無色グラフに対する彩色ハッピー頂点問題のNP困難性について述べる．

重複無し最長共通部分列問題に対する指数計算時間の上界について述べる

剰余環Z/p^kZ上Chebyshev多項式に基づく公開鍵暗号が提案され，その暗号の安全性は，Chebyshev多項式の次数決定問題の難しさに依存する．本稿では，Chebyshev多項式の次数決定問題の高速解法を提案し，高速な暗号解読が可能となることを示す．

プラズマプロセスにおいては，電離や再結合等のバランスによるプラズマの維持や活性種の生成などのため，電子とそのエネルギーの輸送，イオンと励起種および反応種の輸送，空間荷電粒子を含む電場，外部から印加された電磁場，およびガス流と伝熱など様々な物理化学現象が起こり，解析難度が高い。本講演では，有限要素法（FEM）ベースの汎用物理シミュレーションツールCOMSOL Multiphysicsに基づくプラズマプロセスのマルチフィジックス解析技術を説明し，低圧プラズマから大気圧プラズマまでの高度な数値シミュレーション事例を述べる。

電気電子機器の設計等において行う静電気放電(ESD : electrostatic discharge)の対策に向け，現在までにESDに関するモデリングやシミュレーション技術が多数提案されているが，放電現象はMaxwell方程式が支配する現象の範疇を超えていることから，数値シミュレーションにより扱うことは挑戦的な課題となっている．本研究では，放電現象より生じる電磁界を時間，空間双方の振る舞いの詳細な予測が可能な時間領域差分法(FDTD法 : Finite Difference Time Domain)を基盤とする放電シミュレーション手法構築に向け，手法構成等を検討する．

50 Ωナノ秒パルス電源（NS-PG）は，オゾン生成などで高い処理効率を可能にする．先行研究では，更なる処理性能の向上を目指し，より高い出力電流を有する低インピーダンスNS-PG (12.5 Ω)を開発した．これは同心円状の自爆型スパークギャップスイッチ(SGS)を搭載し，沿面放電を引き起こす為に誘電体壁を中心電極に隣接している．しかし，期待した出力電流が得られず，またトラッキングによるスイッチング電圧の飽和が生じた．従って本研究では，これらの問題を解決する為にSGS構造の改良を行った．SGSの中心電極径の変更及びトラッキングの原因であった誘電体壁を電極から遠ざけることで，従来のNS-PGの4倍の出力電流が得られ，スイッチング電圧の飽和は解消された．

近年、立上りおよび立下り約2 ns、パルス幅約5 ns、ピーク電圧60 kV超のパルス高電圧によるナノ秒パルス放電に関する応用研究が進められている。ナノ秒パルス放電はほぼストリーマ放電のみで構成されており、熱損失が少ないため、オゾン生成や排ガス処理において高いエネルギー効率を誇る。先行研究より、ナノ秒パルス放電に正極性の直流電圧を重畳することによる注入エネルギーの増加及びマッチングの改善が報告されている。また、処理対象によっては負極性のナノ秒パルス放電がより良い処理結果を示すことも報告されている。そこで本研究では、ナノ秒パルス放電に負極性の直流電圧を重畳しその特性を取得するとともに、オゾン生成・NO処理を行った。

温室効果ガスの主成分である二酸化炭素の排出量は年々増加を続け、深刻な環境問題を引き起こしている。また、不完全燃焼によって発生する一酸化炭素は有毒ガスとして知られているが、その一方で、合成化学原料として有用であると考えられている。本研究では、二酸化炭素をパルス幅5 nsの高電圧で形成されるナノ秒パルス放電により一酸化炭素に変換した。リアクタには同軸円筒電極を使用し、ナノ秒パルス電源からの印加電圧を30、40、50 kVに調整し、パルス繰返し周波数を50~400 ppsに設定した。また、初期二酸化炭素は100 %とし、流量は2、5、10 L/minに制御した。その際、副生成物は検出されなかった。

