研究者詳細

教職員基本情報
氏名
Name
金山 知俊 ( カナヤマ チシュン , KANAYAMA Chishun )
所属
Organization
理工学部ソフトウェア工学科
職名
Academic Title
講師
専攻分野
Area of specialization

コンピュータグラフィックス

学会活動
Academic societies

情報処理学会 学生会員(1992.9)
電子情報通信学会 学生会員(1996.10)
情報処理学会 正会員(1998.4〜現在に至る)
電子情報通信学会 正会員(1998.4〜現在に至る)
芸術科学会 正会員 (2006.6〜現在に至る)
ACM SIGGRAPH 正会員 (2009.10〜現在に至る)

著書・学術論文数
No. of books/academic articles
総数 total number (9)
著書数 books (0)
学術論文数 articles (9)

出身大学院
大学院名
Grad. School
修了課程
Courses
   Completed
修了年月(日)
Date of Completion
修了区分
Completion
   Classification
豊橋技術科学大学大学院工学研究科電子・情報工学専攻 博士後期課程  1998年03月  修了 
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取得学位
     
学位区分
Degree
   Classification
取得学位名
Degree name
学位論文名
Title of Thesis
学位授与機関
Organization
   Conferring the Degree
取得年月(日)
Date of Acquisition
博士 博士(工学)    豊橋技術科学大学大学院工学研究科電子・情報工学専攻  1998年03月 
修士 修士(工学)    豊橋技術科学大学大学院工学研究科知識情報工学専攻  1995年03月 
学士 学士 (工学)    豊橋技術科学大学工学部知識情報工学課程科  1993年03月 
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研究経歴
長期研究/短期研究
Long or Short
   Term research
研究課題名
Research Topic
長期研究  自然物や自然現象のモデル化及び,コンピュータグラフィックスによる可視化 

概要(Abstract) さまざまな自然現象や,自然の物体(生物を含む)を,その性質や形を理解するために計算機で表現可能なモデルを作成し,シミュレーションを行う。また,そのモデルによる結果を確認するためにコンピュータグラフィックスによる可視化をおこなう。 

短期研究  様々な樹種の枝形状を再現可能な樹木の生長モデルの構築 

概要(Abstract) 樹木の生長は芽、枝、花を単位とするシュート
と呼ばれる構造の積み重ねによって形作られ、
葉序や節数、節間長などの違いによって樹種毎
の枝振りの違いが現れる。この樹木の生長を計
算機上で再現するためにシュート単位での生長
をし、パラメータの違いやホルモン、水養分な
どの伝達と光や重力などの環境要因を考慮する
ことで現実同様の樹木の生長シミュレーション
が可能な生長モデルの構築を目指す。 

短期研究  拡張現実感を用いた毛筆筆記システムの構築 

概要(Abstract) 拡張現実感(AR)の手法である、カメラ画像内のマーカ認識による3次元位置測定技術を用いて
毛筆の動きを検出することで、仮想の毛筆筆記システムを構築する。
筆跡生成においては筆先や墨量のモデル化を行い、実際の毛筆筆記のシミュレーションを
実現することを目指す。 

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学術論文
年度
Year
論文題目名
Title of the articles
共著区分
Collaboration
   Classification
NeoCILIUS
   請求番号/資料ID
Request No
掲載誌名 Journal name,出版機関名 Publishing organization,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.,発行年月(日) Date
2021  仮想書道のための9軸IMUと深度センサを用いた手書き入力デバイスの試作  単著   
アカデミア 理工学編  , 南山大学  , 第22巻  , pp. 188-195  , 2022/03   

概要(Abstract) 仮想書道システムに用いられる手書き入力デバイスを,9軸IMUと深度センサを用いて実際の毛筆の筆記動作を計測することで実現する手法を提案する.毛筆に取り付けた9軸IMUから得られる加速度,ジャイロ,方位の各センサの値から姿勢を計測し,同じく毛筆に取り付けたLEDの位置を深度センサで計測することで筆記中の筆の位置・姿勢を推定し,得られた毛筆の穂の位置と仮想空間内の紙面の交差から筆跡を生成する.この手法を用いた仮想書道の仮システムを試作し,実際の書道と同様に毛筆を用いた仮想書道の筆記が実現可能であることを確認した. 

