数理情報工学科：出張模擬授業 | 日本大学生産工学部

本学の教員が高校へ出向いて行う授業（40分～90分）です。高校生が大学での学問や学び方などへの理解を深め、進路選択の参考とすることを目的としています。
本学部の多彩な分野から希望される講義を受講することができます。

出張模擬授業

NO．07001

テーマ	安心・安全コンピューティング
資格	教授
氏名	新井雅之
キーワード	ディペンダブルコンピューティング、安心・安全、高信頼設計
必要機材等	プロジェクタとスクリーン
授業内容	近年、コンピュータシステムやネットワークシステムは我々の生活の中でより重要性を増しており、障害が発生すると社会に大きな影響を与えるようになってきました。これらシステムの安心・安全を保証することがディペンダブルコンピューティング技術の目的です。本模擬授業では、私たちの暮らしを支えるディペンダブルコンピューティング技術について、ハードディスクやインターネット、鉄道やスペースシャトルなどへの適用例を基に解り易く紹介します。

NO．07002

テーマ	仮想世界を作る
資格	教授
氏名	岡哲資
キーワード	仮想現実(VR)、コンピュータグラフィックス(CG)、ゲーム
必要機材等	プロジェクタ、スクリーン、電源（ノートPCを持参）
授業内容	仮想現実（バーチャルリアリティ、VR）は、1990年代から研究が盛んになり、2020年代に入って、急速に身近なものになってきました。2020年10月にはOculus Quest 2が発売され、コンピュータグラフィックス（CG）で作られた仮想世界や360度カメラで撮影された、行ったことのない場所を体験することが、誰にでもできるようになりました。VRは、娯楽だけでなく、学習や仕事にも役立てることができます。現在、大学の授業で三次元CGやゲームプログラミングなどを学べば、家庭にあるコンピュータを利用して、個人でも新しい仮想世界や仮想体験を作り出すことができます。この模擬授業では、仮想世界がどのように作られるのかを説明します。また、2010年代以降に日本大学の学生が作った仮想世界や仮想体験の例も紹介します。

NO．07003

テーマ	情報化社会における新しい可能性について
資格	教授
氏名	角田和彦
キーワード	情報の表現、情報の価値、情報量、情報伝達、情報化社会
必要機材等
授業内容	インターネットに代表される情報通信ネットワークの普及に伴い、現代の国際社会における仕事の仕組みも変わりつつある。そのような高度情報化社会において、倫理観をもって自ら考え、判断し行動することが急務とされている（倫理法令遵守の必要性）。本模擬授業では、「情報化社会における新しい可能性について」を主題として、情報とは何か、情報の表現と価値、情報量、情報の伝達速度がもたらす新しい可能性、及び情報化が社会や文化・人間に及ぼす影響などについて概観することを目的とし、展開している。

NO．07004

テーマ	情報の符号化技術どうしてパソコンや携帯電話では文字や絵や音が使えるの？
資格	教授
氏名	栃窪孝也
キーワード	符号化、誤り訂正、データ圧縮
必要機材等
授業内容	高校生が普段使っている携帯電話を模擬授業で利用し、バーコード、QRコードの認識、音楽の再生などを行い、理科系分野やものづくりに興味を持ってもらう。

NO．07005

テーマ	Webやモバイルのヒューマンインタフェースってなんだろう？
資格	教授
氏名	中村喜宏
キーワード	ヒューマンインタフェース、Web デザイン、モバイル情報機器
必要機材等	PC、プロジェクター、スクリーン、延長コード PCはこちらで持参します。
授業内容	インターネット上では、多くのWebアプリケーションが利用されています。また、スマートフォンやタブレット等のモバイル情報機器も普及し、これらを体に装着するウェアラブルコンピューティングの開発・商品化も本格化しています。そこで、この授業ではこれらの技術と、インターフェース設計についてわかりやすく解説します。

