[AI/IoT ブログ] 第 1 回:シミュレーション工学と AI/IoT

| 投稿者: tut_staff

こんにちは,電気電子工学科の美井野です.
AI/IoT ブログ第 1 回となる本日は私の研究内容を紹介します.

私の研究では,数値計算(いわゆるシミュレーション)による現象解析を行っています.数理モデルから直接はわからないシステムの挙動も,コンピュータによるシミュレーションを通して特徴を捉えることができます.私の ホームページ でいくつかのシミュレーションを体験できますので,興味があれば覗いてみてください.

さて,AI や IoT も,その根幹には「数理モデル」が存在しています.

例えば,AI のいくつかは「ニューラルネットワーク」という概念に基づいています.さらに,ニューラルネットワークは「ニューロンモデル」と呼ばれる数理モデルの組み合わせで成り立っています.また,IoT についても「ハイブリッドオートマタ」という記法で表現できますが,その基本単位は IoT でつながっている「モノ」の数理モデルです.

私のシミュレーションでは,これら最小単位の数理モデルを解析しています.


中でも一定の成果を収めているものが「ニューロンモデル」の解析で,シミュレーションを通してそれまでに発表されていなかった全く新しい現象(同期発火現象に伴う動作の不安定化)を発見しています.この現象はニューラルネットワーク,ひいては AI の安定動作に影響する他,人体におけるニューロンの運動にも関係すると考えられています.

E75b21d3b39d3d376849868f394a35de
from [1] Yuu Miino, and Tetsushi Ueta, "Synchronized bifurcation in the two-coupled Izhikevich neuron model," Proc. of 2016 IEICE NOLTA, Yugawara, Japan, pp. 354-357, Nov. 2016.


他方で,次の図のような IoT に関する研究も構想しており,車の運動モデルについて着手していく予定です.この研究課題の将来的な応用分野としては「自動運転技術」や「経路選択最適化」などが挙げられます.運動モデルの解析を通して,より最適な状態への制御が実現できる見込みがあるのです.

Cps


AI/IoT に関する研究はそのアプローチも様々ですが,私の研究はいわば「足元を整える研究」です.一見地味かもしれませんが,大変やりがいのある仕事です.

技術は一日にして成らず,いろんな角度から研究する人がいて初めて成り立ちます.

私の研究が,皆さんにとって身近な技術の「礎」となる日を目指して,これからも研究に励んでいきます.

【AI/IoT x EE ブログ】第 0 回:キックオフミーティング

| 投稿者: tut_staff

こんにちは,電気電子工学科の美井野です.

電気電子工学科では,「AI/IoT」と電気電子工学を組み合わせて新たな研究を行うプロジェクト,「AI/IoT x EE プロジェクト」を推進しています.AI(Artificial Intelligence,人工知能)と IoT(Internet of Things,モノのインターネット)はそれぞれ次世代のスマート社会には必要不可欠な技術であり,大きな期待が寄せられています.

Screen-shot-20210422-at-105229

4/21 (水) に本プロジェクトのキックオフミーティング@オンラインを行い,今年度の活動方針が固まりました.


1. 展示会への出展

AI/IoT x EE プロジェクトの研究成果を対外的に発表します.
(前年度末には電気学会全国大会の展示会に出展し,447名もの方が聴講くださりました.)

「産業交流展」を始めとした様々な場面で成果を発表し,研究のさらなる波及・発展を目指します.


2. 新連載「AI/IoT x EE ブログ」の開始

本ブログを用いた連載企画「AI/IoT x EE ブログ」を 4/28 (水) から開始します.
記事はプロジェクトメンバーが執筆し,隔週で公開する予定です.

メンバーが取り組んでいる AI/IoT 関連の研究をわかりやすく紹介していきます.


3. AI/IoT 学習会の実施

次世代の AI/IoT エンジニアを育てるべく,学習会を実施します.
最新の実践的技術や基本的な用語・原理をわかりやすく解説します.

Img_6456


いずれの活動も詳細が決まれば,本ブログを用いて積極的に広報していきます.

乞うご期待!

個人の方からも奨学寄付金をご提供いただきました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

高木研究室では企業との共同研究、受託研究を積極的に進めており、複数の企業様との契約を締結しています。また。共同、受託研究する前段階・準備段階として奨学寄附金もご提供いただいています。

2015年に研究室ができてから、熱電発電、蓄電池の特性評価、磁場解析の分野で企業様から奨学寄付金を寄付いただき、今期も奨学寄付金を寄付いただいています。昨年度までの寄付金は、企業からの寄付でしたが、今回、初めて個人の方からも奨学寄付金をご提供いただきました。

今回、個人の方から奨学寄付金の申し出をいただいたのは、個人事務所を持たれている大場光義様です。個人の立場で、奨学金をご提供いただけるということで、大変、感謝しています。現在の研究をレベルアップする用途に活用させていただきます。奨学金のご提供、ありがとうございました。

