SMART CITY & BUILDING

スマートシティ・ビルディング 大阪大学 大学院情報科学研究科 山口研

研究キーワード

スマートナビゲーション BEMS/HEMS ロボット ビル・デジタルツイン 屋内外位置推定 ZEB 観光 遠隔空間共有 拡張メタバース 人流デジタルツイン 回遊・滞留促進

急速な都市化とそれに伴う人口集中は、エネルギー消費の増大、インフラの老朽化と維持管理コストの増加、交通システムの非効率性、環境負荷の増大、 そしてコミュニティにおける新たな社会的課題などを顕在化させています。 これらの課題に対し、IoT・3次元センシング・空間コンピューティング技術とデジタルツインやサイバーフィジカルシステム(CPS)、データ駆動型のアプローチに基づき、 都市機能全体の最適化と持続可能性の向上、さらには居住者の生活の質(QoL)向上を目指すスマートシティ、ビルディング、ホームの実現を目指しています。

Yamaguchi Lab, Hitonavi
山口研 hitonavi

LiDAR (Light Detection and Ranging) による3次元点群データを用いた屋外内・公共空間における人流デジタルツインの構築

  • Hirozumi Yamaguchi, Hamada Rizk, Tatsuya Amano, Akihito Hiromori, Riki Ukyo, Shota Yamada, Masakazu Ohno, Towards intelligent environments: human sensing through 3D point cloud, Journal of Reliable Intelligent Environments, vol. 10, pp. 281–298 (2024) (Q1 Journal)
  • Masakazu Ohno, Riki Ukyo, Tatsuya Amano, Hamada Rizk, Hirozumi Yamaguchi, Privacy-preserving pedestrian tracking with path image inpainting and 3D point cloud features, Pervasive and Mobile Computing, Volume 100, May 2024. 101914 (Q1 Journal)
  • Masakazu Ohno, Riki Ukyo, Tatsuya Amano, Hamada Rizk, Hirozumi Yamaguchi, Privacy-preserving Pedestrian Tracking using Distributed 3D LiDARs The 21st International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2023), pp.43-52 (CORE A* Top Confence)
  • 大阪大学発スタートアップ企業 HULIX 立ち上げ

など.歩行者のトラッキングや軌跡の解析はナビゲーションや施設設計,避難計画,経路解析といったヒューマンセントリックなアプリケーションを実現する上で近年重要視されてきています. 我々はLiDAR(Light Detection and Ranging)やカメラを用いた実世界の人流・モビリティ把握技術に加えて,部分的に観測されたそれらのデータからシミュレーション上に人流・モビリティを再現する技術の開発に取り組んでいます.詳しくはこちら

LiDAR, Cameraと大規模言語モデルを用いたロボットナビゲーション Xuqing Liu, Ahmed Farid, Riki Ukyo, Tatsuya Amano, Hamada Rizk and Hirozumi Yamaguchi, "LLM-Driven Adaptive Autonomous Robot Navigation via Multimodal Fusion for Diverse Environments", IEEE IV 2024 (To appear)

HEMS (Home Energy Management System)/ BEMS (Building Energy Management System)データ活用・スマートホーム

  • H. Yonekura, F. Tanaka, T. Mizumoto and H. Yamaguchi, "Generating Human Daily Activities with LLM for Smart Home Simulator Agents," 2024 International Conference on Intelligent Environments (IE), 2024, pp. 93-96 (BEST SHORT PAPER AWARD)
  • F. Tanaka, T. Mizumoto, H. Yamaguchi, "Recognition of House Structures from Complicated Electrical Plan Images," Information, Vol.15, No.3, pp. 147, March, 2024.

