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Advance

WATANABE Yuji

    Graduate School of Science Division of Mathematical and Material Science　Professor
Contact： yujinsc.nagoya-cu.ac.jp
Last Updated :2024/09/07

Researcher Information

URL

J-Global ID

Research Interests

  • Intelligent Informatics   Biometrics Authentication   Wireless Sensor Network   教育工学   

Research Areas

  • Informatics / Intelligent informatics
  • Informatics / Information security
  • Informatics / Information networks
  • Informatics / Learning support systems

Academic & Professional Experience

  • 1999/01 - 2005/03  豊橋技術科学大学知識情報工学系 助手

Education

  • 1996/04 - 1998/12  Nagoya University  工学研究科  電子情報学専攻
  • 1994/04 - 1996/03  名古屋大学大学院  工学研究科  電子機械工学専攻
  • 1990/04 - 1994/03  Nagoya University  工学部  電子機械工学科

Association Memberships

  • SICE   IPSJ   IEICE   IEEE   

Published Papers

Books etc

  • 「第2編第4章第2節 スマートフォンにおけるタッチ操作の特徴による個人認証」、高精度化する個人認証技術最前線（共著）
    エヌ・ティー・エス 2014 9784860434137
  • 「12.5 免疫アルゴリズム」、進化技術ハンドブック 第Ⅰ巻 基礎編（共著）
    近代科学社 2010 9784764903852
  • 「第7章 サブサンプションアーキテクチャ」、知の創成－身体性認知科学への招待－（共著）
    共立出版 2001 9784320120327
  • "Decentralized Behavior Arbitration Mechanism for Autonomous Mobile Robot Using Immune Network", Artificial Immune Systems and Their Applications（共著）
    Springer-Verlag 1998 9783540643906

