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研究成果紹介

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    • デジタル/AI
    2026.01.19
    • デジタル/AI
    深層学習・ニューラルネットワークによる視覚表現学習

    アピールポイント 数理的なアイデアに基づいた深層学習・ニューラルネットワーク技術の研究をしています. 最近は効率的な学習・推論に向けた画像認識・画像生成の研究に興味があります.   研究者のねらい 深層学習は,大量のデータからパターンを自動で学習する機械学習の一分野であり,ニューラルネットワークを用いて段階的に特徴表現を獲得します.予測と正解の誤差をもとに重みを最適化することで,画像認識・生成や生成AIなど多様なタスクを実現します.   研究の興味 汎化性能に優れたニューラルネットワークを学習するためにはどうすれば良いか?   ニューラルネットワークによる認識 データ数に偏りがあっても安定して性能が出る画像認識技術 製品や工程によってデータ数に大きな差がある場合でも,少数データを活かして学習できる手法を研究しています → 製品Aと製品Bで検査画像数に差がある外観検査,クラス不均衡な品質判定への応用が可能 https://arxiv.org/abs/2508.18723   重要な部分だけに注目することで高速・省資源な認識を実現 画像中の不要な領域を自動的に無視し,本当に見るべき部分に集中して認識する仕組みを開発しています → 計算資源が限られた装置,動画像や高解像度画像を扱う検査・監視システムに応用可能   「知らないものは分からない」と判断できる安全な認識技術 学習時に見たことのない対象を,誤って正常と判断せず「未知」と検出する技術を研究しています → 外観検査や映像監視における異常検知,見逃しリスクの低減に貢献   学習の順序を工夫して未知データに強いモデルを作る技術 簡単なデータから難しいデータへ段階的に学習させることで,実運用での性能低下を抑えます → データの難易度に偏りがある場合や,現場データが徐々に変化する環境で有効 https://arxiv.org/abs/2508.18726   異常を「理由付き」で説明できる大規模画像言語モデル 画像だけでなく言語情報も用いて,異常を説明できる外観検査向け生成AIを開発しています → 画像と言語による異常の説明を実現 + 大規模画像言語モデルの学習ノウハウの提供 https://arxiv.org/abs/2502.09057   ニューラルネットワークによる生成   3次元形状を高精度に表現・復元する技術 形状の密度だけでなく「距離」の概念も学習することで,より正確な3次元表現を実現します → 3次元形状復元,3次元姿勢推定,製品形状のデジタル化に応用可能 https://ueda0319.github.io/neddf/   形状と動きを同時に扱う時空間モデリング技術 物体の形状変化や動作をまとめて学習し,時間的な変化を含む構造を捉えます → 動作解析のためのデータ拡張,時系列3次元データの再構成への応用 https://ieeexplore.ieee.org/document/11228866   [ホンダとの共同研究] 把持動作を学習するロボット制御のための3次元表現学習の技術 ロボットハンドの「つかみ方」をモデル化し,柔軟な把持動作の学習に向けた3次元表現学習を実現しています → ロボティクス応用   深層学習・ニューラルネットワークの基礎から応用までの講義 MLP から Vision Transformer(ViT)まで,学部・修士向けに講義をしています → ニューラルネットワークの仕組みからプログラミングまで学術指導も可能です   その他の取り組み [ヤマハとの共同研究] 生成モデルを用いた官能検査支援 人の感覚に依存しやすい検査を,生成モデルによって支援する技術を研究しています → 正常・異常の判断・定義が困難な検査工程,異常データを生成したい場合に活用可能   国際会議(CVPR など)の最新動向サーベイ 人の感覚に依存しやすい検査を,生成モデルによって支援する技術を研究しています → 正常・異常の判断・定義が困難な検査工程,異常データを生成したい場合に活用可能   研究者 相澤宏旭AIZAWA HIROAKI 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 助教

