教育活動

大学院：人間環境情報ウェアラブルセンシング、スマートセンシング
総合文化研究科：環境社会技術とサステナビリティ、Foundations of Environmental Sciences II, Comparative Studies of the Normative Basis of Civil Society II
医学部健康総合科学科：環境人間工学

研究活動

人間や環境が発する様々な情報を対象として検出原理の革新に基づいたセンサデバイスの創出、センサ情報から高次情報を抽出する情報処理技術に基づくセンシングデザイン、そして人間への介入により心と身体の健康増進モデルを探求している。
新たな検出原理としては、単一のガス検出センサに対してデータセットを置き換えれば異なるガスの検出が可能であるものがある。具体的には糖尿病のバイオマーカである呼気中のアセトンを対象に、単一ガス検出センサハードウエアとアセトンガス単体暴露で得られる時系列抵抗データの深層学習によって適切な特徴量を抽出できれば、他種ガス中に存在するppmオーダのアセトンを検出できることを示した。
ストレス、集中度、頭脳労働生産性といった不可視の人間状態をウェアラブルデバイスや非接触センサを用いて推定する研究にも注力した。慢性ストレス推定では、その精度向上と解釈可能性の両方に焦点を当てて検討した結果、行動指標と生理指標を統合する際に認知的負荷と身体的負荷に対する反応を時間的な構造だけで捉えず、低次の生理的調整過程と高次の行動制御との関係性の構造で捉えることによって、推定精度の向上につながることを明らかにした。この枠組みは今後の慢性ストレス推定研究において負荷設計や特徴量抽出、そして評価指標選択について合理的な指針を提供するものである。
頭脳労働生産性の推定では、直接観察できないパフォーマンスの変動要因を計算論的アプローチに基づいた認知モデルのパラメータとして捉え、その変動要因による身体反応を手がかりとした生体情報から認知モデルのパラメータを予測可能とする、認知モデリングと生体情報を統合する手法を提案した。さらに、この手法を日常的に活用するために、ウェアラブルデバイスと認知パフォーマンステストを組み合わせたデータ収集基盤を構築した。これらは、認知状態推定手法を実践的展開に結びつける点においても大きな意義を持つものと考える。
さらに、睡眠の質を頭脳労働生産性の観点から評価できないかという疑問から、睡眠中の生体情報から起床後の頭脳労働生産性を推定する手法を構築した。この研究を空調機器企業との共同研究で行い、頭脳労働生産性に良い影響を与える質の高い睡眠を実現する空調制御手法を検討し、実感を伴う睡眠スコアの提案に繋げた。
人間への介入研究として、ストレス上昇や頭脳労働生産性低下の状況において取得する休憩に焦点を当てて、質の高い休憩を提供する要素技術を感覚間相互作用や自己主体感からの切り口で設計開発する研究を進めた。例えば、実風の方向が一定である中でも視覚刺激や聴覚刺激を組み合わせて方向性や温冷感を示すと風向知覚や風温知覚を変えることができることを明らかにした研究は、休憩環境を心地よい風で実現する要素技術となり得る。ストレス軽減にも資する発声主体感を聴覚刺激と振動刺激で創出できることを示した研究は、制約のある休憩環境であっても発声に伴う心身へのポジティブな効果を期待できる。

