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多重極ソースモデルを用いた磁場源推定逆問題の直接解法と応用

研究課題

研究課題/領域番号 24560072
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関東京大学

研究代表者

奈良 高明  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80353423)

連携研究者 安藤 繁  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (70134468)
武田 常広  (株)新領域技術研究所, 代表取締役・社長 (90292771)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード逆問題 / 磁場源推定 / 脳磁場 / RFIDタグ / 直接解法 / 荷重積分法 / MEG / RFID / 荷重積分 / 漏洩磁束探傷 / 多重極 / RFID / 磁気双極子 / ソース推定
研究成果の概要

磁場を観測し, それを生み出すソースを推定する逆問題は, 広範な応用を有する工学の基礎的課題である.本研究では,ソースを双極子,四重極子からなる多重極子でモデル化した上で,その位置とモーメントを観測データから直接再構成する手法を導出した.これを脳磁場逆問題に適用し,近接した逆向き電流源を従来法より高精度に推定できることを示した.また二次元平面上でRFIDタグの位置を高精度に推定でき,ロケーションアウェアなユーザインタフェースに応用可能であることを示した.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] 2-D Localization of Radio Frequency Identification tags from measurements of the weighted integrals of the magnetic flux density2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Chiba and Takaaki Nara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 50 号: 9 ページ: 6200808-6200808

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2320693

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Algebraic Reconstruction Combined with the Signal Space Separation Method for the Inverse Magnetoencephalography Problem with Dipole-Quadrupole Source2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara, Kazuo Koiwa, Shohei Takagi, Daisuke Oyama, and Gen Uehara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4869066

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-destructive inspection of ferromagnetic pipes based on the discrete Fourier coefficients of magnetic flux leakage2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara, Motoyuki Fujieda, and Yuji Gotoh
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4863805

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Moore-Penrose Generalized Inverse of the Gradient Tensor in Euler's Equation for Locating a Magnetic Dipole2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara and Wataru Ito
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4861675

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Algebraic reconstruction of current dipoles and quadrupoles in three-dimensional space2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara
    • 雑誌名

      Mathematical Problems in Engineering

      巻: Volume 2013 ページ: 413980-413980

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 正方形境界上の荷重積分センサを用いたRFIDタグの定位2012

    • 著者名/発表者名
      千葉 昭宏, 奈良 高明
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 48

    • NAID

      10031140804

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 円周磁気センサアレイを用いた磁気双極子の直接定位2014

    • 著者名/発表者名
      樋口 祐介,奈良 高明,安藤 繁
    • 学会等名
      第31回センシングフォーラム
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性体存在下での磁場零点に着目したビーコン探索2014

    • 著者名/発表者名
      竹田 裕史,奈良 高明,安藤 繁
    • 学会等名
      第31回センシングフォーラム
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直線状磁気センサアレイを用いたスマートフォンの直接定位2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤 雅博,樋口 祐介,奈良 高明,安藤 繁
    • 学会等名
      第31回センシングフォーラム
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A planar sensor for localization of a three-axis magnetic dipole2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara and Yuichiro Yaguchi
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2014
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo, Hokkaido)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Direct localization of a magnetic dipole based on a gradient-form partial differential equation2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Higuchi, T.Nara, and S.Ando
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2014
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo, Hokkaido)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 荷重積分による磁場多重極フィルタ2014

    • 著者名/発表者名
      奈良 高明, 衣笠 陽公,安藤 繁
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学 (東京都港区)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁場源位置拘束偏微分方程式の新たな導出と定位への利用2014

    • 著者名/発表者名
      樋口 祐介,奈良 高明,安藤 繁
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学 (東京都港区)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Unique Solvability of Euler's Equation for Localization of a Magnetic Dipole2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara and Wataru Ito
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2013
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A Sparse Reconstruction with Regularization Minimizing Entropy for Magnetoencepharography2013

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Okawa and Takaaki Nara
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2013
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Algebraic reconstruction of the general order poles of a meromorphic function and its application to biomagnetic inverse source problems2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara
    • 学会等名
      Applied Inverse Problem Conference
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 部屋型境界荷重積分センサを用いた磁気双極子定位2013

    • 著者名/発表者名
      江上 恭行,奈良 高明
    • 学会等名
      第30回センシングフォーラム
    • 発表場所
      信州大学,長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄板型荷重積分センサを用いた3軸RFIDタグの3次元定位2013

    • 著者名/発表者名
      矢口 裕一朗,奈良 高明
    • 学会等名
      第30回センシングフォーラム
    • 発表場所
      信州大学,長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 荷重積分法による複数磁気双極子の直接位置推定2013

    • 著者名/発表者名
      樋口 祐介,奈良 高明,安藤 繁
    • 学会等名
      第30回センシングフォーラム
    • 発表場所
      信州大学,長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 双極子・四重極子モデルを用いた脳磁場逆問題の直接解法2013

    • 著者名/発表者名
      小岩 和郎,奈良 高明
    • 学会等名
      第30回センシングフォーラム
    • 発表場所
      信州大学,長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] An explicit method for the magnetoencephalography inverse problem based on data continuation2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nara, Haruhiko Sato, Kaoru Amano, and Tsunehiro Takeda
    • 学会等名
      Proceedings of SICE Annual Conference 2012
    • 発表場所
      秋田大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 多重極磁化モデルに基づく脳磁場逆問題の直接解法2012

    • 著者名/発表者名
      奈良 高明
    • 学会等名
      計測自動制御学会第29回センシングフォーラム
    • 発表場所
      茨城大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイバージェンス型拘束式に基づくRFIDタグの二次元定位2012

    • 著者名/発表者名
      千葉 昭宏,奈良 高明
    • 学会等名
      計測自動制御学会第29回センシングフォーラム
    • 発表場所
      茨城大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 境界荷重積分センサを用いた立方体空間内における磁気双極子定位2012

    • 著者名/発表者名
      江上 恭行,矢口 裕一朗,奈良 高明
    • 学会等名
      計測自動制御学会第29回センシングフォーラム
    • 発表場所
      茨城大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Algebraic reconstruction of the multipoles of a meromorphic function and its application to the magnetoencephalography inverse problem2012

    • 著者名/発表者名
      奈良高明
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会,偏微分方程式の逆問題解析とその周辺に関する研究
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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