学生、教員の活動

「プログラミングなしではじめる人工知能」を出版しました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

9月下旬に書籍「プログラミングなしではじめる人工知能」が販売開始となります。

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これは私の単著での2冊目となります。この本はタイトルにあるようにプログラミングをしないで、人工知能(AI/機械学習)を試せますよ、ぜひ試してみましょう、それはこんな風にできますといった内容・趣旨になっています。

人工知能を何かの目的で試すと言うことを目標に、Microsoft社のAzure Machine Learning Studio(classic)を用いて基本的なデータ操作を一通り紹介しています。

人工知能を用いたデータ処理は私が多くの産学共同研究で取り組んでいるインフラIoTでも重要な位置づけとなっています。この本はそういったAI活用の実践を通じて得た知見から、人工知能を試行するために必要な事柄を網羅したつもりです。これが研究成果の社会還元となれば幸いです。

電気学会モータドライブ研究会で学生が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。

4年生の川村君、修士の若佐君と平山君の3名が、91,2日に開催された電気学会のモータドライブ研究会で、研究成果を発表しました。当日はオンラインでの学会発表となり、100名を超える聴講があり、活発な質疑応答が行われました。

電気学会では、例年8月下旬から9月上旬にかけて、部門大会が開催されてきました。しかしながら、今年度はコロナ禍の影響もあり、産業応用部門大会は中止となりました。これに代わる学会として、産業応用部門が主催する研究会が9月1日、2日にオンラインで開催されました。

高木研究室からは、以下のようなタイトルで4年生の川村君、修士の若佐君と平山君が、発表を行いました。

  • 川村 卓:最適化アルゴリズムを組み込んだEVカート用モータの動作特性
  • 平山 祥悟:直流励磁リラクタンスモータ発電特性の電磁解析
  • 若佐 裕太:最適化アルゴリズムの永久磁石同期モータの定速度制御への適用

当日の会議は、Zoomを用いてオンラインで実施され、発表の後、チャットで質問の意思表示を確認し、座長が指名する形式で行われました。オンラインには100名を超える聴講があり、3名とも今後の研究に有益な質問を受けました。コロナ禍で、当面はオンラインでの学会が主流となり、それに慣れておく必要があります。今後の研究方針のヒントが得られ、オンライン学会を体験でき、有意義な研究会参加となりました。

*写真は、オンライン接続を確認するリハーサル

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「エンジニアの悩みを解決 パワーエレクトロニクス」が出版されました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、エネルギー応用研究室の高木です。

2年ほど前から執筆を始めた著書「エンジニアの悩みを解決 パワーエレクトロニクス」が完成し出版されました。卒業課題や大学院での研究活動に活用します。

パワーエレクトロニクス(略してパワエレ)は、電気エネルギー(パワー)をパワーデバイスと電子回路(エレクトロニクス)で制御する技術体系です。スマホの充電器、太陽光発電、電気自動車など、あらゆる電気電子機器に使われています。2年前に出版した「これでなっとく パワーエレクトロニクス」では、パワエレ回路とモータ駆動、計測技術の入門編を取り上げました。この本は、分かり易いということで、続編を希望する意見をいただきました。

そこで、パワエレ技術を構成するもう一つの大きな技術体系である「パワーデバイス」と、最も注目されている応用分野の「電気自動車」について取り上げました。執筆は、パワーデバイスを高木が、計測を岩崎通信(株)の長浜先生が担当しました。電気自動車関連につきましては(株)パワーエレアカデミーの服部先生(執筆当時)に取りまとめていただき、名古屋大学の今岡先生、長岡モーターディベロップメント(株)の佐藤先生、KOA(株)の平沢先生、ルビコン(株)の向山先生に執筆協力いただきました。

電気自動車の章を充実させるため、2019年の3月には奈良県にある(株)パワーアカデミーで、研究室修士1年の平山君にも協力してもらい、ハイブリッドカープリウスの動作特性の測定、解体調査も行いました。コンデンサ、インダクタンス、抵抗については、メーカの先生に執筆いただき、原理から設計手法までを記載した実用的な内容としました。卒業課題や大学院での研究活動で、広く活用していきます。

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苦節3年!電気自動車用モータのベクトル制御を研究する装置が稼働

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

2017年度から4名の卒研生の卒業課題を通して立上げてきたモータ制御の実験装置PE-Expert4が稼働し始めました。電気自動車の制御方式として使われているベクトル制御の実証実験を本格的に始めました。

電気で回転するモータにはいくつかの種類がありますが、現在、最も注目されているのが永久磁石同期モータ(PMSM)です。制御性に優れ、高効率であることから電気自動車やエアコン用モータとして使われています。PMSPの駆動回路では、現在の回転状態をモニタし、次の動作をインバータに指令する最新のベクトル制御が使われています。こうした制御に必要なハードウェアとソフトウェアの研究開発するのがPE-Expert4です。