    • デジタル/AI
    2026.01.19
    • デジタル/AI
    ウェーブレットに基づいた円滑化技術による寿命分析の改善に関する検討

    アピールポイント ウェーブレット変換により,任意の寿命関数を異なる解像度で表現. 既存の寿命分析関数にウェーブレット変換を適⽤することで適合精度が向上. 部品やハードウェアに対して,より精度の⾼い寿命分析が可能.   研究のねらい 部品の故障が製品もしくはシステム全体の故障につながることを防ぐため、寿命分布を統計的に推定し、計画的な保守・点検を⾏う必要がある.本研究ではウェーブレットに基づいた寿命分布関数の円滑化技術を開発し,既存の寿命関数に「ズームレンズ」をかけるイメージで異なる解像度で表⽰できる.この円滑化技術を既存の寿命関数に適⽤することによって,より精度の⾼い寿命分析を⾏い,保守コストの削減や信頼性の向上に繋げる.   研究内容   1,背景 寿命分析とは部品の故障時間データから寿命分布関数を統計的に推定し,⼀定の時間において部品が故障しない確率(信頼度)を予測することである.⾼い精度の寿命分析により予防保全の計画策定か製品品質及び顧客満⾜度の向上に繋げたい.   2,ノンパラメトリックモデル 部品の故障時間が従う分布(例えば,指数分布)が事前にわかっていれば,最尤法などを使ってデータからパラメーター推定を⾏えばよい.しかしながら,多くの場合,部品の寿命分布に関して事前知識がないことが多い.ノンパラメトリックモデルは寿命分布に関する事前知識が必要ない汎⽤的な統計⼿法である.   3,ウェーブレットに基づいた円滑化技術 ここで、 ɤは形状パラメーター、mは解像度パラメーター、kɤ,m(t,s)はドブシーウェーブレットで構成された再生カーネル,λ(・)は任意の既知のノンパラメトリックモデル、λm(・)は解像度レベルmで円滑化されたノンパラメトリックモデル   4,応⽤例 NPMLE ︓ノンパラメトリック最尤推定量 NPMLWE︓円滑化技術を適応したNPMLE LogLogist︓パラメトリックモデル(baseline)   5,ツール開発︓Daubechies-WET ⼩修理回数を表すNHPP(⾮定常ポアソン過程)に対して,いくつかのノンパラメトリックモデルやウェーブレットで円滑化されたモデルを実装したツールを開発. HP: daubewet.wujingchi.com   関連情報 【論⽂】 J. Wu, T. Dohi and H. Okamura (2025), A novel lifetime analysis of repairable systemsvia Daubechies wavelets, Annals of Operations Research, vol. 349, pp. 287–314. 【知財】なし   研究者 呉 敬馳WU JINGCHI 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 特任助教

    • デジタル/AI
    2021.01.25
    • デジタル/AI
    ロボットの周期運動と⾮周期運動の精密/安全な制御と診断

    周期運動と⾮周期運動を診断・制御するアルゴリズム   周期/⾮周期運動を、より⾼精度、より安全に、制御・診断する 産業⽤ロボットや⾃動機械の多くは⼤量⽣産のため繰り返し作業(周期運動)を実施します。さらにそこには、故障・摩耗・⼈間との接触などに起因する異常(⾮周期運動)も潜んでいます。これら、周期運動と⾮周期運動を対象とした機械システムの⾼精度化・安全化・異常検知を実現する制御・診断アルゴリズムの研究開発を⾏っています。   機械システムの制御・診断   USE CASE 01 ⾃動機械 APPLICATION周期外乱の推定・補償よる精密位置決め 繰り返し作業する⾃動機械の位置決め精度を悪化させる周期外乱(振動)の問題へ、周期外乱を推定・補償する制御アルゴリズムによりこれを解決します。   USE CASE 02 協働ロボット 周期運動の精密制御と⾮周期運動の安全制御 繰り返し作業(周期運動)へ精密な位置制御を、⼈間との突発的な接触(⾮周期運動)へ安全な⼒制御を実現することで、協働ロボットへ精密かつ安全な運動を実現します。   USE CASE 03 診断・検査 ⼤量⽣産された製品の押し込み検査や繰り返し運転する機械から計測される⼒より、正常な周期⼒と異常な⾮周期⼒を分離することで、異常品や 異常運転をリアルタイム検出します。     周期/⾮周期問題を解決する実時間アルゴリズム STRENGTHS 01 周期/⾮周期の⽬線 運動に潜む周期現象と⾮周期現象を捉える問題発⾒と、周期/⾮周期の性質を活⽤したアルゴリズム開発による、ユニークな周期/⾮周期の問題解決を提供します。   STRENGTHS 02 アルゴリズム開発 可能な限り既存の機構や運転環境(ハードウェア)を保存しつつ、機械システムの運動を取り巻く問題はアルゴリズム(ソフトウェア)によって解決します。   STRENGTHS 03 リアルタイム性 リアルタイムな制御・診断が、機械システムを取り巻くその瞬間の問題へ、その瞬間に対応します。   周期/⾮周期分離技術 TECHNOLOGY 01 周期/⾮周期分離フィルタ 運動に潜在する周期運動と⾮周期運動を制御・診断するには、まず、位置・速度・加速度・⼒といった運動に関する信号を周期信号と⾮周期信号へ分離しなければなりません。この分離の要となるのは、村松がこれまでの研究で独⾃に発明した「周期/⾮周期分離フィルタ」です。この分離フィルタを⽤いることにより、あらゆる周期運動と⾮周期運動の制御・診断が実現されます。   機械システムの周期/⾮周期問題を解決します 共同研究仮説01 既存の機械システムを対象とした共同研究 今、利⽤している機械を⾼度化しましょう   共同研究仮説02 新たな機械システムを開発する共同研究 これから、活⽤したい機械システムを開発しましょう 産業⽤機械やロボットのハードウェアから共に開発していきましょう。そして、開発したハードウェアへ制御・診断のアルゴリズムを実装します。   備考(関連論文) H. Muramatsu and S. Katsura, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2018. H. Muramatsu and S. Katsura, IEEJ Journal of Industry Applications, 2019. H. Muramatsu and S. Katsura, Automatica, 2019. H. Muramatsu and S. Katsura, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2020.   研究者 村松久圭(MURAMATSU HISAYOSHI) 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 准教授

