Updated on 2025/03/14

写真a

 
INUJIMA, Hiroshi
 
Affiliation
Faculty of Science and Engineering
Job title
Professor Emeritus
Degree
Doctor of Engineering ( 1989.02 Waseda University )
Mail Address
メールアドレス
Homepage URL
https://inujima-hiroshi.w.waseda.jp/

Research Experience

  • 2022
    -
    Now

    早稲田大学情報生産システム研究センター 名誉教授（現在に至る）

  • 2003
    -
    2022

    :早稲田大学大学院情報生産システム研究科教授

  • 2007
    -
    2010

    :東京大学先端技術研究センター客員研究員（兼務）蚋

  • 2002
    -
    2003

    :早稲田大学大学院情報生産システム研究科開設準備室教授

  • 1989
    -
    2002

    :三菱電機産業システム研究所

▼display all

Education Background

  • 　
    -
    1975.03

    Hokkaido University   Faculty of Engineering   Department of Electronics  

Committee Memberships

  • 2020.04
    -
    2021.03

    日本機械学会、ISO/TC108/SC5 機械の状態監視と診断国内委員会委員  委員

  • 2019.04
    -
    2020.03

    日本機械学会、ISO/TC108/SC5 機械の状態監視と診断国内委員会委員  委員

  • 2018.04
    -
    2019.03

    日本機械学会、ISO/TC108/SC5 機械の状態監視と診断国内委員会委員  委員

  • 2016.04
    -
    2019.03

    電気学会、診断・監視の基盤技術とその応用に関する協同研究委員会  委員

  • 2017.04
    -
    2018.03

    日本機械学会、ISO/TC108/SC5 機械の状態監視と診断国内委員会委員  委員

▼display all

Professional Memberships

  • 　
    　
    　

    Society of Automotive Engineers of Japan

  • 　
    　
    　

    The Japan Society of Mechanical Engineers

  • 　
    　
    　

    The Society of Instrument and Control Engineers

  • 　
    　
    　

    The Institute of Electrical Engineers of Japan

Research Areas

  • Nuclear engineering / Electron device and electronic equipment / Measurement engineering

Research Interests

  • Diagnosis, Degradation detection, Surveillance, Statistical analysis, Sistem identification, Signal processing, Maintenance, Analogue circuit

Awards

  • 第66回電気学術振興賞（論文賞）

    2010.05  

  • 発明協会近畿地方発明奨励賞

    1997.11  

  • 小平記念賞

    1991.06  

  • 電気学会論文賞

    1991.05  

 

Papers

  • The basic examination of the magnetic rotation angle sensor with the magnetic substance slit

    Takeshi Musha, Hiroshi Inujima

    Electrical Engineering in Japan (English translation of Denki Gakkai Ronbunshi)   214 ( 2 )  2021.06

    　View Summary

    The optical rotation angle sensor is characterized in that it is excellent in resolution and angle detection accuracy, and the magnetic sensor is characterized in that it is resistant to foreign matter such as dust and dirt, and that it is possible to achieve low power consumption, small size, and low cost of the sensor, as compared with the optical sensor. However, in the magnetic type, in order to obtain a high resolution as compared with the optical type, it is necessary to make the magnetization period of the magnet fine, so the magnetic rotation angle sensor has the difficulties compared with the optical type. This time, for magnetic rotation angle detection, we carried out a feasibility study by magnetic field simulation and principle verification experiments on a technique of extracting signals of two frequencies from one signal detection track by modulating a magnetic field from a magnet with a slit of a magnetic material, and this paper reports the result.

    DOI

    Scopus

  • Tactical Decision-Making for Autonomous Driving Using Dueling Double Deep Q Network with Double Attention

