| 川染 翔吾 | M, 2回目発表 | ディペンダブルシステム学 | 井上 美智子, | 笠原 正治, | 笹田 大翔 | |
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title: Simulation Evaluation of Multi-Valued Validated Asynchronous Byzantine Agreement
abstract: Multi-Valued Validated Asynchronous Byzantine Agreement (MVBA) is crucial for decentralized financial infrastructures. However, existing research primarily focuses on improving asymptotic complexity, leaving constant-factor performance and behavior under extreme conditions underexplored. This study proposes a lightweight, event-driven simulation framework that models hundreds of nodes within a single process. By parameterizing adverse network environments like localized packet losses and extreme delays, our simulator enables highly reproducible edge-case evaluations. We implement major MVBA protocols to measure and compare simulated communication volume and execution time. This approach moves beyond theoretical order comparisons, providing a granular analysis of constant-factor differences and performance characteristics under extreme simulated conditions. language of the presentation: Japanese 発表題目: 多値検証付き非同期ビザンチン合意アルゴリズムのシミュレーション評価 発表概要: 分散型金融基盤として重要な多値検証付き非同期ビザンチン合意（MVBA）は、主に計算量オーダーの改善が追求されており、定数倍の性能差や極端な悪条件下での挙動評価が不足している。本研究では、数百ノードの動作を単一プロセスで軽量に擬似再現するシミュレーション手法を提案する。パケット損失や極端な遅延などの過酷なネットワーク環境をパラメータ化することで、実機では困難なエッジケースの検証を可能にする。本シミュレータ上に主要なMVBAを実装し、通信量や処理時間を実測・比較することで、従来のオーダー評価に留まらない定数倍での性能特性を明らかにし、極端な条件下における各アルゴリズムの挙動を詳細に評価する。 | ||||||
| 三室 慶人 | M, 2回目発表 | ディペンダブルシステム学 | 井上 美智子, | 笠原 正治, | 笹田 大翔 | |
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title: Expected Meeting Time of ε-Non-backtracking Random Walks on a Ring
abstract: It is well known that random walks are utilized in distributed systems for tasks such as token management, load balancing, and resource discovery. Key performance metrics for these random walks include the hitting time, defined as the number of steps required to first visit a specific computer in the system, and the meeting time, which is the number of steps until two agents encounter each other. Reducing these performance metrics directly contributes to faster information exchange and consensus building, thereby improving the overall performance of the system. In ordinary random walks, Coppersmith et al. derived a computational upper bound for the meeting time by leveraging the hitting time. Meanwhile, as a variant of random walks, the Non-backtracking Random Walk (NBRW) has been introduced, which prohibits an agent from immediately returning to its previously visited node. While ordinary random walks allow the meeting time to be determined solely by the distance between the two agents, NBRW requires considering both the direction of movement and the distance because the next transition depends on the previous step. Furthermore, under an adversarial scheduler that selects agent movements to maximize the meeting time, there are scenarios where NBRW makes an encounter impossible. In this study, we focus on the $\epsilon$-Non-backtracking random walk on a ring topology, which allows backtracking with a probability of ε. By defining the distance between the two agents and their respective moving directions as the state, we derive the closed-form expression of the expected meeting time under an adversarial scheduler for an arbitrary number of nodes, initial states, and backtracking probability ε. language of the presentation: Japanese 発表題目: リング上でのε-Non-backtrackingランダムウォークの期待邂逅時間 発表概要: 分散システムにおいてトークン管理や負荷分散、リソース検索などにランダムウォークが利用されていることが知られている。 このランダムウォークの性能の指標として、システム内の特定の計算機に初めて訪れるまでの移動回数である到達時間や、2エージェントが出会うまでの移動回数である邂逅時間などが存在する。 これらの性能指標の短縮は迅速な情報交換や合意形成に直結するため、システム全体の性能向上に寄与する。 通常のランダムウォークにおいては、Coppersmithらによって到達時間を用いて邂逅時間の上界となる計算量が導出された. 一方、ランダムウォークの種類として、直前に自身がいたノードに戻ることを禁止するNon-backtrackingランダムウォーク(NBRW)が存在する。 通常のランダムウォークが2エージェントの距離だけを用いて邂逅時間を求めるのに対し, NBRWは直前の移動によって次の移動が変わるため, 進行方向と距離の二つを考慮する必要がある。 また, 邂逅時間を最大化させるように移動するエージェントを選択する敵対的スケジューラの下ではNBRWは邂逅が不可能となる状況が存在する。 本研究では、リング上において確率εで後戻りを許すε-Non-backtrackingランダムウォークを対象とする。 2エージェント間の距離および進行方向を状態として定義し、任意のノード数、初期状態および後戻りする確率εに対する敵対的スケジューラの下での期待邂逅時間の閉形式を導出する。 | ||||||
