2022/07/09 更新

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キモリ ヨシタカ
木森 義隆
Yoshitaka Kimori

学位

  • 博士(情報工学)   課程 ( 2006年9月   九州工業大学 )

研究キーワード

  • セグメンテーション

  • パターン認識

  • 特徴抽出

  • 画像解析

研究分野

  • 情報通信 / 知能ロボティクス

  • 情報通信 / 知覚情報処理

  • ライフサイエンス / 医用システム

学歴

  • 九州工業大学   情報工学部   生命情報工学科   卒業

    1997年4月 - 2001年3月

  • 九州工業大学   大学院 情報工学研究科   情報科学専攻   博士前期課程   修了

    2001年4月 - 2003年3月

  • 九州工業大学   大学院 情報工学研究科   情報科学専攻   博士後期課程   単位取得満期退学

    2003年4月 - 2006年3月

経歴

  • 東京大学   医科学研究所   技術補佐員

    2006年4月 - 2006年9月

  • 東京大学   医科学研究所   産学官連携研究員

    2006年10月 - 2008年7月

  • 国立精神・神経医療センター   神経研究所   研究員

    2008年8月 - 2010年3月

  • (財)医療機器センター   流動研究員

    2008年8月 - 2010年3月

  • 自然科学研究機構 新分野創成センター   イメージングサイエンス研究分野   専門研究職員

    2010年4月 - 2011年9月

  • 自然科学研究機構 新分野創成センター   イメージングサイエンス研究分野   特任助教

    2011年10月 - 2018年3月

  • 自然科学研究機構 基礎生物学研究所   進化多様性生物学領域   特任助教 (兼任)

    2013年4月 - 2018年3月

  • 福井工業大学   環境情報学部   准教授

    2018年4月 - 2021年3月

  • 福井工業大学   環境情報学部   教授

    2021年4月 - 現在

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所属学協会

  • IEEE

  • 電子情報通信学会

 

論文

  • A Morphological Image Preprocessing Method Based on the Geometrical Shape of Lesions to Improve the Lesion Recognition Performance of Convolutional Neural Networks 査読 国際誌

    Yoshitaka Kimori

    IEEE Access   2022年6月

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    Convolutional neural networks (CNNs) play an important role in computer vision-related tasks for medical imaging. However, the quality of raw images in the dataset can be insufficient for the CNN model to learn the features of the target object. When the input image contains a complex background, the CNN model focuses on regions that are not essential for lesion recognition, such as background structures, leading to less accurate output prediction. This paper shows that this problem can be efficiently solved by an image preprocessing method based on mathematical morphology, which uses a priori knowledge about the lesion shape. The proposed method consists of h-dome transformation based on the geometrical shape information of the lesion region, and subsequent image histogram-modification processes, and has the ability to selectively enhance the lesion region from the background. This allows for the creation of images that explicitly represent the important region to be learned by the CNN model. Experiments on pulmonary nodule classification in chest x-ray images and skin lesion-region segmentation in dermatoscopic images demonstrate that the CNN models trained on the preprocessed dataset created by the proposed method achieve remarkable performance improvements compared to the CNN models trained on the original dataset.

  • Thermosensitive TRPV4 channels mediate temperature-dependent microglia movement 査読

    Rei Nishimoto, Sandra Derouiche, Kei Eto, Aykut Deveci, Makiko Kashio, Yoshitaka Kimori, Yoshikazu Matsuoka, Hiroshi Morimatsu, Junichi Nabekura, Makoto Tominaga

    Proceedings of the National Academy of Sciences   118 ( 17 )   e201289411   2021年4月

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    Microglia maintain central nervous system homeostasis by monitoring changes in their environment (resting state) and by taking protective actions to equilibrate such changes (activated state). These surveillance and protective roles both require constant movement of microglia. Interestingly, induced hypothermia can reduce microglia migration caused by ischemia, suggesting that microglia movement can be modulated by temperature. Although several ion channels and transporters are known to support microglia movement, the precise molecular mechanism that regulates temperaturedependent movement of microglia remains unclear. Some members of the transient receptor potential (TRP) channel superfamily exhibit thermosensitivity and thus are strong candidates for mediation of this phenomenon. Here, we demonstrate that mouse microglia exhibit temperature-dependent movement in vitro and in vivo that is mediated by TRPV4 channels within the physiological range of body temperature. Our findings may provide a basis for future research into the potential clinical application of temperature regulation to preserve cell function via manipulation of ion channel activity.

