“预测奥运会的胜负”——专访小中英嗣准教授

小中英嗣准教授在本科阶段负责“应用分析”“系统控制Ⅰ”“机器人系统”等课程,在研究生阶段则负责“智能控制系统特论”和“科学技术英语”,我们请他谈了谈自己的研究以及对学生们的印象。

2022年12月,我久违地进行了海外出差,陪同研究生赴新加坡参加国际会议。

 

可以请您先介绍一下自己吗?

从出生以来,无论是求学还是工作,我一直都在名古屋度过。在电气工程系的大学与研究生院学习之后,与名城大学结缘,成为了一名大学教师。中途也曾有过外出的机会,但名古屋的引力更加强大。我觉得自己与这片土地很有缘分。

由于工作的关系,经常有出差,因此喜欢上了旅行。从常见的观光地到(即使没有比赛时也会去的)体育场巡游,我都很享受。另外,学生时代我曾喜欢过答题游戏,看到最近的答题热潮,感到十分惊讶。

 

2019年夏天,为了发表体育数据研究,我前往了雅典。作为第一届近代奥运会会场的帕纳辛奈科体育场就位于市中心。

 

请介绍一下您的专业领域及其有趣之处。

目前我的专业大体分为两个方向。其一是自学生时代起便持续研究的“系统控制工学”。这是利用数学来理解现象的规律,并设计出实现目标的机制的学科。另一方向则是由兴趣——观看体育比赛——延伸而来的“体育数据分析”。

在这一领域中,我通过体育测量数据,对球队和选手的实力进行评估,并制作排名。两者的共同点在于,运用数学与计算机能够让我们更清晰地理解现实,这正是它们的趣味所在。

通过对公开的约2000场比赛、4万次射门位置的数据进行分析,可以计算出不同位置的得分难度(期望进球值)。

 

可以请您讲讲最近的研究题目吗?

我正在利用公开数据制作各种体育项目的排名。通过胜负和得失分建立实力排名,还可以将其应用到胜负预测中。近几年,我都会对奥运会和多项竞技运动公开我的预测结果。

此外,我也在根据比赛中的详细记录,尝试对团队运动中每位选手的贡献进行量化分析(以具体数值表示)。

在东京奥运会(2021年)上,我曾根据过去数年国际比赛的得失分,预测了10个球类项目的奖牌归属。其中,日本女子篮球队获得银牌的结果,是一次非常令人满意的预测。

 

在大学里学到的专业知识和技能,毕业之后可以发挥怎样的作用呢?

通过学习数学的规律与原理,人们能够更丰富地理解现实。当不再拘泥于表面的差异,而是能够关注背后规律的相似性时,世界在你眼中会变得更加清晰、细致。

同时,能够分辨出那些遵循优美规律的现象(如物理)与那些并非如此的现象(如社会系统),并理解应对它们的不同方法,我认为这将成为今后人生中的重要指引。

 

请您谈谈对名城大学信息工程专业学生们的印象。

由于入学需要经过一定程度的考试准备,所以我觉得这里的学生普遍在学习量上都达到了相应的水准。

不过,在大学阶段,学习的重点转向了如何“运用”高中以前所学的知识,而这种意识上的转变在学生之间存在较大差异。我希望大家能够好好利用大学生活,让自己朝着更好的方向成长。

 

随着海外出行逐渐恢复,我也重新开始前往国际会议发表研究。2023年初夏造访了布达佩斯,真是一座美丽的城市!

“将传感器信息应用于护理与福祉”——专访向井利春教授

我们采访了向井利春教授,请他谈谈自己的研究以及对学生们的印象。他在本科阶段主要负责“基础研讨I、II”“电磁学”“物理计算”“传感器工学”等课程,在研究生阶段则讲授“智能信号处理特论”。

与向井研究室的成员合影。最左为向井利春教授。

 

可以请您先介绍一下自己吗?

