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適応的広域リアルタイム機械学習処理基盤の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04089
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

竹房 あつ子  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (70345411)

研究分担者 小口 正人  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (60328036)
中田 秀基  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80357631)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードクラウドコンピューティング / エッジコンピューティング / リアルタイム処理 / 機械学習処理基盤 / IoT
研究開始時の研究の概要

本研究では、応答時間、認識精度、電力効率、コスト、信頼性を考慮した高効率なリアルタイム機械学習処理基盤の構築手法を開発する。
エッジから広域無線ネットワーク、広域ネットワーク、クラウドを跨って横断的に形成する基盤の高効率化を目指し、実環境で利用コストを大幅に削減できることを実証する。
本研究により、CPS基盤全般における設計指針を得て、次世代サービスアプリケーションの創出とその高度な最適化を可能にする。

研究成果の概要

多様なセンサデータをリアルタイムに学習,推論し,各種サービスや制御システムで活用させるサイバーフィジカルシステム(CPS)の重要性が増している.特に,動画像からは多くの情報が得られるため,その解析需要が高まっているが,計算量とデータ量が膨大でエッジとクラウドの計算資源を組み合わた処理が必要となる.
本研究では、動画像解析を伴うCPSのための高効率な適応的広域リアルタイム機械学習処理基盤の構築を目的とし,エッジ・クラウド動画像分散機械学習基盤の構築,ターゲットアプリケーションとなる室内動画像解析手法の開発,ROS準拠ロボットを用いたセンサ・エッジ・クラウド環境の構築を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

センサ,エッジ,クラウドに分散した機械学習および推論処理を可能にする計算基盤は,Society 5.0で必要とされるサイバーフィジカルシステム(CPS)の構築技術として必須のものである.本研究で構築したエッジ・クラウド動画像分散機械学習基盤により得られた知見は,効率のよいCPSの構築に貢献することが期待できる.また,合成データを用いた動画像解析技術は,動画像を扱う多くのアプリケーションや動画像を対象とした生成AIへ適用可能である.

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (35件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development and Evaluation of IoT System Consisting of ROS-based Robot, Edge and Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Reina、Takefusa Atsuko、Nakada Hidemoto、Oguchi Masato
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 2023 IEEE 47th Annual Computers, Software, and Applications Conference (COMPSAC), Workshop

      巻: - ページ: 1737-1744

    • DOI

      10.1109/compsac57700.2023.00268

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of Domain Adaptation Schemes in Video Action Recognition using Synthetic Data2022

    • 著者名/発表者名
      Isoi Hana、Takefusa Atsuko、Nakada Hidemoto、Oguchi Masato
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 2022 4th International Conference on Image, Video and Signal Processing (IVSP '22)

      巻: - ページ: 70-79

    • DOI

      10.1145/3531232.3531242

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Action Recognition Using Pose Data in a Distributed Environment over the Edge and Cloud2021

    • 著者名/発表者名
      TAKASAKI Chikako、TAKEFUSA Atsuko、NAKADA Hidemoto、OGUCHI Masato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E104.D 号: 5 ページ: 539-550

    • DOI

      10.1587/transinf.2020DAP0009

    • NAID

      130008032893

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2021-05-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study of Action Recognition Using Pose Data Toward Distributed Processing Over Edge and Cloud2019

    • 著者名/発表者名
      Takasaki Chikako, Takefusa Atsuko, Nakada Hidemoto, Oguchi Masato
    • 雑誌名

