前田 圭介 (マエダ ケイスケ)

情報科学研究院 メディアネットワーク部門 情報メディア学分野准教授
Last Updated :2025/06/07

■研究者基本情報

学位

  • 博士(情報科学), 北海道大学

プロフィール情報

  • 平成27年3月 北海道大学 工学部 卒業
    平成29年3月 北海道大学大学院 情報科学研究科 修士課程 修了
    平成29年4月 北海道大学大学院 情報科学研究科 博士後期課程 入学
    平成31年3月 北海道大学大学院 情報科学研究科 博士後期課程 卒業(在学期間短縮)
    平成31年4月-令和2年2月 日本学術振興会 特別研究員 (PD)
    令和2年3月-令和4年3月 北海道大学 総合IR室 特任助教
    令和4年4月-令和6年1月 北海道大学 大学院情報科学研究院 メディアダイナミクス研究室 特任助教
    令和6年2月-現在 北海道大学 創成研究機構 データ駆動型融合研究創発拠点 特任准教授
    IEEE, 電子情報通信学会会員

Researchmap個人ページ

研究キーワード

  • マルチモーダル
  • 視線
  • 可視化
  • fNIRS
  • 衛星画像
  • 社会基盤
  • スポーツ映像
  • SNS
  • マルチスペクトル解析
  • 深層学習
  • 行動解析
  • 画像解析
  • 信号処理
  • 機械学習

研究分野

  • 情報通信, 知覚情報処理
  • 情報通信, 知能情報学
  • 情報通信, 情報学基礎論

■経歴

経歴

  • 2024年02月 - 現在
    北海道大学 創成研究機構 データ駆動型融合研究創発拠点, 特任准教授, 日本国
  • 2022年04月 - 2024年01月
    北海道大学, 情報科学研究院, 特任助教, 日本国
  • 2020年03月 - 2022年03月
    北海道大学, 総合IR室, 特任助教
  • 2019年04月 - 2020年02月
    北海道大学大学院情報科学研究院, 日本学術振興会・特別研究員PD(短縮卒業)
  • 2018年04月 - 2019年03月
    北海道大学大学院情報科学研究院, 日本学術振興会・特別研究員DC2