理化学研究所时期的机器人研究
理化学研究所时期的机器人研究

我来自群马县。上大学时搬到了东京,在本科、硕士、博士阶段都在“计数工学”这个领域进行学习。这个名字听起来可能有些陌生,它是以物理和数学为基础,融合了信息、电子、系统等要素的一门工学。

毕业后,我进入理化学研究所(RIKEN,国立自然科学研究机构)工作。这个研究所是以项目制为主,每隔数年就会更换一次研究项目。期间我还曾有一年在法国留学。之后又继续在理化学研究所任职,直到2015年转到名城大学。

 

您的假期通常是怎么度过的呢?

我喜欢在家里的阳台上进行天体观测。比如控制望远镜的运作,或者把CCD相机拍摄的几十张天体图像进行位置对齐后合成,再用小波(Wavelet)变换去除噪声。做这些事情时,信息工程学的知识都发挥了很大作用。最近我也开始挑战竞技编程,算是兴趣与发展实践能力兼顾的一种尝试。

自家阳台上的望远镜设备,以及拍摄的天体照片
自家阳台上的望远镜设备,以及拍摄的天体照片

 

请介绍一下您的专业领域及其有趣之处。

广义上来说,我的研究领域是传感器信息处理。传感器的作用,是把这个世界的状况转化为计算机可以处理的信息。有了传感器,就能够根据实际情况进行相应的处理,所以常有人说:“制传感者得系统。”

我主要研究的是如何将传感器信息应用到护理和福祉之中。具体来说,就是探讨在辅助设备和福祉机器人中如何更好地发挥传感器的作用。

机器人辅助起立(左)、学生制作的光电脉搏计(中)、脑电波实验(右)
机器人辅助起立(左)、学生制作的光电脉搏计(中)、脑电波实验(右)

 

可以请您讲讲最近的研究题目吗?

我现在主要从事的研究领域,是将片状触觉传感器铺设在床上,用来获取躺卧者的生理信息。通过触觉传感器,可以获得随时间变化的压力分布数据。

这些传感器输出中包含了身体活动的各种影响,但通过信号处理、模式处理等方法,可以提取出呼吸频率、心率及其时间变化、睡姿、翻身等信息。进一步地,从呼吸和心率的时间变化中,还能够推测出受试者的压力状态。

能够获得生理信息的片状触觉传感器
能够获得生理信息的片状触觉传感器
片状触觉传感器的输出示例
片状触觉传感器的输出示例

 

在大学里学到的专业知识和技能,毕业之后可以发挥怎样的作用呢?

我认为,大学里最应该培养的,是一种“智力上的基础体力”——用于解决问题、进行逻辑思考、作出明智判断,以及学习新知识的能力。

课堂学习和毕业研究,其实都是帮助学生锻炼这些能力的练习题。大学里掌握的知识和技术当然也可能发挥作用,但真正毕业后能直接派上用场的,往往是所从事领域特有的知识。而这些知识也需要随着时间不断地更新。大学阶段最重要的意义,或许就是为毕业后的持续学习打下坚实的基础。

 

请您谈谈对名城大学信息工程专业学生们的印象。

这里有有各种各样的学生们,整体上的印象是,大多数人都能踏实认真地对待课题,相当稳健。

2023年度研究室成员合影
2023年度研究室成员合影

“对物的魅力与美感进行定量分析”——专访川澄未来子教授

川澄未来子教授在本科阶段主要负责“感性信息处理”和“全球研讨会”两门课程,在研究生阶段则开设“视觉与色彩信息处理论”课程。我们就其研究内容及对学生们的印象,采访了川澄教授。

与2020年度研究室成员合影。右为川澄未来子教授。

 

可以请您先介绍一下自己吗?

