東京工科大学　工学部　電気電子工学科　ブログ

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

ついに対面授業へと大幅に復帰することができました。私の担当する2つの講義もこれまでオンラインでしたが今週から対面になりました。

写真左はその初日にあった私の担当講義の様子です。教室に誰もいません。私が教室を間違えたわけではありません。この講義で学ぶ内容に関連して自分ならどうするか、それを確認するためにちょっと外出してもらったときの様子です。私は教室で留守番をしていました。

写真右は翌日の別講義での撮影会の様子です。センサー工学の講義でダイナミックレンジについて理解を深めるため、暗いところと明るいところを同時にスマホのカメラで撮影しているところです。サンプルの画像を配るよりも、自分の目で撮影環境を見つつ撮影することで、人間の目とカメラを対比して学ぶところです。

いずれも学生たちはいろいろと相談しながら試行しているので、ただ講義を聴くよりも効果があるのではないかと考えています。

これらはオンラインではなかなかその実施が難しい形式です。対面に復帰できたからこそのところですね。

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

電気電子工学科では3年次後期の冒頭に配属先となる研究室を決めます。今日はその説明会を実施しました。

説明会はWeb会議上で行いました。配属先希望および自己推薦の申告方法、研究室紹介と合わせて進路関連の説明も行いました。

電気電子工学科では今年度は6月にも説明会を実施しました。このために研究室紹介は2回目となります。各教員は2回目に何を話すかという新たな課題に挑戦した形です。それぞれにいろいろな工夫があって面白かったです。

私は研究説明でときどき利用しているスマホを用いた手品を披露しました。この手品では紙コップの中身（空か乾電池があるか）を当てています。これはセンサーとAI/機械学習の組み合わせの実例になっています。実演も考えたのですが動画再生にしました。各研究室の持ち時間が5分と短かった..は言い訳ですね。ちょっと心配になって動画にしてしまいました。

もちろん実演可能なので関心のある人や本当にできるの？と疑いを持った3年生は相談会へどうぞ。

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

本日、秋の学位記授与式が行われました。春の学位記授与式では多数の学生が卒業・修了しますが、秋の学位記授与式では数十名が卒業・修了します。規模としては春の方が圧倒的に大きいのですが、秋の小規模な学位記授与式も距離感が近いといいましょうか、味わいがあります。とはいえ新型コロナウイルス対策をしているので、物理的な距離は十分に空いています。

本日の学位記授与式で天野研のMさんが修了しました。春の学位記授与式であれば学部・専攻の代表者が学長から学位記を受け取り、その後に指導教員から個別に学位記を渡すところです。今回は大学院生の人数が少ないので学長から直接、学位記を受け取ることができました。これも秋ならです。

Mさんはこれから片付けをして帰国の途につくとのことです。帰国後のご活躍を祈念します。

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

この2021年の夏に天野研の大学院生 趙さんと李さんがそれぞれ学会で発表を行いました。

• FIT2021、「住宅内における災害内容に応じた避難指示システムの開発」、趙・天野
• 土木学会全国大会2021、「PIC フォーム非破壊検査装置の開発に関する研究」、李・天野・斯真田・鶴田

前者は昨年度修了した王さんの研究と基本構想の部分で関連し、住宅での振動計測のもう一つの側面に関する研究です。その内容はSMRC様との産学共同研究に関連した内容となっています。

後者は李さんと昨年度修了した丁さんとで一緒に進めてきた研究の更なる進展です。こちらはマテラス青梅工業様との産学共同研究に基づいて実施しています。

いずれの研究もセンシング＋機械学習といった内容になっています。対象やセンサーは大きく異なりますが、技術的な基幹は類似しています。これまでの蓄積が徐々に成果を上げていて、たいへん嬉しく思っているところです。

こんにちは。電気電子工学科の新海です。

インフラIoTの一例として、高電圧電力ケーブルの劣化診断のお話をしました。その続きです。

経年劣化で絶縁耐力が低下してくるとケーブルのシースや被覆(カバー)で部分放電が起き始めます。そうなったら、いち早く検知し、交換や保守をうまく進める必要があるわけです。