      2019 IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom)

      巻: - ページ: 111-118

    • DOI

      10.1109/cloudcom.2019.00027

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] モバイル環境におけるIoTシステムのための圧縮処理を用いた通信性能評価2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤千紗,竹房あつ子,中田秀基,小口正人
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会, 7Y-04
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Zenoh/DDS bridgeを用いたROS 2の通信性能評価2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会, 1X-08
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS 2準拠ロボット及びクラウドを用いたIoTアプリケーションのためのZenohの通信性能評価2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      第16回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2024), T2-A-5-04
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] モバイル環境における圧縮処理を用いたIoTシステムの通信性能向上のための検討2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤千紗,竹房あつ子,中田秀基,小口正人
    • 学会等名
      第16回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2024), T2-A-5-03
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 5G SA 環境における IoT システムのモバイル通信性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 千紗,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      xSIG 2023 (cross-disciplinary workshop on computing Systems, Infrastructures, and programminG)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS準拠ロボット及びエッジを活用したストリーム処理を行うIoTシステムの構築と評価2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア、分散、協調とモバイルシンポジウム (DICOMO2023), 8E-4
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 5G環境での IoT システムのためのモバイル通信性能の評価2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤千紗,竹房あつ子,中田秀基,小口正人
    • 学会等名
      マルチメディア、分散、協調とモバイルシンポジウム (DICOMO2023), 3B-2
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 5G SA環境におけるIoTシステムの通信性能調査2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤千紗,竹房あつ子,中田秀基,小口正人
    • 学会等名
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023), 2a-8-4
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS準拠ロボット及びエッジを用いた環境情報収集・ストリーム処理を行うIoTシステムの構築と評価2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023), 5c-9-1
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 5G SA環境でのIoTシステムのための通信性能の調査2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤千紗,竹房あつ子,中田秀基,小口正人
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会, 1ZA-08
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS準拠ロボット及びエッジを用いた環境情報収集・ストリーム処理を行うIoTシステムの構築2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会, 1Y-04
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS準拠ロボット及びエッジサーバを活用した環境情報収集・処理を行うIoTシステムの検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2022)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ROS準拠ロボットからの環境情報収集を可能にするIoTシステムの検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 怜名,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第84回全国大会 2ZB-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 合成データを用いた教師なしドメイン適応による室内動作認識手法の比較2022

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第84回全国大会 6U-02
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 合成データを用いた教師なしドメイン適応による室内動作認識手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] オンライン動画動作識別のための分散ストリーム処理基盤の検討2021

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      The 5th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 合成動画像データを用いた学習でのドメイン適応による動作認識精度の比較2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      MIRU 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 動作認識のための合成データ活用に向けたドメイン適応手法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 動作認識のための合成データ活用に向けたドメイン適応手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那,竹房 あつ子,中田 秀基,小口 正人
    • 学会等名
      パターン認識・メディア理解研究会(PRMU)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイム動画動作識別の実現に向けた分散ストリーム処理基盤の検討2021

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 室内動作認識のためのドメイン適応による合成データ活用の検討2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ドメイン適応を用いた動作認識のための合成動画像の活用の検討2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分散ストリーム処理フレームワークを用いた動作識別処理性能の調査2021

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エッジ,クラウド間分散処理に向けたNNを用いた動作識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 室内における動作識別のための合成動画像データセット構築の検討2020

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分散ストリーム処理フレームワークを用いた動作識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エッジ・クラウドを活用したIoTアプリケーション構築技術2020

    • 著者名/発表者名
      竹房 あつ子
    • 学会等名
      ネットワーク仮想化研究会招待講演
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エッジ、クラウド間分散処理に向けた動作識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第12回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 室内における日常動作解析のための合成動画像データセット構築に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第12回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習向け生活空間動画像データセット構築の検討2020

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポーズデータとNNを用いた動作識別手法の調査2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢推定を用いた機械学習による動作識別に関する調査2019

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢推定と RNN を用いた動画動作識別手法の調査2019

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル DICOMO2019シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SINET広域データ収集基盤を用いたリアルタイムビデオ処理機構の検討2019

    • 著者名/発表者名
      竹房 あつ子, 孫 静涛, 長久 勝, 吉田 浩, 政谷 好伸, 合田 憲人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル DICOMO2019シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] エッジ、クラウド間の分散処理に向けたポーズデータを用いた動作識別手法の調査2019

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第230回 システム・アーキテクチャ研究発表会(デザインガイア2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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