    Shuwei Zhang, Yutian Wu, Harutoshi Ogai, Hiroshi Inujima, Shigeyuki Tateno

    IEEE Access   9   151983 - 151992  2021

    　View Summary

    Decision-making is still a significant challenge to realize fully autonomous driving. Using deep reinforcement learning (DRL) to solve autonomous driving decision-making problems is a recent trend. A common method is to encode surrounding vehicles in a grid to describe the state space to help DRL network extract the scene features. However, in the process of human driving, surrounding vehicles at different positions have different contributions to decision-making. Meanwhile, the network is difficult to fully extract useful features in a sparse state, which can also lead to catastrophic actions. Therefore, this work proposes a spatial attention module to calculate different weights to represent different contributions to decision-making results. And a channel attention module is proposed to fully extract useful features in sparse state features. These two attention modules are integrated into dueling double deep Q network, named D3QN-DA, as a high-level decision-maker of a hierarchical hierarchical control structure based decision-making system. To improve agent performance, an emergency safe checker is introduced in this system. And the agent is trained and test with a designed reward function from safety and efficiency in simulation. The experimental results show that the proposed method increases the safety rate by 54%, and the average explore distance by 30%, which is safer and more intelligent for the decision-making process of automatic driving.

    DOI

    Scopus

    18
    Citation
    (Scopus)

  • The basic examination of the magnetic rotation angle sensor with the magnetic substance slit

    Takeshi Musha, Hiroshi Inujima

    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials   140 ( 6 ) 306 - 311  2020

    　View Summary

    The optical rotation angle sensor is characterized in that it is excellent in resolution and angle detection accuracy, and the magnetic sensor is characterized in that it is resistant to foreign matter such as dust and dirt, and that it is possible to achieve low power consumption, small size, and low cost of the sensor, as compared with the optical sensor. However, in the magnetic type, in order to obtain a high resolution as compared with the optical type, it is necessary to make the magnetization period of the magnet fine, so the magnetic rotation angle sensor has the difficulties compared with the optical type. This time, for magnetic rotation angle detection, we carried out a feasibility study by magnetic field simulation and principle verification experiments on a technique of extracting signals of two frequencies from one signal detection track by modulating a magnetic field from a magnet with a slit of a magnetic material, and this paper reports the result.

    DOI

    Scopus

    1
    Citation
    (Scopus)

  • The basic examination of the magnetic shielding structure to use for a magnetic rotation angle sensor

    Takeshi Musha, Hiroshi Inujima

    Electronics and Communications in Japan   102 ( 5 ) 3 - 10  2019.05

    　View Summary

    The magnetic rotation angle sensor has more merits such as small-sized, low-cost, and the low-power consumption than the optical sensor. But the magnetic rotation angle sensor has the demerit to be weak to the disturbance magnetic field applied from outside the sensor, so the magnetic rotation angle sensor needs magnetic shielding structure. We proposed the magnetic shielding structure of the parallel plate type that is the simpler technique to the magnetic shielding structure of enclosing the whole sensor with the magnetic substance. We confirmed that the parallel plate type has almost the same shielding performance as the magnetic shielding structure of enclosing the whole sensor with the magnetic substance at the magnetic detecting device. We have made a prototype and evaluated angle detection error with the disturbance magnetic field. As a result, we confirmed that the error is 0.06° when 10 mT disturbance magnetic fields hang over the sensor.

    DOI

    Scopus

  • Application of Proactive Techniques for Industrial Electrical Equipment Maintenance

    IEEJ Committee, specialized in, proactive maintenance technology investigation of, i, dustrial electrical equipment

    Technical Report of IEEJ   No.1424  2018.05

▼display all

Books and Other Publications

  • 工場電気設備 - 設備診断・余寿命推定から更新へ - (共著)

    電気学会, 工場電気設備更新実施方法調査委員会

    オーム社  2006.09 ISBN: 4274202941

  • ウェーブレット解析の産業応用(共著)

    電気学会, ウェーブレット解析の産業応用に関する協同研究委員会, 編

    朝倉書店  2005.09 ISBN: 4254220421

  • 図説ウェーブレット変換ハンドブック(共訳)

    P.S.アジソン著, 新 誠一, 中野 和司, 田原 鉄也, 豊田 幸裕, 犬島 浩, 井上 勝裕, 笹岡 英毅

    朝倉書店  2005.04 ISBN: 4254221487

  • 診断法別事例集(共著)

    日本プラントメンテナンス協会, 設備診断技術委員会編

    日本プラントメンテナンス協会  1994.02 ISBN: 4889560866

Presentations

  • Bridge Diagnosis Technology Using Wavelet Transform

    8th International Collaboration Symposium on Information, Production and Systems 

    Presentation date： 2014.11

Research Projects

  • 無線機器を用いた「患者見守りシステム」の開発：患者の安全性確保と看護負担軽減

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    2021.04
    -
    2024.03
     