非熱平衡プラズマの一種であるパルスストリーマ放電プラズマは、様々な化学活性種を生成することが知られており、水処理やオゾン生成など、多くの分野に応用されている。しかし、ストリーマ放電の十分な基礎特性解明は未だ達成されていないため、ストリーマ放電に関する基礎的研究が必要である。本研究では、針対円錐電極におけるストリーマ放電の進展過程をICCDカメラで観察し、ストリーマ放電の特性を調べた。この際、リアクタ内にはヘリウムガスを流入し、レーザートムソン散乱計測法を用いて、進展中のストリーマヘッドの電子温度および電子密度を測定した。

水素化アモルファスカーボン（a-C:H）薄膜堆積で用いられるプラズマ化学気相堆積（CVD）は、大面積堆積化が容易なプロセスとして基礎から応用まで活発に研究されている。本研究ではプラズマCVDを用いた高速製膜法の実現を目的として、製膜速度や膜密度などの放電電極から基板までの距離依存性を評価した。製膜には容量結合型プラズマを用い、アルゴンとメタンをそれぞれ95、3sccm導入した。電極基板間距離15mmにおいて、圧力の増加と共に製膜速度が増加、7 Torrにおいて、製膜速度51.1nm/minであった。圧力の増加とともにプラズマが放電電極近傍に局所化し、高密度ラジカルが生成し狭ギャップ条件かつ高圧条件で製膜速度が増加したと考えられる。

電力系統における電圧安定度は電力系統の安定運用のための重要な指標である。電圧安定度は電力系統における電力潮流の変化により決定する。これまで様々な電圧安定度解析が行われてきた。電圧安定度指標CBIは先行研究において有効電力と無効電力を同時に考慮することで電圧安定度限界面との距離を正確に示している。また、CBIは動作点から電圧安定度限界面までの方向も示す。電力系統における電圧安定度は負荷増加に伴い低下するため補償が必要となる。負荷増加時における最適な補償方向を定めることにより効率的な補償が可能となる。そのため本研究では負荷増加時における電圧安定度補償についてCBIを用いて検討する。

電力系統において観測される弱制動の特質を有する長周期動揺の抑制には，系統安定化装置（PSS : Power System Stabilizer）が有効である。本稿では，動揺周期に着目し，長周期動揺モードと短周期動揺モードに対応する固有値に分類し，それぞれについて二段階の設計を行うことにより，支配的な動揺モードを効率的に安定方向に移動させる。一段階目の設計では長周期動揺の抑制，二段階目の設計では短周期動揺の抑制も考慮した目的関数を定式化し，メタヒューリスティクスを用いて最適解を探索する。また，最適化過程に時間解析を導入し，固有値解析では困難な非線形性を考慮した制御器評価が可能な手法を提案し，例題系統にて数値実験を行った結果を示す。

　自然変動電源の導入が進む一方で、依然としてベースロード電源や調整電源としての火力発電等の大容量集中型電源の役割は重要であり、こうした電源が連系される電源系統における擾乱発生時にも電源脱落を起こさず安定した電力供給が継続できるよう、電力系統の状態を把握し柔軟な対応を可能とする系統運用が必要となる。　本研究では、対象とする電源系統の特性が一機無限大母線系統で表現できることを仮定して、位相・潮流情報を用いて電力相差角曲線を描画し、対象系統の発電機群の運用限度を求める方法を検討している。本稿では、実系統における電源系統を模擬したモデル系統から得られる位相・潮流情報を用いて評価を行った結果を報告する。

近年導入が加速している太陽光発電はインバータ連系型の電源であり，同期発電機と異なり慣性を持たないため，電力系統における需給バランスが崩れた際の周波数変動を抑える働きを持たない。こうした電源の増加に伴い系統全体の慣性が低下してきており，周波数変動の増大が懸念される。本稿では，西日本電力系統で観測される系統間動揺である弱制動の広域動揺モードに着目し，系統を二地域に分けて二機系統モデルで表現することで，位相計測装置で取得できる位相情報および潮流情報を用いてそれぞれの発電機群の慣性を推定している。このとき，選択する位相情報によって推定誤差が拡大することを示し，精度よく推定するための選定方法を提示する。

