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2021年8月

2021年8月27日 (金)

出張講義

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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。

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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。

2021年8月19日 (木)

電気自動車(EV)とAI/IoTプロジェクトをライブ配信しました

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こんにちは、電気電子工学科の高木です。

88()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。822()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。

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2021年8月18日 (水)

[AI/IoT ブログ] 第 9 回:計算知能の研究室

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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。

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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。

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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。

2021年8月 6日 (金)

[AI/IoT ブログ] 第 8 回:AIを活用したモータ制御

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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。

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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。

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2021年8月 2日 (月)

卒業課題発表会の実施

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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。

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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。

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