| LUO XIANGKUN | M, 2回目発表 | 生体画像知能 | 大竹 義人, | 細川 陽一郎, | Soufi Mazen, | Gu Yi |
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title: Development of a multimodal approach for malignant mesothelioma cells diagnosis based on white-light scattering spectrum and optical microscope images
abstract: The cytological diagnosis of malignant mesothelioma is challenging due to its morphological overlap with the reactive mesothelial cells. This study proposes a multimodal deep learning approach integrating white-light scattering spectrum and cellular morphology derived from optical microscope images for the diagnosis of malignant mesothelioma. We analyzed image and spectral data of 261 cells from 10 patients (five reactive mesothelial cells, and five malignant mesothelioma). Three models were attempted, including a spectrum-only model (PCA+RF), an image-only model (fine-tuned ResNet50 trained on manually segmented and resized nuclei images), and a multimodal fusion model concatenating features from both modalities. The models were validated in a leave-two-patients-out (i.e., a malignant and a reactive patients) cross-validation. Our proposed multimodal approach achieved the best performance (accuracy: 0.901±0.101, AUC: 0.974±0.058). The proposed model demonstrated a clear synergistic effect, creating a more balanced classifier by improving the recall (0.806±0.118 vs. 0.891±0.169 for image-only model vs. proposed model) while maintaining a high precision (0.906±0.152). These preliminary findings demonstrate that a multimodal approach can outperform the single modality-based models. This highlights the potential of data fusion strategies to create more accurate and reliable tools for cytological diagnosis. language of the presentation: English | ||||||
| 小倉 和己 | M, 2回目発表 | 生体画像知能 | 大竹 義人, | 金谷 重彦, | Soufi Mazen, | Gu Yi |
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title: AI-Based Quantitative Analysis of Swallowing Function from Swallowing 4DCT
abstract: Dysphagia is a clinically important condition that substantially impairs quality of life. During normal swallowing, coordinated pharyngeal contraction occurs in the meso- and hypopharyngeal regions, enabling smooth bolus transport into the esophagus. In patients with dysphagia, this coordinated sequence of motion may be impaired, resulting in disturbed bolus passage and pharyngeal residue. Therefore, quantitative and region-specific assessment of swallowing dynamics is essential for understanding pathophysiology and selecting appropriate treatment strategies. Swallowing 4DCT is a powerful imaging modality that provides four-dimensional information on swallowing motion and enables detailed visualization of dynamic structural changes, including pharyngeal contraction and laryngeal elevation. However, conventional analysis of 4DCT data has largely relied on manual procedures, which are time-consuming and limit the number of cases that can be analyzed. This has made it difficult to establish objective and clinically reliable quantitative evidence. In this study, we aim to develop an AI-based framework for quantitative analysis of swallowing function from swallowing 4DCT images. The proposed approach automatically analyzes swallowing-related anatomical structures and extracts dynamic functional indices associated with pharyngeal contraction and bolus transport. This framework is expected to support objective assessment of dysphagia and provide a foundation for clinically useful, reproducible, and large-scale analysis of swallowing function. language of the presentation: Japanese 発表題目: AIによる嚥下4DCTからの嚥下機能定量解析 発表概要: 嚥下障害は生活の質を大きく低下させる重要な課題である。