学生、教員の活動

出張講義

| 投稿者: tut_staff

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。

[AI/IoT ブログ] 第 8 回:AIを活用したモータ制御

| 投稿者: tut_staff

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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電気自動車のバッテリを走りながら充電する走行充電の研究を始めました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

環境に優しい自動車として、エンジン車から電気自動車へのシフトが進んでいます。電気自動車のさらなる普及に向け、課題となっているのがバッテリとその充電方法です。電気自動車では1回の充電での走行距離が400km前後で、エンジン車の2/3~1/2以下となっています。また、エンジン車の給油時間が10分未満であるのに対し、電気自動車では30分で80%の充電と長くなっています。

こうした問題を解決するため、走行しながら充電する方法が検討されています。実現されれば、充電スタンドに停止する必要もなく、設置個所が増えれば充電スタンドを探す必要もありません。走行充電の利点が評価され、NEXCO東日本さんから、将来の高速道路として、プレス発表も行われました。

高木研究室では、2018年から東芝マテリアさんと、充電時間が短く容量の大きいWO3新型蓄電池の実用化研究に、取り組んでいます。通常のLiイオン蓄電池の負極材料をカーボンからWO3に改良することで、高速充電と大容量化を実現しています。充電器を短時間で自動車が通り過ぎていく走行充電では高速充電が必要で、さらにバッテリの軽量化という点から大容量化が重要です。これら両方の性能を有するWO3蓄電池は、走行充電に最適です。

そこで、走行充電に必要な小型なワイヤレス給電装置を購入し、WO3蓄電池に充電する実験を始めました。他のバッテリに対する優位性が確認できており、8 月に開催される電気学会産業応用部門大会で一連の結果を発表します。

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国際学会ECCE-Asiaで、修士の平山君、川村君を含め3件の発表

| 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、修士の学生が海外の国際学会で発表することを推奨しています。アメリカの学会 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)が主催するパワーエレクトロニクスの国際会議 ECCE-Asia 2021が、5月24日~27日に開催されました。5月27日に修士の平山君、川村君が1件ずつと、高木が1件の合計3件の発表を行いました。

この国際学会に参加するための準備は昨年の10月に始まり、ダイジェスト版の原稿を提出し、原稿の査読審査を受けました。査読審査では30~40%の原稿がリジェクトされて発表できなくなりますが、提出した3件とも採択されました。査読で指摘された修正を加え、最終的なフォーマットに整え、最終原稿を提出しました。

学会は、一部対面でシンガポールでの開催が予定されていましたが、コロナ禍のため全てオンラインへと変更となりました。オンライン発表に対応するため、5月3日には発表の動画を作成し、学会に送りました。当日は、提出した動画が流され、質疑を受けるという形式で進みました。動画が流された後、平山君、川村君ともに苦戦しながら質疑応答に対応しました。

シンガポールに行けなかったのは残念ですが、国際学会での原稿作成、オンラインでの発表方法を学ぶことができ、良い経験になったと思います。今後も、修士の学生に国際学会への参加を強く推奨していきます。

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オープンキャンパス(バーチャルオープンキャンパスDAYS)の準備中

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

今週末の6月13日にバーチャルオープンキャンパスDAYSがあります。電気電子工学科でも学科紹介の準備を進めています。今日は登壇予定の教員で集まってリハーサルを行いました。

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しっかりとした説明を時間厳守でできるよう、本番さながらに発表してみました。教員同士でレビューするのはなかなかの緊張感があります。リハーサルとしてはおおよそ問題ありませんでした。運用上の課題も明らかになったので、その対策を定めました。

ここから更にブラッシュアップして当日の配信に備えますので、ぜひ6月13日(日) 10:00~11:30もしくは14:00~15:30の「教育プログラムと3学科紹介(工学部) 」をご覧ください。

【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.

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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.

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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