進化のプロセスを通じて自然界に育まれた生体には，現在の工学技術では実現できないような極めて巧みで高度な生体機能が備わっています．そして，そのメカニズムを解析することは生体機能の解明のみならず，さまざまな新しい工学システムの開発につながる可能性があります．
私たち生体システム論研究室では，生体の秘密に迫るというサイエンティストの目と人間の役に立つ機械を開発するというエンジニアの目という2つの目で，生体機能の特徴を理論・実験の両面から工学的に解析し，生体システム特有の新たな原理を見出すこと，さらにその原理に基づいた新しい医療福祉機器，産業機器を創出することを目指して，日々，研究に取り組んでいます．また，このような研究活動を通じて，電気・電子・システム・情報工学を基礎とした生体システム論に関する深い知識を有し，新しい原理の追及や新分野への展開を可能にするような創造性を備えた人材の育成を目的としています．
生体システムには未解明の機能やメカニズムがまだまだたくさん隠されています．それらを工学的に解明して利用することができれば，21世紀を切り拓く新しい技術を創出できる可能性があります．生体システム論研究室では，広範囲にわたる生体システム論研究を以下の5つの大きな研究テーマとして捉え，それぞれのテーマのもとで具体的な研究課題を探求するとともに，各テーマを有機的に連携・融合した新たな研究領域の創出を目指しています．
筋電位信号や脳波，心電図などの生体信号を計測し，そこに含まれる人間の運動意思や生理/心理状態を理解するための独自の信号処理アルゴリズムを開発するとともに，生体信号を入力とする新しいロボットインタフェースや医療福祉機器を提案しています．
人間の感覚/運動機能を実験的に計測し電気電子工学的にモデル化するとともに，モデル化した人間特性を組込んだ新たな運動支援システムや次世代自動車操縦系などの開発を行っています．
確率統計理論に基づく新しい機械学習アルゴリズムやニューラルネットを提案するとともに，ロボットや医療福祉機器の学習制御技術，医療データの学習的識別技術などの開発に応用しています．
脳が有する運動，感覚，知覚，学習，判断などの機能に着目し，人工的な神経回路モデルによりその機能を工学的にモデル化/再現することを試みています．そして最終的には，高次脳機能や他者の心を理解し協調して生きてゆこうとする社会脳機能，非言語的で無意識的，直感的な感性の工学的理解とモデル構築を目指しています．また構築した脳モデルを用いて，生物学的知見に基づいた人工生命体モデルの開発を行っています．
これまで生体システム論研究室で研究開発してきた生体運動解析技術，生体信号解析技術，学習識別技術，生体シミュレーション技術などの電気電子・システム情報技術を駆使し，医工連携による新しい医療支援システムや医療機器の研究開発を行っています．
2023年05月31日 現在の本研究室の研究成果は，
などにまとめ，国内外に向けて発信しています．
Yasutaka Umayahara, Zu Soh, Akira Furui, Kiyokazu Sekikawa, Tsuyoshi Imura, Akira Otsuka and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 12, Article number: 17649, doi:10.1038/s41598-023-35544-3, Published online: 25 May 2023. (SCI, IF=4.996)
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Kosuke Morinaga, Shigekazu Ishihara, Shun Tarumoto, Masako Nakahara, Toshio Tsuji
Journal of Vascular Medicine and Surgery, Vol. 11, Iss. 01, No: 1000491, pp.1-7, DOI: 10.35248/2329-6925.23.11.497 , Published: 03-Feb-2023.