備考(Remarks)  

2003  自然物、自然現象のCGシミュレーションに関する研究  単著   
私学研修  , 私学研修福祉会  , 第161・162号  , pp.220-235  , 2004/01   

概要(Abstract) CGによる自然物、自然現象の表現は手作業での制作が困難であり、それら自動生成する手法が求められている。自然物の中でも樹木は生物であり、そのリアルな再現には樹木の生長をシミュレートするモデルが必要となる。本研究では現実の樹木にみられる枝や芽を単位としたシュートと呼ばれる構造を再現し、さらに養分や植物ホルモンによる生長制御、光、風、水などの影響を考慮する環境モデルを組み込むことで現実の樹木の生長をシミュレートできる生長モデルの構築を行った。 

備考(Remarks)  

2000  3-D樹木形状データ生成モデラーの作成  単著   
『アカデミア』数理情報編  , 南山大学  , Vol.1  , pp.33-38  , 2001/03   

概要(Abstract) 本稿は環境を考慮した樹木の生長モデルをベースに一般ユーザが扱える樹木形状データ生成モデラー構築を目指した研究の報告であり、データビュワーとGUIによるインターフェースを用意することで対話的な樹木データ生成を実現した。 

備考(Remarks)  

1995  様々な樹種に対応可能な樹木の生長モデルに関する研究 (修士論文)  単著   
豊橋技術科学大学  , 41 pp.  , 1995/03   

概要(Abstract) 様々な種類のリアルな樹木を生成できる生長モデルを作成した。モデルは光環境、ホルモン、分枝の3つの部分で構成され、互いに影響を及ぼすことで生長を制御している。サクラ、ケヤキ、ツツジの3種類について生長シミュレーションを行い有効性を確認した。 

備考(Remarks)  

2006  A Growth Model for Root Systems of Virtual Plants with Soil and Moisture Control  単著   
IEICE Trans. Inf. & Syst.  , IEICE  , Vol.E89-D, No.5  , 1743-1750  , 2006/05   

概要(Abstract) 土による生長阻害と水分による変化を採り入れた根生長のリアルなCGモデルを提案する。CGにおいて植物の地上部分に関しては様々なモデルが存在するが、リアルな根のモデルについてはあまり注意が払われておらず、また生長における根の潜在的影響については十分な検討が行われていなかった。
本研究で提案するモデルは、根全体を複数の屈曲点を持つ部分根が接続点を介して繋がる階層構造で表現し、主根系とひげ根系という2つの一般的な根系の分岐パターンを表現可能としている。
本モデルはまた根生長の特徴として水屈性および重力屈性とよばれる性質と、障害物による生長量、方向の変化を、地下空間をボクセル分割し、それぞれの領域に与えられた水分量や土の硬さにより根の生長を制御することで再現している。
本モデルを用いたシミュレーションの結果、植物の特徴と生長環境による影響を含めたさまざまな根系のパターンを生成することが可能であることを確認した。 

備考(Remarks)  

1999  植物根系の生長シミュレーション  単著   
南山経営研究  , 南山大学経営学会  , 14巻3号  , pp.523-535  , 2000/03   

概要(Abstract) 本稿では植物の地上部だけでなく地下の根系を考慮することでシミュレーションの精度を高め、より現実に近い植物の生長シミュレーションを実現することを目指し、土壌の硬さや水分の影響を考慮した植物根系の形状生成モデルを提案する。 

備考(Remarks)  

1997  コンピュータグラフィックスによる樹木画像生成に関する研究 (博士論文)  単著   
豊橋技術科学大学  , 88 pp.  , 1998/03   

概要(Abstract) 本論文ではコンピュータグラフィックスによる樹木の画像生成に関して、樹木の形状データの作成、アニメーションによる樹木の揺れの表現、樹木画像の高速表示という3つのテーマについて研究を行った結果をまとめた。 

