東京工科大学　工学部　電気電子工学科　ブログ

　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、AI（Artificial 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300～1000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。