    八谷 百合子, 丸山 崇, 犬島 浩, 立野 繁之

    　View Summary

    近年の我が国の高齢化に伴い65歳以上の高齢者人口は、3617万人、総人口に占める割合（高齢化率）は28.7％と過去最高となった。それに伴い病院の入院患者も高齢化し、原疾患に加え認知症を伴った患者が増加している。また、2019年度では日本全体で1万6775人の認知症高齢者が行方不明となっており、その中で460人は死亡した状態での発見だった。入院中の認知症患者は、病状が回復に向かうと看護師の見守りの目をかいくぐり、病棟を離れ院外に出る場合がある。看護師が早急に院内を探索することになるが、院内探索後も所在不明な場合は、広範囲な捜索を行うため患者の安全リスクは増加する。また、患者の位置が分からなくなるため、看護師が心当たりの場所を一つ一つ探しているのが現状であり、探索の看護負担は大きい。様々な状況下でも移動体の情報を遠隔で監視・通信する低コストの「患者見守りシステム」を構築し、患者の安全の早期確保及び看護負担の軽減が本研究の目的である。
    2021年4月より、2020年に試作した腕時計型無線機器に新しい測定機能を加え、位置情報、動線と健康情報を収集できるように検討した。しかし、腕時計型無線機器を患者に装着させることが難しいとの課題が出た。そこで、より軽く実装性の高い無線機器の開発と見守りシステム全体について検討した。その結果、5種類の方法について検討することになった。まず、病院の床に金属を埋め込み、小さな無線機器で位置情報のみを感知する方法の検討を行った。病院の病棟に出向き、床の素材、病棟の電源の高さ、患者の動線などについて現場確認をした。その結果、病棟の床の素材では金属を埋め込むことが困難であること、適合する無線機器を作成することが難しいことを確認した。今後は、残り4種類の方法について検討し、実装可能な無線機器を作成し、患者探索実験を実施する予定である。

  • Development of new technique for localized spectroscopy in animal body using time-reverse propagation of phase-conjugate light

    Project Year :

    2020.07
    -
    2023.03
     

  • System development to realize transillumination and functional imaging of animal body using safe light

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2017.04
    -
    2020.03
     

    Shimizu Koichi

    　View Summary

    To realize 3D transillumination imaging of internal body structure and physiological function, we integrated our principles to establish a new technique, and developed a test system. Through this study, we achieved the following results.
    (1) An inverse scattering problem was solved to obtain internal structure in a turbid medium using scattered light from the medium. (2) Blurred transillumination image could be improved by the deconvolution with a point spread function. (3) The problem of image blur was resolved using the convolutional neural network obtained by deep learning. (4) The feasibility of 3D transillumination imaging was confirmed using a tissue-simulated model phantom. (5) A test system was designed and manufactured. (6) The feasibility of functional imaging was confirmed in the identification of vein and artery in a transillumination image. (7) 3D functional transillumination imaging was achieved in animal experiments.

  • Development of new technique for spectral measurement in scattering medium using time-reverse principle with phase-conjugate wave

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2016.04
    -
    2018.03
     

    Shimizu Koichi

    　View Summary

    We conducted this research to open a new possibility for the localized spectral measurement in a turbid medium by introducing the new time-reversal principle using a phase-conjugate wave. The following accomplishments were achieved.1. In theoretical analysis, we made the fundamental measurement technique to realize the proposed method clear. 2. Through repeated simulation, we optimized the function of the proposed technique. 3. We developed the measurement system to realize the time-reversal principle using the phase-conjugate light. 4. We confirmed the ability of the developed system using a model phantom of animal tissue. 5. We verified the applicability of the system to an animal body in the experiment with chicken breast meat. 6. The result of this study is published in a prestigious journal, Biomedical Optics Express of the Optical Society of America

  • Study on interconnection technology for high temperature resistant packages with stress release structure by using Nano-Ni particles

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research

    Project Year :