簡単に、安く、安全に、AIの力も借りて、誰でも診断できるようなシステムを目指して研究しています。

磁界を使った非接触の電流センサを使って、負荷電流を測定します。その中に含まれる微小なコロナ電流信号を分離してあげる必要があります。

測定波形をそのままAIに読ませて異常度を診断することも試しましたが、初期の部分放電は微小で、周波数やタイミングもランダムなため、簡単ではありません。AIの前のデータ処理を工夫することが重要です。

比較的うまくいきそうなのがウェーブレット変換を使った方法です。周波数スペクトルって聞いたことあるでしょうか？　波形の中にどんな周波数成分が含まれているかという情報を示します。ウェーブレット変換は少し精度は落ちるのですが、周波数スペクトルの時間変化を求めることができます。

図のように、ウェーブレット変換で時間と周波数と強度の３つの情報を含んだカラーマップを作り、AIによる画像診断に持ち込めないかなと考えて研究中です。宝探しみたいなものですね。（宝じゃなくて異常ですが。。。）

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

先日、出張講義（出前講義）に行ってきました。新型コロナウイルス対策を万全にした上での実施でした。

今回の講義内容は「IoT」に関する内容です。センシング技術活用研究室（天野研）ではインフラIoTに関わる様々な産学共同研究を行っているので、それらに関連した内容です。

この中でスマホを使った手品のようなデモンストレーションを実施しました。この種のデモンストレーションは産学共同研究を通じて研究・開発した技術をデフォルメしたものになっていて、これまでに同種のデモンストレーションを何度か試みています。今回の出張講義向けに最新の知見に基づいて新たにデータ計測～機械学習を行い、アプリも新規開発しました。これで精度は随分と向上していたのですが、デモンストレーションの中で1回失敗してしまいました。スマホの置き方がよろしくなく、いくら精度を高めても装置を正しく用いなければ意味のないところです。油断大敵です...。

時間内にいろいろと詰め込みすぎた感じもありましたが、大学で工学を学ぶ一端を体験していただけていれば幸いです。

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

8月8日(日)にオープンキャンパスが開催され、大学でのプロジェックや研究活動をライブ配信しました。今回は視聴者からの質疑も受ける形式をとっており、活動を紹介した後、視聴者からの質問もいただきました。8月22日(日)にも、ライブ配信のオープンキャンパスが開催されます。電気電子工学科では、半導体を試作するクリーンルーム、情報通信系の研究を紹介しますので、是非、ご視聴下さい。

電気電子工学科では、8月8日に以下の展示を行いました。

• プロジェクトの紹介
  
  • 電気自動車(EV)プロジェクト
  • AI/IoT×電気電子プロジェクト
• 研究紹介
  
  • ワイヤレス給電による電気自動車の走行充電

今回オープンキャンパスでは、EVプロジェクトの活動教室となっている工学部プロジェクト室から行いました。これまでに製作した#1号機、レースに出場したEVカート、現在設計中の車体のCAD図面をライブ配信しました。AI/IoTでは、プロジェクト参加している5名の先生の研究内容と、その１つであるAI/IoTを活用したモータ設計について紹介しました。研究紹介では、走行している電気自動車に充電する研究紹介として、電線を使わないワイヤレス給電の実験をデモ実演しました。

説明後にコーオプ実習と就職についての質問をいただき、実際にコーオプ企業に就職が決まった修士２年の平山君が自分の体験を伝えました。

こんにちは、電気電子工学科の黒川です。

前回も少し書きましたが、私の研究室では計算知能に関する研究を行っています。計算知能って聞き慣れない言葉ですが、最近流行りの人工知能のように少し賢いコンピュータを作るための技術のことを言います。

もう少し具体的に書くと、遺伝的アルゴリズムや遺伝的プログラミング、粒子群最適化などの進化計算アルゴリズムとニューラルネットワークをベースとした機械学習アルゴリズムをツールとして具体的な問題への適用を考えています。

例えば、数年前に最適な避難誘導看板配置を決める方法を提案しています。図のように、地図を決めて、マルチエージェントシミュレーションという手法で災害時の人流のシミュレーションを行いながら、遺伝的アルゴリズムを使って避難にかかる時間を短くする最適な看板の配置を求める試みです。

他にも、かなり昔の話になりますが、遺伝子制御ネットワークという生き物の仕組みを表現したネットワークを推定する研究もしていました。これは一種のシステム推定の研究で、ニューラルネットワークを使います。