■研究活動情報

受賞

  • 2024年06月, デジタルツイン・DX奨励賞 (五箇ほか, AI・データサイエンス論文集, 2024)               
  • 2024年02月, The 2023 IEEE Sapporo Section Encouragement Award (Y. Moroto et al., IEEE ICASSP, 2022)               
  • 2024年02月, The 2023 IEEE Sapporo Section Student Paper Contest Encouraging Prize (M. Kashiwagi et al.電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2023)               
  • 2024年01月, Best Paper Award (R. Goka et al., IWAIT, 2024)               
  • 2023年12月, 2023年 AI・データサイエンス賞【AI・データサイエンス論文賞】(櫻井ほか, AI・データサイエンス論文集, 2023)               
  • 2023年12月, 2023年 AI・データサイエンス賞【AI・データサイエンス奨励賞】(諸戸ほか, AI・データサイエンス論文集, 2023)               
  • 2023年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2023, 令和5年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞 (T. Togo et al.)               
  • 2023年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2023, 令和5年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞 (M. Sato et al.)               
  • 2023年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 令和5年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞 (H. Matsuda et al.)               
  • 2023年10月, Silver Prize GCCE2023 Excellent Paper Award (H. Matsuda et al., IEEE GCCE 2023)               
  • 2023年07月, Best Paper Award (Honorable Mention) (R. Goka et al., ICCE-TW,2023)               
  • 2023年01月, The 2022 IEEE Sapporo Section Encouragement Award (K. Kamikawa et al., IEEE Access, 2021)               
  • 2023年01月, The 2022 IEEE Sapporo Section Encouragement Award (N. Ogawa et al., IEEE Access, 2021)               
  • 2022年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2022, 令和4年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞 (R. Goka et al.)               
  • 2022年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2022, 令和4年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞 (R. Shichida et al.)               
  • 2022年12月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2022, 令和4年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞(K. Yamamoto et al.)               
  • 2022年11月, 2022 IEEE Sapporo Young Professionals Best Researcher Award (K. Maeda)               
  • 2022年11月, IEEE GCCE2022, Excellent Student Paper Awards, Bronze Prize (K. Yamamoto et al.)               
  • 2022年10月, IEEE GCCE2022, Excellent Student Poster Award, Silver Prize (Y. Era et al.)               
  • 2022年02月, IEEE Sapporo section, The 2021 IEEE Sapporo Section Encouragement Award               
    Human-centric emotion estimation based on correlation maximization considering changes with time in visual attention and brain activity
    Yuya Moroto;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2022年02月, IEEE Sapporo section, 2021 IEEE Sapporo Section Student Paper Contest               
    Few-shot Learningを用いた感情ラベル推定における複数のデータセット利用に関する初期検討
    叶 穎睿;諸戸 祐哉;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2021年12月, 映像情報メディア学会, 映像情報メディア学会 優秀研究発表賞               
    Attention Map を用いた道路構造物の変状画像分類におけるテキストデータの導入に基づく高精度化に関する検討
    小川 直輝;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2021年11月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 令和3年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会 若手優秀論文発表賞               
    Shilling attackの状況下におけるグラフ解析に基づく推薦システムの脆弱性の検証
    小野寺 望;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2021年10月, IEEE GCCE, IEEE GCCE2021 Excellent Student Poster Award Gold Prize               
    Analysis of social trends related to COVID-19 pandemic utilizing social media data
    Taisei Hirakawa;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Satoshi Asamizu;Miki Haseyama
  • 2021年10月, IEEE GCCE, IEEE GCCE2021 Outstanding Paper Award               
    Multi-label image recognition based on multi-modal graph convolutional networks using captioning features
    Ziwen Lan;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2021年08月, IEEE Sapporo section, 2021 IEEE Sapporo Young Professionals Best Paper Award               
    Estimation of deterioration levels of transmission towers via deep learning maximizing canonical correlation between heterogeneous features
    Keisuke Maeda
  • 2021年03月, IEEE LifeTech, 3rd Prize IEEE LifeTech 2021 Excellent Paper Award for On-site Poster Presentation               
    Human emotion estimation using multi-modal variational autoencoder with time changes
    Yuya Moroto;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2020年11月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 令和2年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞               
    路面画像を用いた異常検知に基づく路面状態の識別に関する検討
    諸戸 祐哉;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2020年11月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 令和2年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞               
    多層グラフ解析に基づくクロスドメイン推薦に関する検討 – 埋め込み特徴量の次元数の変化による精度検証 -
    平川 泰成;前田 圭介;小川 貴弘;浅水 仁;長谷山 美紀
  • 2020年11月, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 令和2年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会若手優秀論文発表賞               
    画像注視時のfMRIデータを用いた注視画像の推定に関する検討ー確率的生成モデルに基づく複数被験者の共通応答の導入ー
    東 孝明;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2020年10月, IEEE GCCE, The 2020 IEEE GCCE Silver Prize GCCE2020 Excellent Paper Award               
    Important scene prediction of baseball videos using twitter and video analysis based on LSTM
    Kaito Hirasawa;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2020年10月, IEEE GCCE, The 2020 IEEE GCCE Bronzer Prize GCCE2020 Excellent Paper Award               
    Interest level estimation based on feature integration considering distribution of partially paired user’s behavior, videos and posters
    Kyohei Kamikawa;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2020年09月, IEEE ICCE-TW, The 2020 IEEE ICCE-TW Honorable Mention for Best Paper Award               
    Important scene detection based on anomaly detection using long short-term memory for baseball highlight generation
    Kaito Hirasawa;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2020年02月, IEEE Sapporo section, The 2019 IEEE Sapporo Section Encouragement Award               
    Estimation of deterioration levels of transmission towers via deep learning maximizing canonical correlation between heterogeneous features
    Keisuke Maeda;Sho Takahashi;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama
  • 2020年02月, IEEE Sapporo section, The 2019 IEEE Sapporo Section Student Paper Contest Encouraging Prize               
    Sparse Bayesian Learning に基づく注視領域の時間変化を考慮したヒトの感情推定に関する検討
    諸戸 祐哉;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2020年02月, IEEE Sapporo section, The 2019 IEEE Sapporo Section Student Paper Contest Encouraging Prize               
    変状分類における Grad-CAM++ に基づいた CNN の注目領域の可視化に関する検討
    小川 直輝;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2019年12月, 映像情報メディア学会, 映像情報メディア学会 優秀研究発表賞               
    畳み込みニューラルネットワークにおける解釈性向上のための画像の属性分類に関する一検討
    堀井 風葉;前田 圭介;小川 貴弘;長谷山 美紀
  • 2019年03月, 2nd Prize IEEE LifeTech 2019 Excellent Paper Award               
    Estimation of Visual Attention via Canonical Correlation between Visual and Gaze-based Features
    前田 圭介, 共著者として受賞
  • 2019年02月, The 2018 IEEE Sapporo Section Encouragement Award               
    Automatic Estimation of Deterioration Level on Transmission Towers via Deep Extreme Learning Machine Based on Local Receptive Field
    前田 圭介
  • 2018年12月, 映像情報メディア学会 優秀研究発表賞               
    道路構造物に発生する変状の自動分類の高精度化に向けたConvolutional Sparse Coding の導入に関する検討
    前田 圭介
  • 2018年10月, IEEE GCCE 2018 Outstanding Paper Award               
    User-centric Visual Attention Estimation Based on Relationship Between Image and Eye Gaze Data
    前田 圭介, 共著者として受賞
  • 2018年04月, 2017 IBM Ph. D. Fellowship award               
    前田 圭介
  • 2018年02月, The 2017 IEEE Sapporo Section Encouragement Award               
    Distress Classification of Road Structures via Decision Level Fusion
    前田 圭介
  • 2018年02月, 平成29年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会優秀論文発表賞               
    画像特徴量と fNIRS 特徴量の関連性に注目した画像分類の高精度化に関する検討
    前田 圭介, 共著者として受賞
  • 2017年09月, 精密工学会画像応用技術専門委員会・映像情報メディア学会メディア工学研究委員会合同サマーセミナー 優秀発表賞               
    正準相関最大化を導入した深層学習に基づく送電鉄塔の劣化レベル分類に関する検討
    前田 圭介
  • 2017年02月, 平成27年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会優秀論文発表賞               
    個々の道路構造物に関する点検項目の導入による 道路構造物の変状推定の高精度化に関する検討
    前田 圭介
  • 2016年02月, The 2015 IEEE Sapporo Section Encouragement Award               
    Bayesian Network-based Distress Estimation Using Image Features in Road Structure Assessment
    前田 圭介