    • デジタル/AI
    2010.04.01
    • デジタル/AI
    出力制限があり応答が穏やかな目標値追従制御

    研究者のねらい 人間と協働するロボットへの応用を意図しています。モーターの発生力や速度に制限をかけた上で、正確な動作を実現します。そして、動作中に人間が接触したり、誤った目標位置指令を与えてしまった場合にも、安全に穏やかに作業を続行できます。 ロボットの位置制御だけでなく、他のさまざまな制御(接触力、空気圧、液圧、重力、流量など)にも使える可能性があります。 人間や環境と接触して作業するロボット、人間と協調作業するロボット、遠隔操作ロボットなどへの応用が可能です。   研究内容 不連続な微分方程式(微分包含式)をベースにした新しい観点から、産業界へ即時投入できるさまざまな制御技術や計算技術を考案しています。 本制御技術は、小さな外乱には素早く応答し、大きな外乱にはゆっくり応答します。そのため、正確な制御の実現と、オーバーシュートや振動の抑制が両立できる制御技術を開発しています。   備考 ホームページ:https://home.hiroshima-u.ac.jp/kikuuwe/ YouTubeのチャンネル:https://www.youtube.com/kikuuwe プロクシベースト・スライディングモード制御について https://home.hiroshima-u.ac.jp/kikuuwe/res_psmc/index_j.html 研究者 菊植亮(KIKUUWE RYO) 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 教授

    • デジタル/AI
    2018.04.01
    • デジタル/AI
    工作機械とロボットの精度を保証する

    アピールポイント 工作機械の精度を何年にもわたって保証する技術 機械の運動を3次元で測定,制御する独自技術 産業用ロボットの「絶対的」位置決め精度を保証する   研究者のねらい 機械加工の精度が、徐々に変化し、ある時点で許容値を満たさなくなることはないでしょうか。工作機械の精度は、熱変形や経年変化などを原因として変化していきます。そこで、精度を長期間にわたって保証するため、定期的に機械の精度を計測する技術の研究を行っています。 また産業用ロボットについては、我々が開発した新しい誤差補正技術により、ロボットの可動領域全体で精度を保証することを目指しています。これにより、これまでロボットでは難しかった新しいアプリケーションを広げるための研究を、産学連携で進めています。その代表例が、ロボットを用いた切削加工や、タッチプローブやレーザスキャナを用いた計測です。   備考 【特許】特許第6147022号,工作機械の空間精度測定方法および空間精度測定装置 【特許】特許第6803043号,工作機械の幾何誤差測定方法 【特許】特開2020-066083,ロボットの運動精度測定方法及び位置補正方法 【特許】特許第7161753号,ロボットの運動精度測定方法及び位置補正方法 【特許】特願2021-083751,ロボットの制御装置及び制御方法 【特許】特許7641000号,ロボットの制御装置及び制御方法 【学術論文】https://mecdes.hiroshima-u.ac.jp/index_jp.html   研究者 茨木創一(IBARAKI SOICHI) 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 教授

    • デジタル/AI
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    2011.04.01
    • デジタル/AI
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    • インフラ
    希薄流および連続流解析へのCIP法の応用

    アピールポイント 高次精度手法 流体方程式の数値解析に適している計算手法 様々な双曲型方程式への適用も可能   研究者のねらい 非平衡希薄気体・中間流の振る舞いを調べる為には、巨視的な物理量に関する方程式(オイラー・ビエス‐トークス方程式)ではなく、速度分布関数の時間発展を扱うボルツマン方程式が必要となるが、複雑な多重積分を含む衝突項を含む為、衝突項の性質を保持したまま簡略化したBGK方程式が用いられる。CIP法は双曲型方程式の高次精度解法であり、かつソロバン格子を併用することで、CIP法の時間空間精度を保持した解適合格子の数値解析手法を構築できる。   研究内容 希薄流の様な平均自由行程が長い、マイクロチャネルの様な系の代表長さが小さい流れでは、クヌッセン数(Kn)が大きい流れを解く為に、BGK方程式を表空間・速度空間2次元(位相空間4次元)に拡張を行い、基礎的な例題等を用いた検証結果を、連続流に近い条件(Kn = 0.002)から希薄流(Kn = 0.05)で衝撃波の反射問題で示す。 実空間にCIP法に適した解適合ソロバン格子を用いることで、ディフューザーの様な内部流で生じる、小Kn数(連続流)での反射衝撃波面・接触不連続面の解像度向上、及び大Kn数(希薄流)で波面が鈍る様子も計算可能である。   論文: T. Yabe and Y. Ogata, A multidimensional approach to rarefied and transitional flows with the CIP method, International Journal of Numerical Methods in Fluids, Vol. 65, 191–206 (2011)   関連図書 矢部 孝,內海 隆行,尾形 陽一「CIP法」森北出版(2003) 矢部 孝,尾形 陽一,滝沢 研二「CIP法とJAVAによるCGシミュレーション」森北出版(2006)   研究者 尾形陽一(OGATA YOICHI) 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 教授