  • Dynamic Capture-and-Release of Endoplasmic Reticulum Exit Sites by Golgi Stacks in Arabidopsis 査読

    Junpei Takagi, Yoshitaka Kimori, Tomoo Shimada, Ikuko Hara-Nishimura

    iScience   23 ( 7 )   101265   2020年7月

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    小胞体(ER: endoplasmic reticulum)からゴルジ体へのタンパク質輸送は,ER上のER exit site(ERES)と呼ばれる領域に集積しているCOPII小胞が担っている.しかし,ERESとゴルジ体との動的な関連様式はこれまで不明であった.本研究は,シロイヌナズナのゴルジ体におけるERESの動的な捕捉・放出モデルを提案したものである.高時間分解能イメージングにより撮影された細胞試料の顕微鏡像を対象として,ER,ERES,COPII等の解析対象領域を抽出する画像処理手法を開発し,それらの時間,空間的な関連を解析した.

  • A morphological image processing method to improve the visibility of pulmonary nodules on chest radiographic images. 査読

    Yoshitaka Kimori

    Biomedical Signal Processing and Control   57   101744   2020年3月

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    胸部単純X線画像における肺結節影は,肺がんの特徴的な所見である.しかし,結節影は非常に弱いコントラストしかもたないことが多く,しばしば心臓や肋骨等と重なって映る.これまで,様々な画像強調方法によって結節影のコントラスト強調が試みられたが,肺野領域全体の強調処理が主であるため,結節影の特定に至らないケースが見られた.
     本研究では,mathematical morphologyを用いた新規の画像処理手法を開発し,複雑な背景の中から,肺結節影のみを特異的に強調することに成功した.

  • Noninvasive measurement of cell/colony motion using image analysis methods to evaluate the proliferative capacity of oral keratinocytes as a tool for quality control in regenerative medicine. 査読

    Emi Hoshikawa, Taisuke Sato, Yoshitaka Kimori, Ayako Suzuki, Kenta Haga, Hiroko Kato, Koichi Tabeta, Daisuke Nanba, Kenji Izumi

    Journal of tissue engineering   10   2041731419881528   2019年10月

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    本研究は,再生医療における培養細胞の非侵襲的モニタリングのための品質管理システムの開発を行ったものである.口腔ケラチノサイトを培養し,細胞やコロニーの動きを位相差顕微鏡でタイムラプス画像として取得した.そのデータに基づき,細胞培養の初期段階での細胞の増殖能力を解析した.
     共同研究者として,時間経過に伴うコロニー形態変化の解析手法を開発し,その動態と細胞増殖能に相関があることを定量的に示した.

  • A Method for Evaluating Three-Dimensional Morphological Features: A Case Study Using Marchantia polymorpha 査読

    Tomoyuki Furuya, Yoshitaka Kimori, Hirokazu Tsukaya

    Frontiers in plant science   10   1214   2019年10月

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    本研究は,ゼニゴケの3次元形態特徴の解析を実施したものである.一般的に植物体の3次元構造は複雑であり,野生型と遺伝子の変異体の形状的差異は,目視では把握できない.そこで,本研究では,その差を数量的に表現・評価する手法を開発した.
    共同研究者として,X線マイクロトモグラフィ技術によって得られたゼニゴケ3次元データに対し,mathematical morphologyに基づく3次元形態特徴の抽出手法の開発を行った.さらにデータ可視化および統計的形態解析手法の開発も行った.