嚥下時には中咽頭から下咽頭にかけて協調的な咽頭収縮が生じ、食塊を円滑に食道へ移送する。しかし、嚥下障害例ではこの一連の運動が適切に協調せず、食塊通過障害や咽頭残留を引き起こす可能性がある。そのため、嚥下動態を部位別かつ定量的に評価することは、病態理解や治療方針の選択において重要である。嚥下4DCTは、嚥下中の解剖構造の時間的変化を三次元的に可視化できる有用な画像モダリティであり、咽頭収縮や喉頭挙上などの複雑な嚥下運動を詳細に評価できる。一方で、従来の4DCT解析は手動操作に依存しており、解析に多大な時間を要するため、多数例を対象とした客観的・再現性の高い定量評価は困難であった。本研究では、AIを用いて嚥下4DCT画像から嚥下関連構造を自動解析し、嚥下機能を定量化する手法を構築することを目的とする。提案手法により、咽頭収縮や食塊通過に関わる動態指標を効率的に抽出し、嚥下障害の客観的評価および臨床的意思決定を支援する解析基盤の実現を目指す。 | ||||||
| 酒井 功雅 | M, 2回目発表 | 計算システムズ生物学 | 金谷 重彦, | 松本 健一, | MD.Altaf-Ul-Amin | |
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title: Predictability and Limits of Soil Microbial Properties from Environmental Data
abstract: Soil microorganisms support key ecosystem functions such as carbon, nitrogen, and phosphorus cycling, but direct metagenomic monitoring is costly and difficult to scale. This study evaluates the extent to which soil microbial functional properties; represented by seven Enzyme Functinal Classes (EFCs) can be predicted from environmental data, including climate, soil, vegetation, and topographic variables. Using 373 soil samples from 20 ecological domains, Elastic Net regression models with 5-fold cross-validation were used to predict EFC relative abundances and identify contributing environmental drivers. Predictability varied substantially across EFCs, with carbohydrate- and organic phosphorus-acquisition-related EFCs showing the highest predictability. Soil pH consistently emerged as the strongest predictor across EFCs, followed by elevation, vegetation productiviry, and climate variables. These results suggest that some microbial functions are more environmentally constrained than others, and that environmental data alone may capture only part of the variation in microbial function, with community-level interactions potentially explaining the remainder. Future work will expand the dataset, incorporate metrics that account for community structure, and evaluate differences in predictability under different weather conditions. language of the presentation: English 発表題目: 環境データによる土壌微生物特性の予測可能性とその限界 発表概要: 土壌微生物は炭素・窒素・リン循環をはじめとする生態系機能を支えているが、その観測は高コストであり、大規模かつ高頻度なモニタリングは困難である。本研究は、7つの酵素機能クラス（Enzyme Functional Classes; EFCs）で表される土壌微生物機能特性が、気候・土壌・植生・地形といった環境データからどの程度予測可能かを評価する。アメリカ全土の20生態ドメインから得られた373土壌サンプルを用い、Elastic Net回帰モデルによりEFCの相対存在量を予測するとともに、寄与する環境要因を分析した。予測可能性はEFC間で大きく異なり、炭水化物分解および有機態リン獲得に関わるEFCが最も高い予測可能性を示した。土壌pHは全EFCを通じて一貫して最も強い予測変数であり、標高・植生生産性・気候変数がこれに続いた。これらの結果は、一部の微生物機能が他よりも強く環境要因に制約されていること、また環境データのみでは微生物機能の変動の一部しか説明できず、群集内の相互作用が残りを説明し得る可能性が考えられる。今後はデータの拡張や、群集構造を考慮した指標を組み込むほか、気象条件ごとの予測可能性の違いを評価する予定である。 | ||||||
| 関家 陽祐 | M, 2回目発表 | 計算システムズ生物学 | 金谷 重彦, | 松本 健一, | MD.Altaf-Ul-Amin | |
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title: Initial Real-Data Pipeline Validation for SurGen MMR/MSI Classification Toward Benchmarking of Pathology Foundation Models
