人工知能研究室

研究紹介

本研究室は主に人工知能（AI）、特に深層学習、ソフトコンピューティング技術などの研究に取り組んでおり、多くの先駆的な研究成果が世界的に注目されている。脳の優れた情報処理能力は、脳内の神経細胞（ニューロン）の樹状突起（シナプス結合）によるさまざまな相互作用によって実現されている。脳の動作原理を理解し、認知科学の原則に基づいてAIモデルを設計することで、より効率的で知的なAIシステムの開発が可能となる。AIの主流技術の一つである深層学習は、実世界の複雑な問題を解決するために、非常に複雑なネットワーク構造（例えばChatGPT-4のパラメータ数は5000億以上）と大量な学習データが必要とされる。「ビッグモデル＋ビッグデータ→ビッグプロブレム」という学習パラダイムに依存することが多い。そのため、深層学習のエネルギー効率の最適化は、急速な発展を妨げるボトルネックの一つとなっている。本研究室は自然界の高度な知的生物の学習メカニズムから着想を得て、低消費電力、小規模モデル、少ないデータに基づきモデル化可能な「樹状突起学習」(Dendritic Learning)を提案した。さらに、提案したモデルの計算能力、連想記憶、学習効率、分類能力、予測精度などの性能指標を評価し、画像認識、医用イメージング（超音波など）、建築安全性の自動解析、がん分類、株式市場の時系列予測など、多くの現実問題への応用を進めている。

メンバー紹介

高　尚策人工知能研究室教授・講座の長

Shangce GAO, Professor

略歴

富山大学大学院博士課程修了、富山大学大学院理工学研究部（工学）准教授、富山大学学術研究部工学系教授、現在に至る

学位・資格等

博士（工学）

専門分野

人工知能，深層学習，計算知能，ソフトコンピューティング，ニューラルネットワーク，機械学習，医工連携，時系列分析，アルゴリズム，最適化

主な業績

インパクトファクター(IF)付きジャーナル論文の総数200編以上（IFの総和1000以上）
国内外からの招待講演が50回以上，国際会議発表100回以上
Google Scholarでの論文引用数が9000回以上
「世界トップ2%科学者ランキング」（米国スタンフォード大学とエルゼビア社による）に6年連続選出
「日本のベストコンピュータサイエンス科学者」（Research.comによる）にリストアップされた
AI専門誌IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systemsの年間最優秀編集委員
AI専門誌IEEE/CAA Journal of Automatica Sinicaの年間最優秀編集委員
AI分野関連の国際会議EITCE 2025, ISAIR 2025, ICIPAI 2025, IEEE ICNSC 2024, 2020アジアAI技術大会, IEEE PIC 2018の実行委員長
AI分野の難関国際会議AAAI, NeurIPS, ICML, CVPR, ICLRのプログラム委員
国際会議2025 9^th International Conference on Electronic Information Technology and Computer Engineering (EITCE 2025)最優秀論文賞
IEEE PIC国際会議の最優秀ポスター賞(2015)，最優秀論文賞(2016)，最優秀発表賞(2017)
世界最大の群知能に関する国際会議ICSI 2022の最適化コンテストで世界第二位（銀賞）
世界最大の進化計算に関する国際会議IEEE CEC 2024の最適化コンテストで世界第二位（Runner-Up賞）
富山大学学生が選ぶザ・ティーチャー（令和5年度）
富山大学教員業績評価に基づく優秀教員表彰（令和3年度、令和4年度）
IEEE Senior Member

プロフィール

Email:gaosc AT eng.u-toyama.ac.jp

大村　眞朗准教授

Masaaki OMURA, Associate Professor

略歴

千葉大学工学部卒業，日本学術振興会特別研究員（DC1），同大学院融合理工学府（先進科学プログラム）博士課程修了，日本学術振興会特別研究員（PD）（受入機関：富山大学）兼千葉大学フロンティア医工学センター特任研究員，富山大学学術研究部工学系助教，准教授，現在に至る