最近はマイクログリッドの運用や電気自動車の運用など社会システムの最適化に興味を持っていて研究室の学生と一緒に考えを膨らませているところです。おそらく近々お話しできるような成果も上がるんじゃないかと期待しています。

冗談のようなことを真面目にやっていたりもします。例えば、数年前には遺伝的プログラミングを用いたじゃんけんマシンを作りました。人間とじゃんけんをして勝てるプログラムを作るのは無理ですが、ある程度人間っぽさが現れるプログラムができました。統計的に人間っぽさを評価しているのですが、ただの乱数とは違った性質が見えてきます。

役に立たない研究…と言われることも多いのですが、ここには人間の意思決定の特性とか、乱数ってなんだろう？とか、計算知能は何ができて何ができないのかとか、好奇心をくすぐるネタがたくさんあります。論文はいろんな国の人がダウンロードしてくれているっぽいので、人間の知的好奇心には訴えかけているようです。

ただ、この研究、一つ欠点があって、じゃんけんをするときの手の入力にキーボードを使うので、人間らしいじゃんけんになってません。より自然なデータを取るためにカメラで人の手を撮ってじゃんけんの入力としてくれる機械を昨年作ってみました。実用に耐える精度にはもう少し改良が必要なので頑張っているところです。

こんな感じであまり派手な研究はしてませんが、研究って、どんな分野やテーマだとしても、やってる本人が面白いと言うのが大事だなと思います。これを読んでくれた皆さんも、ぜひ自分の研究テーマを決めて研究を楽しんでみましょう。

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

皆さんは、制御という言葉を聞いたことがありますか？

聞いたことが無くても、毎日の生活でいつもお世話になっています。例えば、エアコンの冷房温度を26℃に設定すると、センサが温度を測定して26℃より低くなると、冷房を弱めるあるいは止めて26℃を目指します。26度を超えた時はこう逆の動きをします。このようにある値を一定状態に持つために、機器の運転状態を調整するのが制御です。今の状態を測定し、次の運転状態に反映させるのでフィードバック制御と呼ばれています。

電気自動車(EV)には主に永久磁石同期モータと呼ばれるモータが使われ、フィードバック制御により回転状態を調整しています。アクセルとブレーキの操作に対応してモータの回転数を増加したり、減少したりすることで、EVが加速、減速します。高木研究室では、モータ制御をより早く、エネルギー効率の高い状態にするため、図１の実験装置を用いて制御の研究を行っています。

これまで、フィードバック制御を使って、外乱が加わった時の反応を評価してきました。実際のＥＶでは、例えば、平地から登り坂とうい外乱が発生することに対応しています。2020年度からは、フィードバック制御にAIを組み合わせた新しい制御方式の研究に取り組んでいます。AIを使って目標値への到達を早くしたり、発生した外乱に対してモータ動作の効率が最大となる目標値を算出したりする機能を付加しています。

図２は実験結果の一例で、外乱が加わった時の回転数の低下を低減し、回復時間を短縮化する試みです。AIを加えることで、回転数の低下が抑制され、回復時間の短縮が図られています。今後はAIとフィードバック制御を組合せ、モータの効率を高める研究にチャレンジしていきます。

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

電気電子工学科では学期末に卒業課題の発表会を実施しています。その日程は学科内で研究室ごとに定め、指導教員以外の教員2名が立ち会うこととしています。

今年はそのトップバッターとしてセンシング技術活用研究室（天野直紀研究室）の発表会を実施しました。

新型コロナウィルスの影響もあって昨年に引き続き発表会はオンライン（天野研ではTeams上のWeb会議室）で実施しました。普段からTeamsを使ってコミュニケーション・資料共有などをしていることもあって、さすがに学生も操作は慣れたもので音質も良好でした。

今年の卒研テーマはセンシング＋AIといった傾向がより顕著になっています。センシングの部分は音～衛星画像まで様々です。研究室として継続的に取り組んでいるインフラを対象としたものが多いですが、その周辺や他分野にも対象が広がりつつあります。

創成課題から数えると既に1年間、継続的に指導しているとどうしても視点が固定的になってしまいます。発表会に立ち会っていただいた茂庭先生・坪川先生からのご指摘は多様な視点からのもので、たいへん有益なものばかりでした。

発表した皆さん、お疲れ様でした。ここでいただいたコメントを受けて、後期に向けて準備を整えましょう。