高木研究室では、2017年から卒研生がこの装置の立上げと研究を始めました。最初にトライした安藤君は、装置を段ボールから出して机に並べて配線を試みましたが、ソフトの研究に興味が移り、制御シミュレーションを卒研テーマとしました。2018年の岩田君は、半年間かけて配線を終え、制御信号が出力されるところまで進めました。後半には、評価用ソフトを使って回転状態のモニタ信号が得られるようになりました。装置ハードの特性評価を研究テーマとしました。2019年の石田君は、評価用ソフトをもとに、モータを回転させるベクトル制御ソフトの研究開発にトライしました。そして、卒研終了間際に、ベクトル制御でPMSMを回転させることに成功しました。

こうして稼働し始めたPE-Exper4でしたが、保護回路が過剰に働き、すぐに停止するという問題点がありました。2020年の平野君は、定格容量が5kWのインバータを9kWのインバータに変更することで安定動作に成功し、ベクトル制御に重要なパラメータをリアルデータとして取り出し記録できるようにしました。シミュレーションに留まっていた制御アルゴリズムの研究が、実験装置でも検証できるようになりました。今後は、ソフト・ハードの両面間からのアプローチし、多くの学会発表や論文掲載を目指します。

装置立上げを通して、ハードとソフト面からベクトル制御の基礎研究を進めてくれた卒研生の皆さんに心から感謝します。

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産学連携に基づいた研究成果を用いた学習フィードバック

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

私の担当するプログラミングの演習授業ではpaiza社との産学連携を行っています。この連携に関連し、早期に学習成果を推定する研究も行ってきました。このような教育支援分野でのデータ分析とインフラの点検・監視に関するIoTのデータ分析には、手法の上では通じるものがあるので、私の中では一定の関係性を持って両方の研究を進めています。

今回、予めデータ分析について同意を得た学生について、学期末に向けてその成果に基づいた学習状況の分析を行い、その結果を通知しました。

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分析結果は上のグラフで青い点で表されていて、この値が高いほど学習の改善を推奨するという意味になります。今回は、昨年度までのデータに基づいて行った研究結果とこれまでの教育経験とから赤い線に示すようなしきい値を設定しました。

昨年度までは教室でスタッフが様子を見ながら感覚的に捉えられるところもありました。今回は新型コロナウイルスの影響でオンラインでの実施となりましたので、どうしても個々の学生の様子を把握できない部分があります。これについては課題に対するフィードバックなどでの取り組みは別にありますが、今回の分析でそれを少しでも補えていれば幸いです。

低温プラズマ科学研究センターの共同研究テーマに今年度も採択されました

| 投稿者: tut_staff

 こんにちは、電気電子工学科の高木です。

 昨年度、名古屋大学低温プラズマセンターが主催するプラズマの共同研究に採択されたのに続き、2020年度も共同研究テーマとして採択されました。

 

 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から共同研究の募集があり、高木研究室からは、プラズマシミュレーションで応募し、採択されました。昨年度は、Arというガスを使って生成されるプラズマに対し、シミュレーションと実験結果の比較を行いました。この結果をまとめ、2020年9月に名古屋で開催予定の国際学会ISPlasma (International Symposium on Advanced Plasma Science) への投稿を行いました。残念ながら、学会はコロナ禍のため、中止となりましたが、現在、この結果を論文にまとめ投稿しています。

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今年度は、2019年度の研究をさらに発展させ、半導体プロセスに使われるSF6ガスのプラズマを対象に、実測結果と比較しながら、シミュレーションルの高精度化を目指します。

共同研究で得られた成果が半導体プロセスの発展に寄与できることを期待しています。

オンデマンド型研究実験の実施

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

キャンパスへの立ち入りが制限されている中、大学院生の実験にも影響があります。部分的には部品を郵送して自宅で製作・検証していますが、研究室でないとできない継続的な計測実験もあります。

ある大学院生が自宅で開発・検証を進めてきた結果、研究室に設置してある装置のプログラムの更新が必要となりました。学生は来校できないので、ソースコードを送ってもらって、申請を出して入校した私が代わりに装置への書き込みを行いました。

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オンデマンドという言葉を辞書で調べると、「要求に応じて」といった意味が出てきます。大学院生からの要求に応じて実施したので、これはまさにオンデマンド型の実験実施だと言えるのではないでしょうか。誰もいない研究室で1つ1つプログラムを書き込んでいくのはいささか寂しいものがありましたが...。