我本科读的是数学系,研究生阶段选择了物理信息系统专业。毕业以后,在丰田中央研究所工作了十二年,主要研究神经网络和色彩信息处理,后来才走上大学教师的道路。

因为学术和生活上的缘由,我经常往返于泰国和新加坡,也因此负责了信息工程学部的海外研修项目策划与带队。名古屋是我从小到大的故乡,我在这里度过了中学和高中时代。学生时期我参加过大学的曲棍球社团,工作以后也加入过滑雪社。最近几年则特别喜欢高尔夫和骑行,一直保持着爱运动的生活方式。

有时我会骑着爱车BROMPTON去研究室上班。

请介绍一下您的专业领域及其有趣之处。

我的研究领域是“感性工学”,也就是把人的感官和感性融入到产品设计之中。研究对象非常广泛,包括汽车、家电、照明、通信设备、网站、化妆品、农作物、城市景观,甚至智慧城市。很多研究项目都会和企业、地方政府等校外机构合作开展。

当研究室所掌握的感性量化、分析和设计技术(技术的“种子”),能够和社会上的实际课题(现实的“需求”)结合起来,并且一起把目标实现的时候,就能切实体会到这个领域所带来的成就感和价值。

 

 

可以请您讲讲最近的研究题目吗?

目前,我正在和不同的企业开展合作研究。比如,与汽车零部件制造商一起,利用VR眼镜探讨车内照明空间对情绪变化的影响,还与材料制造商合作,尝试在多层复合钢所形成的大马士革花纹的厨刀上赋予全新的感性价值。

利用VR眼镜对车内照明空间进行感性评价的研究(企业合作项目)

 

为厨刀外观赋予前所未有价值的研究(企业合作项目)

 

我和爱知县农业综合试验场的合作也在进行中,我们将开发一套系统:在测量具有独特色泽的名古屋土鸡蛋壳颜色时,能够将其“魅力分数”以可视化的方式呈现出来。同时,我也在推进另一项研究,尝试对感性领域中最难把握的“美”进行定量化和建模。

名古屋土鸡蛋壳测色系统原型(爱知县合作项目)

在大学里学到的专业知识和技能,毕业之后可以发挥怎样的作用呢?

从大四开始的研究活动中,学生会亲身经历一名工程师在社会生活中必不可少的一整套流程:阅读既往研究、提出假设、设计实验、选择方法、对结果进行科学的分析与思考、撰写报告,以及管理时间和预算等。

在信息共享和不断讨论中,去开拓一条没有现成答案的道路,这绝非易事。但与此同时,与校外研究人员建立联系、在团队中明确分工并共同完成目标的经历,将成为无论在哪个社会领域都能立刻发挥作用的能力。

关于自动驾驶车辆与行人交流的视觉显示研究(企业合作项目)
关于自动驾驶车辆与行人交流的视觉显示研究(企业合作项目)

请您谈谈对名城大学信息工程专业学生们的印象。

整体来说,我觉得学生们多数比较内敛安静,不会多说无关的话,也倾向于避免冲突。作为传统意义上的日本企业工程师,这样的特质往往是受到欢迎的,也会因此更受重视。

不过,考虑到未来更大的不确定性,以及与国际社会合作交流的必要性,我认为更需要的是能够拥有自己想法和意志,无所畏惧地站出来,敢于表达自己的人才。希望大家能在学生时代尽情锻炼,逐渐养成这样的姿态。

海外研修中访问AI开发初创企业(新加坡,2019年8月)

 

信息工程是一种工具,只有与社会课题相结合时,才能真正发挥作用。因此,在“全球研讨会”中,我们策划和带领学生开展海外研修,让他们接触到在日本生活中难以察觉的、令人感到冲击的价值观与思维方式,了解多样化的社会课题,并借此反思自己在世界中的位置。海外研修自2015年以来一直持续开展,已经培养出许多活跃于世界舞台的工程师。

2023年度研究室成员合影。手势象征川澄研究室与感性研究的首字母“K”。

 