Conference Activities & Talks

  • Ryota KOZAKAI; Wenxuan; ZHANG; Toshiki KOBAYASHI; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report ET2023-1  2023/05
  • Estimation of role by the player's role in battles between AI werewolf agents  [Not invited]
    Tatsuya ISHIKAWA; Yuji WATANABE
    情報処理学会第85回全国大会  2023/03
  • A Study of Real-Time Recognition System for Isomorphic Objects for Visually Impaired People  [Not invited]
    Wenxuan ZHANG; Yuji WATANABE
    情報処理学会第85回全国大会  2023/03
  • Ryota KOZAKAI; Qun Yang; Wenxuan ZHANG; Toshiki KOBAYASHI; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report ET2022-6  2022/06
  • User identification on Walking by Deep Learning Based on 3-axis Acceleration after Coordinate Transformation of Smartphone  [Not invited]
    Pengfei YANG; Qun YANG; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report BioX2022-17  2022/05
  • A Study on Personal Identification of Pedestrians Using Machine Learning Based on Range Sensor  [Not invited]
    Noritomo WATANABE; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report BioX2022-16  2022/05
  • Ryota KOZAKAI; Wenxuan ZHANG; Toshiki KOBAYASHI; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report ET2021-42  2021/12
  • Construction of ambient sensor network and motion estimation by deep learning  [Not invited]
    Yang Qun; Shoichiro Hara; Yuji Watanabe
    第64回自動制御連合講演会  2021/11
  • Ryota KOZAKAI; Toshiki KOBAYASHI; Yuji WATANABE
    IEICE Technical Report ET2021-2  2021/06
  • Gait Identification and Authentication Using LSTM Based on 3-axis Acceleration of Smartphone  [Not invited]
    Yuji WATANABE; Masaki KIMURA
    信学技報BioX2020-0003  2020/05
  • Improved Greedy Algorithms for the Traveling Salesman Problem by Eddy Current
    Shoichiro Hara; Yuji Watanabe; Akinobu Shimizu
    情報処理学会第82 回全国大会  2020/03
  • 本人と他人を区別する様々なバイオメトリクス認証  [Not invited]
    渡邊裕司
    電子情報通信学会東海支部第1回学生会講演会  2019/07
  • Development of Personal Identification Application Using Flick Input Features on Android Device  [Not invited]
    Toshiki KOBAYASHI; Yuji WATANABE
    信学技報BioX2018-61  2019/03
  • A Study of Comparison of Learning Algorithms for Pedestrian Identification Using 3-Axis Accelerometer of Smartphone  [Not invited]
    Cuimeng CHEN; Yuji WATANABE
    信学技報BioX2018-48  2019/03
  • A Study of Comparison of Smart Phone Devices on Gait Recognition Using Devices Accelerometer  [Not invited]
    Yizhou CHEN; Yuji WATANABE
    信学技報BioX2017-70  2018/03
  • Effect of Feature Selection for Gait Recognition on 5 Walking States Using Android Device  [Not invited]
    Yuji WATANABE; Sara SAN
    信学技報BioX2016-12  2016/08
  • スマートフォンの加速度センサを用いた歩容認証とその展開  [Not invited]
    第27回自律分散システム・シンポジウム  2015
  • モバイル端末における行動的特徴に基づく生体認証  [Not invited]
    京都大学学術情報メディアセンターセミナー「IoT時代の認証とセキュリティ」  2015
  • Android端末におけるタッチ操作に基づく個人識別－被験者数や特徴数の影響－  [Not invited]
    信学技報BioX2015-16  2015
  • スマートフォンの複数センサを用いた歩容識別に対する様々な状況の比較検討  [Not invited]
    第14回情報科学技術フォーラム（FIT2015）  2015
  • Android端末を用いた歩容識別に対する歩行の状況や特徴の検討  [Not invited]
    第5回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム  2015
  • スマートフォンのセンサを用いた歩容識別への免疫型モデルの適用に向けて：様々な歩行状況の検討  [Not invited]
    システム・情報部門学術講演会（SSI2015）  2015
  • 無線センサネットワークにおける移動ロボットを用いたノード交換に関する一検討  [Not invited]
    情報処理学会第76回全国大会  2014
  • スマートフォンにおける加速度に基づく歩容認証に向けての保持状況の検討  [Not invited]
    第13回情報科学技術フォーラム（FIT2014）  2014
  • Biometrics and Sensor Network Security  [Not invited]
    SynCity workshop, Technical University of Dresden  2014
  • Android端末上のタッチ操作に基づく個人認証に対する操作特徴の比較  [Not invited]
    コンピュータセキュリティシンポジウム  2014
  • スマートフォンにおけるログイン後の個人認証の一考察：免疫型診断モデルの適用に向けて  [Not invited]
    第12回情報科学技術フォーラム（FIT2013）  2013
  • 無線センサネットワークにおける免疫型統計的経路フィルタリングの高性能シミュレーターによる一検証  [Not invited]
    第12回情報科学技術フォーラム（FIT2013）  2013
  • スマートフォンにおけるログイン後の行動的特徴に基づくユーザ認証  [Not invited]
    平成25年度 電気関係学会東海支部連合大会  2013
  • Android端末におけるタッチ操作の特徴を用いた個人認証に向けたアプリケーションの開発  [Not invited]
    コンピュータセキュリティシンポジウム  2013
  • スマートフォンの加速度センサを用いた歩行時の認証に関する一考察  [Not invited]
    コンピュータセキュリティシンポジウム  2013
  • 無線センサネットワークにおける近隣信用度を用いた統計的経路フィルタリングに関する一考察  [Not invited]
    コンピュータセキュリティシンポジウム  2012
  • スマートフォンにおけるタッチ操作の特徴を用いた継続的な個人識別 システムの検討  [Not invited]
    コンピュータセキュリティシンポジウム  2012
  • 無線センサネットワークにおける統計的経路フィルタリングへの免疫的アプローチ  [Not invited]
    第23回自律分散システム・シンポジウム  2011
  • ニューラルネットによる囲碁の盤面評価のための表現特徴の検討  [Not invited]
    電子情報通信学会2009年総合大会  2009
  • 複雑ネットワーク上での免疫型診断モデルの性能評価  [Not invited]
    第17回インテリジェント・システム・シンポジウム  2007
  • 免疫型診断モデルを用いた分散システムの自己修復に関する一考察  [Not invited]
    第16回自律分散システム・シンポジウム  2004
  • 分散型侵入検知システムにおける免疫型診断モデルを用いた自己監視  [Not invited]
    第15回自律分散システム・シンポジウム  2003
  • 免疫型診断モデルを用いたモバイルエージェントシステムの誤り検出  [Not invited]
    第14回自律分散システム・シンポジウム  2002
  • 免疫型診断モデルを取り入れた侵入検出システムの提案  [Not invited]
    エージェント合同シンポジウム(JAWS 2002)  2002
  • 情報収集モバイルエージェントシステムの誤り検出について  [Not invited]
    第7回創発システム・シンポジウム  2001