__20210421114801

3教室を移動しながらの講義説明の試み

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

先週から本学では2021年度前期の授業が始まりました。私の担当するプログラミングの演習では少人数クラス制をとっていて、3クラスに分かれて実施しています。演習は手を動かして身につけることが重要なので、少人数クラスでスタッフから細やかなケアをしながら進めるようにしています。

この演習の初回冒頭はプログラミング学習の意義や進め方などを天野から全体共通に説明しています。例年であれば割り当ても比較的大きめの教室でもあったので、この冒頭のみ1教室に全員集合していました。

今年は密を避けるということを目的に、学生とスタッフは3教室に分かれたまま、私が移動(徘徊?)しながら同時に説明するという移動対面式?を試みました。動画再生では対面の意味がありませんし、3教室を順に巡っていくと最初のクラス以外は長時間、待つことになってしまうからです。

20210416pk2 20210416pk1

各教室のプロジェクターにWeb会議の画面を表示し、私はスマホで同じWeb会議に出席した状態としました。ヘッドセットを用い、スライドもスマホで表示してページ操作も含めて、歩きながらプレゼンテーションできる状態にしました。これでどの教室にいても、教室間の移動中の廊下でも説明を途切れることなく続けることができるわけです。

実施する前から音の遅延が問題になるとは思っていましたが、やはりいささか悪影響がありました。むしろ教室にいないほうが話が聞きやすいのでは...という状態もありました。けれどもとりあえずは対面での説明はできたと考えています。今後もいろいろと情勢に合わせて対策をとりながら、教育実施内容をきちんと確保していく予定です。

半導体レーザとプラズマの研究成果を国際学会で発表

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

高木研究室では主に、電磁自動車、モータ制御、蓄電、エネルギーマネージメントといったパワーエレクトロニクス分野の研究を行っています。これらのテーマ以外にも、エネルギー応用のテーマとして、半導体レーザ、プラズマ解析のテーマに取り組み、2、3月に国際学会での発表を行いました。

半導体レーザでは、レーザ内部の温度分布を熱抵抗測定とシミュレーションにより、評価・解析しています。パワーエレクトロニクスで重要なパワーデバイスの温度評価につながるテーマです。2月にヨーロッパの学会が主催した国際学会 PHOTOPTICS(International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology)で、半導体レーザの温度分布と温度上昇を低減する構造について発表しました。

プラズマでは、半導体プロセスに使われるラズマを対象に、プラズマ内部の電子、イオン、原子密度を計算するシミュレーションを行っています。3月に応用物理学会が主催した国際学会 ISPlasma(International symposium on Advanced Plasma Science and its applications for Nitrides and Nanomaterials)で、シミュレーションの研究成果を発表しました。

両学会とも新型コロナウイルスの影響でオンラインとはなりましたが、それぞれの分野で活発な議論が交わされました。

__20210413105901

電気学会で修士の川村君と平山君が発表、AI/IoT展示でも紹介

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

高木研究室 修士1年(現在2年)の川村君と平山君の2名が電気学会全国大会で発表を行いました。平山君の発表は、AIを活用したモータの最適化設計で、電気電子工学科からの展示発表した「AI/IoT×電気電子工学」でも紹介した内容です。

3月9~11日に電気学会の全国大会が開催され、学生が2件の発表を行いました。川村君の発表は、電気自動車の充電に関する発表です。電気自動車では充電時間の長さが問題で、走行しながらの充電が検討されています。東芝マテリアルと共同研究している新型WO3蓄電池を使うことで、高速かつ高効率な充電が可能となることを報告しました。

平山君の発表は、AIを活用したモータの最適化設計に関する研究です。設計者が経験値として持っていた熟練技術を、AIの一つである遺伝的アルゴリズム(GA Genetic Algorism)に置き換える研究です。新幹線の特徴ある先頭車両もGAにより設計されたといわれています。電気電子工学科のAI/IoTプロジェクトのテーマの1つで、学会員以外にも公開した展示発表でも紹介しました。

平山君の発表を含むAI/IoTプロジェクトの動画は、 東京工科大学 電気電子工学科のHPの中の「AI研究事例紹介ビデオ」の所に掲載されています。興味のある方は、是非、視聴下さい。

__20210408162701

4年生の平野君が電気学会「電気学術奨励賞」と学長賞を受賞

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

高木研究室 4年生の平野雄也君が、電気学会東京支部「電気学術奨励賞」と東京工科大学の学長賞を受賞しました。

平野君は、2020年の4月に高木研究室に配属されました。配属後すぐに卒業研究に取り組みましたが、最初に決めた卒研テーマは装置の整備が進まず暗礁に乗り上げていました。そこで、前期が終わる直前にモータハードから制御のテーマへと変更しました。