  • Autophagy controls reactive oxygen species homeostasis in guard cells that is essential for stomatal opening. 査読

    Shota Yamauchi, Shoji Mano, Kazusato Oikawa, Kazumi Hikino, Kosuke M Teshima, Yoshitaka Kimori, Mikio Nishimura, Ken-ichiro Shimazaki, Atsushi Takemiya

    Proceedings of the National Academy of Sciences   116 ( 38 )   19187 - 19192   2019年9月

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    植物表皮に存在する気孔の環境に応答した開閉制御には,気孔を構成する孔辺細胞内の活性酸素量を厳密に制御することが重要である.しかし,これまで,その仕組みについては知られていなかった.本研究は,オートファジーが細胞内の活性酸素の蓄積を抑制し,気孔開口制御にかかわっていることを発見したものである.
     共同研究者として,野生株とオートファジー変異株の気孔の顕微鏡写真を解析し,両者の細胞小器官の構造的差異を定量的に示した.

  • Heterogeneous distribution of doublecortin‐expressing cells surrounding the rostral migratory stream in the juvenile mouse 査読

    Yuka Aoyagi, Terumasa Hibi, Yoshitaka Kimori, Masato Sawada, Ryosuke Kawakami, Kazunobu Sawamoto, Tomomi Nemoto

    Journal of Comparative Neurology   526 ( 16 )   2631 - 2646   2018年11月

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    哺乳類の脳において,ニューロンは脳室下帯と海馬歯状回の2か所の領域に存在する神経幹細胞から,生涯を通じ新生する.特に,脳室下帯において新生したニューロンは移動能を有しておりrostral migratory stream(RMS)と呼ばれる経路に沿って嗅球に移動したのち,成熟したニューロンとして供給される.しかし,これまで,RMSに沿った移動に関する,新生ニューロンの3次元的な空間分布の詳細は不明であった.本研究では,2光子顕微鏡を用い,マウスの脳組織の3次元構造を撮影することにより,移動する新生ニューロンの空間分布の解析を行った.

  • Endoplasmic Reticulum (ER) Membrane Proteins (LUNAPARKs) are Required for Proper Configuration of the Cortical ER Network in Plant Cells 査読

    Haruko Ueda, Natsumi Ohta, Yoshitaka Kimori, Teruka Uchida, Tomoo Shimada, Kentaro Tamura, Ikuko Hara-Nishimura

    Plant and Cell Physiology   59 ( 10 )   1931 - 1941   2018年10月

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    小胞体は,チューブ構造とシート構造が複雑に組み合わさり,細胞内で網目状に張り巡らされている.網目構造は,細胞骨格に依存した活発な運動によって常に再構成を繰り返している.この特徴的な構造は真核生物に広く保存されており,小胞体の形態形成因子の異常は生物に重篤な疾患をもたらす.従って,小胞体の形態と多機能性は密接に関連すると考えられるが,その形態形成と維持機構はほとんど解明されていない.本研究では,野生型の典型的な網目構造に加え,変異体における異常な小胞体ドメイン構造を解析した.

  • Length of myelin internodes of individual oligodendrocytes is controlled by microenvironment influenced by normal and input‐deprived axonal activities in sensory deprived mouse models 査読

    Yasuyuki Osanai, Takeshi Shimizu, Takuma Mori, Nobuhiko Hatanaka, Yoshitaka Kimori, Kenta Kobayashi, Shinsuke Koyama, Yumiko Yoshimura, Atsushi Nambu, Kazuhiro Ikenaka

    Glia   66 ( 11 )   2514 - 2525   2018年9月

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    本研究は,脳に分布するグリア細胞の一種である,オリゴデンドロサイト(稀突起グリア細胞)の髄鞘形成メカニズムを解明したものである.その機能を解明するためには,髄鞘構造に関する詳細な情報が必要であるが,顕微鏡を用いた観察では困難であった. 本研究では,蛍光顕微鏡像によって取得されたオリゴデンドロサイトの3Dデータに基づき,その髄鞘構造の可視化を実施し,機能発現機構の詳細を調べた.

