した人工知能技術。世界を便利に変えていく一方で、深層学習が有益な知識をデータから獲得し活用する一連の計算の意味を人間が解釈・説明することの困難性や、扱うデータの偏りから生じる公平性に関する課題など、日々新たな研究課題も生じています。人工知能技術にまつわる新旧様々な課題に対して理論的かつ経験的に検証と分析を重ね、諸課題の原理や本質を明らかすることが私たちの挑戦です。オープンキャンパスでは私たちの挑戦の最先端、人工知能技術を支える基盤研究を展示します。

現実・仮想空間を融合したタウンマネージメント支援システムのデモ

人、モノ、社会、街と共生するサイバー空間の実現を目指した研究開発の成果として，現実・仮想空間を融合したタウンマネージメントアプリケーションのデモを行います．具体的には，街中に埋め込まれた様々なセンサから得られるデータを蓄積し，プライバシに配慮しながらそれらを分析・解析して，タウンマネージメントに有用な情報を生成・提供するプラットフォーム，およびそのプラットフォームを利用したVRアプリケーションを、HMD(Oculus Rift)で体験できます。

泳ぐ，這う，歩く，走るなど，動物は生き生きとした動きを示します．このような振る舞いの背後には，一体どのようなからくりが存在しているのでしょうか？石黒研究室では，ロボットを創りながら生物が示す優れた能力のからくりを調べたり，生き生きとしたシステムの設計原理を明らかにしようとしています．指令通りに動くだけのこれまでのロボットから，あたかも生きているかのように動き回るロボットへ...わくわくしませんか？

人間の視覚機能の理解

環境に柔軟に適応できる人間の脳機能を知ることは，工学を含め我々を取り巻く環境のデザインや評価にとって最も重要な課題のひとつです．塩入･栗木・曽研究室では，視覚系の働きを探求し，その成果に基づく人間工学，画像工学などへの応用的展開を目指した研究を行っています．人間の視覚特性を知るための心理物理学的実験を中心に脳機能測定やコンピュータビジョン的アプローチを利用しています．

人，情報，空間を繋ぐインタフェースに向けたセンサ，ディスプレイ技術

インタラクティブコンテンツは，利便性や快適性だけではなく，感動や喜びなど，さまざまなポジティブな要因を与えてくれます．そこで私たちは，人，コンピュータ上のコンテンツ，入出力装置やインタラクションに加えて，それらを取り巻く空間までも考慮して，インタラクティブコンテンツの「創る，使う，便利にするための技術」，「人との関係を考える」，「世の中で活用してもらう方法」などの研究を進めています．

「脳型LSI」ってなんだろう?

私たちが普段使っているスマートフォンやパソコンは、LSI（集積回路）によって動作するコンピュータです。現在のコンピュータは非常に便利なものになりましたが、人間のようにモノを見て「理解」や「判断」をすることが難しいです。「脳型LSI」は、人工知能をコンピュータに組み込んだ新しいLSIです。人工知能を組み込むことで、コンピュータ世界（ゲームのような仮想の世界）から実世界で役に立つ LSIとなります。私たちは、LSIの新しい可能性を研究開発しています。

最新のセキュリティコンピューティング技術

「暗号」と聞くとどんなイメージでしょうか．もしかするとスパイや戦争の映画にでてくる非日常の世界を想像されるかもしれません．実は，暗号はもはや皆さんの日常生活に欠かせない技術です．スイカのようなICカードやスマートフォンを安全に使えるのも暗号技術のおかげです．一方で，世界では暗号解読をめぐる攻防が日々繰り広げられています．当研究室では，その攻防の最前線で，暗号を使ってより安全なコンピュータを実現するための研究に取り組んでいます．ここでは，最先端の暗号技術に関する研究の一端をご紹介します．

快適な音環境・高度な音響通信技術の実現

聴覚情報は人間は普段から生活し互いにコミュニケーションを取る上で極めて重要な感覚情報であり，その知覚メカニズムは新しい通信システムの構築においても重要な基盤となります．本研究室では，人間の聴覚情報処理の仕組みを明らかにし，どんな環境でも快適に通信できるシステムを作り上げることを目標としています．この研究を進めることにより，うるさい所でも聴きやすい音声の提示が可能となったり，コンサートホールで演奏された響きのある音楽などを自宅に居ながらにして体験することができるようになります．

脳型コンピュータの開発

人間や動物の脳は、パソコンなどのデジタルコンピュータとは全く違う方法で、様々な情報を効率よく処理していると考えられています。例えば、脳にはプログラムは無く、学習によって知識を蓄えます。また、意識的あるいは無意識的な処理を巧みに使っています。本研究室では、このような脳の仕組みに学んだ新しいコンピュータの開発に取り組んでいます。例えば、近年注目を集めているリザバーコンピューティングに、高次元カオスダイナミクスを導入した、カオスニューラルネットワークリザバーを提案しています。

コンピュータの無限の動作を有限の時間で保証する

ヒトはコンピュータに実行してほしいことを伝えるためには「プログラム」を記述しますが，そのプログラムが意図通りに動作することを確認するのは簡単ではありません． 多くのプログラマはいくつかの入力について試験的に実行することで確認するだけです． しかし，それで本当に正しいと言えるでしょうか？ 実際の入力には無限の可能性があり，いくら実行してもこの方法では確実に正しいとは言い切れません． この展示では入力に無限の可能性がある場合でも，有限時間でプログラムの正しさを確認する方法を紹介します．

ヒトとモノが自在に繋がる未来を目指して

インターネットは、 1960年代にその原型が誕生して以来、アーキテクチャをほとんど変えないまま高速・大規模化しており、桁違いに多くのデバイスが接続する将来のIoT社会では、アーキテクチャ的な限界を迎えることが危惧されています。当研究室では、そのような問題を打ち破る新しい情報ネットワークアーキテクチャの実現を目指し、高性能・高可用情報ネットワーク、仮想化ネットワーク／システム設計・制御技術、IoT/モバイルネットワークデザイン等の研究開発に、理論と実践の両面から取り組んでいます。