物联网实验室(物联网实验台)

 

作者：TechLive留日理工同好会

在面临联系国外导师这一环节时，一定有很多问号：自己的专业之后究竟适合什么进修的方向？做这个方向的教授与研究室有哪些？该方向究竟能做什么？我该怎么了解学习等等。

堺塾·理工系团队将选择日本情报工学名校，总结各学校情报理工 / 机械工学 / 电子电气/ 空间信息等 几大专业类别下，聚焦自然语言处理/ 计算机视觉/ 机器人/IOT/生物信息等热门研究方向的研究室，详细解读其研究内容，研究课题和研究动向。

本篇为涵盖IOT、通信系统和网络科学在内的物联网相关方向，列举了8个典型研究室以供同学们了解参考，后续将加速更新。感兴趣的小伙伴欢迎留言，我们会根据留言调整后续介绍顺序。

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01

东京大学 新领域创成科学研究科

复杂理工学专攻

非线性物理学研究室

研究室主页：http://www.hk.k.u-tokyo.ac.jp/

研究关键字：

非线性数理·复杂系科学，非线性/非平衡物理学，网络科学，理论神经科学，数理生物学，计算社会科学/数据科学等

研究室照片（学生教室：99m²，下午茶室：42m²）

研究室的构成：

教员3名：教授，准教授，讲师

秘书1名

研究员1名

修士：男2名，女2名

博士：男1名，女2名

必要技能：

具备至少本科二年级的数学知识，特别是微积分和线性代数分析学（微分公式、矢量分析、傅立叶分析等）物理技能虽不强求，但最好具备分析力学，热/统计力学等物理数学的知识编程难度不是特别高

以上的必备技能希望能给想要报考的同学一些参考。接下来为同学们介绍三个研究室的研究课题。

小林研究室

生活和社会系统是许多元素相互作用的复杂系统。小林研究室旨在通过技术的发展来了解生活和社会现象，以分析从复杂系统和数学建模中获得的时间序列数据。小林研究室正在围绕以下三个主题进行研究。

事件时间序列分析

事件时间序列是关于事件发生时间的数据，是一种出现在互联网、金融市场、大脑等各个领域的新型时间序列数据。小林研究室正在开发事件时间序列数据分析技术，并将其应用于神经科学和互联网数据分析。

计算神经科学

随着测量技术的巨大进步，已经可以长时间测量许多神经元（神经细胞）的信号。小林研究室正在开发一种分析从神经元测量的尖峰信号的方法并进行研究，以对大脑的一部分（神经回路）进行数学建模和分析。

网络科学

随着智能手机的普及，互联网正在成为我们生活中不可或缺的一部分。通过从网络上收集大规模数据并建立数学模型，了解人们在网上的行为和心理行为，理解恶作剧的传播和焚烧等社会问题的发生机制。

研究课题：

【时间序列建模与数据分析技术】

开发数据分析技术，以了解其背后的机制，并根据从生活和社会等各种系统测量的时间序列数据预测未来活动。关键词有：事件时间序列(Point Process)、时间序列分析、机器学习等。

【计算社会科学】

通过数学模型和数据分析阐明人们在网络空间中的行为和心理机制。关键词；信息传播、燃烧、意见形成(Opinion Dynamics)等。

【计算神经科学】

通过数学模型、数据分析以及与实验研究人员的联合研究，阐明大脑中的信息处理机制。关键词：神经细胞和神经回路的信息处理、学习、代谢能量等。

指导教授

小林亮太 准教授

个人主页：http://www.hk.k.u-tokyo.ac.jp/r-koba/index.html

个人信息：

研究内容：数学，统计和数据相关研究正在努力认识海外研究人员认为自己比较年轻，健康吃货，并且喜欢喝酒喜欢有趣的东西。

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02

东京大学 情报理工研究科

电子情报学专攻

杉浦研究室 ：无线通信及信号处理

研究室以信号处理，网络传输协议，理论数值计算，网络协定，信息安全等研究为基础，目标是创造未来新型的无线通信技术。

http://sgurlab.iis.u-tokyo.ac.jp/index.html

研究课题：

IOT通信、基于室内LED照明的可见光通信系统、车辆间P2P通信等。

研究内容（以基于室内LED照明的可见光通信系统课题为例）：

使用安装在室内的LED灯为切入点实现用户间终端高速无线信息传输的技术。因电磁波在可见光的频率范围内具有高线性度并且信道矩阵的秩保持较低，所以不能有效地执行多源传输。在这项研究中，通过执行适当的接收过滤来恢复信道等级，并启用全等级的高速传输。

最新论文（近3篇）：

1. C. Xu, N. Ishikawa, R. Rajashekar, S. Sugiura, R. G. Maunder, Z. Wang, L.-L. Yang, and L. Hanzo, "Sixty years of coherent versus non-coherent tradeoffs and the road from 5G to wireless futures," IEEE Access, vol. 7, no. 1, pp. 178246-178299, Dec. 2019.(invited paper)

2. T. Ishihara and S. Sugiura, "SVD-precoded faster-than-Nyquist signaling with optimal and truncated power allocation," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 18, no. 12, pp. 5909-5923, Dec. 2019.