など

携帯基地局電波・Wi-Fi RTTなどを活用した屋内位置推定の高度化技術

  • H. Rizk, A. Elmogy, M. Rihan, H. Yamaguchi, "TimeSense: Multi-Person Device-Free Indoor Localization via RTT," IEEE Internet of Things Journal, 2024.
  • Hamada Rizk, Moustafa Abbas, Moustafa Youssef, "Device-Independent Cellular-based Indoor Location Tracking Using Deep Learning," Pervasive and Mobile Computing (PMC). (Q1 Journal)

など

プライバシー保護型分散データ活用タクシー需要予測システム Ren Ozeki, Haruki Yonekura, Hamada Rizk and Hirozumi Yamaguchi, Privacy-Preserved Taxi Demand Prediction System Utilizing Distributed Data, The 32nd ACM International Conference on Advances in Geographic Information Systems (SIGSPATIAL '24) (CORE A Rank, 地理空間情報に関する著名国際会議)

さらに研究トピックの一部を紹介します

WiFi RSSI統合型視覚言語モデルによる屋内物体認識 大阪大学 山口研

WiFi RSSI統合型視覚言語モデルによる屋内物体認識

本研究は、視覚言語モデル(Visual-Language Model, VLM) を活用し、屋内環境における物体の自動識別および分類を行う新しい手法を提案する。従来の手法では、各物体を手動でラベリングするコストの高さや、記述の曖昧さが課題と...

点群 Visual Language Model AIoT +3
ニューラルネットワークを用いた歩行流制御施策の最適化 大阪大学 山口研

ニューラルネットワークを用いた歩行流制御施策の最適化

スポーツイベント,コンサート,ライブパフォーマンスなどは多くの人を集め,そのようなイベント終了後の帰宅時の人の密集は,転倒事故,緊急時避難の阻害,犯罪の危険性など,人々の安全が脅かす可能性を高める.そのため、適切な群衆誘導や交通計画、警備の...

混雑緩和 マルチエージェントシミュレーション 勾配降下 +1
実空間融合型メタバースにおける共有オブジェクト品質の分散型最適化 大阪大学 山口研

実空間融合型メタバースにおける共有オブジェクト品質の分散型最適化

COVID-19の流行以降、遠隔交流のためのツールとしてメタバースに注目が集まっています。近年の3Dセンシング技術の発展により、現実の空間を常時3Dスキャンし、仮想空間で共有するという新たな遠隔交流システムが可能になりつつあります。我々は、...

ハイブリッドメタバース 映像品質最適化 ニューラルネットワーク
マルチモーダル融合とLLM駆動による動的環境適応型自律ロボットナビゲーション 大阪大学 山口研

マルチモーダル融合とLLM駆動による動的環境適応型自律ロボットナビゲーション

本研究では、駅や商業施設などの高密度で動的な環境における自律ロボットナビゲーションの課題に取り組むため、マルチモーダルセンサーデータ(LiDARと視覚センサ)の融合と大規模言語モデル(LLM)を活用した適応型ナビゲーションシステムを提案しま...

自律走行 マルチモーダル融合 FPGA +3
介護タクシー配車問題に対する量子近似解法とニューラル融合型の数理最適化アルゴリズムの提案 大阪大学 山口研

介護タクシー配車問題に対する量子近似解法とニューラル融合型の数理最適化アルゴリズムの提案

日本では高齢化が進み、デイサービスなどの介護施設を利用する高齢者が増えている。介護施設へ高齢者を送迎するサービスである介護タクシーは、車両やドライバーの数が限られており、効率的なルート計画が必要になる。また、高齢者の送迎時間は身体の状況によ...

量子コンピュータ 組み合わせ最適化 QUBO +8
線形計画ソルバーと機械学習を用いた介護タクシー配車問題の最適化 大阪大学 山口研

線形計画ソルバーと機械学習を用いた介護タクシー配車問題の最適化

介護施設利用者に対する配車計画をAIを用いて最適化する研究を行っています.高齢化に伴い,高齢者施設の需要が高まっています.送迎は利用者の住居を一軒ずつ順に訪問することで行われますが,快適な送迎を提供するためには,個々の利用者が持つニーズに応...