  • ANGUSTIFOLIA contributes to the regulation of three-dimensional morphogenesis in the liverwort Marchantia polymorpha 査読

    Tomoyuki Furuya, Koro Hattori, Yoshitaka Kimori, Sakiko Ishida, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Hirokazu Tsukaya

    Development   145 ( 18 )   dev161398   2018年9月

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    ANGUSTIFOLIA(AN)遺伝子は,シロイヌナズナにおいて葉の細胞の横幅方向への極性伸長等の制御に関与しており,その欠損株では,葉の形態に関し,野生型とは異なるいくつかの特有な表現型をもつ.ゼニゴケのAN遺伝子は,シロイヌナズナ中でのANと同等の機能をもつことが知られているが,その役割の詳細は未知である.ゼニゴケのANホモログのノックアウト変異体は,葉状体がねじれる等の表現型を呈す.本研究では,ANホモログの形態形成に関与する役割について調べた.

  • Implications of maintenance of mother-bud neck size in diverse vital processes of Saccharomyces cerevisiae 査読

    Current Genetics   1 - 15   2018年7月

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    真核細胞のモデル系である出芽酵母では,ポストゲノム時代を迎えてフェノーム研究(表現型の網羅的研究)が盛んに行なわれるようになり,研究者の目に頼らない画像解析システムの開発の必要性が高まってきた.本手法では,大容量の画像中から酵母の領域を自動で検出し,母細胞から出芽する娘細胞の境界(bud neck)のサイズを定量的に記述する手法を開発し,そのサイズの維持が増殖等の細胞プロセスに重要であることを示した.

  • Different Activity Patterns in Retinal Ganglion Cells of TRPM1 and mGluR6 Knockout Mice 査読

    Haruki Takeuchi, Sho Horie, Satoru Moritoh, Hiroki Matsushima, Tesshu Hori, Yoshitaka Kimori, Katsunori Kitano, Yasuhiro Tsubo, Masao Tachibana, Chieko Koike

    BioMed Research International   2963232   2018年5月

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    感覚受容に関わるTRP(transient receptor potential)familyの1つであるTRPM1は網膜に強く発現しており,ヒトTRPM1遺伝子の変異が完全型停止性夜盲症の原因になっていることが知られている.また,TRPM1は,網膜ON型双極細胞の樹状突起において,mGluR
    6(代謝型グルタミン酸受容体6)と共局在することが分かっている.本研究では,TRMP1とmGluR6ノックアウト(KO)マウスの網膜桿体ON型双極細胞の神経終末の構造解析を行い,TRMP1 KO網膜では,mGluR KO網膜よりもシナプス終末のサイズは有意に小さいことを見出した.このことは,桿体ON型双極細胞においては,mGluR6ではなく,TRMP1の欠損がシナプス終末の制術に影響を及ぼしていることを示唆している.

  • YTH-RNA-binding protein prevents deleterious expression of meiotic proteins by tethering their mRNAs to nuclear foci 査読

    Yuichi Shichino, Yoko Otsubo, Yoshitaka Kimori, Masayuki Yamamoto, Akira Yamashita

    eLife   7   e32155   2018年2月

  • Rabies Virus‐Mediated Oligodendrocyte Labeling Reveals A Single Oligodendrocyte Myelinates Axons from Distinct Brain Regions 査読

    Yasuyuki Osanai, Takeshi Shimizu, Takuma Mori, Yumiko Yoshimura, Nobuhiko Hatanaka, Atsushi Nambu, Yoshitaka Kimori, Shinsuke Koyama, Kenta Kobayashi, Kazuhiro Ikenaka

    Glia   65   93 - 105   2017年1月

  • Ultrastructure of Compacted DNA in Cyanobacteria by High-Voltage Cryo-Electron Tomography 査読

    Kazuyoshi Murata, Sayuri Hagiwara, Yoshitaka Kimori, Yasuko Kaneko

    Scientific Reports   6   34934   2016年10月

  • Quantifying Morphological Features of Actin Cytoskeletal Filaments in Plant Cells Based on Mathematical Morphology 査読