近年，慣性を有していない自然変動電源の導入拡大に伴い電力系統における動揺の特性が変化してきており，系統運用上その変化を正確に把握することが重要である。本研究では位相計測装置で取得した電圧位相データに対し，FFT解析では動揺モードの推定が難しい東日本電力系統において，クープマンモード分解を適用することで動揺成分を抽出し，その動揺周波数と減衰率の時間変化を評価する。クープマンモード分解は複雑なダイナミクスを表す時系列データを単一の周波数を有する時系列データに分解する手法であり，FFT解析では推定が難しい動揺の減衰性を定量的に推定することが可能である。

発電所や工場において母線切換が行われる際、電源電圧と誘導電動機残留電圧の電位差と位相差により過渡トルクが生じ、誘導電動機に機械的損傷をもたらす危険性がある。この過渡トルクを抑制するためには同相母線切換が有効である。本研究では、切換開始後のわずかな時間において計測した電源電圧と残留電圧データから求めた位相差に最小二乗法を適用し、電圧位相差が0となる同相時間を事前に推定することにより誘導電動機の動作状態に依存せず過渡トルクを抑制する適切な切換タイミングをリアルタイムで予測する方法を提案する。本稿では、小型の誘導電動機を用いた実機実験を行い、位相差推定の有効性を評価した。

航空機用雷撃試験はSAE規格として定義されている。その中で、機体への直撃雷を模擬したインパルス電流波形はComponet A波形として定義されており、試験目的に応じてこのように波形形状は個別に定義されている。研究室にはComponet A波形を20kAピークまで出力できる電源がある。本論文では、この出力電流の下限値や再現性などの基礎出力特性を纏めるとともに、航空機被雷時の電子回路の安全性を検証するPin Injection Testに使用されるWaveform5aという立ち上がり時間40μs、ピーク電流値300Aの波形を実現するための回路構成を検討し、実験によりその波形が出力できることを確認した。

近年、蓄電装置として電気二重層キャパシタ(EDLC: Electric double Layer Capacitor)が注目されている。しかしながら、化学電池に比べてエネルギー密度が低いという欠点を抱えている。本研究の目的はEDLCの電極材料である活性炭に液中プラズマ表面処理を施し、低いエネルギー密度を改善することである。活性炭の材料には焼酎粕を用いた。電源には直流電源を使用し、電解液中でプラズマを発生させた。表面処理の際に、直流電源の印加電圧、処理時間、電解液の種類を変更して最適条件を探った。また、活性炭表面の化学的な特性を調べるためにFT-IRを用いて表面官能基を測定した。

本研究は竹由来セルロースナノファイバーを用いた、電気二重層キャパシタへの応用研究である。近年、放置竹林による被害が報告されており、その解決方法として竹由来の材料を用いた研究開発が進められている。そこで本研究では竹セルロースナノファイバーより活性炭を作製し、電気二重層キャパシタの電極材料として使用した際の特性を評価した。実験方法は、賦活処理時のKOH割合を変化させることによる活性炭電極の比静電容量の変化をCV(Cyclic voltammetry)法により測定した。本実験で作製した活性炭電極の比静電容量は市販活性炭(RP-15 クラレケミカル製)より大きな値を示した。

近年の集積化に伴い、IC内において検査工程の際に使用する電極パッドの占める割合が大きい。また、素子の微細化は限界に達しているため、電極パッドの微細化が求められるが、パッドはプローブに対して十分な大きさとピッチが必要である。よって、本研究ではMEMS技術によるマイクロスプリングプローブの作製によって、プローブの微細化を図る。このプローブは反りがあり、弾性力を持つため、外部素子の損傷を防ぐ利点がある。成膜時のスパッタガス圧を制御し、膜内応力差をつけて、プローブの反りの実現を図る。その際の課題として、スパッタ条件の不確立による再現性の低迷が挙げられるため、作製条件の確立を重点に研究を行う。