配送計画問題(Vehicle Routing Problem) 最適化 整数計画問題 +3
広域ロケーションデータとスポット通行量データの併用によるシミュレーション上への歩行者流再現 大阪大学 山口研

広域ロケーションデータとスポット通行量データの併用によるシミュレーション上への歩行者流再現

近年、地域活性化において歩行者流動データの活用が注目を集めている。現在の歩行者流動を把握することは、観光客や住民を魅力的な地域スポットへ効果的に誘導し、地域の魅力を最大化する上で重要である。スマートフォンのGPS位置情報データの大規模な取得...

GPS OD推定
人流デジタルツインを活用した適応的屋内ナビゲーションシステム 大阪大学 山口研

人流デジタルツインを活用した適応的屋内ナビゲーションシステム

デジタルツイン技術は,物理空間の対象やシステムを仮想空間に再現し,振る舞いや状態をリアルタイムで連携する技術として注目されている.本研究室においても,スマートシティ基盤技術開発の一環として,人流デジタルツインに関する研究が行われており,Li...

デジタルツイン LiDAR scaniverse
協調型LLMエージェントによるエッジデバイス上での生活行動要約 大阪大学 山口研

協調型LLMエージェントによるエッジデバイス上での生活行動要約

近年、独居高齢者の増加に伴い、見守りシステムの需要が高まっています。見守りシステムに求められる主要な要件は、第一にプライバシーの保護、第二に低コストで実装が容易であることの2点です。本研究では、エッジデバイス上に配置された協調型大規模言語モ...

LLM 見守り
スマートホームシミュレータにおける大規模言語駆動エージェントの設計・開発 大阪大学 山口研

スマートホームシミュレータにおける大規模言語駆動エージェントの設計・開発

本研究は、大規模言語モデル(LLM: Large Language Model)を用いて、スマートホーム環境における居住者の人間的意思決定や日常行動をシミュレーションする手法を提案しています。近年、デジタルツインやエージェントベース・モデリ...

大規模言語モデル エージェントベース・モデリング スマートホームシミュレーション +2
サイバーフィジカル空間における歩行者の日和見識別 大阪大学 山口研

サイバーフィジカル空間における歩行者の日和見識別

3次元LiDARやデプスカメラにより3次元の物理空間内のモノや人の位置・状態を常時スキャンし構成されるサイバーフィジカル空間を活用することで,人々のソーシャルディスタンスや密集度,マスク着用や人とのモノとの接触などの状態を正確に捉え共有する...

サイバーフィジカル空間 ユーザ識別 LiDAR
時空補間的アプローチに基づく3次元点群上の人物軌跡構成 大阪大学 山口研

時空補間的アプローチに基づく3次元点群上の人物軌跡構成

近年,公共施設や大型商業施設など様々な人々が行きかう空間における歩行者の人流解析の重要性が高まっている.人流データは,新型コロナウィルスの感染拡大に対する混雑状況のモニタリング,施設内の動線・広告配置の最適化,災害時の避難計画の設計に利活用...

3次元点群 人流解析 LiDAR +1
低粒度な分岐回路電力データを用いた家庭内行動認識手法 大阪大学 山口研

低粒度な分岐回路電力データを用いた家庭内行動認識手法

近年,家庭内の電気やガスの使用量をモニタリングし、家電機器を「自動制御」するシステムであるHEMS(Home Energy Management System)が普及しつつある.政府は「グリーン政策大綱」にて2030年までに全世帯へHEMS...

HEMS 分岐別消費電力 行動推定
LiDARによる三次元点群を用いた堅牢な歩行者トラッキング 大阪大学 山口研

LiDARによる三次元点群を用いた堅牢な歩行者トラッキング

近年,公共施設や商業施設など様々な人々が行きかう空間における人流検知の需要が高まっている.COVID-19感染拡大防止のため,ビルや施設の事業者や管理者は人流計測により施設利用者数の把握や密検知を行う必要性に追われている.感染防止のみならず...

LIDAR 深度センサ 歩行者トラッキング +1