“关于在名城大学研究生院开设信息工程学研究科(设立构想中)”采访柳田教授、吉川教授、铃木教授、寺本教授。

名城大学信息工程学部,前身为理工学部下属的“信息工程”学科,已于2022年独立成立为“信息工程学部”。自2026年起,研究生院也将从理工学研究科独立出来,预计将设立全新的信息工程学研究科。基于此,我们采访了柳田康幸教授、吉川雅弥教授、铃木秀和教授以及寺本笃司教授,探讨研究生院的未来愿景。
※关于信息工程学研究科的内容仍属预想,可能与实际情况有所出入。

左起依次为柳田教授、吉川教授、寺本教授、铃木教授

 

信息工程学部以两类课程和四个项目的组合为特色,学生可以根据自己的兴趣灵活构建学习内容。研究生院的课程设置将会是怎样的呢?

柳田康幸教授
柳田康幸教授

柳田)对于研究生院的课程设置,我们计划设置四个专业领域,每个领域配备多门高级课程。此外,还会开设全新的共通课程“高级数据科学和人工智能(AI)”,让所有学生都将能学习研究生院水平的数据科学与人工智能(AI)知识,形成这样一个课程组合。

 

学部的课程设置和大学院的课程设置有什么关联呢?

柳田)多数研究生院课程是在学部专业课程的基础上进一步提升和深化,具体的授课内容和形式会因课程而异。很多课程不仅仅是单纯的讲授,还包括研读和介绍专业论文,或是通过实际操作的方式进行学习。

 

与学部阶段相比,研究生院能够磨练哪些技能?

吉川雅弥教授
吉川雅弥教授

吉川)在学部阶段,学生在毕业研究这一总结性阶段通常会围绕指定课题思考解决方案。而在研究生院中,首先需要进行调研(如文献研究等),在准确掌握研究领域现状的基础上,学生需自主提炼出尚待解决的问题,并运用自身积累的知识和技术,设计并评估解决方案。研究成果还需对外发表,而在海外的发表场合多以英语为主,因此不仅需要具备撰写英文论文的能力,还必须拥有能够用英语进行深入讨论的能力。

柳田)在研究生院,主要活动相较于授课而言,更侧重于“研究”。重点不仅在于获取知识,而在于锻炼学生主动开展研究、实施方案、进行验证并产出成果的一系列能力。

 

研究生院的设备会是怎样的呢?

柳田)在设备方面,研究生院与学部之间并没有显著的差异,学生可以直接使用现有的信息工程学部的各类设施。不过,相较于研究生院共用的普通学生实验室,学生会更常在所属专业的实验室中开展研究工作。新的研究科还计划引进专用的人工智能(AI)计算服务器及其他设备,以应对数据科学与人工智能(AI)在全球范围内日益增长的重要性。

 

您能为我们介绍一下您的研究室吗?

寺本笃司教授
寺本笃司教授

寺本)信息工程学部的教师和实验室涵盖四个专业领域:物理计算、数据工程、人类媒体与网络系统。每个实验室都运用最新技术开展高水平研究,并着眼于现实世界的实际应用。例如,一些实验室的研究主题包括虚拟现实(VR)、自然语言处理、信息安全、物联网设备、图像处理、语音处理、感性工程以及医疗人工智能(AI)等。研究生与本科生正在这些实验室中积极从事研究工作。

 

在前身理工学研究科信息工程专业学习的研究生,具体都在从事哪些研究呢?

吉川)理工学研究科的信息工程学专业主要进行两个方向的研究:(1)人工智能(AI)的安全性,以及(2)人工智能(AI)在安全领域的应用。(1)是旨在开发能够安心、安全地使用人工智能的相关技术。最近的一项成果是开发出一种内容保护技术,可以防止生成式AI在未经许可的情况下学习自己的内容,目前已递交专利申请。此外,(2)是致力于研究如何将AI应用于密码技术和认证技术等传统安全技术的核心领域。,即使是理论上被认为是安全的加密方式,也可能通过测量加密过程中电路泄露的电磁波等手段被解析出其中的秘密信息,因此我们也在开展针对这些攻击手法的对策研究。