abstract: Pathology foundation models have shown promise for cancer diagnosis, molecular biomarker prediction, and prognosis prediction. However, fair comparison across models remains challenging because preprocessing, tile extraction, input magnification, downstream classifiers, and evaluation metrics often differ across studies. The broader goal of this project is to develop a clinical task-specific benchmarking framework for pathology foundation models using public cancer whole-slide image datasets. As an initial step, this study focuses on real-data pipeline validation for MMR/MSI classification using the SurGen colorectal cancer dataset. The target task is binary prediction of MMRd/MSI-H versus pMMR/MSS from H&E whole-slide images. At this stage, the aim is not to evaluate classification performance, but to confirm whether real CZI-format WSIs can be processed into foundation model embeddings through a reproducible workflow. In this validation, a CZI processing route was established using pylibCZIrw, and tissue-like tile extraction was refined through visual quality control. For one real SurGen WSI, 256 tiles were directly extracted from the CZI file, converted into 256 × 1024 UNI tile embeddings, and aggregated into a 1 × 1024 slide-level embedding by mean pooling. In addition, a 10-WSI feasibility set was selected, downloaded, and validated for local file existence and size consistency. These results support the next step of extending CZI reading, tile extraction, and embedding generation to multiple WSIs under standardized conditions. language of the presentation: Japanese 発表題目: 病理基盤モデルのベンチマークに向けたSurGen MMR/MSI分類の初期実データパイプライン検証 発表概要: 近年、病理基盤モデルは、がん診断、分子バイオマーカー予測、予後予測など、さまざまな下流タスクへの応用が期待されている。一方で、既存研究では前処理、tile抽出方法、入力倍率、分類器、評価指標が統一されていないことが多く、モデル間の公平な比較は容易ではない。本研究では、公開がん病理Whole-Slide Imageデータセットを用いて、病理基盤モデルを臨床タスク別に比較するベンチマーク基盤の構築を目指す。その第一段階として、本発表ではSurGen大腸がんデータセットを対象に、MMR/MSI分類に向けた実データパイプライン検証を行った。対象タスクは、H&E WSIからMMRd/MSI-HとpMMR/MSSを識別する二値分類である。ただし、現段階の目的は分類性能の評価ではなく、実際のCZI形式WSIから病理基盤モデルのembeddingを得るまでの処理経路が成立するかを確認する。本検証では、pylibCZIrwを用いたCZI読み込み経路を構築し、目視品質確認を通じてtissue-like tile抽出方法を改善した。1枚の実SurGen WSIについて、CZIから直接256枚のtileを抽出し、UNIにより256 × 1024次元のtile embeddingを作成した。さらに、mean poolingにより1 × 1024次元のslide-level embeddingを作成した。加えて、MMRd/MSI-HとpMMR/MSSを含む10 WSIのfeasibility setを選定し、全WSIのダウンロード、ローカル存在確認、サイズ一致確認を完了した。以上より、1 WSIにおいて公開CZI形式WSIからslide-levelの病理基盤モデルembeddingを作成する技術的パイプラインが成立し、今後の複数WSIへの拡張準備が整った。 | ||||||
| 山本 駿祐 | M, 2回目発表 | 計算システムズ生物学 | 金谷 重彦, | 松本 健一, | MD.Altaf-Ul-Amin | |
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title: Elucidating the Impact of Dietary Timing on Urological Disease Risk: A Pathway Analysis Mediated by Inflammation
abstract: Recently, the association between disrupted dietary timing due to modern lifestyle shifts and disease risks has garnered significant attention. However, conventional epidemiological studies have largely been limited to demonstrating simple correlations between meal timing and disease onset. Crucial questions remain unanswered regarding the specific biological pathways and pathological mechanisms through which disrupted eating timing translates into damage in specific target organs, such as the kidneys and bladder, and the direct quantification of these mediating pathways has remained largely unexplored. To address this research gap, this study utilized data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) to examine the impacts of both eating window duration and calorie midpoint on the risks of chronic kidney disease (CKD) and urgency urinary incontinence (UUI), employing mediation analysis with systemic inflammation as a mediator. The results revealed that delayed dietary timing drives distinct pathological pathways depending on the specific target organ. In the CKD model, delayed calorie midpoint triggered systemic chronic inflammation, which