備考(Remarks)  

1997  テクスチャマッピングと線分描画による3次元樹木画像の高速生成手法  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J81-D-II,No  , pp.446-449  , 1998/02   

概要(Abstract) 樹木はデータ量が非常に多く、複数の樹木が存在する画像を実時間で生成することは困難である。本論文では視点からの距離に応じて樹木の枝葉を線分やテクスチャで表現することで、データ量を大幅に削減しつつ高速に樹木画像を生成可能な手法を示す。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

1997  樹木の揺れのアニメーション  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J80-D-II, N  , pp.1843-1851  , 1997/07   

概要(Abstract) 樹木のCG画像生成の研究は多いが、風などによる樹木の揺れの表現はあまり行われていない。本研究では、樹木を質量を持った節点とそれらの隣接関係で近似し、節点の動きのシミュレーションを行うことで樹木の揺れのアニメーションを実現した。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

1996  分枝規則を再現し,光,ホルモンの影響を考慮した樹木の生長モデル  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J79-D-II, N  , pp.1362-1373  , 1996/08   

概要(Abstract) 本論文の生長モデルは光環境の影響、樹木の様々な性質の再現、樹木の分枝規則の正確な再現を三つのサブモデルを用いて実現している。これらサブモデルに与えるパラメータを変更することで、環境の変化、樹種の変更への対応を可能とした。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,阪田省二郎,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

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その他研究業績
年度
Year
題名等
Titles
カテゴリ
Category
細目
Authorship
掲載雑誌名等 Publishing Magazine,発行所 Publisher,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.,発行年月(日) Date
2002  自然物、自然現象のCGシミュレーション  研修成果報告  その他 
私学研修福祉会 研修成果報告  , 私学研修福祉会  , 2004/01   

概要(Abstract) CGによる自然物、自然現象の表現は手作業での制作が
困難であり、それら自動生成する手法が求められている。
自然物の中でも樹木は生物であり、そのリアルな再現に
は樹木の生長をシミュレートするモデルが必要となる。
本研究では現実の樹木にみられる枝や芽を単位としたシ
ュートと呼ばれる構造を再現し、さらに養分や植物ホル
モンによる生長制御、光、風、水などの影響を考慮する
環境モデルを組み込むことで現実の樹木の生長をシミュ
レートできる生長モデルの構築を行った。
 

備考(Remarks) 私学研修福祉会機関誌「私学研修」に掲載 

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学術関係受賞
年度
Year
受賞学術賞名
Name of award
受賞対象となった研究/業績/活動等
Activity for which award given
受賞年月(日)
Date
授与機関
Award presenter
2009  優秀ポスター賞  拡張現実感を用いた毛筆筆記システムの改良  2009年10月24日 
芸術科学会 

備考(Remarks)  

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研究発表
年度
Year
題目又はセッション名
Title or Name of Session
細目
Authorship
発表年月(日)
Date
発表学会等名称 Name, etc. of the conference at which the presentation is to be given, 主催者名称 Organizer, 掲載雑誌名等 Publishing Magazine,発行所 Publisher,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.
2022  位置ベース法に基づく仮想書道のための毛筆モデル  単独  2022/09/15 
FIT2022 第21回情報科学技術フォーラム  , 情報処理学会  , FIT2022講演論文集   , 2   

概要(Abstract) コンピュータ上で書道を再現する仮想書道モデルで用いるための位置ベース法に基づく毛筆モデルを提案する.長く柔軟な穂を持つ書道用の毛筆は,穂を変形させながら筆跡を生成する.その様子をシミュレーションで再現することができれば,仮想書道においても実際の毛筆と同様の筆跡が得られることが期待される.本研究では位置ベース法である Position Based Dynamics (PBD)に基づく Position Based Elastic Rods モデルを用いて穂の変形をシミュレートする.穂を構成する毛束を複数のrodで表現し,墨の量に応じて毛束のまとまり具合を調節することで筆記中の穂の変化を再現する.この毛筆モデルによる効果を確認し,仮想書道システムへの実装を行う. 