    • 介護/福祉
    • デジタル/AI
    • 教育/人材育成
    2017.12.18
    • 介護/福祉
    • デジタル/AI
    • 教育/人材育成
    タブレットで暮らしのバリアを乗り越える

    視覚障害のある子供たちが学習したり、生活したりする上でぶつかっている困難を科学的に解明し、タブレットを活用した教育方法の開発をしている 教育学研究科 氏間和仁教授の研究を紹介します。 タブレットで見えにくさをサポートする教育方法の開発 スマートフォンやタブレットなどのデジタル機器は、私たちの生活になくてはならない身近なものになってきました。 特別支援学校の教育現場で使われる教材にも、タブレットを活用したものが増えてきています。 顕微鏡の接眼レンズにスマートフォンを取り付けて大きく表示 画像はタブレット上の操作でさらに拡大可能 拡大鏡(左側)の画像をタブレットに表示 肢体が不自由な方のための入力用の機器(黄色と緑色の丸い部分を押す)でタブレットを操作している様子 氏間先生によると、視覚障害者がタブレットを活用するメリットは、最初から見ることをサポートするアプリが入っている、キーボードなどの入力用の機器を手軽に接続できる、持ち運びができるなど様々。 例えば、黒板に書いた文字をタブレットのカメラで撮影し、その画像を大きく拡大して読む、GPS(位置情報)を使って道案内を聞きながら目的地に向かうなどの使い方があるそうです。 これまで高額な福祉機器でしか対応できないと思われていたことの一部は、タブレットの様々な機能を組み合わせて手軽に実現できるようになりました。 氏間先生は、子供たちの「苦手」を分析し、タブレットを活用してそれをサポートすることで、効果的な学習ができる教育方法を開発しています。   子供たちが少しでも楽しく学べるように 通学中の乗り物の中で本を読む。誰もがしていることですが、弱視の子供たちは拡大鏡を使って本を読むので乗り物酔いをしやすいそうです。それが、タブレットで文字を拡大しながら読むことができるようになると、乗り物酔いが少ないし、なによりタブレットで本を読む姿はルーペなどを用いるよりも目立たないので、読書をより楽しめるようになったという感想もあったそうです。 慶応義塾大学中野研究室との共同研究で開発中の教科書デジタルデータ閲覧用iOSアプリ (UDブラウザ) 氏間先生は、盲学校で教鞭をとっていた経験なども交えて、特別支援学校に通う子供たちが、環境の整っている学校内だけでなく、通学路や家でも楽しく学べる方法の実践に向けた取り組みをしています。 教育相談 http://home.hiroshima-u.ac.jp/ujima/src/index_j.html#kyousou ゼミの様子(特別支援学校の教諭を目指す学生らが学んでいます) この「見やすくする」を支援する技術は、発達障害のある子供にも応用され、学ぶことの楽しさを思い出したり、試験の成績が上がったりなど、学習成果も現れつつあります。   チャレンジできることをもっと知ってほしい 「少しの工夫で、諦めていたことにチャレンジできることを、多くの方に知っていただきたい」と氏間先生は話します。 高齢化の進む日本では、老化や病気により見え方に困難を有する方が増加すると考えられています。 眼科病院での教育相談活動を通じて、タブレットやスマホなどの身近な道具を活用することで、生活を豊かにしたり、質を高めることが可能であることをより広く伝えることにも力を入れています。 「難病(ALSなど)や重度障害者のための支援ICTのフェスティバル」の来場者に、研究室の学生が説明する様子   広島大学研究者総覧(氏間 和仁 准教授) 氏間研究室のホームページ(視覚障害教育に関する研究室) 「難病(ALSなど)や重度障害者のための支援ICTのフェスティバル」に出展しました   【お問い合わせ先】 広島大学 大学院教育学研究科特別支援教育学講座 教授氏間 和仁 E-mail: ujima*hiroshima-u.ac.jp (*は半角@に置き換えてください)