subsequently led to renal microvascular damage, with systemic inflammation (measured via log-CRP) functioning as a robust, full mediator. Moving forward, we aim to extend this chrono-nutritional approach to UUI—another prevalent urological disorder—to empirically validate the mediating pathways of chronic inflammation in lower urinary tract symptoms. Furthermore, we will perform sensitivity analyses incorporating unadjusted covariates, such as diabetes mellitus, to address residual confounding and rigorously verify the robustness of these findings. language of the presentation: Japanese 発表題目: 食事タイミングが泌尿器疾患リスクに及ぼす影響の解明と炎症を介した経路解析 発表概要: 近年、生活習慣の変化に伴う食事タイミングの乱れと疾患リスクの関連が注目されている。しかし、従来の疫学研究は食事タイミングと疾患リスクの単なる相関性を示すにとどまっており、それがどのような生物学的経路をたどり、いかなる病態メカニズムを経て腎臓や下部尿路といった具体的な標的臓器の障害に結びついているのか、その媒介経路の具体的な分解や寄与度の定量化は十分な解明に至っていなかった。本研究は、米国国民健康栄養調査（NHANES）のデータを用い、食事の摂取時間帯の長さおよび食事のカロリー中心点が、慢性腎臓病（CKD）および切迫性尿失禁（UUI）のリスクに及ぼす影響について、慢性炎症を媒介因子としたメディエーション解析を用いて検証した。解析の結果、食事タイミングの夜型化は、標的器官（臓器）によって異なる病理経路を辿ることが判明した。具体的に、CKDモデルにおいては、カロリー中心点の遅れが全身性の慢性炎症を引き起こし、それが腎微小血管障害へと至るプロセスにおいて、慢性炎症が完全な媒介因子として機能していることが確認された。今後は、この時間栄養学的アプローチをもう一つの泌尿器系疾患であるUUIへと拡張し、慢性炎症が下部尿路症状に及ぼす媒介経路についてもさらなる実証を試みる。また、糖尿病などの未調整の共変量を組み込んだ感度分析を行い、残差交絡に対処することで本知見の堅牢性を検証する予定である。 | ||||||
| LU TONG | M, 2回目発表 | 計算システムズ生物学 | 金谷 重彦, | 松本 健一, | MD.Altaf-Ul-Amin, | Ahmad Kamal Nasution |
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title: Cross-Device Fusion for Complex Daily Activity Monitoring in Mobile Health
abstract:This research addresses the mobile health setting, aiming to provide continuous and objective recording of daily health data. People often struggle to accurately recall their daily health behaviors, and in situations such as medical visits this vague memory can lead to misjudgments — a problem that grows increasingly critical with age and the onset of chronic illness. To this end, this research builds a system that automatically and continuously tracks daily health data through the cooperative sensing of a smartwatch and a smartphone, integrating three types of time series — behavior, physiology (such as heart rate, HRV, sleep, and steps), and life events (such as medication logging) — onto a single shared timeline. Within this system, activity recognition focuses on complex daily activities composed of many small hand movements (such as eating and taking medication), and adopts a lightweight dual-device fusion module that effectively combines the two devices with few parameters, serving as the recognition component of the overall system. Preliminary experiments indicate that it is likewise effective for complex activities; the full system has also been implemented as a trilingual (Chinese / Japanese / English) application supporting real-time activity display, physiological charts, and weight and medication logging. language of the presentation: English | ||||||
| 北川 敦大 | M, 2回目発表 | 光メディアインタフェース | 向川 康博, | 池田 和司, | 藤村 友貴, | 北野 和哉 | ||
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title: 3D Character Generation from Sparse-view Images
abstract: This study aims to generate 3D models of characters using the sparse-view images found in the three-view drawings used in anime production. Generating 3D models from multiple viewpoints in the anime domain has been challenging due to the lack of geometric consistency between different views. To address this issue, we investigated a method that applies Score Distillation Sampling to enable robust 3D optimization within the anime domain. Preliminary experiments demonstrated the potential of the proposed method to achieve robust 3D optimization by leveraging the denoising process of diffusion models. Future work will focus on addressing implementation issues, such as overfitting to the initial 3D shapes currently being obtained. language of the presentation: Japanese 発表題目: 少数視点画像を用いた3Dキャラクター生成 発表概要: 本研究では、アニメ制作におけるキャラクターの三面図に含まれる少数視点画像を用いてその3Dモデルを生成することを目的とする。 アニメドメインの画像においては異なる視点間の幾何学的整合性の乏しさから、複数の視点を参照するような3D生成が困難であった。この課題に対処するため、スコア蒸留サンプリングを応用しアニメドメインにおいても頑強な3D最適化を行うことができる手法の検討を行った。 まず予備実験により、提案手法が拡散モデルのノイズ除去を利用して頑強に3D最適化できる可能性を示した。今後は、現在判明している初期の3D形状に過適合するなどの実装上の問題に対処していく。 | ||||||||