学位・資格等

博士（工学）

専門分野

医用超音波計測，信号処理，画像処理

雷　振宇助教

Zhenyu LEI, Assistant Professor

略歴

富山大学大学院博士課程修了、富山大学学術研究部工学系助教、現在に至る

学位・資格等

博士（工学）

専門分野

計算知能、深層学習

研究業績

樹状突起学習関連（代表的な論文）

論文・発表

深層学習関連（代表的な論文）

論文・発表

Haidong Kang, Lianbo Ma, Guo Yu, and Shangce Gao, "Where and How to Enhance: Discovering Bit-Width Contribution for Mixed Precision Quantization," in 34th International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI), August 2025.
Jiayi Li, Zihang Zhang, Chao Zhang, Jun Tang, and Shangce Gao*, "SDformer: Fusing Series Decomposition for Superior Long-term Time Series Forecasting," IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2025. DOI: 10.1109/JAS.2025.125588.
Yaotong Song, Kaiyu Wang, Zhi-Hui Zhan, Zhenyu Lei, and Shangce Gao*, "Learning-assisted Search Path Reconstruction Empowers Evolution Algorithm for Optimization," IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2025. DOI: 10.1109/TEVC.2025.3550259
Jian Cheng, Tian Zhang, Shuang Zhang, Huimin Ren, Guo Yu, Xiliang Zhang, Shangce Gao, and Lianbo Ma, "A Cascade Dual-Decoder Model for Joint Entity and Relation Extraction," IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence, vol. 9, no. 2, pp. 1130-1142, April 2025.
Zhiming Zhang, Zhenyu Lei, MengChu Zhou, Hideyuki Hasegawa, and Shangce Gao*, "Complex-valued Convolutional Gated Recurrent Neural Network for Ultrasound Beamforming," IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, vol. 36, no. 3, pp. 5668-5679, March 2025.
Yuqi Feng, Zeqiong Lv, Hongyang Chen, Shangce Gao, Fengping An, and Yanan Sun, "LRNAS: Differentiable Searching for Adversarially Robust Lightweight Neural Architecture," IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, vol. 36, no. 3, pp. 5629-5643, March 2025.
Zhenyu Lei, Shangce Gao*, Hideyuki Hasegawa, Zhiming Zhang, MengChu Zhou, and Khaled Sedraoui, "Fully Complex-Valued Gated Recurrent Neural Network for Ultrasound Imaging," IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, vol. 35, no. 10, pp. 14918-14931, October 2024.
Zhiming Zhang, Shangce Gao*, MengChu Zhou, Mengtao Yan, and Shuyang Cao, "Mapping Network-Coordinated Stacked Gated Recurrent Units for Turbulent Prediction," IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 11, no. 6, pp. 1331-1341, June 2024.
Long Yao, Qing Lei, Hongbo Zhang, Jixiang Du, and Shangce Gao*, "A Contrastive Learning Network for Performance Metric and Assessment of Physical Rehabilitation Exercises," IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 31, pp. 3790-3802, September 2023.
ChiYan Lee, Hideyuki Hasegawa, and Shangce Gao*, "Complex-valued neural networks: A comprehensive survey," IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 9, no. 8, pp. 1406-1426, August 2022.

学習アルゴリズム・進化計算関連（代表的な論文）

論文・発表

モノのインターネット（IoT）関連（代表的な論文）

論文・発表

学術雑誌・難関会議まとめ

掲載TOP雑誌名	インパクトファクター（IF）	JCR分野区分	発表済み論文数
IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica	15.3	Q1	14
IEEE Transactions on Evolutionary Computation	11.7	Q1	3
IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems	10.2	Q1	5
IEEE Transactions on Cybernetics	9.4	Q1	2
IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems	8.6	Q1	6
IEEE Internet of Things Journal	8.2	Q1	5
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems	7.9	Q1	4
IEEE Transactions on Big Data	7.5	Q1	1
IEEE Transactions on Network Science and Engineering	6.7	Q1	2
IEEE Transactions on Vehicular Technology	6.1	Q1	2
IEEE Transactions on Automation Science and Engineering	5.9	Q1	1
IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence	5.3	Q1	7
IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering	4.8	Q1	1
IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics	3.6	Q1	2
IEEE Transactions on Artificial Intelligence			2
難関会議
ACM SIGGRAPH			1
International Joint Conference on Artificial Intelligence			1
合計：			59