NO．07006

テーマ	ゲームデザインとコンピュータサイエンスの関係
資格	教授
氏名	古市昌一
キーワード	コンピュータゲーム、コンピュータサイエンス、モデリング、シミュレーション
必要機材等	プロジェクタ要
授業内容	多くの高校生の皆さんは、コンピュータゲームに親しみを持って接しているのではないだろうか。しかし、コンピュータゲームを作る側の立場から、ゲームの中で使われている技術や理論等を考えた事がある皆さんは、おそらく少数であろう。本模擬授業では、"ゲームデザイン学"に関する講義の第１回目のテーマである「ゲームデザインとコンピュータサイエンスの関係」を説明する。内容の概要は次の通りである。＜内容概要＞日本のゲーム産業は、これまで技術的にも事業的にも世界をリードしてきた。コンピュータゲームは、クリエータとエンジニアが一体となって開発を行う、理系と文系にまたがる学際領域を総合的に応用した製品であり、これまで日本が世界をリードしてきたことは誇るべきことである。しかし、近年は特に欧米を中心とした諸外国におけるCG(コンピュータグラフィックス)、AI(人工知能) やM&S(モンデリング＆シミュレーション)をはじめとするコンピュータサイエンス（情報科学）分野の研究促進とゲームソフトウェアへの応用はめざましく、ゲームソフトウェアの開発において日本は諸外国に追い越されようとしている。その原因の一つとして考えられるのが、日本では「ゲーム＝エンタテイメント」としての認知度が高く、大学においてゲームをテーマとした研究者が少ないことが考えられる。一方、欧米では「ゲーム＝定式化が難しい複雑な問題を解決するための一手法」として従来より活用されており、特に近年は「シリアスゲーム」として教育・訓練や経営分野での活用が急速に促進している。本講義では、社会におけるゲームの重要性をまず説明具体例により示した後、コンピュータゲームの中に凝縮されている様々な先進的な技術の概要と今後の展望について説明する。

NO．07007

テーマ	分枝限定法を用いた8王妃問題の解法アルゴリズム
資格	教授
氏名	細川利典
キーワード	分枝限定法、8王妃問題、アルゴリズム、バックトラック
必要機材等
授業内容	特にありませんが、チェスの王妃の動き方を調べていれば、理解が早くなると思います。

NO．07008

テーマ	自動運転時における快適性について
資格	教授
氏名	見坐地一人
キーワード	自動運転、人工知能、数理モデル、快適感覚
必要機材等	PC
授業内容	そもそも乗り心地という快適性感覚を、人工知能を用いて要因分析し、人はどのような時に快適と感じるのかを明確にする必要があります。授業ではまず、人工知能の基礎について学びます。そして、その人工知能を用いてどのように要因分析するのかを簡単に説明します。この内容から人工知能のしくみと応用価値について学んでください。次に、人体筋骨格数理モデル（人の体の関節や筋肉に作用する力を予測する数式）を用いて、自動運転時の乗員の乗り心地（快適性感覚）を、乗員の筋肉の運動量や各関節を回転させようとするモーメントで定量的に評価する方法を説明します。説明する内容は、物理で学んでいる力学と数学で学んだいる微分、積分を基本とし、高校生の皆さんでも理解しやすい内容とします。この内容から数学と物理（力学）のすばらしさを学んでください。この授業を通じて、数理情報工学の価値とすばらしさを少しでも感じて頂ければ幸いです。

NO．07009

テーマ	数学って何の役にたつの？　例えばCGで使います
資格	教授
氏名	伊東拓
キーワード	コンピュータグラフィクス(CG)、数学、微分積分、ベクトル、行列
必要機材等	プロジェクタとスクリーン
授業内容	数学の勉強はそれだけでも楽しいものですが、実際に何に使えるかが分かれば、目的意識を持って勉強することができますので、より数学が楽しくなります。情報科学分野でも様々な場面で数学が使われており、微分積分、ベクトル、行列などとは切ってもきれない関係にあります。本模擬授業では、ゲームなどでも頻繁に用いられているコンピュータグラフィクス(CG)を例に、数学がどのように役立つかについて、説明します。

NO．07010

テーマ	コンピュータで生命の起源に迫る―人工生命の世界―
資格	教授
氏名	浦上大輔
キーワード	人工生命、セルオートマトン、コンピュータ・シミュレーション、（ポスト）複雑系科学
必要機材等	プロジェクタとスクリーン（必須）
授業内容	人工生命とは、コンピュータの中にバーチャルな生物を作ろうという試みです。その代表的なものがセルオートマトンで、オートマトン（単純な機械）を将棋やチェス盤のようにマス（セル）に配置したものです。この模擬授業では、セルオートマトンを使って、生命が発生する条件や生命の情報学的な特徴を学びます。０と１の単純な組み合わせから、複雑に自己増殖する生命が誕生する瞬間を体感しましょう。

NO．07011

テーマ	モンテカルロ法で円周率を求めてみよう
資格	教授
氏名	野々村真規子
キーワード	乱数、シミュレーション
必要機材等	プロジェクタとスクリーンが必須です。受講生には電卓を用意させてください。
授業内容	本模擬授業では、規則性がない数列（乱数列）を使って、円周率を求める方法をお話しします。

