2019 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 – 2021-03-31
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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これまでの（数学としての）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．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，昨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，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た．本報告書の１０．研究発表にあるように，多数の成果を内外の学会，雑誌に発表しており，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
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は３年間で完了する予定であったが，３年目は学務による多忙と義母（認知症）の介護のため，本来の研究業務の時間を十分に取ることが不可能であった．
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．さらに3年目（平成31年度）の計画としては「開発した逆問題解析のためのアルゴリズムを，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ユニット化して提供する．」と記した．3年目の計画に関して，上記の理由により計画通りの実用的なソフトウェアの開発までには至らなかった．しかし，数学的な研究に関しては「10．研究成果」にあるように多数の成果が上がっている．
以上の事から，我々の研究の3年目は「(3) やや遅れている」と結論した．
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| Strategy for Future Research Activity |
1年延長した今年度（4年目）は3年目の推進方策で記した「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．」の遂行が不十分であったため，これらの遂行・完成を目指す予定である．
数学的な研究は順調に成果を挙げているが，これらについてもさらに進展を図り学会における認知度も上げたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
学務による多忙と義母（認知症）の介護のため，本来の研究業務の時間を十分に取ることができませんでした．また，予定していたＰＣとソフトウェアの更新に関しては，企業との共同研究費から（科研費課題，企業共同研究課題の両者に使用できるので）支出することができたため，その分の科研費からの支出を抑えることができました．
今年度は主に画像処理関連ソフト，統計処理ソフトの更新料，Matlab，Mathematicaのライセンス料にあてる予定です．
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