対照的分離表現学習を用いた音声保存型顔表情操作への応用 背景紹介 近年、バーチャルリアリティや映像制作、そしてヒューマンコンピュータインタラクション技術の急速な発展に伴い、顔表情操作（Facial Expression Manipulation）はコンピュータビジョンおよびグラフィックス分野で注目される研究テーマとなっています。特に、音声保存型顔表情操作（Speech-Preserving Facial Expression Manipulation, SPFEM） は、話し手の口の動きと音声との同期を維持しつつ、顔の感情表現を変更することを目指しています。この技術は人間の表情の表現力を大幅に向上させるだけでなく、仮想キャラクタ生成や映画のポストプロダクションなどの実用的なアプリケーションに...

機能化されたカーボンドットを用いた染料汚染物質検出の高パフォーマンスSERS研究 学術的背景 染料分子は日常生活において重要な役割を果たしていますが、その使用に伴う環境汚染問題は無視できません。その中でも、マラカイトグリーン（Malachite Green, MG）は発がん性、催奇性、変異原性を持つトリフェニルメタン系染料です。MGは水産養殖において魚類の真菌や寄生虫感染の治療に広く使用されていますが、その高い毒性と残留性の問題から、多くの国で使用が禁止されています。しかし、現在の市場には安価で効果的な代替品が不足しているため、MGの使用は完全には停止されていません。複雑な生物環境における微量存在を監視するために、高感度かつ高選択性の検出技術が緊急に必要とされています。 従来の検出方法、例え...

学術的背景 メタバース（Metaverse）の急速な発展に伴い、人間と機械のインターフェース（HMI）技術は、仮想空間と人間のユーザーを結ぶ鍵となっています。その中でも、ジェスチャー認識技術はメタバースにおいて特に重要であり、特に指の動きを正確に捕捉することが求められています。従来のジェスチャー認識に使用される曲げセンサー（Bending Sensor）は、ゴムや接着剤などのポリマー材料を基にしていますが、ポリマーの粘弾性（Viscoelasticity）により、これらのセンサーは長期間使用すると信号ドリフト（Signal Drift）が発生する問題があります。このドリフトは、センサーの出力が時間とともに変化するため、信頼性と長期的な安定性が低下します。そのため、信号ドリフトのない柔軟な曲げ...

学術的背景 人工知能（AI）の急速な発展に伴い、電子機器は現代生活においてますます重要な役割を果たしています。しかし、これらの機器は稼働中に大量の熱を発生させ、効果的に管理できないと、性能の低下、寿命の短縮、さらにはシステムの故障につながる可能性があります。そのため、熱管理は将来の電子機器開発における重要な課題の一つとなっています。従来の冷却技術は有効ですが、機器の電力密度が増加するにつれて、これらの技術ではニーズを満たすことが難しくなっています。特に、「ダーク・シリコン問題」（Dark Silicon Problem）——熱制限により、チップ内のすべてのトランジスタが同時に動作できない問題——が熱管理の複雑さをさらに増大させています。 この課題に対処するため、上海交通大学と南洋理工大学の研...

リアルタイム呼吸モニタリング用超低消費電力二酸化炭素センサーの研究 学術的背景紹介 二酸化炭素（CO₂）は、人体の呼吸プロセスで生成される重要なガスであり、その濃度のリアルタイムモニタリングは、喘息、呼吸困難、睡眠時無呼吸症候群などの呼吸器疾患や代謝性疾患の診断と治療に不可欠です。従来のCO₂モニタリング方法である動脈血液ガス分析は侵襲性が高く、長期的な連続モニタリングには不向きです。非分散赤外線吸収（NDIR）センサーは広く使用されていますが、その体積の大きさと高消費電力が携帯機器での応用を制限しています。 近年、光化学センサーはその小型化と高感度から、非侵襲的なCO₂検出の有望な候補として注目されています。しかし、光化学センサーの短寿命と色素の光退色問題が、長期的な呼吸モニタリングへの応...