    • デジタル/AI
    • 医療/ヘルスケア
    • 教育/人材育成
    2025.03.26
    • デジタル/AI
    • 医療/ヘルスケア
    • 教育/人材育成
    大規模言語モデル(LLM)を活用した医学倫理教育の可能性 ―倫理的な行動の手本や相談役としての機能を検討―

    (Credit: Kanon Tanaka) 本研究成果のポイント 医学教育では、人的・財的資源の制約から、倫理教育が十分とは言えません。本研究では、この問題への対策として、医学倫理教育においてAIモデルの一種であるLLM(Large Language Models、大規模言語モデル)*1が有用な学習ツールとなる可能性を提示しました。 医学倫理を学ぶうえで、医療に必要なルールや原則に関する知識の獲得だけでなく、患者や医療現場ごとに生じる複雑な倫理的ジレンマに対応するための態度や徳を身につけることが重要です。本論文では、知識の獲得と、態度や徳を身につける教育の双方を取り入れたハイブリッドアプローチの必要性を指摘しました。 LLMに対して、医療倫理に特化した追加学習(ファインチューニング*2)を行うことで、医学倫理教育においてLLMを倫理的な手本や相談役として活用する可能性を提示しました。利用者とLLMとの反復的な対話を通じて利用者の意識やLLMの情報の偏り(バイアス)を減らし、より公正でしっかりした医療倫理の枠組みを構築することができると考えられます。   概要 広島大学大学院人間社会科学研究科上廣応用倫理学講座の片岡雅知 寄附講座准教授、ならびに同研究科の澤井努 特定教授(寄附講座教授兼務、京都大学 高等研究院ヒト生物学高等研究拠点 連携研究者、シンガポール国立大学客員教授)は、広島大学大学院人間社会科学研究科の岡本慎平 助教、板野誠 博士課程大学院生とともにLLMを活用した医学倫理教育の可能性を検討しました。 本研究成果は、2025年2月5日に学術誌「BMC Medical Education」でオンライン公開されました。   論文情報 題目:AI-based medical ethics education: examining the potential of large language models as a tool for virtue cultivation 著者:Shimpei Okamoto1, Masanori Kataoka1,2, Makoto Itano1, Tsutomu Sawai1,2,3,4* 1. 広島大学大学院人間社会科学研究科 2. 広島大学大学院人間社会科学研究科上廣応用倫理学講座 3. 京都大学高等研究院ヒト生物学高等研究拠点(WPI-ASHBi) 4. Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, Singapore, Singapore. *: 責任著者 雑誌:BMC Medical Education URL:https://bmcmededuc.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12909-025-06801-y DOI:https://doi.org/10.1186/s12909-025-06801-y   背景 現在の医学教育カリキュラムでは倫理教育が十分とは言い難く、医学生や研修医が臨床現場で倫理的に複雑な状況に直面した際、対応に苦慮することが報告されています。 このような問題への理想的な対処法として、専門的な教育を受けた倫理指導者の雇用や、医学教育カリキュラムの改善が求められます。しかし、人的・財的資源の制約から、こうした対処は困難であり、医学倫理教育の充実が進まない状況が続いています。 こうした背景を踏まえ、次善の策としてLLMを教育ツールとして活用することが考えられます。医療分野に特化した学習を行ったLLMに対し、対応に苦慮するケースの情報を入力することで、手本となりうる対応策や、患者ケアにおいて考慮すべき情報を得ることができます。 LLMを倫理的な手本や相談役として活用することで、人的・財的資源を抑えながら、道徳的知識や患者ケアに必要な姿勢の獲得を促す可能性があります。   研究成果の内容 本研究では、医学倫理教育のアプローチについて検討し(①)、LLMが倫理的な手本(②)や相談役(③)として有用な学習ツールとなる可能性を示しました。 また、医学教育におけるLLMの実用性を検討するために取り組むべき課題を整理しました(④)。   ① ハイブリッドアプローチの重要性 医学倫理教育においては、2つの教育アプローチが存在します。 原則主義的アプローチは、医療倫理の4原則*3のように、医療に必要なルールや原則に関する知識を獲得するという、認知的目標の達成を目的としています。 一方で、非原則主義的アプローチは、個別の患者が抱える状況を認識・判断し、倫理的価値に基づいて行動するための態度と徳を育み、身に着ける態度的目標の達成を目的としています。 医療の現場において、適切な倫理的意思決定を行うためには、2つのアプローチを組み合わせたハイブリッドアプローチを取り入れ、医療に必要なルールや原則に対する十分な知識と、患者ケアに不可欠な徳や態度を獲得する必要があります。   ② 倫理的な手本としてのLLM 私たちは、倫理的な手本となるような人物の行動を真似することによって、徳や態度を身に着けることができます。 同様に、歴史上の人物や架空のキャラクターなど、目の前に実在しない存在を手本として倫理的な原則を理解し、その行動を真似することで、徳や態度を身に着けることもあります。実際に、教育の現場では文学や映画などの作品を通して、複雑な倫理的ジレンマを理解したり、共感や道徳的態度を身に着けたりする試みがなされています。 目の前に存在しない人物や架空のキャラクターを真似することで徳や態度を身に着けることができるのであれば、私たちはLLMの示した回答やシナリオを通して倫理的行動の手本を認識し、それらを真似することで徳や態度を身に着けることが出来るかもしれません。   ③ 相談役としてのLLM LLMの回答は、あくまでも助言として活用されるべきであり、絶対に正しいものであるかのように扱うべきではありません。 LLMの提示した回答の結論だけでなく、その回答が導き出された過程や参照している情報源を検討し、どの部分が手本として参照するに値するか、値しないかを判断する必要があります。 