Awards & Honors

  • 1994 計測自動制御学会学術奨励賞受賞

Research Grants & Projects

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2024/04 -2027/03 
    Author : 渡邊 裕司
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2021/04 -2024/03 
    Author : 渡邊 裕司
     
    本研究では、代表者やNPO団体が行うプログラミング初等授業における学習者のソースコードと操作履歴から、機械学習によって、まずコードのバグを分類し、そのバグを先生や支援員がいかに指導するかを支援するシステムの開発を目指す。2021年度の計画は、(1)学習者のソースコードの記録と検定試験の解答利用、(2)学習者のコードに対する機械学習によるバグの分類、(3)学習者の操作履歴を取得するブラウザ機能拡張の開発であった。 (1)については、対象とするプログラミングはScratchとPythonであり、Scratchでは教師用アカウントを使って生徒のコードを蓄積し、PythonではGoogle Colaboratoryで入力した生徒のコードをGoogle Driveの共有フォルダに記録した。また当研究室のメンバーが（株）サーティファイの「ジュニア・プログラミング検定」を実際に受験して解答ファイル等を取得した。 (2)に関しては、2020年度に高校生23名を対象に行ったオンラインPythonプログラミング講座におけるコードとアンケート回答を分析した。コードの正誤関係の類似性分析により受講者がいくつかのクラスタに分かれ、カテゴリ分析により正答率が各アンケート回答と関係することが分かった。また、2021年度に中学生48名に対して開催された中学生プログラミング教室におけるコードとアンケート回答の分析も行った。その結果、高校生と同じく正誤関係からクラスタを確認し、アンケートに関しては高校生と同じまたは異なる傾向がみられた。これらの結果を電子情報通信学会の教育工学研究会で発表した。 (3)については、操作履歴を取得できる既存のアプリケーションがあったため、これを使うことを試みたが、セキュリティ上の理由で当大学のパソコンにインストールできなかった。今後他のアプリケーションや方法を探す必要がある。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : 横山 清子; 鈴木 賢一; 内田 恵; 梅谷 智弘; 塙 大; 渡邊 裕司; 明智 龍男; 奥山 徹
     
    アンビエントセンサとして、ベッド面に敷く面圧分布センサ、病衣に装着する加速度センサ、布団に装着する温湿度センサの情報を連続的に収集し、機械学習あるいは信号処理により、仰臥位を保つ人の行動や心身状態を推定して、その結果に応じてSlackにメッセージを送信、もしくは照明の照度・色温度を制御するシステムを試作した。また、立体物の凹凸情報を測定する赤外線深度カメラの情報から、ベッド上の人の寝返り、起き上がりなどの動作を、深層学習に基づき推定する手法を開発した。 ベッド面における面圧センサと病衣に装着した加速度センサ情報の信号処理により、寝返り、起き上がり、ベッド上での軽い動き(スマートフォンの参照など）の識別が可能であることを確認できた。今後、夜間覚醒の検出やせん妄発症予測に展開するために研究分担者が収集を始めている臨床での面圧センサデータと、同時に得られる夜間覚醒、せん妄発症などの記録データを用い、機械学習により夜間覚醒やせん妄発症を検出・予測する学習機を作成して試作システムに組み込む予定である。これにより、夜間覚醒やせん妄発症あるいは予測情報の検出時に医療スタッフの携帯端末に情報を伝達するシステム実装の可能性を今年度の研究により検証できたと考えている。寝具に装着した温湿度センサを用い、実験室実験では布団のめくれ上がりやベッドからの離脱の検出が可能であることが確認できており、病棟での活用だけでなく、介護施設や保育所などでの見守り、体温異常の自動検出などへの応用の可能性も得ることができた。 デプスカメラと深層学習を用いたベッド上での人の動作推定については、深層学習のパラメータ設定と得られる結果の特徴との関連などを明らかにすることができた。しかし、寝返りの仕方などに個人差が大きいため、汎用的な利用のためには、今後さらなるデータ収集が必要と考える。
  • モバイル端末における免疫型センサ統合手法も用いた継続的なマルチモーダル認証
    基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2015 -2017 
    Author : 渡邊裕司
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2011/04 -2015/03 
    Author : ISHIDA Yoshiteru; HARADA Koji; OKAMOTO Takeshi; WATANABE Yuji
     