文献

津曲駿輝，蜂須賀知理，割澤伸一:場所法における連想記憶の支援を目的とした生成系AIによる連想例示手法の検討，ヒューマンインタフェース学会論文誌，Vol.27，No.4，pp.261-270, 2025
Kazuki Bessho, Shin'ichi Warisawa and Reo Kometani: "Optical force measurement method by a nanomechanical resonant device with electrostatic force coupling", Micro and Nano Engineering, vol. 29, pp. 100341, 2025
Ryota Nitto, Yuki Ban, Rui Fukui and Shin'ichi Warisawa: "Gradual Increases in Sugar Concentration Enhance Total Perceived Sweetness in Individuals Prone to Sweetness Habituation", Frontiers in Psychology, vol. 16, 1561107, 2025
Hiroto Hasegawa, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Statistical Analysis of Daily Life Data Acquired by a Sensor-embedded Plushie Device for Understanding the Behavior of the Terrible Twos", Journal of the Robotics Society of Japan, vol. 43, no.3, pp. 311-318, 2025
Kai Guo, Juro Hosoi, Yuki Shimomura, Yuki Ban and Shin’ichi Warisawa: "Visual Presentation Method for Paranormal Phenomena Through Binocular Rivalry Induced by Dichoptic Color Differences", IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, vol. 31, no. 5, pp. 3296-3305, 2025
Sogo Amagai, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Efficient Training Data Collection for Distance Sensor Arrays Through Data Correction and Augmentation Approaches", IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 10, no. 6, pp. 6392-6399, 2025
Mutoh N, Moriya M, Xu C, Kato K, Arai S, Iwabuchi N, Tanaka M, Jinghua Y, Itamura R, Sakatani K, Warisawa S.: Bifidobacterium breve M-16V regulates the autonomic nervous system via the intestinal environment: A double-blind, placebo-controlled study. Behav Brain Res. 2024
Juro Hosoi, Du jin, Yuki Ban and Shin’chi Warisawa: "Voluminous Fur Stroking Experience Through Interactive Visuo-Haptic Model in Virtual Reality", IEEE Transactions on Haptics, vol. 18, no. 1, pp. 232-243, 2024
Kazuki Shimamura, Yuki Shimomura, Yuki Ban, Yusuke Ujitoko and Shin’ichi Warisawa: "Effect of Virtual Object Material on the Pseudo-Haptic Weight", IEEE Access, vol. 12, pp. 183143-183152, 2024
Kenta Ito, Yuki Ban and Shin’chi Warisawa: "Influence of habituation on pseudo-haptic weight perception of virtual objects", Frontiers in Virtual Reality, 5:1442829, 2024
Xuesi Li, Xianyin Hu, Ang Li, Reo Kometani, Ichiro Yamada, Kazuyuki Sashida, Makiko Noma, Katsufumi Nakanishi, Toshiyuki Takemori, Kenichi Maehara, Katsuya Ikeda, Kenichi Yoshida, Feng Lin, Yoshio Mita and Shin'ichi Warisawa: "An Olfactory Figure-ground Segregation: The Resistance Fluctuation Analysis of Acetone Gas for Acetone/Random Gas Mixtures Recognition", Sensors and Actuators A: Physical, vol. 376, pp. 115627, 2024
Kazuki Bessho, Shin’ichi Warisawa and Reo Kometani: "Evaluation of highly sensitive vibration states of nanomechanical resonators in liquid using a convolutional neural network", Micro and Nano Engineering, vol. 24, pp. 100282, 2024
Xianyin Hu, Yuki Ban and Shin’ichi Warisawa: "Enhancing User Engagement in DailyExp: A Tool for Collecting Cognitive Performance and Physiological Data with Engaging Behavioral Design", International Journal on Advances in Life Sciences, vol. 16, no. 1 & 2, pp. 1-10, 2024
Yuki Shimomura, Yuki Ban and Shin’ichi Warisawa: "The Effect of Laryngeal Vibratory Stimuli and User’s Vocal Style on Sense of Vocal Agency", IEEE Access, vol. 12, pp. 53598-53609, 2024