NO．07012

テーマ	AIと画像処理
資格	准教授
氏名	目黒光彦
キーワード	人工知能、データサイエンス、画像処理、機械学習
必要機材等	電源、HDMIプロジェクタ、スクリーン
授業内容	AI（人工知能）が、昨今、話題となっております。AIと聞くと、鉄腕アトムかドラえもんのような人型ロボットの頭脳を作るものとのイメージがあると思います。実際に実用化されている多くのAIは、センサー等によって測定されたデータをかき集め、得られたビッグデータを基に、物事の予測や判断をすることに使われております。出張模擬授業では、集められたデータをどのように解析し、予測や判断をしているのかといった、実際のAI内部で行われている計算手順を紹介します。これにより、ブラックボックスの様に思っていたAIが、数学とアルゴリズム（計算手順）で実現されていることを理解することができると思います。最後に、画像処理へのAIの応用例を紹介します。これらを通じて、AIの可能性と、自分でもAIを作れそうだ、と感じ取ってもらえることでしょう。

NO．07013

テーマ	ネットワーク社会の著作権管理
資格	専任講師
氏名	関亜紀子
キーワード	著作権、デジタル著作権管理（DRM：Digital Rights Management）
必要機材等	ノートPCを接続可能な液晶プロジェクタ、スクリーンのご用意をお願い致します。
授業内容	今日、私たちはパソコンや携帯電話を使って、容易に写真、音楽、映像などのデジタルコンテンツを発信することが可能になっています。このような中で、これまで以上に著作権を注意したコンテンツの利用が必要になっています。この授業では、著作権について概説した上で、情報発信時の注意について解説します。また、近年、音楽配信やデジタル放送で使用されている著作権保護管理技術を紹介しながら、DRM（Digital Rights Management）の目的と、そこで使用されている「コピー制御」「アクセス制御」「電子透かし」などの各技術の概要と役割を解説します。

NO．07014

テーマ	数理モデルって何？何に役に立つの？
資格	専任講師
氏名	髙橋　亜佑美
キーワード	振動、音響、シミュレーション
必要機材等	スライド、プロジェクター
授業内容	学科の名前にもある「数理」って聞き慣れないですよね？数理モデルは世の中でどういった所で使われているのか？どんな役にたつのか？なんで大事なのか？事例（音響学・振動学を中心）を交えながら説明したいと思います。

NO．07015

テーマ	複雑!?ネットワークの世界
資格	専任講師
氏名	山内ゆかり
キーワード	ネットワーク、最適化授業
必要機材等
授業内容	私達の身の回りにはインターネット、交通路線図、人間相関図、脳のネットワークなど様々なネットワークがあります。この模擬授業では、身近なネットワークとそのカタチ（構造）に注目し、物や人の結びつき方によって、効率や機能、安全性などがどのように影響を受けるのかをテーマに、コンピュータの計算能力を活かして問題解決をめざす情報科学の分野をご紹介します。

NO．07016

テーマ	ゲームやゲームデザインが社会の役に立つって本当？
資格	助教
氏名	財津康輔
キーワード	シリアスゲーム、ゲーム学習、ゲームデザイン
必要機材等	プロジェクター
授業内容	1.社会に役立つゲーム・ゲームデザインゲームは、エンターテインメントだけでなく、世の中にあるさまざまな問題解決に役立っています。この模擬授業では、その1つの事例を体験し、ゲームやゲームデザインの有用性について学びます。 2.自分の「好き」をゲームにしようゲームをデザインすることは、テーマにした対象の構造の理解につながったり、テーマを自分ごとにすることを可能にします。この模擬授業では、ゲームデザインを体験するワークショップを通して、その有効性を実感することを目指します。備考：いずれもアクティブラーニングを基本とします

NO．07017

テーマ	データサイエンスをこんな風に使っています
資格	助教
氏名	谷口茂
キーワード	データサイエンス、機械学習、材料開発
必要機材等	プロジェクター・スクリーン
授業内容	技術の発展により取得できるデータが膨大になってきている中で、データを処理・分析して有益な情報を取り出すデータサイエンスの重要性が増しています。この出張模擬授業では、データサイエンスがどのようなもので、現場でどのように使われているかを解説します。より具体的には、簡単な回帰分析の例を用いてデータサイエンスの基本的な考え方を説明した後、材料開発などで実際に活用した研究事例を紹介し、いかに役立てられているかを体感できるようにします。

NO．07018

テーマ	コンピュータの中に作るもう一つの世界
資格	助教
氏名	藤田宜久
キーワード	コンピュータグラフィックス、モデリング、シミュレーション（力学、波動、電磁気）
必要機材等	PC（タブレットでも可）、インターネット環境
授業内容	車の衝突実験のように、実際のモノを使った実験には、多くの費用や時間がかかります。こうした課題を解決する手段として活躍しているのが、コンピュータを使った数値シミュレーションです。近年では、コスト削減や効率化のために、ほとんどすべての産業分野で活用されています。この授業では、コンピュータを使った物理実験の基本的な例から始めて、より発展的な応用例までをわかりやすく解説していきます。