論文

その他活動・業績

講演・口頭発表等

  • Captioning特徴を利用したグラフ畳み込みネットワークに基づくアニメイラストのマルチラベル画像分類に関する検討
    LAN Ziwen, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • Attention Mapを用いた道路構造物の変状画像分類におけるテキストデータの導入に基づく高精度化に関する検討               
    小川直輝, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • Twitterと映像を用いたMVAEに基づく野球映像の重要シーン予測に関する検討               
    平澤魁人, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • 路面画像を用いた深層学習に基づく路面状態の分類に関する検討               
    諸戸祐哉, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • 地下鉄トンネル点検時の技術者から取得される視線およびモーションデータに基づく熟練度の推定に関する検討               
    赤松祐亮, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • 地下鉄トンネルの維持管理支援を目的とした深層学習に基づく変状検出の高精度化に関する検討-壁面の施工方法に注目した精度検証-               
    春山知生, 前田圭介, 藤後廉, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • 画像特徴を用いた多層グラフ解析に基づくクロスドメイン推薦に関する検討               
    平川泰成, 前田圭介, 小川貴弘, 浅水仁, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • Image Captioningの導入による画像の感情推定の高精度化に関する検討               
    LIANG Yun, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    映像情報メディア学会技術報告, 2021年
    2021年 - 2021年
  • 視線データと点検データの正準相関に基づく道路橋点検のための類似点検データ検索               
    前田圭介, 斉藤僚汰, 高橋翔, 小川貴弘, 長谷山美紀
    土木学会論文集 F3(土木情報学)(Web), 2020年
    2020年 - 2020年
  • 画像注視時のfMRIデータを用いた注視画像の推定に関する検討-確率的生成モデルに基づく複数被験者の共通応答の導入-               
    東孝明, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • RICAPに基づくデータ拡張による地下鉄トンネルにおける変状検出精度の向上に関する検討               
    春山知生, 前田圭介, 藤後廉, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • Multi-level Deep Metric Netに基づく画像の感情推定に関する検討               
    LIANG Yun, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • m-SimGPを用いた特徴統合に基づくユーザの関心度推定に関する検討               
    上川恭平, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • 多層グラフ解析に基づくクロスドメイン推薦に関する検討-埋め込み特徴量の次元数の変化による精度検証-               
    平川泰成, 前田圭介, 小川貴弘, 浅水仁, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • 路面画像を用いた異常検知に基づく路面状態の識別に関する検討               
    諸戸祐哉, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • 画像注視時のヒトの感情推定のための視線特徴の推定に関する検討               
    諸戸祐哉, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 道路構造物の変状評価における技術者の視線データと熟練度の分析に関する一考察               
    松井太我, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 地下鉄トンネル点検時の生体信号に基づいた熟練および若手技術者の分類に関する検討               
    九島哲哉, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 地下鉄トンネル維持管理支援を目的とした類似画像の検索に関する検討-技術者の評価を反映可能な距離計量学習の導入-               
    松本有衣, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 道路構造物の維持管理効率化に向けた変状画像分類における信頼性の向上に関する検討               
    堀井風葉, 前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 社会インフラ維持管理効率化のための最先端AI技術の導入-点検データを用いた変状分類の精度向上に向けた取り組み-               
    前田圭介, 小川貴弘, 長谷山美紀
    電子情報通信学会技術研究報告, 2020年
    2020年 - 2020年
  • 正準相関最大化を導入した深層学習に基づく送電鉄塔の劣化レベル分類に関する検討 (メディア工学) -- (サマーセミナー2017 : 世界に羽ばたくビジョン技術)
    前田 圭介, 高橋 翔, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report, 2017年09月, 日本語