前期の終わりにモータ制御の実験装置PE-Expertが動き始め、後期からはこの装置を使った卒研に取り組めるようになりました。半年間の遅れを取り戻すため、12月に開催されるパワーエレクトロニクス学会で発表するという厳しい目標を掲げました。その後は毎日大学に来て、制御ソフトの改良と実験を繰り返し、電流を用いて高速にモータ制御する方法を新たに開発しました。10月に発表を申し込み、11月には予稿を提出し、12月19日の発表を無事に終えました。

電気学会の東京支部では、「電気学術」の発展に貢献した学生に「電気学術奨励賞」の表彰をする制度があます。平野君のこうした頑張りと、電流を用いた新しい制御法を開発したことを申請し、「電気学術奨励賞」を授与していただけることになりした。3月19日の学位授与式の後、研究室で電気学会からの賞状を授与しました。

1_1616152522564

また、平野君は4年間の大学生活での頑張りも強く、工学部で成績優秀者に授与される学長賞も、受賞しました。こうして、電気学会の「学術奨励賞」と学長賞をダブル受賞となりました。4月からはJR東日本旅客鉄道(株)での活躍を期待しています。

2_dsc_0213

【AI/IoT x EE ブログ】展示会に出展しました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは。電気電子工学科の新海です。

学会というと、研究成果を発表する場なのですが、
学会によっては、盛大に展示会を同時開催するところもあります。
展示会では、主に会社が研究成果や製品をPRします。

今回、電気学会の全国大会で開催された展示会に会社に混じって出展しました。
AI/IoT x 電気電子プロジェクトを紹介するためです。

このプロジェクトは、電気電子工学科の教員達で進めています。
世の中のいろいろな課題をみつけて、
AI(人工知能)IoT(Internet of Things:モノのインターネット)
技術を使って解決しましょう!というプロジェクトです。

今回は、高木・天野・新海の3名の教員と2人の学生で参加しました。
参加といっても、コロナ禍でオンラインでの開催なんですね。
出展者用のサイトが用意され、動画を使ったプレゼンテーション、
チャットを使った見学者とのやりとりなどがあります。

100
名を超える方に見学していただけました。
といってもほとんど顔は見えないです。

早く、対面で交流できるようになりたいですね。

111   



電子情報通信学会での学生発表

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

今週、電子情報通信学会総合大会で天野研究室の王さんと新藤さんが発表を行いました。王さんはインフラIoT関連のテーマで、新藤さんはRPAを用いた業務支援に関するテーマです。

修士課程2年生の王さんは修士課程から本学へ入学した中国からの留学生で、この2年間で研究をまとめる必要がありました。その修士課程期間の半分が新型コロナウィルスの影響を大きく受けることとなってしまいました。学外での実験ができない中、研究室を中心にできることをしっかりと進めてまとめました。

修士課程1年生の新藤さんは4年生の卒業研究から卓上ロボットとRPAの融合というテーマで進めてきました。今回の発表内容は後者に偏ったところになっています。次の1年間で大きな成果を期待しています。

天野研の学生の研究テーマはかなり分散しているので、発表する学会もそれぞれに適した学会を選んでいます。そうすると自ずと学会会場もあちこちになるので、ちょっとした旅行気分を味わえるのですが、新型コロナウィルスで多くの学会がオンラインで開催されています。オンラインでの学会参加は移動時間0で、その利便性・合理性はたいへん素晴らしいところです。でも、その土地の美味しいものを食べて帰りたい、と少し寂しい思いもありました。

 

名古屋大学と共同研究のプラズマシミュレーションが論文掲載

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

名古屋大学低温プラズマセンターとの共同研究しているプラズマシミュレーションの研究結果が、Japanese journal of Applied Physicsに掲載されました。

高木研究室では、エネルギー応用の1テーマとしてプラズマ応用に取り組んでいます。プラズマは、気体に高い電圧を加えることで、分子が原子やイオンに分解された状態です。自然界で見られる雷やオーロラもプラズマです。分解された原子やイオンは、そのままでは不安定で、元の分子に戻る、あるいは他の原子と反応しようとします。こうした(化学)反応を利用して、半導体を製造するプロセスに利用されています。

名古屋大学の低温プラズマ科学研究センターと、半導体製造用プラズマの共同研究を行っています。名古屋大学の装置で実験を行い、東京工科大学では実験を再現するプラズマシミュレーションを構築しています。プラズマの流れや、電極からの電子放出効果を加えていることで計算を高精度化しています。

2019年から始めたプラズマの研究がまとまり、2020年3月に開催された国際学会ISplasmaで発表しました。シミュレーションモデルの精度をさらに高め、論文投稿しました。論文は、Japanese Journal of Applied physicsの2021年の1月号に掲載されました。

今後も名古屋大学との共同研究を継続するともに、高木研究室で行っているプラズマ殺菌や育成用に使用している大気圧プラズマのシミュレーションへと発展させます。

1_20210212115201

«工学研究科最終審査会を実施しました