[AI/IoT ブログ] 第5回: 遺伝的アルゴリズム(AI)を使った革新的な設計手法

| 投稿者: tut_staff

 今日は、電気電子工学科の高木です。

 皆さんは、700系の東海道新幹線を御存じでしょか? 鉄道ファンの間では「カモノハシ」と呼ばれているタイプで、今では多くの新幹線がこの形をしています。新幹線を高速化するための課題の一つが、トンネルに突入する時に発生する衝撃音で、これを小さくするための先頭形状が、精力的に研究されました。 

 開発に当たって使われたのが、AIArtificial Intelligence)の一つである遺伝的アルゴリズムです。遺伝的アルゴリズムは生命の進化をコンピュータの計算方法(アルゴリズム)に取り入れた方法です。生物は、オスとメスの交配、突然変異、淘汰といったことを繰り返し進化します。新幹線の突入音が小さくなるように、音が小さくなる形状を組み合わせる(交配)、音が大きくなる形状を排除する(淘汰)、これまでと異なる形状を導入する(突然変異)、を交互に繰り返して最適化形状を探していきました。こうして、設計されたのが700系の先頭形状、中心が細くなるそれまでの形状とは、まったく異なる形状になりました。

 高木研究室では、高効率モータの開発、高出力な半導体レーザ、加工速度の速い半導体プロセス装置の開発に、遺伝的アルゴリズムを活用しています。遺伝的アルゴリズムを使って3001000ケースの計算を行い、最適化形状(最も進化した形状)を2~3に絞り込み、試作して性能を評価しています。

 7月17日のオープンキャンパスでは、モータ効率を高める設計に遺伝的アルゴリズムを使った計算例と、実際に試作したモータを展示します。興味のある方は、是非、オープンキャンパスにお越し下さい。

 

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[AI/IoT ブログ] 第4回 : シミュレーションとAI

| 投稿者: tut_staff

こんにちは。電気電子工学科の新海です。

AIや機械学習というと、文章や文字(テキスト)、画像などを扱ったものが多いのですが、
いろいろな適用先に拡大しようという研究が少しずつ進んでいます。

コンピュータシミュレーションってわかるでしょうか?
力、熱、電磁界、流体、などなど、物理法則にのっとって、いろいろな物理現象を計算机上で再現するものです。
産業界でも、様々なシステムや機器の研究や開発になくてはならないものになっています。

このコンピュータシミュレーションをAIで手助けする研究をしています。
といっても活用法はいろいろあります。
“モノ”の形状を最適化する、というのが、もっとも成果をあげているAI的方法です。
最近始めたのは、AIでコンピュータシミュレーションの計算精度をよくする、もしくは計算時間を短縮するといった研究です。

コンピュータシミュレーションはとても役立つものですが、
大規模なもの、複雑なものを計算すると、膨大な時間がかかります。
例えば、何日も時間がかかために、いまひとつ活用できない(間に合わない!)ということもあります。

下の絵は、とある機械内部の流れの分布を示しています。
左側は計算精度のよい結果です。
右側は短時間で計算できるようにモデルを変更したものです。短時間になった代わりに計算精度を犠牲にしています。
AIに助けてもらい、右側の計算時間で、左側なみの計算結果を手に入れたい!という虫のいい話を考えているわけです。

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シミュレーション結果を機械学習させた優秀な学習モデルをつくっておけば、
実際シミュレーションしなくてもよい結果が予測できるということになります。
機械学習にはGNN(グラフニューラルネットワーク)を使っています。
と言ったって、そんなに簡単にいくわけないですよね。
挑戦中です。よい結果が出たらまたご紹介したいと思います。

ちなみに、この研究は共同研究で行っています。
分野の異なる方もいて、なかなかおもしろいです。

 

 

 

 

6月12日 電気電子工学科の魅力をオープンキャンパスで紹介します

| 投稿者: tut_staff

 今日は、電気電子工学科の高木です。

 612日(日)に東京工科大学のオープンキャンパスが開催されます。工学部 電気電子工学科では、1年生で学ぶ実験、最新の研究活動、学科のプロジェクト活。動、について紹介します。高校生の皆さんの参加をお待ちしています。

 