所属学協会

  • 電子情報通信学会               
  • IEEE               

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 画像認識の高度化に向けた画像の撮影方法を最適化する異環境異種データ適応型AIの構築
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2027年03月31日
    前田 圭介
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 23K11211
  • エッジAI時代の超低演算量・低容量化を実現する汎用深層学習理論の構築
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2026年03月31日
    小川 貴弘, 藤後 廉, 前田 圭介
    本研究課題では、エッジAI時代の超低演算量・低容量化を実現する汎用深層学習理論の構築を目指している。研究代表者が進めてきた低演算量・低容量バイナリスパース表現技術とクロスモーダル埋め込み技術の研究を融合させ、AIの演算量と学習データ量を大幅に削減可能な新たな理論を構築する。具体的に、最先端の深層学習モデルをバイナリスパース表現により模倣し、さらに、他のモダリティからの知識転移を行うことで、深層学習の利点である高い精度を保持しつつ、演算量削減と学習データ量の小規模化を同時に実現する。本研究課題では、構築理論の汎用性を示すとともに、エッジデバイス上での評価検証を行う。尚、本研究課題は研究分担者とともに遂行し、実施項目である「① モデルクローニング技術の実現による演算量の削減」および「② クロスモーダル知識転移技術の実現による学習データ量の小規模化」については、①の研究を小川・藤後が、②の研究を小川・前田が実施する。
    令和4年度は、「バイナリスパース深層学習モデルの実現」を目指し、研究を遂行した。具体的に、演算量削減と学習データ量の小規模化のそれぞれを以下のように実現した。まず、構築済みの「深層学習モデルの中間層出力」と「バイナリスパース深層学習モデルの中間出力」との相関を最大化する理論に、データの近似誤差最小化を可能にする損失関数を新たに組み込むことで、各中間層出力を低演算量のバイナリスパース表現で模倣するモデルクローニングを実現した。次に、異なる種類のモダリティの相関を最大化する理論を構築することで、学習データ量の不足をモダリティ相関に基づき補間するクロスモーダル知識転移を実現した。研究成果の対外発表についても積極的に行い、コンピュータビジョン分野のトップ国際会議ECCVへの採択や、信号処理分野のトップ国際会議ICASSPへの採択に至った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K21676
  • エッジAI時代の超低演算量・低容量化を実現する汎用深層学習理論の構築
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2021年04月01日 - 2026年03月31日
    小川 貴弘, 前田 圭介, 藤後 廉
    本研究課題では、エッジAI時代の超低演算量・低容量化を実現する汎用深層学習理論の構築を目指す。研究代表者が進めてきた低演算量・低容量バイナリスパース表現技術とクロスモーダル埋め込み技術の研究を融合させ、AIの演算量と学習データ量を大幅に削減可能な新たな理論を構築する。具体的に、最先端の深層学習モデルをバイナリスパース表現により模倣し、さらに、他のモダリティからの知識転移を行うことで、深層学習の利点である高い精度を保持しつつ、演算量削減と学習データ量の小規模化を同時に実現する。本研究課題では、構築した理論が汎用性を有することを示すとともに、エッジデバイス上での評価検証を行う。尚、本研究課題は研究分担者とともに遂行し、実施項目である「① モデルクローニング技術の実現による演算量の削減」および「② クロスモーダル知識転移技術の実現による学習データ量の小規模化」については、①の研究を小川・藤後が、②の研究を小川・前田が実施する。
    令和3年度は、「深層学習モデルにおける中間層出力」と「バイナリスパース表現係数」との間で相関を最大化するクロスモーダル埋め込み理論を構築した。具体的に、ソースドメインに対応する実数データとバイナリスパース表現係数との間でクロスモーダル埋め込みを行い、それらの相関が最大化されるよう、バイナリスパース表現における辞書学習を可能とした。この際、バイナリスパース表現係数は0または1の疎なデータであることに注目し、観測データがバイナリスパース値である制約を設けた新たなクロスモーダル埋め込み理論を実現した。さらに、構築した理論やその応用に関する研究成果の対外発表についても積極的に行い、クロスモーダル埋め込み理論を応用した研究成果が画像処理分野における世界最高峰の国際会議ICIP等に採択されている。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H03456
  • 技術者の認知・判断・行動プロセスに基づくハイパーマルチモーダル画像分類技術の構築
    科学研究費助成事業 若手研究
    2020年04月01日 - 2024年03月31日
    前田 圭介
    AI技術の応用が期待される専門分野において,高い精度のみならず結果に対する確かな信頼性を有するモデルを構築することが本研究の目的である.このモデルの構築のためには,次の4点を組み込んだ機械学習理論の構築が必要である.【要点1】経験や知識の基となる情報を機械に入力可能な特徴へ変換するモデル.【要点2】経験や知識を表す生体特徴を抽出することで技術者に近い判断が可能なモデル.【要点3】画像分類で判断する際の判断根拠を技術者が理解可能な形で提示するモデル.【要点4】得られた結果が誤っていた場合に,効率よく再学習可能なモデル.そこで,本研究では,【解決策1】複数の技術者から得られる種々の生体情報からノイズ・個人差を除去.【解決策2】複数の技術者に共通する特徴を見出し,技術者の判断との間の因果関係を説明.【解決策3】判断・予想結果に対する判断根拠の可視化機構を導入.【解決策4】技術者からのフィードバック結果を用いたモデルパラメータの転移学習の4つの解決策により,上記要点を満たした新たな機械学習理論を導出する.