酸化チタンは光触媒として，またペロブスカイト太陽電池や色素増感太陽電池の電極材料として用いられる機能性酸化物である．また，近年，材料分野において材料調製や表界面の改質を目的とした大気圧プラズマ技術が注目されている．そこで本研究では，酸化チタン薄膜の液相からの調製において，大気圧プラズマ技術を適用し，薄膜形成における大気圧プラズマ処理の効果について検討する．

近年、センサや通信機器などへのIoTの普及が見込まれる中、強誘電体薄膜を用いた振動力発電機、強誘電体メモリによる独立電源化、低消費電力化が期待されている。そこで、本研究では基板前面に遮蔽板を配置した改良型スパッタリング法により、強誘電体PbTiO3のナノレベルでの結晶成長制御に取り組んだ。 PbTiO3膜育成にはサファイア原子レベル平坦表面を基板として、スパッタ条件として成膜温度、ガス流量比の最適化を行い、XRDにより600℃、Ar：O2 = 10：1で高品質成長が確認された。さらにAFM観察の結果、30 nm程度の均一なPbTiO3ナノ結晶配列を得ることに成功した。

近年、センサや通信機器などへのIoTの普及が見込まれている中、電源確保のために強誘電体薄膜を用いた振動発電機、強誘電体メモリが期待されている。強誘電体膜の応用においてはナノレベルでの結晶育成制御による高品質化や微細素子形成が重要な課題である。本研究では、強誘電体膜の電極や下部層であるPt膜のナノレベルでの成長制御に取り組んだ。 スパッタリング法でエピ膜が得られる最適条件(成膜温度550 ℃)にて、基板としてサファイア原子レベル平坦面を用い、さらに基板表面近傍に2枚のシールド板を段差をつけて配置する工夫をした結果、基板表面の広い範囲(mmサイズ)でPtナノシートを得ることができた。

Pドープp型ZnTeバルク結晶へAlを熱拡散し形成したpn接合を有するZnTe LEDでの室温純緑色発光が実証されるなど，高輝度緑色LEDの材料としてZnTeが注目されている．ZnTe薄膜成長においては，p型伝導性制御は十分達成されてきた一方，n型ドーピングに関してはAlが有効なドーパントであることが報告されているが，十分な再現性や制御性は得られていない．我々は最近，過去に報告例のないAlとPを共添加したZnTe薄膜成長を，有機金属気相成長（MOVPE）法を用い開始した．本講演では，Al原料（トリエチルアルミ）およびP原料（トリスジメチルアミノ燐）の供給量を変化させた条件下で成長したAl，P共添加ZnTe薄膜の結晶性，光学的および電気的特性等を報告する.

　Ⅲ-Ⅴ族窒化物半導体であるInGaNは,LEDや太陽電池などの光デバイスの材料として利用されている.また,応用例として,太陽光を用い,水から水素ガスを発生させるための光触媒の作用も報告されており,将来の低炭素化時代に向けて非常に期待されている材料である.しかし,現在主流の製造方法では,高温成長で設備費用も高いという問題点を抱えている.その問題点を解決する方法として,我々が注目したのがRFスパッタリング法である.本研究では,ターゲットにIn,GaNを用い,全体のターゲットの面積とGaNの面積比を変化させることで,InGaNを作製した.組成評価の結果,今回の研究方法でバンドギャップ制御が可能であることを明らかにした.