備考(Remarks) オンライン発表 

2021  仮想書道のための9軸IMUと深度センサを用いた手書き入力デバイスの開発  単独  2021/11/07 
NICOGRAPH 2021  , 芸術科学会   

概要(Abstract) 仮想書道システムのための9軸IMUと深度センサを用いた手書き入力デバイスを提案する.書道で用いる毛筆は筆記時に穂が変形し,筆圧の強さによって筆記面からの筆の高さに変化が生じる.本研究ではこの高さ変化を取得可能な手書き入力を可能とするために,加速度・ジャイロ・方位を示すセンサから構成される9軸IMUと深度センサを搭載したUSBカメラを用いる.9軸IMUを筆記具に取り付け,筆記中の動きをUSBカメラで撮影することで姿勢・位置を計測し,仮想空間内の筆記面と筆記具の交差から筆跡を生成する.本手法の実現により実際の毛筆を使用した書道や習字の筆記動作をコンピュータに取り込むことが可能になる. 

備考(Remarks) オンライン発表 

2021  9軸IMUと深度センサを用いた手書き入力デバイスの開発  単独  2021/08/27 
FIT2021 第20回情報科学技術フォーラム   , 情報処理学会  , FIT2021講演論文集  , 2   

概要(Abstract) 本研究は書道などの筆記動作を9軸IMUとおよび深度センサを用いて計測することで実際の筆記具を手書き入力デバイスとして利用可能な手法の実現を目指している。加速度・ジャイロ・方位を示すセンサから構成される9軸IMUを筆記具に取り付けることで筆記中の筆記具の姿勢を計測する。また深度センサを搭載したUSBカメラを用いて位置を計測する。求められた姿勢・位置より筆記具の動きを計算し、仮想空間内の筆記面と筆記具の交差から筆跡を生成する。本手法の実現によりコンピュータを用いて書道や習字を再現する仮想書道システムにおいて実際の毛筆を使用することが可能になる。 

備考(Remarks) オンライン発表 

2020  9軸IMUを用いた筆記デバイスの開発  単独  2021/03/08 
映像表現・芸術科学フォーラム2021  , 映像情報メディア学会  , 映像情報メディア学会技術報告   , 映像情報メディア学会  , 4   

概要(Abstract) 本研究は実際の毛筆に9軸IMUを取り付け、筆記中の動きを計測することで筆の書き味を得られる入力デバイスを実現することを目指している。9軸IMUにより得られる加速度、ジャイロ、方位の各センサのデータから筆の位置・姿勢を推定し、入力デバイスとして十分な精度が得られるかを検証する。 

備考(Remarks)  

2020  墨量の減少によるかすれ表現を可能とする仮想書道のための筆跡生成手法  単独  2020/09/01 
FIT2020 第19回情報科学技術フォーラム   , 情報処理学会  , FIT2020講演論文集   

概要(Abstract) 穂に含まれる墨量の変化によるかすれ表現を可能とする仮想書道のための筆跡生成手法を提案する。本研究では仮想の毛筆の穂を複数の線分による毛束で構成する。この毛束の紙面上の接触領域に複数のサンプル点を配置し、筆記によって移動するサンプル点の軌跡で筆跡を生成する。墨は穂全体とサンプル点ごとに管理し、サンプル点の墨は筆記により減少するが、穂全体からそれを補う墨が供給さ
れる。サンプル点への墨の供給が減少に追いつかない場合、筆跡にかすれが生じる。また、穂全体の墨の量が減少することで毛束のまとまり具合が変化し、筆跡全体にも影響を与える。この手法を仮想書道システム上に実装し、実際の書道に近い筆跡の再現を目指した。 

備考(Remarks)  

2019  穂先の広がりと筆跡のかすれ表現を可能とする仮想書道システムの提案  単独  2020/03/14 
映像表現・芸術科学フォーラム2020  , 映像情報メディア学会  , 映像情報メディア学会技術報告  , 映像情報メディア学会  , Vol. 44 / No. 10  , pp. 37-40   