柳田)我的研究室主要从事虚拟现实(VR)和人机界面领域的相关研究。部分学生负责深入推进实验室中代代相传的研究课题,也有不少学生在四年级时挑战 IVRC(学生互动作品创作竞赛),并在创作过程中根据浮现出的问题意识,进一步发展出新的研究课题。

铃木)我的研究室目前正在开展以下几个研究课题:“在日益复杂的互联网环境中,确保设备之间实现可靠且安全的端到端加密通信,并在设备移动、IP 地址发生变化时仍能避免通信中断的叠加网络(Overlay network)技术”、“使智能设备与物联网设备在不明确通信标准差异的情况下协同工作的框架”、“在住宅外安全地远程控制家中智能家电的技术”以及“通过分析垃圾压缩车在压缩过程中产生的噪音,实现垃圾收集状态可视化的系统”。

寺本)我的研究室主要从事面向医疗领域的AI技术研究。通过 AI 对医学影像进行分析,以发现疾病并判断其类型,为医生的诊断提供支持。最近对生成式 AI 感兴趣的研究生有很多,超过一半的学生正在从事其在医疗领域应用相关的研究。比如,有的研究旨在通过分析胸片的图像特征及其他信息来生成诊断报告,也有研究聚焦于医学影像的生成,或将其转换为不同类型以辅助诊断。

左起依次为吉川教授、寺本教授、柳田教授、铃木教授
左起依次为吉川教授、寺本教授、柳田教授、铃木教授

 

对于有意从其他大学或海外报考名城大学信息工程学研究科的同学,您有什么想说的话吗?

寺本)研究生院的信息工程学研究科将推动信息技术在各个领域的广泛应用研究。这不仅需要具备信息工程背景的学生,也需要拥有其他领域知识与视野的学生加入。我们欢迎所有对高级信息工程研究感兴趣的学生,无论本科专业背景,也欢迎来自海外的学生。每年都有多位国际学生考入本研究生院,并在毕业时取得了丰富的研究成果。我们的目标是打造一个全球化的研究环境,让来自不同国家的学生共同深入研究。

 

从研究生院毕业后,有哪些可以考虑的发展方向呢?

铃木秀和教授
铃木秀和教授

铃木)就业机会主要包括 IT 业、制造业(电气、电信、机械等行业)、IT 咨询顾问、公务员、教育机构以及自主创业。想要继续深造的话,可以考虑攻读博士学位。


 

如今,像生成式 AI 这样的革新性技术正在广泛普及,并对社会产生了深远影响。您认为我们应当培养怎样的人才呢?

吉川)我们希望培养的人才,无论身处世界何处,都能开辟属于自己的一条道路。希望通过研究生院的研究活动,我们的学生可以获得实现这一目标所需的能力与训练。

柳田)不仅能够使用特定公司提供的生成式AI,更能理解其处理机制和特性,能够将AI作为工具应用,而不是被AI牵着走。

铃木)我们要培养能够灵活运用AI技术的人才,不仅需要掌握从基础到专业层面的知识与技能,还需要理解包括透明性与隐私权在内的伦理规范,以及生成式AI对社会和经济所带来的影响。另外,问题解决能力与沟通能力在未来依然至关重要。

寺本)计算机是信息工程领域发展的基础。自其诞生以来,计算能力已提升了数十亿倍,没有哪个领域的进步如此迅猛。在这个瞬息万变的领域中,我希望培养出既能开拓新领域、又能把握本质的人才。要做到这一点,必须以扎实的基础知识为根基,培养对事物的深刻洞察力。我认为,在信息工程专业的四年学习中夯实基础,并在研究生阶段的两年里深入钻研特定课题,就能够逐步培养出这种能力。

亲爱的同学们,名城大学研究生院信息工程学研究科期待你的加入!
亲爱的同学们,名城大学研究生院信息工程学研究科期待你的加入!

【采访日期】2024年10月24日