希土類（RE）系高温超電導（HTS）線材は機械強度に優れているため、大きな電磁力が加わる強磁界発生用マグネットのインサートコイルとして適用が検討されている。その一環として、東北大を中心に製作された25 T無冷媒超電導マグネットにおけるRE系HTSインサートを2枚のRE系線材の超電導層側同士を対向させて無絶縁で貼り合わせた後に全体を電気絶縁したバンドル導体を用いて、より高い安定性を有するHTSインサートを製作・試験する計画である。今回は、単線を巻いた場合の初期励磁時の交流損失と比較して、2枚バンドル導体で置き換えた場合のHTSインサートで発生する交流損失を理論的に評価した結果について報告する。

従来の銅線を用いた送電ケーブルに比べ、超電導ケーブルは低損失で電力を輸送することができ、その実用化が期待されている。既存の研究開発では、高温超伝導線からなるケーブルに、液体窒素を循環させることで冷却を行う。本研究では、高温超伝導ケーブルのモデル化を行い、ケーブル内を流れる液体窒素の圧力損失・温度上昇を定量的に評価した。また、それらの圧力損失・温度上昇についての制約がある中で、送液距離が最長となるときの入口流量を求める最適化プログラムを構築した。最適化では、NLoptというフリーソフトウェアを用いて、モデルケーブルに有効な最適化アルゴリズムを比較検討した。

本稿は，正弦波二相電流出力が可能な６素子３レグPWM電流形インバータによって補助巻線を有する単相誘導電動機を可変速駆動する場合の制御法について検討したものである。本インバータは，２台の単相ブリッジ回路を並列接続した回路と等価であり，それぞれのブリッジ出力電流は独立してその振幅および位相を制御できる。今回は，PWMによる電流制御法を示し，電動機の加速および減速時の実験結果を報告する。

本稿は、補助巻線を有する単相誘導電動機の始動および可変速駆動方式として、６素子３レグ構成のPWM電流形インバータと電圧形インバータを適用した場合の、特性比較について検討を行ったものである。３レグインバータは、単相インバータを２台並列接続した回路と等価なため、PWMパターンの位相制御による、可変二相電流を出力することが可能である。二相電流は、それぞれ誘導機の主巻線と補助巻線に供給し、誘導機は始動トルクを得ることができる。今回は、インバータの二相出力および単相出力による電動機定常運転時の実測波形を示し、電動機電磁音について比較結果を報告する。

3レベルインバータは，負荷の線間に5値の階段状電圧を出力可能なことから，高調波電流を大幅に低減することができ，スイッチング素子には直流電圧の1/2しか印加されないため，高圧大容量のモータ駆動に適している。誘導機の回転速度推定ではモータパラメータとインバータ出力電圧，電流を用いるため，推定精度改善には出力電圧誤差の低減が重要な課題である。本稿では3レベルインバータを用いて誘導電動機のセンサレスベクトル制御を行う場合に必要となる出力電圧誤差の補償方法を提案する。次に，提案した出力電圧誤差補償についてシミュレーション及び実機検証により，その有効性を示す。

本研究ではモジュラー・マルチレベル・インバータに適したヒステリシス電流制御器の設計手法に着目している。ヒステリシス電流制御器は、指令電流値と実測電流値の誤差を設定したヒステリシスバンド幅と比較しPWM信号を作成するものであり、PWM信号を作成するとともに電流制御器の役割を担っている。この制御器を用いることにより、従来用いられている電流制御系を簡素化することが可能になる。今回は従来方式で課題となっていたPWM信号の周波数が一定にならないという問題を改善することを目的として、ヒステリシスバンド幅を調整して一定周波数のPWM信号を出力する手法について検討した。

近年，WBG半導体を用いた次世代パワーデバイスは高耐圧・低損失であるため応用研究が盛んに行われている。筆者らは先に，電流連続モード動作するブーストコンバータにSiC-MOSFETを適用し，IGBTの場合と比べて高効率で動作可能なことを示した。本稿では，三相PWM電流形インバータにおいて，SiC-MOSFETを適用した場合の動作特性について実験結果を報告する。