Naoki Tateyama, Ryota Yokomura, Yuki Ban, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Planning the Future in a Longer Perspective: Effects of a One-week Forecast of Mental Health", Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, vol. 8, no. 1, pp. 20, 2024
Ryota Yokomura, Masataka Goto, Takehito Yoshida, Shin’ichi Warisawa, Toshihide Hanari and Kuniaki Kawabata, Rui Fukui: "Rail DRAGON: Long-Reach Bendable Modularized Rail Structure for Constant Observation Inside PCV", IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 9, no. 4, pp. 3275-3282, 2024
Yuki Ban, Masahiro Inazawa, Chisato Kato and Shin’ichi Warisawa: "VR communication simulation with scripted dialog elicits HPA axis stress", Frontiers in Virtual Reality, 4:1302720, 2024
萩原悟一，栗田佳代子，大賀博文，蜂須賀知理，割澤伸一，秋山大輔，「大学スポーツ指導者のデュアルキャリア支援に関する研究：全国大会出場レベル以上の運動部活動を事例として」，大学教育学会誌，Vol.45，No.1，pp.136-146，2023
Rei Ezaka, Takehito Yoshida, Yudai Yamada, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Reliability Improvement of a Crawler-Type Ceiling Mobile Robot in Starting, Accelerating, and Traveling Phase at High Speed", Journal of Robotics and Mechatronics, vol.35, no.6, pp. 1551-1561, 2023
Sogo Amagai, Yuji Fukuoka, Takafumi Fujii, Yushi Matsuzaki, Hiroaki Hosozawa, Takanori Ikegami, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Remote operation system for novice tractor drivers for situations where automatic driving is difficult", Journal of Field Robotics, vol. 40, pp. 1346-1362, 2023
Juro Hosoi, Yuki Ban, Kenichi Ito and Shin’ichi Warisawa: "Pseudo-Wind Perception Induced by Cross-Modal Reproduction of Thermal, Vibrotactile, Visual, and Auditory Stimuli", IEEE Access, vol. 11, pp. 4781-4793, 2023
Xuesi Li, Xianyin Hu, Ang Li, Reo Kometani, Ichiro Yamada, Kazuyuki Sashida, Makiko Noma, Katsufumi Nakanishi, Yusuke Fukuda, Toshiyuki Takemori, Kenichi Maehara, Katsuya Ikeda, Kenichi Yoshida, Yoshio Mita and Shin’ichi Warisawa: "Identification of binary gases’ mixtures from time-series resistance fluctuations: A sensitivity-controllable SnO2 gas sensor-based approach using 1D-CNN", Sensors and Actuators A: Physical, vol. 349, pp. 114070-1-11, 2023
Sakatani K, Oyama K, Hu L, Warisawa S.: Estimation of Human Cerebral Atrophy Based on Systemic Metabolic Status Using Machine Learning. Front Neurol. 2022 May 2;13:869915
Goichi Hagiwara, Kayoko Kurita, Satori Hachisuka, Shin'ichi Warisawa, Takehiro Iwatsuki, Fumio Mizuochi, and Mariya Yukhymenko-Lescroart, “A development and preliminary validation of the brief version of the Japanese Academic and Athletic Identity Scale”, International Journal of Sports Science & Coaching, 2022
Goichi Hagiwara, Kayoko Kurita, Shin'ichi Warisawa, Satori Hachisuka, Jim Ueda, Kensuke Ehara, Katsuhiko Ishikawa, Kosei Inoue, Daisuke Akiyama, Masakatsu Nakada and Masafumi Fujii, “Competencies That Japanese Collegiate Sports Coaches Require for Dual-Career Support for Student Athletes”, International Journal of Environmental Research and Public Health 2022, 19(18), 11503, 2022
Kohei Tsumune, Shin’ichi Warisawa and Reo Kometani: "Highly sensitive vibration measurement method of nanomechanical resonator using convolutional neural network", Japanese Journal of Applied Physics, vol. 64, pp. SD1038-1-5, 2022
Ryota Yokomura, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "3-Dimensional construction of the modularized rail structure in various posture conditions", Advanced Robotics, vol. 36, no. 24, pp. 1351-1364, 2022