概要(Abstract) 毛筆がもつ柔軟な穂を再現し,穂に含まれる墨量の変化による筆跡のかすれ表現を可能とする仮想書道システムを提案する.本システムにおいて,筆跡の入力には傾き検出対応のペンタブレットを用いる.仮想の毛筆の穂は中心とその周囲を6分割した7つの毛束で構成し,それぞれの毛束はペンの筆圧や動きによって個別に変形,移動する.紙面に接触した毛束領域に穂から墨を伝達するサンプル点を配置し,毛束の変形,移動に伴って移動した点の軌跡を線分で描く.このとき墨の量変化に応じて線の濃度を変化させる.描いた線のもつ濃度に対してしきい値を設定し,紙面を模したビットマップ画像上でしきい値以上の濃度となる箇所を墨色で描くことで筆跡を生成する. 

備考(Remarks) 新型コロナウイルス感染予防のため,口頭発表は中止となり,予稿集および技術報告の公開をもって発表とすることになった. 

2019  穂先の広がりや分割を表現可能な仮想書道のための毛筆モデルの提案  単独  2019/11/2 
NICOGRAPH2019  , 芸術科学会  , NICOGRAPH2019 予稿集  , 芸術科学会  , 4   

概要(Abstract) 仮想書道システムで用いる穂先の広がりや分割を表現可能な毛筆モデルを提案する.書道で用いられる毛筆の穂は多数の毛を束ねて形作られており,長く柔軟である.また筆記時には穂が大きく変形し,穂先の広がりや分割が発生することもある.本研究では毛筆の穂を中心軸とその周りを囲む複数の毛束で表現する.筆書き入力には毛筆の傾きや軸回りの回転を取得できるペンタブレットを用いる.中心軸の毛束はペンの筆圧に比例した長さで紙面上に横たわると仮定し,その方向はペンの筆圧と動きによって変化する.軸回りの毛束は中心軸の動きに追従しつつ,筆圧や動きによってそれぞれの位置,方向を制御することで穂先の広がりや分割を表現可能とする.本手法による毛筆モデルを現在作成中の仮想書道システムに実装し,その効果を
確認した. 

備考(Remarks)  

2019  6自由度ペンタブレットを用いた仮想書道システムの試作  単独  2019/09/05 
FIT2019 情報科学技術フォーラム  , 情報処理学会   

概要(Abstract) 柔軟な穂先をもつ書道の毛筆は、その筆記動作において紙面上で穂先を変形させながら複雑な筆跡を生成する。その動作を計算機に取り込むには位置と筆圧だけでなく筆の傾きや軸回りの回転を取得できる入力デバイスが必要となる。本研究では計算機上で毛筆による筆書きを再現するために、入力デバイスとして上記の6自由度に対応したペンタブレットを用いた仮想書道システムを試作した。システムではペンの筆圧や動きに応じて仮想の紙面上に押し付けられた穂先の方向や大きさを変化させ、実際の筆書きに近い穂先の動きの再現と筆跡の生成を目指した。 

備考(Remarks)  

2019  LMSを用いた理系文章作成能力向上のためのPDCAサイクル構築の試み  共同  2019/08/09 
ICT利用による教育改善研究発表会  , 私立大学情報教育協会  , 平成31年度 ICT利用による教育改善研究発表会 資料集  , 私立大学情報教育協会  , pp.93 - 96   

概要(Abstract) 理工系学部の学生に求められる理系文章作成能力の向上を目的として 2017 年度に取り組んだピアフィードバックの多様化に加えて,実習科目における課題解決の検討,レポート作成,相互評価,自己評価,次回に向けての改善の手順を PDCA サイクルとして構築する試みに取り組んだ.他者のレポートを閲覧・評価することで評価者としての視点を得ることができ,その後に他者からの評価を確認して自分のレポートを見直し自己評価することでレポートの問題点や改善点に気付き,次回のレポート作成に繋げることができる環境を整えた. 