送電線への落雷が主な原因で発生する瞬時電圧低下は，重要負荷の誤動作や停止の原因となり，この対策として瞬時電圧低下補償装置が用いられるが，適切に瞬時電圧低下を補償するためには，系統電圧の異常を検出し，補償するか否かを判定する信号が必要となる。本稿では，この異常電圧の検出法として，系統の実際の電圧と制御器内部の基準電圧との偏差を積分することによる検出法①，系統電圧を3つの単相電圧とみなし各相それぞれの電圧に対して疑似dq変換を行う検出法②の2つの検出法の応答性について調査したので報告する。

SiCやGaNなどの新しいデバイスの登場で、三相インバータの効率改善がさらに加速されています。テレダイン・レクロイは、パワーデバイスの駆動に最適な多チャンネル任意波形発生機をテレダイン・テスト・ツール・ブランドで提供していました。この任意波形発生機は、350MHzの広帯域で16ビットの高分解能を持ち、出力電圧のレンジが±24Vという広いため、外部アンプなしにパワーデバイスのゲート駆動として用いることができます。今回従来の2チャンネルモデルに加えて、4チャンネルと8チャンネルの多チャンネルモデルを追加発表いたしました。三相インバータ制御にも対応した本機の紹介をいたします。

高度経済成長期に開発された舗装道路が相次いで舗装の耐用年数を迎えている．これを受けて本研究においてライフサイクルコストの縮減を目的として，道路補修を自動で行う舗装ひび割れの自動修繕システムの開発が行われている．自動修繕システムでは，カメラで撮影したひび画像を元にひび形状を特定し，その形状に沿ってシール材を注入する．ひびを含んだアスファルト路面の画像は，光の当たり具合や影などによる影響を受けるため，画像処理による検出が困難である．本研究では，CNNによる画像セグメンテーションを用いることで，外乱にロバストなひびの形状検出可能性を検討する．

我々は，三次元点群を用いて被災した鉄筋コンクリート造建築物の損傷検出法に関する研究を行っている．大地震が発生した際には膨大な数の被災建築物を調査する必要があるため，被災後にレーザープロファイラによって計測された広域かつ精細な三次元点群から建築物の損傷箇所を自動的に検出する手段が求められる．本研究では，鉄筋コンクリート造建築物の三次元点群を対象として，深層学習による損傷箇所の自動検出を行うシステムの検討と試作を行っている．損傷が多く含まれた教師データを作成するために，静的載荷実験に使用された実大五層鉄筋コンクリート造建築物の三次元点群を利用した．本稿ではシステムの概要と評価結果を示す．

地震で被災したコンクリート造建築物に対する，正確な損傷分析手法が求められている．そこで我々は，建物をレーザープロファイラで計測した三次元点群データを用いた，損傷等の表面性状分析を行う手法を開発している．三次元点群データには5mm程度の計測誤差が含まれているため，そのままでは，建築物の壁面の精密な分析には利用できないという問題がある．そこで本報告では，誤差を軽減するために三次元点群に統計的な処理を行って精度を上げた計測データを取得し，壁面の表面性状の精密な分析を行う手法を示す．また，耐震実験で加力し損傷させたコンクリート壁面の三次元点群データに対して分析を行い提案手法が有効であることを確認した．

地震により被害を受けた鉄筋コンクリート造建築物の壁面や柱などの，正確な損傷の分析手法が求められている．そこで我々は，建物の壁面等をレーザープロファイラで計測した三次元点群データを用いて，コンクリート表面の損傷等の表面性状分析を行う手法を開発し，実験体の計測による評価では本手法が有効であることを確認した．この分析手法の有効性を実際のデータで検証するために，熊本地震で被災・損傷した益城町役場の被災後の状態を計測した三次元点群データを対象にして，提案手法による損傷分析を行った．益城町役場の床面と壁面に対して損傷分析を行い，本手法の有効性が確認できたため，その結果について報告する．