 1年生で学ぶ実験では、1年生のカリキュラムに組み込まれている実際の実験を紹介します。光が持つ偏光という性質について実験を取り上げ、電気電子工学科で行われている実際の実験を体験できます。

 

 電気電子工学科では、10件の研究室があり、それぞれユニークな研究を行っています。今回は、バイオ計測工学と半導体デバイス開発に関する研究を展示・説明します。バイオ計測工学では、ヘルスケア・医療診断分野への応用を目指した先端エレクトロニクス研究を紹介します。半導体デバイスの研究では、微細加工技術に欠かすことのできないクリーンルームと、製作したデバイスを評価・解析するためのシールド・プローバーとパラメータアナライザを紹介します。

 

 電気電子工学科では、学科内でプロジェクト活動も活発に行っています。電気自動車を製作するEVプロジェクトと、AI/IoTプロジェクトについて展示・説明します。EVプロジェクトでは、機械工学科、応用化学科と連携し、電気自動車を製作し、学生フォーミュラへの参加を目指しています。現在、あらゆる産業分野で活用が始まっているAIIoTの技術を、電気電子工学に積極的に展開していくのがAI/IoTプロジェクトです。

 

 当日の展示説明は、教員と学生で行います。実際に入学して学んでいる学生から東京工科大学の授業や学生生活の「生の声」が聴けます。是非、参加して下さい。

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[AI/IoT ブログ] 第3回 : センシング技術活用研究室(天野直紀研究室)における研究

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

天野の担当するセンシング技術活用研究室での研究活動は多くの面で「AI/IoT×電気電子工学プロジェクト」と密接な関連があります。

この研究室では現在、インフラの点検・監視用IoTに関する研究が主要なテーマの一つです。その中で昨年度に論文化した音伝播特性+AI/機械学習によるき裂検出技術を紹介しようと思います。

この研究では照明柱の根元にある接合部に生じる小さなき裂を検出するための技術を開発しました。これは「とても耳のよい検査技師」を「AI/機械学習」で実現したと比喩できます。

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上図のようにき裂の生じる前後で音の伝わり方が変化します。ただしその変化は非常に僅かです。また大きさな位置によっても変動があります。この微小で変動のある変化を「聞き分けるAI」によって実現しました。研究としてはこれを実現する安価・頑健・低消費電力な装置とAI/機械学習ソフトウェアを実現しました。

この音伝播特性+AI/機械学習による技術を別の対象・事象に対して適用する研究も行っています。

多くの皆様と一緒に「AI/IoT×電気電子工学」によって、安全・安心・快適な社会実現のため実践的な研究を進めたいと考えています。

[AI/IoT ブログ] 第2回:研究室見学会

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こんにちは電気電子工学科の黒川です。

電気電子工学科では今年から連休の前後に1年生向けの研究室紹介を行うことになりました。
10人くらいのグループに分かれて各研究室を回って、1研究室あたり15分の説明を聞くスケジュールで、これを2日に渡って行います。
少人数を相手に話ができるのは良いとして、教員からすると同じ内容を連続で5回繰り返すのは結構大変でした…

他の研究室は大きな実験装置があったりしますが、我が研究室にはそんなに大掛かりな機材はありません。
大雑把に言うとAIというサービスを実現するための細かな技術について研究しているので、作業はだいたいパソコンの中で済んでしまいます。

と言うわけで、目で見ておおー!という装置も無いので、いきなり1年生が研究の話をされても???なのですが、我が研究室で目に見えるものといえばパソコンです。
そんなすごい計算資源を必要としているわけではないので普通のパソコンです。家にあっても不思議じゃ無いものばかりです。
でも、最近流行りの並列化には対応してるので、グラフィックカードを使ったり、コア数が多めのCPUを使ったりしています。
ということでCore i910850K+RTX 3090のゲーミングパソコン(控え目に光ります)があったりするのですが、そこにはピクッと反応する学生もちらほら。

そんなパッと見わかりずらい研究室なのですが、しっかり勉強してアイデアを形にして卒業している学生もたくさんいます。
良かったら<a href=“https://sites.google.com/edu.teu.ac.jp/elec-kuro-lab/”>研究室のホームページ</a> を見てください。

