2018 Fiscal Year Research-status Report
再生核理論の応用と工学的・医学的問題への展開と実装
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17K05357
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
松浦 勉 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80181692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 三郎 群馬大学, その他部局等, 名誉教授 (10110397)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 再生核理論 / 逆問題 / 画像解析 / 計算アルゴリズム / 医用画像 / ニューラルネットワーク / 機械学習 / ゼロ除算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は我々の再生核理論の研究成果を工学・医学における具体的な問題のレベルで展開して，さらに工学，医学，産業界等に寄与すべく実装の段階まで進めることである．
この課題の医学関連の問題として，糸球体細胞の変性をパターン認識・パターン学習によって捉える研究，蝸牛有毛細胞の組織化過程の定量化に関する研究（以上は群馬大学医学部との共同研究），CT画像からの肺気管支分岐角度の自動推定手法の開発，高次脳活動中の脳血流変化を捉えるためのデータ解析方法の研究（これらは東京都立大との共同研究）を継続している．これらの共同研究に関連して，今年度は1本の論文出版，2件の国際会議での発表をおこなった．一方，工学的課題としては，ソーラーパネル性能の電極銀粉形状依存性の問題（画像処理と統計解析，DOWAエレクトロニクスと共同），エンジン内流れ場変動の解析（深層学習を用いた画像解析など，IHIと共同）など企業との共同研究も継続しており，本年度より採取可能シイタケの判別方法の研究（深層学習を用いたパタン判別，森産業と共同）を開始した．
これらの医学・工学研究課題に関しては，一部は研究室学生と共に取り組み，本報告書の「10.研究発表」に記したように，具体的な成果を内外に発表している．また，開発した解析プログラムを医学部や企業の現場で試用していただき，使い勝手などをフィードバックしていただいて改良を重ねている．
数学的な研究としては，再生核の拡張理論とそれから派生した「ゼロ除算」の研究を継続しており，幾何学との関連，関数論におけるゼロ除算の役割，特異積分との関係などを明らかにしつつある．内外の学会においてもそれらの成果を発表しており（論文5本，国内学会7件，国際学会2件，書籍1冊中の2章分），数学における基本的な問題として学会においても重要性が認知されつつある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の初年度の計画として（申請書に記載したものとして），「工学，医学分野における逆問題群の整理，困難の要因の解明」と「解構成アルゴリズムの開発」を予定していた．また2年目（平成30年度）の計画として，申請書に「既に医学部や企業に提供している解析プログラムに関して，その使用状況や要望をお聞きして，更に現場で（高速化も含め）使い勝手の良いものに改良していく考えである．」と記した．これらに関連して「10.研究発表」に列挙したように順調に進んでおり，画像解析プログラムについても医学部や企業現場からの要求に応じて改良を重ねている．また，採取可能シイタケ判別に関しては企業と共同して深層学習プログラムと採取装置に関して特許化も検討中である．成果としては論文出版は7編，学会発表は11件，書籍化2件などとなっている．
再生核研究とこれから発展した「ゼロ除算」についても，初等幾何学やリーマン球面との関係の解明，ローラン展開との関係など数学の基礎分野との関連も明らかにしつつあり，論文出版や学会発表を重ねている．
以上のことから，我々の研究は平成30年度の達成目標に対して概ね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目（最終年度）である平成31年度は，既に医学部や企業に提供している解析プログラムに関して，その使用状況や要望をお聞きして，更に現場で（高速化も含め）使い勝手の良いものに改良していく考えである．さらに，現場の標準的な計算環境で平易に使用できるような形でGUIとしてユニット化して提供したいと考えている．また，現在特許化を検討中である採取可能シイタケ判別プログラムと採取装置の開発に関する特許の申請を進める予定である．
再生核理論とこれに関連する「ゼロ除算」の研究に関しては，数学の基本的分野との深い関係も明らかになりつつあり，学会においてもこの算法の合理性や有用性が認知され始めている．3年目も多くの学会に参加して，論文として出版して，より一層の普及・啓蒙をすすめるつもりである．
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| Causes of Carryover |
（理由）新たな企業との共同研究が始まったため，予定していたソフトウェアのライセンス更新料，画像処理関連ソフトの購入費を企業との共同研究費（これは単年度会計）から出すことができたため．
（使用計画）主に画像処理関連ソフトの更新料，Matlabのライセンス更新料にあてる予定である．
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