また、ファインチューニングを行っていないLLMは、原則主義的な回答を行う傾向にあることが指摘されています。徳倫理やフェミニスト倫理など、他の考え方が示された場合に、初めてそうした考え方を反映した回答を出力することが確認されています。 原則主義的な考え方のみに基づいて教育を行うと、LLMの利用者が患者一人一人の状況に対応できない、不適切な考え方や行動を身に着けてしまう可能性があります。 そのため、専門家や教育機関によるフィードバックを得ながら、より適切な回答を出力できるようファインチューニングを行って、LLMの情報を更新していく必要があります。   ④ 検証すべき課題 1. 原則主義的な回答を行う傾向があるのなら、どのように態度的目標を達成するのか? LLMによる原則主義的な回答の傾向は、ハイブリッドアプローチに組み込むことで、解消することが出来ます。利用者は、非原則主義的な観点からLLMの回答を批判的に検討することで、相手に対する共感や適切な態度について考えることができます。 特定のシナリオにおいて、人間の気づかない感情の動きをLLMが認識するという研究結果も示されていることから、LLMが活用できる場面を見極めながら教育の現場に組み込むことで、教師の負担を部分的に削減したり、新たな気付きを与えたりする可能性があります。   2. LLMの回答を、患者ケアの参考にする人はいるのか? LLMが共感や配慮といった複雑な感情を理解できないのではないかという理由から、LLMの回答をアドバイスとして取り入れたり、LLMが提供した手本となる行動の例を真似したりするに値しないのではないかという懐疑的な意見もあります。 しかし、「推論」に対する判断を行う課題においては、作成者が人間であっても、LLMであっても、アドバイスとして採用する際に影響は生じないという研究結果が示されています。 認知的要素である推論と、態度的要素である徳や態度では結果が異なる可能性もあるため、今後、実証的な実験によって、相談役としてのLLMの実用性を検討する必要があります。   3. 徳や感情を持っていないLLMが、倫理的な手本になりうるか? 文学作品や映画作品の多くは、作者と直接対話を行うことができない環境で鑑賞されています。物語の作者のことを知らずとも、物語のキャラクターを手本として徳を育み、身に着けることができるのであれば、LLMが感情の機微に欠けており、倫理的な態度や徳を有していないとしても、出力されたシナリオや回答を手本とすることができる可能性はあります。 倫理的手本としてのLLMの実用性は、作成者の情報や手本とする存在の実在など、様々な条件を考慮したうえで、教育的実験を通じて実証的に検証される必要があります。   4. 更新の作業が必要なら、医学教育の役に立たないのではないか? 人間と人間のコミュニケーションにおいても、世代間で価値観に相違が生じるなど、バイアスが表面化することがあります。たとえば、ワークライフバランスの取れた生活を求めるといった価値観は、世代間で異なった受け取られ方をするかもしれません。 このように、徳や価値観が時代や文化によって変化することを教師も認識しなければなりません。 LLMと人間の教師による教育を組み合わせることによって、学生と教師の対話、徳や価値観に対する批判的反省、相互学習の機会の場を促進することができるかもしれません。 LLMと利用者のバイアスを認識し、取り除くという更新の作業は、人的なリソースを必要としますが、最終的にはより公正でしっかりした医療倫理の枠組みを構築することに繋がる可能性があります。   今後の展開 LLMを医学倫理教育で活用するためには、実用性を測定するための実証的な検証が必要です。 人間の教育者が割く時間の増加を抑えつつ、より高品質な教育を実現するため、LLMと教育者の協力関係の構築について、検討を進めることが望まれます。 より実用的な回答を出力するために、専門家や教育機関によるフィードバックを得ながら、LLMのファインチューニングを進めていくことが求められます。   謝辞 本研究は、以下の支援により実施しました。   日本学術振興会(JSPS)科学研究費助成事業 若手研究 「経験的生命倫理学における方法論の構築とその応用」21K12908 (研究代表者:澤井努) 上廣倫理財団論文投稿助成[UEHIRO2023-0116]   参考資料 Ethical Exemplar in Medicine https://chatgpt.com/g/g-EjSMhG7W1-ethical-exemplar-in-medicine   用語解説 *1:LLM(Large Language Models、大規模言語モデル) ChatGPTに代表される生成AIモデルの1つで、膨大な文章データを元に学習を行い、人間の会話や文章から単語の出現確率をモデル化する技術。単語の並びから言語のルールや文脈を学習し、人間が自然だと思う文章を生成したり、文章表現を分析したり、文章の翻訳や要約をしたりすることに用いられる。   *2:ファインチューニング LLMに対する追加学習の1つ。事前学習を行ったLLMに対して、特定の課題や分野に特化した新たなデータを学習させるプロセス。 特定の分野のニーズに合わせてLLMをトレーニングできるため、より精度が高く、有用な情報を提供できるよう、カスタマイズすることができる。   *3:医療倫理の4原則 アメリカの倫理学者であるトム・ビーチャムとジェイムズ・チルドレスが提唱した4原則。自律性の尊重、無危害、善行、正義の4つからなる。 自律性の尊重:患者自身の決定や意思を大切にして、患者の行動を制限したり、干渉したりしないこと。 無危害:患者に危害を及ぼさないことや、今ある危害や危険を取り除き、予防すること。 善行:患者のために、患者の考える最善の善行を行うこと。 正義:患者を平等かつ公平に扱うこと。   報道発表資料(560.34 KB) 学術誌: BMC Medical Education 広島大学研究者ガイドブック (片岡 雅知 寄附講座准教授) 広島大学研究者ガイドブック (澤井 努 特定教授)   【お問い合わせ先】 大学院人間社会科学研究科 人間総合科学プログラム 上廣応用倫理学講座 担当:兼内伸之介(特任学術研究員) Tel:082-424-6594FAX:082-424-6990 E-mail:shinnkan*hiroshima-u.ac.jp (*は半角@に置き換えてください)

