環境設計情報学領域 福田研究室

Environmental Design and Information Technology Laboratory (Fukuda Laboratory)

Society 5.0、すなわち「超スマート社会」の実現を目指し、人間・人工物・自然といった要素の関係性を総合的に設計する環境デザインの方法論を構築しています。また、AIをはじめとする情報通信技術(ICT)の高度な活用によって、環境デザインシステムの開発を進めるとともに、総合工学的視点から環境情報学の研究と教育にも取り組んでいます。
Aiming to realize Society 5.0—an ultra-smart society—we are developing methodologies for environmental design that comprehensively integrate the relationships among humans, artifacts, and nature. In parallel, we pursue the advancement of environmental design systems through the sophisticated use of information and communication technologies (ICT), including AI, and engage in research and education in environmental informatics from a comprehensive engineering perspective.

Research Themes

1. 環境センシングとデジタルツイン

3次元計測、点群処理、画像解析に加え、ドローンを活用した広域・高解像度センシングにより、建造環境から都市スケールまでの空間情報を高精度に取得・再構成する研究に取り組んでいます。デジタルツインの構築を通じて、現実空間の可視化と解析基盤を提供します。
Keywords: 3D計測, 点群, デジタルツイン, ドローン, 環境センシング


2. AIによる環境性能評価と予測

機械学習やグラフニューラルネットワーク(GNN)を活用し、環境性能、安全性、快適性などを定量的に評価・予測する手法を開発しています。多様なセンサデータや空間情報を統合し、複雑な環境の理解と意思決定支援を行います。
Keywords: 機械学習, GNN, 環境評価, 予測モデル


3. 生成AIと計算設計

生成AIやシミュレーション技術を用いて、建築・都市設計の支援および自動化に関する研究を行っています。設計案の生成から評価までを統合した新しい設計プロセスの構築を目指します。
Keywords: 生成AI, 設計生成, シミュレーション, BIM, 最適化


4. XR・ドローンによる拡張環境情報基盤

XR(特に、AR/MR/DR)とドローンを組み合わせ、都市スケールにおける現実空間と仮想情報の高精度な統合に関する研究を行っています。特に、オクルージョン処理や幾何整合性の確保といった課題に取り組み、現実と仮想が整合した拡張環境の実現を目指します。さらに、AI学習のための合成データセットの生成にも展開しています。
Keywords: XR, AR/MR/DR, ドローン, オクルージョン, データセット生成, 空間統合


5. 都市・環境情報の統合解析

都市環境と自然環境に関する多様なデータを統合し、可視化・解析する情報基盤の構築に取り組んでいます。ドローンやIoT等から得られるデータも含め、スケール横断的な分析を通じて環境設計への応用を図ります。
Keywords: 都市解析, データ統合, 可視化, 空間分析


1. Environmental Sensing and Digital Twins (with Drones)

We develop methods for acquiring and reconstructing spatial information from buildings to urban scales using 3D sensing, point cloud processing, and drone-based data collection. Our work enables digital twin environments for visualization and analysis of real-world spaces.
Keywords: 3D sensing, point clouds, digital twins, drones, environmental sensing


2. AI-based Environmental Performance Evaluation

We apply machine learning and graph neural networks (GNNs) to quantitatively evaluate and predict environmental performance, safety, and comfort. Our approach integrates multi-source sensing data to support decision-making in complex environments.
Keywords: machine learning, GNN, environmental evaluation, prediction


3. Generative AI and Computational Design

We explore generative AI and simulation techniques for design support and automation in architecture and urban design. Our goal is to establish integrated design processes combining generation and evaluation.
Keywords: generative AI, design generation, simulation, BIM, optimization


4. XR and Drone-based Augmented Environmental Information Systems

We develop systems that integrate XR (Augmented, Mixed, and Diminished Reality) technologies with drone-based sensing to achieve precise alignment between real-world environments and virtual information at urban scale. Our research addresses challenges such as occlusion handling and geometric consistency, enabling coherent augmented environments. We further extend these frameworks to generate synthetic datasets for AI training.
Keywords: XR, AR/MR/DR, drones, occlusion handling, dataset generation, spatial integration


5. Integrated Urban and Environmental Data Analysis

We build data platforms that integrate diverse urban and environmental datasets, including those acquired via drones and IoT systems. Our research enables multi-scale analysis and supports environmental design applications.
Keywords: urban analytics, data integration, visualization, spatial analysis