    令和二年度では,【解決策1】に対応する【フェーズ1】複数の技術者から多種多様な生体情報の取得およびその特徴量化を実施した.具体的に,技術者から,視線・脳活動・動作などの生体情報と遂行業務に対する判断を取得した.さらに,技術者に共通する特徴を明らかにするために,複数の技術者から得られる生体データと遂行業務に対する判断との間の関連性について分析を実施した.これにより,一部の生体データがAI構築に特に有効であることが示唆され,これらのデータの特徴量化を行った.上述の研究によって得られた結果および関連する成果を信号処理・画像処理系の国内会議・国際会議において発表を行い,加えて,学会発表で得られた知見に基づき,手法を高度化することにより,学術論文誌にも採録された.
    日本学術振興会, 若手研究, 北海道大学, 20K19856
  • 専門家の認知プロセスを模擬した深層学習に基づく画像分類技術の構築
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    2018年04月 - 2020年02月
    前田 圭介
    本研究は,土木工学・医学・惑星科学などの専門分野へのAI技術の実用化に向けて,専門家から経験や知識を抽出することで, 専門家に近い判断が可能な画像分類技術を構築することを目的としている.平成30年度は,以下に示す2点の研究を行った.
    1.専門家の注視領域に基づく画像特徴 (視線特徴) の算出
    画像中の物体に関する特徴(画像特徴)と, 人間が画像を注視している際の視線情報を用いて, 注視領域に基づいた視線特徴の算出を可能とする理論を構築した. 具体的に, 実験協力者に画像を注視してもらい, 視線の停留と動き方から注視領域を推定し, 当該領域から得られる特徴を視線特徴として算出した.また, 画像特徴と視線特徴間の関係を学習させることで, 注目領域が未知であるテストデータが入力された際に, 人間が注目すると考えられる領域を自動推定する技術も同時に構築した.さらに, 専門家の注視領域のみならず, 画像注視中の人間の脳から得られる情報を用いた画像分類手法を構築した. 本手法では, functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) を用いて脳の情報を取得し, 土木分野で用いられる画像を用いた分類の高精度化を実現した.
    2.画像特徴から視線特徴を推定するための射影行列の算出
    画像特徴から視線特徴を推定するための射影行列を算出可能とする理論を構築した. 具体的に, 異なる種類の特徴の相関関係を分析することで, それらの特徴間を関連付ける射影行列の導出を可能とした.さらに, 上記の手法で構築した理論を画像特徴と視線特徴に応用することで, 画像特徴から視線特徴を関連付ける射影行列の導出を可能とした.
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 研究代表者, 18J10373