    • デジタル/AI
    • 医療/ヘルスケア
    • 融合領域
    2026.01.19
    • デジタル/AI
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    【フェニックスセミナー2025まとめ】AI/DX研究の最前線

    概要 フェニックス協力会主催(広島大学AI・データイノベーション教育研究センター共催)にて、2026年1月19日に広島駅前コンベンションホールにて、フェニックスセミナー2025(研究シーズ発表会)を開催しました。   当日は、企業や研究者など70名ほどが参加し、若手研究者によるAI/DXの研究の最前線についての発表がありました。セミナー後は、懇親会も開催。直接研究者とコミュニケーションをとることで、研究とビジネスをつなげるきっかけの場となりました。   発表内容の詳細 信頼性工学 × 生成AI:Nバージョンプログラミングを再考する(鄭 俊俊)   プライバシーを守る次世代AIの実践と応用(連 卓涛)   モノの形の最適化(松島 慶)   情報科学×医学の融合研究(檜垣 徹)   生体信号情報のAI解析と医療・インタフェース応用(古居 彬)   深層学習・ニューラルネットワークによる視覚表現学習(相澤 宏旭)   ウェーブレットに基づいた円滑化技術による寿命分析の改善に関する検討(呉 敬馳)     フェニックス協力会とは 「地域社会・国際社会との共存」を具現化する取組みとして、2010年11月、地域社会、特に地域産業界への更なる貢献を目的として設立。 150社ほどの企業・団体が所属し、広島大学オープンイノベーション本部産学連携部門(事務局)から、産学連携に関連する情報発信や、会員企業の皆さまにご活用いただけるさまざまなサービスなどを発信しています。