震災等によるコンクリート造建築物の損傷部位の検出手法として，震災前後にレーザープロファイラで計測された三次元点群を比較することで，損傷部位を検出する手法の研究を行っている．異なる時期に計測された三次元点群を比較するために，点群の正確な位置や姿勢の調整や，点群の計測誤差の軽減を行った上で比較を行う手法を提案している．本稿では提案手法の評価のために，日本最古の居住用鉄筋コンクリート造建築物である軍艦島の30号棟の複数時期の三次元点群データを利用して分析を行った．分析結果により，わずか２年程度の時間経過で，壁面や柱の表面の剥落や傾きが増大し，損傷が急速に進行していることを検出できることを確認できた．

LiDARで計測された三次元点群を利用して，地震等で損傷を受けた広範囲の多数のコンクリート造建物の損傷を迅速に検出する手法の研究を行っている。LiDARの機能として，レーザーの光路上の複数の対象の反射光を取得しデータ化することができるマルチリターン機能が様々な用途で活用されている。しかし，我々が研究を進めている高い計測精度が要求される建物の損傷分析などでは，マルチリターン機能による計測データが，計測誤差を増加させる要因になる可能性が明らかになった。本研究では、マルチリターン機能によって得られた計測データを分析することにより，計測誤差の発生状況を明らかにし，精密な計測を行うためのデータ利用指針を示す。

無人航空機(UAV)にレーザープロファイラを搭載して三次元点群計測を行うUAV LiDARは，地上計測型のLiDARでは計測困難な上方からの対象物の計測や，広範囲の計測に効果的に利用できるために活用が急速に進むものと考えられる．しかしながらUAV LiDARは，その他の移動体搭載型のレーザー計測システムと同様に，計測機の位置と姿勢が刻々と変化するために，それらの変化を正確に補正しなければ，計測結果に誤差を生じるという問題がある．本研究では，UAV LiDARの３次元点群計測結果を，地上計測型のLiDARの三次元点群計測結果と比較することにより，計測データの誤差分析を行いその結果を報告する．

ステレオカメラとLiDARはそれぞれ異なる計測の特長を有する．ステレオカメラは環境の形状や色，陰影の計測が可能であるが，長距離の計測には向かない．LiDARは長距離計測が可能であるが，近赤外線の反射強度以外の対象の色情報を取得できない．本論文では，両センサの特長の組み合わせにより遠方の歩行者の検出と距離計測を行う手法を提案する．提案手法では最初に，カメラ画像に対して物体検出アルゴリズムを適用し歩行者を検出する．次に，検出した画像領域に対応するLiDARの計測点群を抽出し距離計測を行う．さらに本提案手法によって，ステレオカメラ単体やLiDAR単体では困難な遠方領域の歩行者の検出・距離計測ができることを複数の実験結果により示す．

　電力機器の絶縁診断や航空機の雷撃試験などで発生する放電やスパークなどの発光現象を、光学測定システムを用いて検出、評価することが行われている。特に、デジタルカメラで観測される発光像の色情報により現象を評価することもある。このとき、波長分布に重なりのある複数の発光現象が同時に発生した場合、発光像の色相と物理的な色情報として分光スペクトルの波長分布との関係を明らかにする必要がある。そこで本論文では、波長分布に重なりのある2つのLEDの発光現象を対象に、デジタルカメラ及び分光器を用いて観測評価し、分光スペクトルの波長分布と画像の色相の関係を実験的に調べた。

現在，内閣府の広域降灰対策検討ワーキンググループにより火山噴火による降灰の影響について検討がなされており，活火山の火山灰計測とその地域の降灰状況をデータベース化し，地域住民に情報発信することは重要である．著者らは，これまで赤外変調光を活用した非接触式火山灰センサを開発し，桜島火山灰の自動計測システムを構築してきた．このシステムにバッテリー消費を抑えた低消費電力の広域無線通信システムのLPWA(Sigfox)を付加して，降灰量を自動計測し，情報をリアルタイムに配信できるシステムを開発したので報告する．

