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  和田研究室

甲南大学知能情報学部

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幾つかの研究テーマを紹介します
 
カオス・非線形回路・結合発振器

 

 カオスは、身近にも多く存在する不思議な現象の一つです。主に、電気回路に発生するカオス現象を中心に研究を行っていますが、こういった回路だけでなく、社会や生態系、経済、脳などの神経系、自然界に多く発生することが知られています。主に、非線形システムの生じるこの現象は、解析の難しさから長い間研究対象とされてこなかったのですが、近年のコンピュータの発展によって、その現象の多くが解明されつつあります。

 最近では、カオスの特徴(複雑さや情報量の多さ、初期値鋭敏性など)を利用したアプリケーションにも注目があつまっています。本研究室では、1つ1つは単純はカオスシステムであっても、それらを結合することで、興味深い現象が発生することを、コンピュータや回路実験を通じて研究しています。

 興味深い現象として、時空カオスやカオス的遍歴現象、創発性などがあります。このような現象を、様々なアプリケーション、例えば、人工頭脳やロボットの制御などに利用したいと考えています。

 

  

  

 図: 実験写真と多状態カオス回路の例

 

 

 カオスのところでも述べましたが、1つ1つは単純なシステムでも、それらを結合することで面白い現象が数多く見られます。発振器は、様々な製品にも使用されている装置の一つですが、このような発振器を結合することで、たくさんの周波数が混在する状態を作り出すことができます。また、それぞれの相互作用で、思いもよらぬ現象が出てくるかも知れません。今後は、これらの現象を音楽や音声再現などに応用していきたいと考えています。

図: ネットワーク状の結合系

 

セキュリティ(暗号の認証技術)、画像処理(電子透かし)

 

 電子透かし(digital watermarking)は、デジタルコンテンツに著作権や各種データを見た目にはわからないように埋め込む技術です。本研究室では、カオスの特徴を利用した電子透かしの開発などを行っています。従来の手法に比べて、カオスを用いることで、より強固なセキュリティを実現できるように研究開発を進めています。

   

図: 電子透かしを埋め込んだ画像の例

上の画像には116の文字が埋め込んであり、特殊な操作でのみ、元の情報を取り出すことが可能です。

 

 

 カオス暗号は、2つの写像を利用することで、暗号化と復号化を行い、幾つかの秘密鍵を用いることで、従来にない強固なセキュリティを実現するものです。鍵のペアが複数存在するので、これらを解読するのは非常に困難です。

 さらに、これらをログイン認証などのセキュリティにも応用すべく研究を進めています。

 

図: カオスを利用した暗号化と認証手法のフローチャート

 

ロボット制御、KoRoプロジェクト

 

 介助犬ロボット『KoRo(コロ)』を開発中です。これからの社会では、産業だけでなく生活の中でも人間とロボットが共存していくと考えています。現在、他の研究室との合同プロジェクトとして、KoRo実現に向けて開発準備中です。KoRoは、各種センサーに加えて、様々なメカニズムやアルゴリズムによって、安全かつ柔軟に人間を介助してくれるような犬型ロボットを目指しています。

==> KoRo Project のサイト 

KoRoロゴデザイン by M. Wada

 

写真: 制作中のKoRo(本体)、ベースはSegway RMP200

 

その他 

 さまざまなことに興味を持ち、研究の範囲は広いです。

 

    

図: 2次元カオス写像を利用して作成したグラフィクス例