    We have engaged in the era of the“Internet of Things” (IoT) from the era of the ubiquitous network where everyone can access to computations. With this background, our results can be divided into two: theory of immunity-based complex systems and their applications to the IoT with sensor agents. In the theory of immunity-based complex systems, we have developed two macro models: self-recognition models where “the self” as in the immune system is focused; and self-repair networks where cleaning of abnormal nodes by mutual copying is addressed. Further, as a micro model, incorporating an aspect of the“key and keyhole” matching, matching automaton is studied. To design degenerated systems with resilience similar to biological systems, a matching automaton is considered based on the matching problems. Not only sensor agents but also actuator agents are deployed in applications for both of the self-repair networks and the matching automata.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : 渡邊裕司
     
    The aim of this study is more efficient anomaly detection and node repair on wireless sensor network using an immunity-based system. We have proposed an immunity-based statistical en-route filtering, where each node assigns credibility to its neighboring nodes, updates the credibility based onthe success or failure of filtering and communication, and then uses the updated credibility as the probability of the next communication. Simulation results and mathematical analysis showed that the proposed scheme could achieve earlier detection of false data than the original one.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2006 -2008 
    Author : 渡邊裕司
     
    本研究では、無線センサネットワークにおいて移動型センサノード導入のメリットを探る。そのために移動ノードの割合や移動戦略を変えながら、免疫型相互診断モデルによる異常ノードの検出性能を調べた。その結果、異方向の直線移動戦略が最良の検出率を示し、移動のメリットを確認した。また、この戦略の移動割合にしきい値が存在することが分かった。さらに、複雑ネットワーク上で免疫型診断モデルを実行し、ノード数が増加しても検出率は変わらないことを確認した。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2004 -2006 
    Author : 石田好輝; 渡邊裕司
     
    This project built a sensor agent system mimicking the immune system. With the system, the following three results have been obtained. 1.The'self-information'acquisition: Sensor agents mounting specific recognition capability of the target units are introduced. Sensor agents monitor not only the target state but also the other agents that monitor other states, which have a certain relation with the original target state. The relation (or constraint) when the target system is normal is considered as the `self-information'; and the relation when the system is abnormal as the nonself-information. By applying the technique to a certain domain of diagnosis, we have shown that the real-time diagnosis can be done using only the 'self-information'that has been acquired off-line beforehand. However, it has been also revealed that the 'self-information'undergoes change depending on the environment. The role and the impact of the diversity of agents have been also studied by a multi-agent simulation. Further, it has been shown that the sensor agents can have a collective recognition capability, which includes a computational capability that can solve some combinatorial problems. 2.The self-repairing system: The network cleaning problem is formalized with a model of agents mounting not only recognition capability but repairing by overwriting the state of the target node with the self content. The model has been shown to include a certain class of the probabilistic cellular automaton in a percolation theory. Critical phenomenon has been also observed with the parameter of success rate in overwriting. The impact of recognition capability has also been studied with a regular lattice network. Repairing strategies are devised by spatial strategies in the Spatial Prisoner's Dilemma. The repairing can be controlled by spatial strategies when the network is inhomogeneous in a spatial as well as in a temporal sense. 3.Applications of the system: A system for designing, developing and implementing sensor networks involving sensor agents has been developed. The system allows deploying the sensor agents in networks when they can be simulated in the virtual network environment. With a framework of eliminating the nonself by dynamically identifying self and nonself, mathematical models such as a hidden Markov model has been naturally introduced in the network security applications such as intruder detection systems and masqueraders detection systems.
  • 日本学術振興会：若手研究(B)
    Date (from‐to) : 2003 -2005 
    Author : 渡邊裕司
     