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Naomi Tsugita, Shino Ogawa, Nao Maki, Zu Soh, Toshio Tsuji, and Yasuko Funabiki
Journal of Autism and Developmental Disorders, doi.org/10.1007/s41252-023-00314-9 , Published: 30 January 2023 (SCI, IF=4.345)
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Yuki Harada, Zu Soh, Shin Wakitani, Masayuki Yoshida, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 12, Article number: 17649, doi.org/10.1038/s41598-022-22681-4 , Published online: 21 October 2022. (SCI, IF=4.996)
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Hirokazu Doi*, Naoya Iijima*, Akira Furui*, Zu Soh, Rikuya Yonei, Kazuyuki Shinohara, Mayuko Iriguchi, Koji Shimatani, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 12, Article number: 18045, doi.org/10.1038/s41598-022-21308-y , Published online: 27 October 2022. (*Equal contribution, SCI, IF=4.996)
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Stephanie Sutoko, Hirokazu Atsumori, Akiko Obata, Ayako Nishimura, Tsukasa Funane, Masashi Kiguchi, Akihiko Kandori, Koji Shimonaga, Seiji Hama, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 12, Article number: 10116, doi.org/10.1038/s41598-022-14249-z , Published online: 16 June 2022. (SCI, IF=4.996)
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Ayako Nishimura, Stephanie Sutoko, Masashi Kiguchi, Hirokazu Atsumori, Akiko Obata, Tsukasa Funane, Akihiko Kandori, Tomohiko Mizuguchi, Koji Shimonaga, Seiji Hama, and Toshio Tsuji
Frontiers in Neurology, Volume 13, Article 853942, doi: 10.3389/fneur.2022.853942 , published: 02 June 20 (SCI, IF=4.003)
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Ziqiang Xu, Toshiki Sakagawa, Akira Furui, Shumma Jomyo, Masanori Morita, Masamichi Ando, and Toshio Tsuji
IEEE Sensors Journal, Volume: 22, Issue: 10, pp. 9904-9913, Digital Object Identifier: 10.1109/JSEN.2022.3165880 , Publication Date: MAY 15, 2022 (SCI, IF=3.301)
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Ziqiang Xu, Toshiki Sakagawa, Akira Furui, Shumma Jomyo, Masanori Morita, Masamichi Ando, and Toshio Tsuji
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Volume: 69, Issue: 9, pp. 2806-2816, Digital Object Identifier: 10.1109/TBME.2022.3154398 , September 2022 (SCI, IF=4.756)
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T. Tsuji, P. Morasso, K. Goto, and K. Ito
Biological Cybernetics, Vol.72, pp.475-485, 1995.
T. Tsuji, O. Fukuda, H. Ichinobe, and M. Kaneko
IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part C: Applications and Reviews, Vol. 29, No. 1, pp. 60-72, February 1999.
T. Tsuji, N. Bu, M. Kaneko, and O. Fukuda
IEEE Transactions on Neural Networks, Vol.14, No.2, pp.304-316, March 2003.
O. Fukuda, T. Tsuji, M. Kaneko and A. Otsuka
IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol.19, No.2, pp.210-222, April 2003.
H. Matsubara, H. Hirano, H. Hirano, Z. Soh, R. Nakamura, N. Saeki, M. Kawamoto, M. Yoshizumi, A. Yoshino, T. Sasaoka, S. Yamawaki, and T. Tsuji
Scientific Reports, volume 8, Article number: 3091, doi:10.1038/s41598-018-21223-11, Published online: 15 February 2018.
S. Okahara, Z. Soh, S. Miyamoto, H. Takahashi, S. Takahashi, T. Sueda, and T. Tsuji
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.64, No.7, pp. 1503-1512, DOI:10.1109/TBME.2016.2610968, JULY 2017.
H. Hirano, R. Takama, R. Matsumoto, H. Tanaka, H. Hirano, Z. Soh, T. Ukawa, T. Takayanagi, H. Morimoto, R. Nakamura, N. Saeki, H. Hashimoto, S. Matsui, S. Kishimoto, N. Oda, M. Kajikawa, T. Maruhashi, M. Kawamoto, M. Yoshizumi, Y. Higashi, and T. Tsuji
Scientific Reports, volume 8, Article number: 9263, doi:10.1038/s41598-018-27392-3, Published online: 18 June 2018.
Z. Soh, K. Sakamoto , M. Suzuki , Y. Iino, and T. Tsuji
Scientific Reports, volume 8, Article number: 17190, doi:10.1038/s41598-018-35157-1, Published online: 21 November 2018.
A. Furui, H. Hayashi, and T. Tsuji
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, DOI: 10.1109/TBME.2019.2895683, Date of Publication: 28 January 2019.
A. Furui, S. Eto, K. Nakagaki, K. Shimada, G. Nakamura, A. Masuda, T. Chin, and T. Tsuji
Science Robotics, Vol. 4, Issue 31, eaaw6339, DOI: 10.1126/scirobotics.eaaw6339, 26 June 2019.
T. Tsuji, S. Nakashima, H. Hayashi, Z. Soh, A. Furui, T. Shibanoki, K. Shima, and K. Shimatani
Scientific Reports, volume 10, Article number: 1422, doi:10.1038/s41598-020-57580-z, Published online: 29 January 2020.
■ 以下の論文が掲載されました．
Cough sound-based estimation of vital ...
■ 以下のプロジェクトが採択されました．生体システム論研究室はMEグループを中心に，本研究室修了生の西川 一男さん（マツダ ...
■ 以下の論文が掲載されました．これは乳児自発運動解析の研究で参加させていただいている千葉大学のコホート研究の紹介論文です ...
■ 以下の委員に就任しました．
2023 IEEE International Conference on M ...