    • デジタル/AI
    2026.01.19
    • デジタル/AI
    信頼性工学 × 生成AI: Nバージョンプログラミングを再考する

    アピールポイント 高コストなNバージョンプログラミング(N-version programming, NVP)を、生成AIにより現実的な手法として再構築 NVPの本質を保ったまま、開発・運用コストを大幅に削減 高信頼性が求められるソフトウェア分野への応用が期待される   研究者のねらい NVPは、ソフトウェアの信頼性を高める有効な手法として知られており、実際に飛行制御などの安全最優先システムでも採用されてきた。一方で、複数人による独立開発が前提となるため、開発・運用コストが非常に高く、一般的なソフトウェア開発への適用は限定的であった。本研究は、この「有効だが使いにくい」NVPに着目し、生成AIを活用することでNVPの本質的な考え方を保ったまま,低コストで実現可能な形へと再構成することを目的とし、NVPをより広いソフトウェア分野でも現実的に活用できる道を探る。   研究内容 ① 課題:NVPは有効だが、使える場面が限られている ・NVPは、飛行制御などの安全最優先システムで実績のある信頼性向上手法 ・ただし、人手による多重開発は非常に高コスト ・そのため、一部の重要システムにしか使えない → 良い技術だが、誰でも使える技術ではなかった   ② 着眼点:NVPの「本質」を保つ ・NVPの本質は、複数の独立した実装による相互チェック ・この考え方自体は、今も有効   ③ 提案:生成AIを用いた低コスト化 ・生成AIを活用し、同一仕様から複数の実装を生成 ・生成条件やモデル設定を調整し、実装の多様性を確保 ・人手による多重開発を、生成AIによって代替 → NVPの思想を維持したまま、コストを大幅に削減   ④ 効果:NVPの再現実化 ・複数結果を統合(多数決)することで、誤りリスクを低減 ・高コストだったNVPを、より身近なソフトウェアへ N-version programming, NVP   関連情報 【論文】Zheng J, Okamura H, Dohi T: Can Generative AI Enhance the Effectiveness of N-Version Programming? SFPVV 2025, LNCS 16356, pp. 1-16, 2026. 【知財】なし   研究者 鄭俊俊ZHENG JUNJUN 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 准教授

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    2026.01.19
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    プライバシーを守る次世代AIの実践と応用

    アピールポイント 個人情報を外部に出さずに、企業内データを用いたAI活用を可能にする 医療・金融など、データ共有が難しい現場における分析・予測業務への応用を想定 セキュリティやコンプライアンス面の負担を抑え、AI導入の実務的ハードルを低減   研究者のねらい 企業や組織がそれぞれ保有するデータを活用し、複数主体が協力してAIモデルを構築するニーズが高まっている。一方で、個人情報や機密情報の取扱いが課題となり、データ共有が現実的でない場面も少なくない。本研究では、データを外部に出さずにAIを活用できる仕組みに着目し、こうした制約下での実用的なAI利用を検討する。金融分野での不正取引自動検知や医療分野での診断支援といったケースを想定し、企業や組織が既存の業務環境の中で段階的にAIを導入できる社会実装を目指す。   研究内容 1.連合学習により、プライバシーを保護しながら医療データを分析 患者データは共有せず、モデル更新情報のみを用いて協調的に診断支援モデルを構築   データ集中型学習と比較して近い性能が得られることを確認した   複数機関による協調学習は、単一機関による学習と比較して性能向上に寄与することが示された   2.差分プライバシーによるプライバシー保護の強化 統計的ノイズを付加することで、個人情報の推定リスクを低減し、プライバシー保護を実現する。   ↓連合学習との組み合わせ ————————————————————————————- モデル更新情報を通じた個人情報の推定リスクを低減し、プライバシー保護をさらに強化することが可能 ————————————————————————————-   3.秘密計算による安全なデータ利活用 秘密計算を活用することで、元データを一切開示することなく、データの結合・分析が可能となる、とされている。   関連情報 【論文】Z. Lian et al., “Privacy-Enhanced Federated WiFi Sensing for Health Monitoring in Internet of Things,” in IEEE Internet of Things Journal, vol. 12, no. 3, pp. 2994-3002, 1 Feb.1, 2025. 【知財】なし   研究者 連卓涛LIAN ZHUOTAO 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 助教

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    2026.01.19
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    モノの「かたち」の最適化

    アピールポイント 「最適化」はAIの基盤技術であり、その理論と応用の拡張は社会的に重要 無数のデータで構成される情報をどのように最適化?→「形状最適化」 モノの「かたち」を最適化することにより、興味深い材料・現象を実現   研究者のねらい 最適化理論の基礎的な研究と、それを応用した工学材料の設計に関する研究を行っている。特に、モノの「かたち」を自在に制御することで、興味深い物性や現象を実現する材料・構造を追求している。通常、物体の形状を表現するデータの空間は非常に高次元、あるいは無限次元となるため、既存の理論は必ずしも十分でない。本研究室は変分理論に基づく最適化アルゴリズムの検討とその実証を行い、それらを先端的工学応用につなげるための研究を行っている。   研究内容 【形状/トポロジー最適化】 最適化:与えられた制約の下で目的関数を最大/最小化する変数を探す問題 形状/トポロジー最適化   強調したい文字 【メタマテリアルの設計】 メタマテリアル・・・直感に反する」現象を引き起こす材料/構造 負のポアソン比   【軽くて強い弾性材料】 最適化された「かたち」 1,軽い (体積が小さい) 2,外力に対してなるべく「変形しない」ような「かたち」を最適化により実現 【結び目を解く】   関連情報 【論文】Daichi Akamatsu, Kei Matsushima, Takayuki Yamada, Optimal design of cavity-free mechanical metamaterials exhibiting negative thermal expansion International Journal of Mechanical Sciences 283 (1), 2024   研究者 松島慶(MATSUSHIMA KEI) 広島大学 大学院先進理工系科学研究科 助教

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