    Yoshitaka Kimori, Kazumi Hikino, Mikio Nishimura, Shoji Mano

    Journal of Theoretical Biology   389   123 - 131   2016年1月

  • Irradiation-injured Brain Tissues Can Self-Renew in The Absence of The Pivotal Tumor Suppressor p53 in The Medaka (Oryzias latipes) Embryo 査読

    Takako Yasuda, Yoshitaka Kimori, Kento Nagata, Kento Igarashi, Tomomi Watanabe-Asaka, Shoji Oda, Hiroshi Mitani

    Journal of Radiation Research   57   9 - 15   2016年1月

  • Single-Cell Phenomics in Budding Yeast 査読

    Yoshikazu Ohya, Yoshitaka Kimori, Hiroki Okada, Shinsuke Ohnuki

    Molecular Biology of the Cell   26   3920 - 3925   2015年11月

  • 形状解析のための画像処理:mathematical morphologyに基づく画像コンポーネントの抽出 査読

    木森義隆

    Cytometry Research   24   15 - 20   2014年10月

  • Morphological Image Processing for Quantitative Shape Analysis of Biomedical Structures: Effective Contrast Enhancement 査読

    Yoshitaka Kimori

    Journal of Synchrotron Radiation   20   848 - 853   2013年11月

  • Novel Configuration of A Myosin II Transient Intermediate Analogue Revealed by Quick-Freeze Deep-Etch Replica Electron Microscopy 査読

    Yoshitaka KIMORI, Norio BABA, Eisaku KATAYAMA

    Biochemical Journal   450   23 - 35   2013年2月

  • Gamma-ray irradiation promotes premature meiosis of spontaneously differentiating testis-ova in the testis of p53 deficient medaka (Oryzias latipes) 査読

    T Yasuda, S Oda, Z Li, Y Kimori, Y Kamei, T Ishikawa, T Todo, H Mitani

    Cell Death and Disease   3   e395   2012年10月

  • Mathematical Morphology-based Approach to the Enhancement of Morphological Features in Medical Images 査読

    Yoshitaka Kimori

    Journal of Clinical Bioinformatics   1   33   2011年12月

  • Myostatin-deficient medaka Exhibit a Double-muscling Phenotype with Hyperplasia and Hypertrophy, which Occur Sequentially During Post-hatch Development 査読

    Shin-ichi Chisada, Hiroyuki Okamoto, Yoshihito Taniguchi, Yoshitaka Kimori, Atsushi Toyoda, Yoshiyuki Sakaki, Shunichi Takeda, Yasutoshi Yoshiura

    Developmental Biology   359   82 - 94   2011年11月

  • Fractal Dimension Analysis and Mathematical Morphology of Structural Changes in Actin Filaments Imaged by Electron Microscopy 査読

    Yoshitaka Kimori, Eisaku Katayama, Nobuhiro Morone, Takao Kodama

    Journal of Structural Biology   176   1 - 8   2011年10月

  • Extended Morphological Processing: A Practical Method for Automatic Spot Detection of Biological Markers from Microscopic Images 査読

    Yoshitaka Kimori, Norio Baba, Nobuhiro Morone

    BMC Bioinformatics   11   373   2010年7月

  • Procedure to Analyze Surface Profiles of the Protein Molecules Visualized by Quick-Freeze Deep-Etch Replica Electron Microscopy 査読

    Yoshitaka Kimori, Yosuke Oguchi, Norihiko Ichise, Norio Baba, Eisaku Katayama

    Ultramicroscopy   107   25 - 39   2007年1月

  • Aggregation of Partially Unfolded Myosin Subfragment-1 into Spherical Oligomers with Amyloid-Like Dye-Binding Properties 査読

    Hideyuki Komatsu, Nami Shinotani, Yoshitaka Kimori, Jun-ichiro Tokuoka, Kuniyoshi Kaseda, Hiroyuki Nakagawa, Takao Kodama

    Journal of Biochemistry   139   989 - 996   2006年6月

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書籍等出版物

  • 非線形画像・信号処理 (モルフォロジの基礎と応用)

    浅野晃,浅野(村木)千恵,木森義隆,棟安実治,延原肇,藤尾光彦( 担当: 共著 ,  範囲: 第4章2節「バイオイメージングへの応用」,pp. 87-94,第5章2節「ライブセルイメージング」,pp. 123-126.)