メディア報道

  • インフラ維持管理のDX実現に向けたAI研究               
    2024年07月10日
    本人
    画像ラボ
    [新聞・雑誌]
  • 映像からの腐食検出精度96% AIで道路付属物点検高度化               
    2024年05月01日
    建設工業新聞
    [新聞・雑誌]
  • 検出精度は96%に AIで道路付属物点検               
    2024年05月01日
    建設通信新聞
    [新聞・雑誌]
  • AIでの損傷検出「有効」 道路付属物点検の研究成果               
    2024年04月30日
    北海道通信
    [新聞・雑誌]
  • AIでの損傷検出「有効」/道路付属物点検の研究成果/柿崎開発局長と長谷山北大副学長               
    2024年04月30日
    DOTSU-NET
    [インターネットメディア]
  • AI活用で道路標識点検 ドローンで腐食検出、精度96%に               
    2024年04月30日
    北海道建設新聞
    [新聞・雑誌]
  • ドローンとAI解析で96%の特定率 作業負担を大幅に軽減-開発局と北大、道路付属物の点検作業効率化研究成果               
    2024年04月27日
    きたリンク
    [インターネットメディア]
  • AIで道路標識の腐食発見 開発局と北海道大、共同研究の中間報告               
    2024年04月27日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • AIで道路標識の腐食発見 開発局と北海道大、共同研究の中間報告               
    2024年04月27日
    北海道新聞デジタル
    [インターネットメディア]
  • 北海道開発局と北大 道路標識の腐食を「説明可能なAI」で検出、点検効率化へ有効性報告               
    2024年04月26日
    北海道建設新聞
    [新聞・雑誌]
  • 北大の共同研究拠点開所               
    2024年04月20日
    日本経済新聞
    [新聞・雑誌]
  • 北大、民間とAI研究施設 ニトリや新興企業入居 社会課題解決へ交流               
    2024年04月18日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • 教訓活かし通行止めを回避 北大と共同でAI活用した道路付属物点検など               
    2024年04月18日
    きたリンク
    [インターネットメディア]
  • 北大に「ワークラボ」開設               
    2024年04月09日
    建設通信新聞
    [新聞・雑誌]
  • ChatGPTの新機能「GPT-4V」など、言語と画像のマルチモーダルAIを土木に用いるアイデア【土木×AI第22回】               
    2024年01月12日
    BUILT – ITmedia
    [インターネットメディア]
  • CO2 60トン吸収認証 えりものブルーカーボン 雑海藻駆除しコンブ増               
    2024年01月10日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • CO2吸収量 森林の9倍               
    2023年09月28日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • コンブがCO2吸収               
    2023年09月27日
    北海道建設新聞
    [新聞・雑誌]
  • コンブで脱炭素後押し               
    2023年07月02日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • 【第19回】「ChatGPT」など大規模言語モデルの仕組みと土木領域での可能性               
    2023年06月20日
    IT media
    [インターネットメディア]
  • コンブのCO2吸収量 年内にも算出               
    2023年06月07日
    北海道新聞
    [新聞・雑誌]
  • えりも町 海中で二酸化炭素を吸収「ブルーカーボン」の検討会               
    2023年06月07日
    NHK NEWS WEB
    [インターネットメディア]
  • 北海道開発局、えりも町で「ブルーカーボン」調査               
    2023年04月26日
    日本経済新聞
    [新聞・雑誌]
  • インフラDXで地方創生               
    2023年02月14日
    北海道建設新聞
    [新聞・雑誌]
  • 北海道発 情報連携による防災・減災のイノベーションシンポジウム               
    2022年07月01日
    一般社団法人 北海道開発技術センター
    dec monthly
    [会誌・広報誌]
  • 北海道大学がデータビジネス拠点 副学長「世界に発信」               
    2022年01月22日
    日本経済新聞
    日本経済新聞
    [新聞・雑誌]
  • AIの実社会応用と次世代インフラ維持管理               
    2022年01月
    本人以外
    一般社団法人学士会
    學士會会報
    [会誌・広報誌]
  • 北海道大 情報科学研究院 AI活用でインフラ点検               
    2021年06月16日
    本人以外
    日本経済新聞
    日本経済新聞
    [新聞・雑誌]