    2015.10
    -
    2018.03
     

    Tatsumi Kohei

    　View Summary

    In order to take full advantage of the characteristics of SiC semiconductor, especially as high temperature heat resistant devices, the development of new packaging technology is required. Since the solder materials which have been used conventionally have a low melting point, Au-Ge alloys, nano Ag particles, etc. have been studied as alternative materials, but the relaxation of thermal stress caused by CTE mismatch between the chip and substrate was considered to be a major subject. In this research, focusing on nano Ni which is highly resistant also against high temperature corrosion, we have worked on Ni nano-particle production and optimization of bonding conditions. Compared to Ag particles, their sintering temperature is relatively high. However the bonds are once formed and then their bonding strength is sufficiently high. The bonding of nano-Ni particles to Al foils inserted for stress relaxation is also possible at low temperature, and showed high bond reliability

▼display all

Misc

Industrial Property Rights

  • 蓄電池劣化診断システム、蓄電池劣化診断装置、蓄電池劣化診断方法およびプログラム

    犬島 浩

    Patent

  • 配電盤劣化診断システム、配電盤劣化診断装置、配電盤劣化診断方法およびプログラム

    4943961

    犬島 浩

    Patent

  • 大型建造物の診断データ収集システムおよび方法

    大貝 晴俊, 山内 規義, 犬島 浩, 武捨 裕太

    Patent

  • 大型建造物の診断システム、大型建造物の診断プログラム、記録媒体および大型建造物の診断方法

    5145501

    大貝 晴俊, 山内 規義, 犬島 浩, 町田 郁子, 片座 慎吾

    Patent

  • 信号処理方法、信号処理プログラムおよび記録媒体

    大貝 晴俊, 犬島 浩, 山内 規義, 謝 明原

    Patent

▼display all

 

Internal Special Research Projects

  • AI応用蓄電池システム劣化診断手法の研究

    2021  

    　View Summary

    １．背景　鉛蓄電池は、絶縁劣化診断技術に関わる研究、実機診断が行われている。鉛蓄電池の劣化診断は、絶縁抵抗測定と絶縁抵抗値の傾向管理が中心で、鉛蓄電池の保全は、依然として事後保全・時間計画保全に留まっている。２．診断監視への活用　これまでの研究は、劣化が研究課題の中心であった。劣化は、実際の鉛蓄電池から、測定困難である。模擬実験は、現実の劣化と同等ではない。正常データしかないので、正常とは何かを探索することに挑戦する。３．診断監視の手順　鉛蓄電池診断モデルとしては、機械学習（オートエンコーダ）の適用を試みる。最初はオートエンコーダで検討する。鉛蓄電池正常モデルでは、入力データとして加速度信号を使用する。特徴抽出群にはスペクトル、LBP（Local Binary Pattern）特徴抽出法、デジタル信号特徴抽出法の適用を試みる。４．結論および今後の課題　機械学習の最適手法検討。特徴抽出法の確定および機械学習手法の確定。劣化診断判定指標の確定。

  • 信号処理・ＡＩ技術応用した電動機診断監視技術の研究

    2020  

    　View Summary

    １．背景　低圧電動機の絶縁劣化診断技術に関わる研究である。２．診断監視への活用　これまでの研究は、故障が研究課題の中心で、劣化は、実際の電動機から、測定困難である。正常データしかないので、正常とは何かを探索することに挑戦する。３．診断監視の手順　電動機診断モデルとしては、機械学習（オートエンコーダ：AE）の適用を試みる。正常モデルでは、入力は加速度信号とする。特徴抽出群にスペクトル、LBP（Local Binary Pattern）特徴抽出法、デジタル信号特徴抽出法を適用する。４．結論および今後の課題　機械学習の最適手法検討。特徴抽出法の確定および機械学習手法の確定。劣化診断判定指標の確定。

  • 発電機・発動機劣化診断に関する人工知能の研究

    2019  

    　View Summary

    １．背景　電動機診断監視では，これまで定期点検を主体に行われてきた。設備の状態や異常兆候を的確に把握し保全する技術が重要になっている。これら技術を実現するためのインフラとして、IoT、AI、5Gが重要である。２．IoT、AI、5Gの診断監視への活用　「IoT」は、診断監視対象にセンサ一を設置して、種々の情報をインターネットに伝達し、クラウドコンピュータにデータ伝送（「5G」利用）することである。「5G」は、診断監視において高速・大容量の通信手段である。「AI」は、「IoT」で収集されたデータから診断監視を実行する。3．結論および今後の課題　無線センサにより，センサのIC化とデータ伝送が無線で実行され，センサ価格とデータ伝送設置コストの低減化がはかられる。また，「5G」により，診断監視システムの通信コストの低減化が実現される。過去に開発した診断監視技術の中に、当時の環境では実現困難（コストの観点）だった技術が、IoT、AI、5Gにより実現できることも期待される。