    丸善株式会社  2010年10月 

  • Using image-based resources: databases for plant organelle dynamics, and applications based on image information, In Introduction to Sequence and Genome Analysis I

    Mano S., Kimori Y., Takeda T., Miwa T., Nishikawa S., Mimura T.( 担当: 共著 ,  範囲: 第3章「Morphological Image Processing for the Quantitative Analysis of Biological Images」, pp. 90-99.)

    iConcept Press  2013年7月 

MISC

  • 人間の視覚処理を模した新たな顕微鏡画像処理法

    木森義隆,片山栄作

    生物物理   48   125 - 130   2008年3月

  • Mathematical Morphologyに基づくバイオイメージからの構造情報の抽出と解析

    木森義隆,諸根信弘,片山栄作

    顕微鏡   44   41 - 46   2009年5月

  • 出芽酵母で拡がる細胞の画像解析研究

    大矢禎一,木森義隆

    映像情報メディア学会誌   67   765 - 770   2013年9月

  • 「定量化」時代の生物画像処理

    木森義隆

    顕微鏡   50   54 - 60   2015年4月

講演・口頭発表等

  • 生物医学画像の情報処理,AI技術の展望

    木森義隆

    文部科学省 新学術領域研究 2018年度市民公開シンポジウム AIが変える医学の未来 (ミライ) -人工知能と診断の交差点-  文部科学省新学術領域研究 学術研究支援基盤形成 生命科学連携推進協議会

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    本シンポジウムは,「人工知能(AI)による医療診断の可能性」をテーマとし,医療の現場で実際に利活用されているAI技術について議論するものであった.
    「生物医学画像の情報処理,AI技術の展望」という演題で講演を行った.情報工学研究の立場から,医療診断の基礎となる理論や技術,さらにその問題点や応用に関する今後の展望について講演を行った.その後,他の講演者らと共に,パネルディスカッションも実施し,市民から寄せられた質問に回答するとともに,AI技術に関する諸問題等について討議を行った.

  • 生物顕微鏡画像における形態情報の抽出とその数量的表現

    木森義隆

    日本植物学会第82回大会  日本植物学会

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    本講演では,生物画像の特性を考慮し,その処理に特化した画像情報解析手法である,数理形態学に基づいた画像処理手法について概説し,応用事例を紹介した.そして,それを踏まえたうえで,より一般的な観点から形態情報の抽出および数量化に関する今後の課題を明確にし,それを解決するための画像情報解析技術の発展性について議論した.

  • Quantitative measurement of mobility of cell colony using image analysis methods for quality control of oral keratinocytes: A preliminary study 国際会議

    5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society World Congress 

  • 数理形態学を用いたバイオイメージ・インフォ マティクス

    木森義隆

    日本オペレーションズ・リサーチ学会「数理的発想とその実践」 第1回研究集会  日本オペレーションズ・リサーチ学会

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    近年,生物医学画像を対象とし,情報学的なアプローチにより,生命現象に関する諸問題を解こうとする学術分野,「バイオイメージ・インフォマティクス」が進展し,様々な画像処理技術が誕生している.本講演では,数理形態学を用いた研究事例を報告するとともに,数理最適化技術の適用可能性についても議論した.

 

担当経験のある授業科目

  • 画像情報処理論

    機関名:福井工業大学

  • プログラミング実習Ⅲ (C++言語)

    機関名:福井工業大学

  • プログラミング実習Ⅳ (C++言語)

    機関名:福井工業大学

  • コンピュータアーキテクチャ

    機関名:福井工業大学

  • 情報社会特論 (大学院)

    機関名:福井工業大学

  • 情報工学特論 (大学院)

    機関名:福井工業大学

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