3. C. Xu, T. Bai, J. Zhang, R. G. Maunder, S. Sugiura, Z. Wang, and L. Hanzo, "Constant-envelope space-time shift keying," IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, vol. 13, no. 6, pp. 1387-1402, Oct. 2019.

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03

东京工业大学 情報理工学研究科

互联网小常识：网络版防病毒系统的基本安装对象包括系统中心的安装、服务器端的安装、客户端的安装和管理控制台的安装。安装方式主要有本地安装、客户端安装、Web安装和脚本登录安装。

情報工学专攻

村田剛志研究室：人工智能/网络挖掘...

实验室专注于人工智能领域的相关研究，尤其是网络科学，机器学习和网络挖掘等。

http://www.net.c.titech.ac.jp/index-j.html

研究课题：

人工智能，网络挖掘，社交网络分析。

最新论文（近3篇）：

1. Taguchi, Hibiki, Tsuyoshi Murata, and Xin Liu. "BiMLPA: Community Detection in Bipartite Networks by Multi-Label Propagation." In International Conference on Network Science, pp. 17-31. Springer, Cham, 2020.

2. Onuki, Yohei, Tsuyoshi Murata, Shun Nukui, Seiya Inagi, Xule Qiu, Masao Watanabe, and Hiroshi Okamoto. "Relation prediction in knowledge graph by Multi-Label Deep Neural Network." Applied Network Science 4, no. 1 (2019): 20.

互联网小常识：在传统网络中，逻辑工作组容易受其所在网段的物理位置的限制，但有了交换式局域网则可采用虚拟局域网VLAN技术加以改善。VLAN可以有以下四种定义方式：基于交换机端口定义的虚拟局域网、基于MAC地址定义的虚拟局域网、基于网络层地址定义的虚拟局域网和基于IP广播组定义的虚拟局域网。

3. Madhawa, Kaushalya, and Tsuyoshi Murata. "A multi-armed bandit approach for exploring partially observed networks." Applied Network Science 4, no. 1 (2019): 26.

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04

东京大学 工学机械系

系统制御系

大山研究室：测量信号处理、定位、传感器

传感器在实现环境监控，人物轨迹追踪等功能上有着功不可没的作用。目前，关于具备无线通信功能的小型传感器终端网络的各项研究也在如火如荼地进行中。

大山研究室运用游标效应，开发了一种新的高精度测量技术，用于测量各终端间的距离。

除了传感器之外，大山研究室还在研究如何利用分布式麦克风阵列，通过解析采集到的声音间的时间差，来精确定位音源位置并减少系统计算量。

http://www.o.sc.e.titech.ac.jp/index.html

研究课题：

基于游标效应进行高精度距离测量、采用复数麦克风进行音源位置的测定、利用超音波CT进行温度和风速的测量

最新论文：

1.木崎航汰, 大山真司. M系列符号を用いたTOF計測のバーニア効果に基づく高分解能化, 計測自動制御学会論文集, Vol. 55, No. 12, pp. 830/838, Dec. 2019.

2.Kouta Kizaki, Shinji Ohyama. Accurate TOF Measurement Using M-sequence Code Based on Vernier Effect, SICE Annual Conference 2018, pp. 107/111, Sep. 2018.

3.綱沢 駿, 大山真司. 複数フレームのCSP係数を用いたTDOA推定による複数人物定位・追跡, 計測自動制御学会論文集, Vol. 53, No. 12, pp. 644/653, Dec. 2017.

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05

名古屋大学 情报学研究科

数理情報学专攻

小野廣隆研究室：情报通信

小野廣隆 教授

数理情報学専攻 数学信息基础论

http://www.tcs.mi.i.nagoya-u.ac.jp/~ono/

计算机性能和信息处理技术逐年提高，各类信息处理（计算）也速度稳步提高，但凡事都有极限。计算也不例外，有一个限制，即计算不能再快了！。这种计算的一些限制是由于计算机性能改进的限制，还有一些是由于计算本身固有的工作量限制。计算复杂性理论研究的是计算（数量）本身的极限，而不是此类计算机的性能。其中，小野教授从算法设计的角度研究难解的组合优化，计算复杂度理论的问题。

研究关键词：

组合优化，随机战争 ，网络搜索，高级搜索/比较，数据分析，数据结构，数据压缩

研究内容：

情报通信/娱乐、游戏信息学情报通信/数理情报学情报通信/情报学基础论情报通信/信息网络

以有效利用资源和提高个人效用为目的的优化计算技术的开发。

所属协会：

1. 电子信息通信学会

2. 日本运筹学会

3. 信息处理学会

最新论文（近3篇）：

1. Hanaka T, Kawai K, Ono H. Computing $ L (p, 1) $-Labeling with Combined Parameters[J]. arXiv preprint arXiv:2009.10502, 2020.