筆者らは、DNAを微粒子に修飾することで生じる微粒子の誘電特性の変化を利用した、DNA検出用マイクロ流体デバイスを開発した。しかし、この手法では、DNAを微粒子と結合させるために、先にポリメラーゼ連鎖反応によりDNAを増幅しなければならない。そこで、ポリメラーゼ連鎖反応をしなくてもDNAを検出できるようにするために、微粒子とDNAをハイブリダイゼーションによって結合する手法を考案した。本研究では、微粒子を一本鎖オリゴDNAプローブで修飾し、そのDNAプローブと検出対象DNAハイブリダイゼーションさせたときの微粒子の誘電泳動特性の変化を調査した。

筆者らは、増幅したDNAの迅速・簡便な検出法としてDNAの結合で微粒子の誘電泳動特性が変化することを利用した微粒子誘電泳動DNA検出法を考案した。本研究では、DNAの増幅と検出をワンチップ化するため、RPA（Recombinase Polymerase Amplification）による等温DNA増幅を検討した。スライドガラス上に作製した0.9cm×0.9cm×0.03cmのチャンバーを用いて、反応温度37℃、20分の反応時間でRPAを行ったところ、2.0ngのターゲットDNAから増幅産物を得た。従来法のPCRではDNA増幅に精密な加温冷却制御が必要だが、RPAでは必要なく、装置が大幅に簡略化できる。

ジメチルジニトロブタン（DMNBと略される）は爆発物マーカー（探知剤）として使用される揮発性物質である。DMNBの検出は、ガスクロマトグラフィー質量分析等を用いて行われており、オンサイト計測には不向きである。本研究では、短時間で高精度にオンサイト計測可能なガスセンサの開発を目指している。まず，分子インプリントゾルゲル法を用い、作製条件を検討し、テンプレート分子、機能性モノマーおよび架橋剤の種類あるいは量をそれぞれ調整し、DMNB認識膜の作製を試みた。DMNBガス分子を認識膜に吸着させ、ガスクロマトグラフィー質量分析を利用し、認識膜に吸着した目標分子の量を測定し，膜の機能の評価を行った。

　ガスセンシング技術により匂い物質の検出は高精度になされている。しかしガスセンサによって得られる情報はどの化学物質がどのくらい存在しているのかという情報であり、化学物質から生物が感じる匂いとして識別することは困難である。　本研究では匂いを特定するのに必要な分子パラメータの推定のため、多種の化学物質に対し、生物が匂い物質を受容した際に現れる糸球体の活性分布である匂いクラスターマップを用いてクラスタリングし、生物の感じる匂いの種類ごとに分類された揮発性分子とその分子パラメータの相関を調査した結果を報告する。

日本では長年、脳卒中の患者数が多く、1980 年までは死因原因のトップだった。現在は第3位に下がり、治療法の進化の影響で死亡者数が減少しているものの、患者数が減ったわけではない。脳卒中の原因は脳梗塞や脳出血に分類することができ、脳出血の患者は減少しているが脳梗塞の患者は増加の傾向にある。今回は脳梗塞の原因である心房細動などの不整脈に着目した。本研究では、Web カメラを用いて顔の輝度変化を捉え脈拍波形を出力し、そこから脈拍数を割り出す。脈拍波形を出力する際に、用いた色や顔のどの部位を使うべきか、正確に脈拍を測定できているか出力結果から比較を行う。

本研究では，拡張現実を利用して音響を生成するシステムを提案する．提案するシステムは，ボックス型のコントローラーとそれを設置するテーブル型のインタフェースを有し，音響や拡張現実の生成にはテーブルとボックスに取り付けた各種センサから得られる情報を利用する．例えば，操作者はボックスを回転させたり，テーブル上に設置したりすることで演奏を実施する．高度な演奏技術を必要とせず，楽器演奏の未経験者でも音楽を楽しく演奏できる．拡張現実により，高揚感やリラックス感が得られるシステムを目指している．本稿では，システムの概要と心拍変動に基づく演奏時の自律神経解析の結果について紹介する．