Sogo Amagai, Qiwei Ye, Yuji Fukuoka, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "Clustering of distance sensors to transfer training data for relative position and orientation measurement devices", ROBOMECH Journal, vol. 9, no. 1, pp. 20, 2022
吉田健人, 鳥山遍, 割澤伸一, 福井類: "拡張性・移植性・同時並行性を有するモジュラー型ロボット加工システム コンセプト実証に向けた工作機械のモジュラー設計と汎用ロボットを用いたドリル加工実験", 日本機械学会論文集, vol. 88, no. 912, pp. 22-00107, 2022
Tatsuro Mitani, Shunsuke Okishiba, Naoki Tateyama, Koshi Yamanojo, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "A Wearable Multi-Joint Wrist Contour Measuring Device for Hand Shape Recognition", IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 7, no. 3, pp. 8331-8338, 2022
Tatsuro Mitani, Shunsuke Okishiba, Naoki Tateyama, Koshi Yamanojo, Shin’ichi Warisawa and Rui Fukui: "A Wearable Multi-Joint Wrist Contour Measuring Device for Hand Shape Recognition", IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 7, no. 3, pp. 8331-8338, 2022
Motoki Sato, Yuta Tsunano, Katsuya Sano, Shin’ichi Warisawa, Masanori Aizawa, Kiwa Nishimura and Rui Fukui: "Evaluation of excavation motion sequence for hydraulic excavators based on extraction of excavation style and phase", Journal of Field Robotics, vol. 39, 2022
Naoki Tateyama, Rui Fukui and Shin’ichi Warisawa: "Mood Prediction Based on Calendar Events Using Multitask Learning", IEEE Access, vol. 10, pp. 79747-79759, 2022
Kaoru Sakatani, Katsunori Oyama, Lizhen Hu and Shin’ichi Warisawa: "Estimation of Human Cerebral Atrophy Based on Systemic Metabolic Status Using Machine Learning", Frontiers in Neurology, vol. 13, pp. 869915, 2022
Yuki Ban, Koichi Ota, Rui Fukui and Shin’ichi Warisawa: "Multiplexed lighting system using time-division multiplexing", Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, vol. 14, pp. 13195-13209, 2022
Yuki Ban, Hiroyuki Karasawa, Rui Fukui and Shin’ichi Warisawa: "Development of a Cushion-shaped Device to Induce Respiratory Rhythm and Depth for Enhanced Relaxation and Improved Cognition", Frontiers in Computer Science, vol. 4, pp. 33, 2022
Kenta Ito, Yuki Ban and Shin’ichi Warisawa: "Coldness presentation depending on motion to enhance the sense of presence in a virtual underwater experience", IEEE Access, vol. 10, pp. 23463-23476, 2022
伊東 健一, 伴 祐樹, 割澤 伸一: "視聴触覚間のクロスモーダル効果による風向知覚操作", 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, vol. 26, no. 4, pp. 277-287, 2021
Mizuki Ishiguro, Rui Fukui, Shin’ichi Warisawa, Naoyasu Narita and Hironobu Miyoshi: "Laser Cutting Defect Recognition Using Conversion of Processing Light Information into Spectrogram Images – Spectroscopic Measurements in Multiple Work Surface Conditions and Extraction of Spectral Data Features Based on Processing Principle –", International Journal of Automation Technology, vol. 15, no. 5, pp. 728-739, 2021
Xianyin Hu, Shinji Nakatsuru, Yuki Ban, Rui Fukui and Shin’ichi Warisawa: "A Physiology-Based Approach for Estimation of Mental Fatigue Levels With Both High Time Resolution and High Level of Granularity", Informatics in Medicine Unlocked, vol. 24, 2021

その他

日本機械学会、精密工学会、砥粒加工学会、応用物理学会、日本ロボット学会、日本ウォータージェット学会、可視化情報学会、日本運動・スポーツ科学学会、IEEE 各会員．

将来計画

人間・人工物・自然の全てを対象として，新しい検出原理のセンサデバイス，生体情報センシング技術，センシングシステムの開発を進め，安心・安全で快適な生活環境を通じて心身の健康増進の実現を目指して研究教育を進めます．

教員からのメッセージ

楽しく研究を進めることと高いモチベーションを維持することが何をするにも大切なことだと考えています．

ホームページのURL

http://www.lhei.k.u-tokyo.ac.jp/