2. Asahiro Y, Jansson J, Miyano E, et al. Graph orientation with edge modifications[C]//International Workshop on Frontiers in Algorithmics. Springer, Cham, 2019: 38-50.

3. KIYA H, OHTO K, ONO H. Computing the Winner of 2-Player TANHINMIN[J]. IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, 2021: 2020DMP0026.

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06

筑波大学 系统情报工学研究群

智能机械系统专攻

海老原格：通讯系统实验室

通信系统是为传输和测量信息而提供的系统。如今，通信通常被称为电信，但是人类和动物长期以来一直试图通过声光来传递信息。

该实验室旨在探索新的通信方法，通过仿真进行优化以及通过对各种类型的通信系统进行实验进行性能评估。例如，在声波难以到达的海水中，使用声波的通信非常普遍，水下通信环境比无线电通信更为恶劣。该实验室设计的通信方法，即使在这种环境下也可以建立可靠的通信链接，并通过演示实验评估了其性能。

大多数智能手机都局限于无线通信，该实验室尝试使用每个终端都具有的扬声器和麦克风进行声音通信，作为一种直接交换相对较小的数据（例如用户配置文件）的方法。此外，当前该实验室正在开发一种基于软件的声学通信调制解调器，该调制解调器考虑了终端的计算能力。

https://www.comm.aclab.esys.tsukuba.ac.jp/index.php/members/ebihara/

研究课题：

信息与通信工程，水下声学工程，网络传感

最新论文（近3篇）：

1. Ebihara, Tadashi, Hanako Ogasawara, and Geert Leus. "Underwater Acoustic Communication Using Multiple-Input–Multiple-Output Doppler-Resilient Orthogonal Signal Division Multiplexing." IEEE Journal of Oceanic Engineering (2019).

2. Fukuda, Riku, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, and Naoto Wakatsuki. "Digital acoustic communication in air using parametric loudspeaker." IEICE Communications Express (2020).

3. Ogiso, Satoki, Koichi Mizutani, Naoto Wakatsuki, and Tadashi Ebihara. "Robust Indoor Localization in a Reverberant Environment Using Microphone Pairs and Asynchronous Acoustic Beacons." IEEE Access 7 (2019): 123116-123127.

中内靖 ：人机交互实验室

人机交互实验室进行了许多有关人机交互的研究。机器人可以感知外部世界的情况，进行思考并采取行动，但是仅机器人的感知能力是有限的。因此，该实验室正在基于新的环境智能理念进行研究，人们周围的环境中机器人和传感器无处不在，整个区域都可以监控并支持人们的活动。

作为在环境中无处不在的传感器，该实验室已经开发了一些原始的传感器设备（智能电力分接头，温度/湿度传感器，照度传感器，人体传感器等），可以通过无线通信收集信息，并且作为环境智能的应用。该实验室正在开发一种老年人监控系统，该系统通过监控独居老人的日常状况来检测并通知情况与通常情况不同。此外，该实验室正在开发一些独特的设备，例如通过将传感器嵌入各种设备中来防止视力障碍者跌倒的智能白手杖以及用于监视用药状况的智能药箱等。

http://hri.iit.tsukuba.ac.jp/

研究课题：

人机界面，传感器融合，环境智能

最新论文：

1. Doi, Masayoshi, and Ysushi Nakauchi. "Generalized Minimum Variance Control to Suppress Rolling and Turning with Ship Steering Using Rudder." In 2020 European Control Conference (ECC), pp. 954-959. IEEE, 2020.

2. Miyahara, Natsuki, Taro Tezuka, and Yasushi Nakauchi. "Pattern Recognition for Tennis Tactics using Hidden Markov Model from Rally Series." In 2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), pp. 751-755. IEEE, 2019.

3. Hasegawa, Komei, and Yasushi Nakauchi. "Facilitation of telepresence robot turn-takings by gesture exaggeration." In 2014 IEEE/SICE International Symposium on System Integration, pp. 650-654. IEEE, 2014.

此系列持续更新中...

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作者：堺塾·理工系团队

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