金沢大学教務システム

科目名[英文名]	情報通信工学実験第３[Information and Communication Engineering Laboratory III]
担当教員[ローマ字表記]	深山　正幸[MIYAMA, Masayuki], 南保　英孝[NAMBO, Hidetaka]
科目ナンバー	EC**3202C		科目ナンバリングとは
時間割番号	43042	科目区分	-----
講義形態	-----	開講学域等	理工学域
適正人数	-----	開講学期	Q3,Q4
曜日・時限	月3〜5	単位数	2単位
授業形態	対面のみ	60単位上限	対象外
対象学生	-----
キーワード	機械学習、IoT、センシングデータ、Raspberry Pi、Python、エッジコンピューティング、HDL、CPU、FPGA、画像認識、メディア処理、コミュニケーションシステム、BOT
講義室情報	自然科学２号館（総合研究棟Ⅱ）電子情報(情報)実験室1（対面のみ）
開放科目	-----
備考	EMI科目（英語で行われる授業科目）

授業の主題

講義で学んだ理論及び情報通信工学実験第1，第2で習得した実験手法，測定法，評価法，レポート作成法をもとにして，本実験ではさらに高度な応用システムに関する実験テーマに取り組むことによって，一層深く講義内容を理解し，実践的技術の体得及びシステム思考力の養成を図る。

学修目標（到達目標）

授業概要

１．機械学習によるIoTセンシングデータ活用
　本テーマでは以下の内容を扱う。
　１）Raspberry Pi を用いたセンシングデータ収集
　２）Python を用いた機械学習アルゴリズムの利用
　３）センシングデータからの学習
　４）センサと機械学習による機器制御

２．IoTエッジコンピューティングのためのハードウェアアクセラレーション
　すべてがインターネットで接続されているIoT社会では、リソースとエネルギーの全体的な最適化を考えたとき、クラウドとエッジの間で負荷を分散することが重要である。そして、エッジでは、要求される機能と性能を満たしながら、通信量を削減し、電力消費を抑制することが望まれる。このためにはエッジにおけるアプリケーションのハードウェアによる高速化が有効である。このテーマでは、ハードウェアをプログラムできるSoC（CPUが組み込まれたFPGA）を用いたIoTエッジにおけるアプリケーションの高速化について基礎から体系的に学習する。
　１）HDLを用いたタイマの設計
　２）HDLを用いたCPUの設計
　３）Pythonを用いたハードウェアのプログラミング
　４）ハードウェアによる画像認識の高速化　

３．量子コンピュータによる量子アルゴリズムと情報処理
　このテーマでは、IBMの量子コンピュータとPython環境であるQiskitを使います。主な実習内容は、以下のとおりです。
　１）量子力学の基礎
　２）量子回路と量子フーリエ変換
　３）量子アルゴリズム
　４）量子機械学習

評価方法と割合

評価方法

各テーマについて実験レポートを提出し，その内容に関して質疑応答を受けることにより，実験の理解度が評価される。また，レポート提出遅れや欠席遅刻などがある場合は，それに応じて評価が下がるので注意すること。

評価の割合

実験レポート及び質疑応答の内容を合わせて，各テーマ10点満点で採点され，レポート提出遅れや欠席遅刻などに対しては減点される。総合点が満点の50％以上で合格となる。ただし未提出（または未受理）のレポートが１通でもある場合は不合格となる。

授業時間外の学修に関する指示

予習に関する指示

テキストを読み、実験の内容を理解しておくこと。

予習に関する教材

オンデマンド教材（授業内容の全体）

復習に関する指示

テキストを読み、内容の理解を確認しておくこと。

復習に関する教材

オンデマンド教材（授業内容の全体）

教科書・参考書

教科書・参考書補足

参考資料は実験テーマ毎に配布，またはウェブで提示する。

オフィスアワー等（学生からの質問への対応方法等）

実験に関する質問，要望などは各テーマ担当者及びTA（ティーチング・アシスタント）が受け付ける。実験時間中の質問は随時。実験時間外の質問は各テーマ担当者またはTAまで電子メールで。

履修条件

その他履修上の注意事項や学習上の助言

・その日の実験内容に関して，充分に予習をした上で実験に臨むこと。
・レポートをまとめるための準備として、その日の実験内容を復習し整理しておくこと。
・各テーマは4週間で実施し，それぞれの終了時にはレポートを提出し，それに基づいて質疑応答を行う。

特記事項

カリキュラムの中の位置づけ

情報通信工学実験第1および同第2に引き続き，さらに高度な応用システムの実験を行うことで，実際に情報システムを構成するハードウェア及びソフトウェアに関して，その設計，製作，評価手法を体得し，知識を深める。

ページの先頭へ