  • 構造物劣化診断向けの人工知能に関する研究

    2018  

    　View Summary

    １．背景　日本において、構造物（橋梁など）は高度経済成長期に多数建設されている。これら橋梁は全国で約70万橋存在し、その内、約50万橋が市町村道に設置されている。寿命とされる50年を迎えた2m以上の橋梁は、2023年で43%、2033年で67%に増加する。このため、国および各自治体単位の定期的な診断・修復が必要とされている。一方、検査手法は、目視および打音検査などの手法で実施され、診断技術者の技能に依存している。地方自治体における財政・人材不足に起因し5年に1度という低頻度で検査されており不十分といえる。また、診断ノウハウも継承されていない。　本研究においては、構造物で観測された信号解析し、機械学習の入力信号とし、損傷の有無、及び損傷の程度を評価する人工知能を提案する。２．方法　衝撃試験で観測された加速度信号からＡＲ（Auto-Regressive：自己回帰）モデルを推定する。推定されたＡＲモデルのＡＲ係数を衝撃試験毎に見比べ、損傷に起因すると推定されるＡＲ係数を選定する。３．結果　正常状態において推定されたＡＲ係数と損傷状態におけるＡＲ係数にはベクトル空間上差異が観測された。差異の特徴量抽出指標としては、ＡＲ係数のｎ次空間領域を学習データとするのが適当であった。４．結論および今後の課題　正常状態と損傷状態における加速度信号に、ＡＲモデル推定を推定しＡＲ係数を選択する。次に選択されたＡＲ係数は、損傷程度に対応して変化している。正常状態の橋梁および橋梁損傷程度に対応する加速度信号で、損傷状態を推定する見通しが得られた。ＡＲ係数だけでは抽出困難な損傷も存在することがわかった。今後の課題としては、複数のセンサによる判定精度向上が挙げられる。研究成果概要（学内公開用）

  • 劣化診断のための最適信号処理探索システムの研究

    2017  

    　View Summary

    １．拝啓　劣化設備診断では，これまで定期点検を主体に行われてきた。最近では個々の設備状態に応じて保全内容や時期を判断する状態監視保全の重要性が認識され，取り入られている。さらに，将来的には設備の劣化や異常兆候の進展を定量的に判断し，それに基づいて効果的で合理的な保全を行う予測保全へ移行していくことが予想される。設備の状態や異常兆候を的確に把握し保全する技術が重要になっている。２．方法　「IoT」は、私たちのまわりにある物体にセンサ一を設置して、種々の情報（電圧、電流、温度、振動、画像など）をインターネットに伝達し、ネットワークを構成することである。上記システムは一度構築すると、その後ほとんど人間を介さず、様々な情報が自動的・恒常的に、それを必要とする企業や公的機関の部暑に集約されることになる。３．結果　設備診断には，必然的に多数のセンサが分散配置されるようになると考えられることから，センサに以下の特性が望まれる。小型・軽量，安価，メンテナンスフリー，長寿命，低消費電力，低電圧動作，機械的剛構造，防爆構造，無害・安全な材料による構成などである。設備診断のための信号処理には，主成分分析などの多変量解析，ニューラルネットワーク，遺伝的アルゴリズム，ファジィ推論，ウェーブレット変換などを利用して分析することにより，診断精度を向上させる。４．結論および今後の課題　設備診断の方式が定期点検（TBM）から状態監視（CBM）に移行し，故障の前兆現象である劣化監視の要請にともない従来の手法では対応が困難な状況を呈している。無線センサにより，センサのIC化とデータ伝送が無線で実行され，センサ価格とデータ伝送設置コストの低減化がはかられる。また，クラウドコンピューティングシステムにより，診断システムの設置コストの低減化が実現される。さらに，診断アルゴリズムの高度化も推進されることが期待できる。

▼display all