さて、というわけで、100人の1年生への説明を終えて、また3年後にこの中の誰かと研究を始めることになるんだなぁと思いながら、研究室でこのブログを書いてます。

それでは、また。

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[AI/IoT ブログ] 第1回:活動内容を定期的にブログで紹介していきます

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 今日は、電気電子工学科の高木です。

 電気電子工学科で、「AI/IoT×電気電子工学プロジェクト」の活動を始めて4年目になりました。昨年までの美井野先生に代わり、今年度からバイオ計測工学が専門の荒川先生に参加いただきます。

 今年度も、大学進学を考えている高校生の皆さんに向け、2週間に1回のペースで、プロジェクトでの取り組みをブログで紹介します。第1回は、2021年の活動のまとめです。

 2021年度は天野先生、黒川先生、新海先生、美井野先生、高木の5名でプロジェクトを進めました。基本的な活動を各研究室で進め、全体活動としては、相互の情報交換、ブログによる活動状況の発信、展示会での展示・報告を行いました。

展示会での出展では、2月15~18日に東京ビックサイトで開催されたJapanPackに参加し、活動をパネルで展示した。また、2月15日には高木教授が「AI/IoTと電気電子工学を融合した産学連携研究」の講演を、16日には新海教授、18日には天野教授が現地でパネル説明を行いました。Photo_20220429203801

取材記事が「アフレル学び研究所」に掲載されました

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こんにちは、電気電子工学科の天野です。

アフレル社のブログ「アフレル学び研究所」にセンシング技術活用研究室(天野直紀研究室)での研究に関する取材記事が掲載されました。

掲載されているのはこの春に修了した新藤さんが卒研と、同じくこの春に卒業した中條さんの卒研の内容に基づいたものになっています。いずれもアフレル社が販売している卓上ロボットアームDobotを使っていて、そのご縁で今回の記事掲載となった次第です。

それぞれとても苦労して成果を出したよい研究だったので、こうやって情報発信できたのはとても幸運でした。

 

[AI/IoT ブログ] 第11回 その2 : JAPAN PACK2022の御礼

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こんにちは、電気電子工学科の天野です。

前の記事でとりあげたJAPAN PACK2022について追加記事です。最終日に私も現地入りしたのでその簡単な報告になります。

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新型コロナウイルス感染拡大防止に最大限配慮して会場の東京ビッグサイトを訪問しました。

東京工科大学工学部ブースの左側にこのAI/IoTに関連したポスターを展示していました。

こんな社会情勢ですので大盛況とはいきませんでしたが、ご訪問いただいた皆様とゆっくり情報交換できました。幾つかは今後なんらかの形で進展できるのではないかと期待しているところです。

一方で会場には多数の企業が出展していて、その中には卒業生の就職先企業も当然あります。あいにくと私は卒業生と直接会うことはできなかったのですが、幾つかのブースでは卒業生が元気で活躍していることをお聞かせいただき大変ありがたく・嬉しく思いました。

ご訪問・ご対応いただいた皆様ありがとうございました。

[AI/IoT ブログ] 第11回 : JAPAN PACK2022への出展

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

AI/IoT x EE プロジェクトでは2月15日から2月18日まで東京ビッグサイトで開催されているJAPAN PACK2022(日本包装産業展)の工学部ブースにポスターを出展しています。2月15日午後にはセミナー「AI/IoTと電気電子工学を融合させた産学連携研究」(高木学科長)も行っています。

AI/IoT x EE プロジェクトの中で行っているAI/IoTと電気電子工学を結びつけた研究についての紹介をしています。

天野研の出展内容はこれまで取り組んできた照明柱のき裂検出を具体例として説明する内容となっています。

 

OB訪問と積雪

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こんにちは、電気電子工学科の天野です。

今日はOB訪問として昨年度の卒業生が大阪から来てくれました。その上司にもご同行いただきました。卒業生の元気な様子を拝見できたことはとても嬉しいところでした。また採用活動に関する情報交換もできて大変有益でした。

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遠路わざわざお越しいただくのに、今日はあいにくと八王子も積雪していました。写真は15:00過ぎの研究棟Cの裏山の様子です。

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