| 衛 飛那汰 | M, 2回目発表 | 生体画像知能 | 大竹 義人, | 池田 和司, | Soufi Mazen, | Gu Yi | ||
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title: Construction of a swallowing 4DCT Database for 4D Statistical Shape Modeling of Swallowing related structures
abstract: Swallowing is the process of transporting a food bolus from the oral cavity to the pharynx and esophagus. Swallowing disorders are increasing with population aging. They are mainly evaluated by videofluoroscopy or endoscopy, which provide only 2D observations and cannot quantitatively assess 3D swallowing motion. In addition, image interpretation depends on clinicians’ experience and subjective judgment, making individual patient analysis difficult. Recently, 320-row area detector CT has enabled the acquisition of swallowing motion over approximately 2 seconds at 10 fps, allowing temporal analysis of 3D motion. This study aims to establish an individualized quantitative evaluation method by analyzing the motion of the tongue and surrounding structures using 4DCT. We constructed a database integrating 4DCT images, clinical information, and temporal information on swallowing related structures. We tracked and visualized shape changes of the tongue and surrounding structures. Future work will construct a 4D statistical shape model and apply it to parsonalized evaluation of swallowing function. language of the presentation: Japanese 発表題目: 嚥下関連構造の4D統計形状モデリングに向けた嚥下4DCTデータベース構築 発表概要: 嚥下とは、咀嚼し形成された食塊を、口腔から咽頭、食道へ送り込む一連の動作であり、正常な嚥下動作は必要不可欠である。高齢化に伴い増加する嚥下障害の評価は、嚥下造影検査や内視鏡検査による2次元観察に留まり、嚥下機能の3次元的かつ定量的な把握はできない。また、画像読影には医師の経験や主観によるところが大きく、患者個別の解析が困難である。近年では、320列面検出器CTにより、約2秒間の嚥下動態を毎秒10フレームで撮影できるようになり、三次元運動の時系列解析が可能となった。本研究では、4DCT画像を用いて、嚥下時の舌および周辺組織の動態を捉え、患者個別の定量的評価手法の実現を目指す。現在は、4DCT画像、各嚥下試行の臨床情報、および嚥下関連組織の動作タイミング情報を統合し、統計解析に利用可能なデータベースを構築した。各症例の特定の期間に対し、舌周辺組織の形状変化を追跡し可視化した。今後は、このデータベースを基盤として、嚥下の4次元統計形状モデルを構築し、患者個別の嚥下機能評価へ応用する予定である。 | ||||||||
| 和田 純弥 | M, 2回目発表 | ヒューマンロボティクス | 和田 隆広, | 池田 和司, | 劉 海龍, | 織田 泰彰, | 本司 澄空, | 平岡敏洋（客員） |
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title: Study on a Driving Support Method Using Hanger Reflection Stimuli for Drivers with Visual Field Deficiencies
abstract: In this study, we investigated a method for assisting drivers with visual field deficits in perceiving hazards by using a hanger reflection stimulus to guide their heads and gaze toward the hazard before the risk of a collision with other road users becomes apparent. First, we varied the horizontal angle of the visual target while participants were not driving to observe changes in head angle and gaze behavior in response to stimulus presentation. Next, we verified the effectiveness of guiding the head and gaze toward the hazard through driving simulator experiments that simulated peripheral visual field deficits. language of the presentation: Japanese 発表題目: 視野欠損ドライバに向けたハンガー反射刺激を用いた運転支援方法の検討 発表概要: 本研究では，周辺視野欠損ドライバを対象に，他の交通参加者との衝突リスクが顕在化する前に，ハンガー反射刺激によって頭部と視線をハザード方向へ誘導し，ハザード知覚を支援する手法を検討した．最初に，非運転時に視対象の水平角度を変化させ，刺激呈示による頭部角度および視線挙動の変化を確認した．次に，周辺視野欠損を模擬したドライビングシミュレータ実験により，ハザード方向への頭部・視線の誘導効果を検証した． | ||||||||