    本課題では、生物の免疫系が有する特徴を参考にして侵入検知システム(Intrusion Detection System、以下IDSと略す)の課題を解決する。今年度は、免疫細胞の体内循環に学んだエージェントの「移動」に焦点を絞って、以下の2項目を実施した。 1.昨年度、免疫系が異物を中和して正常な状態に戻すことに倣い、免疫型診断モバイルエージェントによって異常IDSのルールを相互修復する手法を提案した。今年度は、他の手法(多数決モデルを用いる方法やホスト間通信を用いる方法)との比較シミュレーションを追加して行い、提案手法の有効性をより明らかにした。また、異常数の時間変化を表わした数理モデルの修正も行った。これらの結果を整理して国際会議KES2005にて発表した。 2.これまでは有線ネットワーク上での診断であったが、近年コンピュータの通信には無線がよく使われる。そこで、エージェントが自由に移動できる無線ネットワーク上で免疫型エージェントによる異常の検出を試みた。エージェントの移動戦略として戦略A(ランダムウォーク)、戦略B(同方向の直線移動)、戦略C(異方向の直線移動)を取り上げ、静止エージェントの場合も含めて性能を比較した。その結果、戦略Cが異常検出率を最も向上させることが分かった。また、戦略Cで移動エージェントの割合を増加させると、検出率は向上するものの0.8以上でほぼ一定となった。移動の割合にしきい値が存在することが示唆された。これらの成果は国際会議KES2006にて発表予定である。 なお当初計画していた実験用ネットワーク上での免疫型診断エージェントの性能評価は、代表者の所属先の変更により実験環境の再構築が必要となったために実施できなかった。今後本格的に行う予定である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1998 -1998 
    Author : 渡邊 裕司

Social Contribution

  • AIプログラミング教室
    Date (from-to) : 2023/08/23-Today
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋少年少女発明クラブ
  • Date (from-to) : 2021/07/29-Today
    Role : Lecturer
    Category : Others
    Sponser, Organizer, Publisher  : 各務原市教育センター
  • 中学生プログラミング教室
    Date (from-to) : 2019/08/28-2022/08/25
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋少年少女発明クラブ
  • 経営者フォーラム1月定例会
    Date (from-to) : 2022/01/20
    Role : Lecturer
    Category : Lecture
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋中小企業振興会
  • ビジネスセミナー「MARKファミリービジネス研究会」
    Date (from-to) : 2021/08/05
    Role : Lecturer
    Category : Lecture
    Sponser, Organizer, Publisher  : 株式会社MARKコンサルタンツ
  • 令和2年度ひらめき☆ときめきサイエンス
    Date (from-to) : 2020/12/19-2020/12/19
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋市立大学
  • 第150回サイエンスカフェ in 名古屋の講師
    Date (from-to) : 2020/01/17-2020/01/17
    Role : Lecturer
    Category : Science cafe
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋市立大学
  • 平成30年度前期一宮市成人教養講座の講師
    Date (from-to) : 2018/08/04-2018/08/18
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 一宮市教育委員会
  • 平成30年度ひらめき☆ときめきサイエンス
    Date (from-to) : 2018/08/10-2018/08/10
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋市立大学
  • 平成29年度後期中日文化センター講座の講師
    Date (from-to) : 2018/03/24-2018/03/24
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 中日文化センター
  • 第129回サイエンスカフェ in 名古屋の講師
    Date (from-to) : 2018/03/16-2018/03/16
    Role : Lecturer
    Category : Science cafe
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋市立大学
  • 第105回サイエンスカフェ in 名古屋の講師
    Date (from-to) : 2015/12/18-2015/12/18
    Role : Lecturer
    Category : Science cafe
    Sponser, Organizer, Publisher  : 名古屋市立大学
  • 平成27年度前期中日文化センター講座の講師
    Date (from-to) : 2015/06/01-2015/06/01
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 中日文化センター
  • 第26回愛知サマーセミナーの講師
    Date (from-to) : 2014/07/21-2014/07/21
    Role : Lecturer
    Category : Seminar
    Sponser, Organizer, Publisher  : 大学
    名古屋市立大学 愛知サマーセミナーにおいて題目「本人と他人をどう区別する？～生体認証～」で講義した。
  • さかえサイエンストークの講師
    Date (from-to) : 2012/11/02-2012/11/02
    Role : Lecturer
    Sponser, Organizer, Publisher  : 大学
    ジュンク堂書店 ロフト名古屋店 あいちサイエンス・コミュニケーション・ネットワークが実施する「さかえサイエンストーク」の講師を務めた。

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