備考(Remarks)  

2018  6自由度ペンタブレットを用いた筆書き入力手法の試作  単独  2019/03/12 
映像表現・芸術科学フォーラム 2019  , 映像情報メディア学会  , 映像情報メディア学会技術報告  , 映像情報メディア学会  , Vol.43 / No.9  , pp.217-218   

概要(Abstract) 柔軟な穂先をもつ書道の毛筆は,その筆記動作において紙面上で穂先を変形させながら複雑な筆跡を生成する.その動作を計算機に取り込むには位置と筆圧だけでなく筆の傾きや軸回りの回転を取得できる入力デバイスが必要となる.本研究では計算機上で毛筆による筆書きを再現するために,入力デバイスとして上記の6自由度に対応したペンタブレットを用いた手法を検討し,その試作を行った. 

備考(Remarks)  

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研究助成
年度
Year
助成名称または科学研究費補助金研究種目名
Name of grant or research classification for scientific research funding
研究題目
Research Title
役割(代表/非代表)
Role
助成団体
Granting body
助成金額
Grant amount
2019  科学研究費補助金  仮想毛筆書道システムの構築 
研究代表者    1,300,000円 

研究内容(Research Content) 本研究の目的は、実際の毛筆による筆記動作をコンピュータに取り込み、その動きから毛筆の変形や墨の紙への伝搬をシミュレートすることで、仮想の書道を実現するシステムを構築することである。システム構築に必要な穂先の変形シミュレーション、筆跡の生成、毛筆の位置、姿勢計測を統合し、毛筆筆記そのものを電子データとして記録、生成する技術を実現することで、筆記中の動作や筆の運びまでを体感できる書道学習コンテンツの実現や、書家の作品を制作過程も含めて電子的に記録することが可能となる。
 

備考(Remarks)  

2005  特定研究助成・一般  環境との相互作用による現実感の高い仮想樹木生成モデル構築に関する研究 
     

研究内容(Research Content) 助成金 

備考(Remarks)  

2002  国内研修助成  自然物、自然現象のCGシミュレーション 
  私学研修福祉会   

研究内容(Research Content) 助成金 

備考(Remarks) 国内研究留学に対する助成 

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教育活動
年度
Year
タイトル
Title
内容等
Content
活動期間
Period of Activities
2006   

プログラミング実習I,II,III : 資料を全てWeb上に掲示し,授業時間以外での自主学習を可能にした。
コンピュータグラフィックス:CGの基礎となる数学的、技術的知識の講義に加え、フリーソフトウェアを使用したCG制作を行なうことで総合的な理解を可能にした。 

 
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研究活動/社会的活動
年度
Year
活動名称
Name of activities
活動期間
Period of Activities
2002  留学 (海外)  2003年1月−2003年9月 

活動内容等(Content of Activities) 活動名称:研究留学
目的:植物のCGに関する研究を深化するため
内容:植物のCGに関する海外の最新動向の調査,研究
場所:University of Calgary (カナダ,カルガリー市) 

2002  留学 (国内)  2002年7月ー2002年12 

活動内容等(Content of Activities) 活動名称:研究留学
目的:植物のCGに関する研究を深化するため
内容:植物のCGに関する国内の最新動向の調査,研究
場所:岩手大学 (岩手県盛岡市) 

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著書・学術論文に関する統計情報
年度
Academic Year
学術研究著書の件数
No. of Academic Books
学会誌・国際会議議事録等に掲載された学術論文の件数
No. of Academic Articles in Journals/Int'l Conference Papers
学内的な紀要等に掲載された学術論文の件数
No. of Academic Articles Pub'd in University Bulletins
学会受賞等の受賞件数
No. of Academic Awards Received
国際学会でのゲストスピーカーの件数
No. of Times as Guest Speaker at Int'l Academic Conferences
国際学会での研究発表の件数
No. of Presentations of Papers at Int'l Academic Conferences
国内学会でのゲストスピーカーの件数
No. of Times as Guest Speaker at National Academic Conf.
国内学会での研究発表の件数
No. of Papers Presented at National Academic Conf.
2021 
2020 
2019 
2018 
2017 
2016 
2015 
2014 
2013 
2012 
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2022/09/21 更新