ちなみにこの装置は無線LANに接続しているので、プログラムさえ書き換えればよくて、データはサーバーに送られ、学生が自宅から解析が可能です。

書籍「エンジニアの悩みを解決する パワーエレクトロニクス」のご紹介

| 投稿者: tut_staff

 こんにちは、エネルギー応用研究室の高木です。

 東京工科大学での講義「パワーエレクトロニクス(以下、パワエレ)」で使っているテキスト「これでなっとく パワーエレクトロニクス」に続き、「エンジニアの悩みを解決する パワーエレクトロニクス」の原稿執筆及び構成が終わりました。前著のテキストより専門性が高く、パワーデバイス、ハイブリッドカーの電動ユニット特性測定と分解調査の結果などを分かりやすく説明しています。このテキストは7月15日に出版の予定です。

パワエレは、電気エネルギー(パワー)をパワーデバイスと電子回路(エレクトロニクス)で制御する技術体系です。前回の「これでなっとく パワーエレクトロニクス」では、パワエレ回路とモータ駆動、計測技術の入門編を取り上げました。この本は、分かり易いということで、続編を希望する意見をいただきました。

そこで、パワエレ技術を構成するもう一つの大きな技術体系であるパワーデバイスと、最も注目されている応用分野の電気自動車について取り上げました。さらに、計測技術の応用編を加えた「エンジニアの悩みを解決する パワーエレクトロニクス」を2018年7月から書き始め、2020年4月23日に執筆と校正を終えました。

執筆は、パワーデバイスを高木が、計測を岩崎通信(株)の長浜先生が担当しました。電気自動車関連につきましてはパワエレアカデミーの服部先生に取りまとめていただき、名古屋大学の今岡先生、長岡モーターディベロップメント(株)の佐藤先生、KOA(株)の平沢先生、ルビコン(株)の向山先生に執筆協力いただきました。

出版後は卒業研究を進めるためのテキスト、大学院講義の文献として活用します。

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4年生の鈴木君がサステナブル・ブランド国際会議で大学での体験を報告しました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

2020年2月19、20日に、サステナブル・ブランド国際会議2020横浜(SB 2020 Yokohama)が、横浜市のパシフィコ横浜会議センターで開催されました。企業者や教育機関が、SDGs「持続可能な世界」に向けた取り組みを紹介しました。東京工科大学からは、電気電子工学科4年生の鈴木正吉君が「サステイナブル工学を学んで」というタイトルで、東京工科大でのサステイナブル工学の学びや体験、将来の目標について発表しました。会場の居室では立ち見が出るほどの盛況で、鈴木君の発表にも多くの質問が寄せられました。

 

サステイナブル(持続可能)な社会を実現するため、2015年9月に国連サミットで17のゴールと169のターゲットからなる国際目標が採択されました。これが、SDGs(Sustainable Development Goals)で、地球環境の保全と利用のバランスと、自然の共存が実現できた「持続可能な世界」を目指しています。東京工科大学では、工学におけるサステイナブルを学ぶための科目として、4年間の講義、演習からなるサステイナブル工学を特徴あるカリキュラムとして学びます。

 

サステナブル・ブランド国際会議は、こうしたSDGsの取り組みを企業や教育機関が発表・ディスカッションする会議です。昨年度までは企業中心でしたが、今年度から教育機関からの参加も増えました。鈴木君が発表したのは、20日の「未来の“地域”を作り、“GOOD LIFE”をつくる私たちの学び」のセッションでした。小学生から大学院生までが、SDGsに関連する自分自身の体験を、発表するプログラムです。

 

鈴木君は、自己紹介、東京工科大学でのサステイナブル工学、サステイナブル工学を学んで気づいた3つのこと、将来の目標の順に報告しました。就職が決まっているヤマハ発動機で、低速運転車、無人走行車両の研究開発取り組みいというのが将来の目標です。低速運転車は、高齢化が進んだ地域の移動手段として「持続可能なまちづくり」に、無人走行車両は、農業の省力化や自動化を通して「持続可能な農業」に貢献したいとまとめました。パネリストの横浜市立日枝小学校 住田校長や会場の参加者から、サステイナブル工学や将来の目標に対して高い評価を受けていました。

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コーオプ実習の副産物?

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

先日、コーオプ実習にご協力いただいている企業A社様から、コーオプセンターに製品開発に関するご相談をいただきました。

あいにくと天野研で受けることはできませんでしたが、他のコーオプ実習にご協力いただいているB社様をコーオプセンターからご紹介させていただきました。

先週、A社様とB社様の顔合わせを天野研究室で行い、微力ながら私の方で理解したところも説明させていただきました。その後、B社様での検討が行われ、先ほどどうやらうまくまとまりそうだ、との連絡をA社様からいただきました。

これはいわばコーオプ実習の副産物と言えると思います。企業の情報を実習を通じて大学が企業を理解していることと、(今回はささやかなものですが)大学教員の知識をいわば触媒として、2社が結びついたと言えます。

今後も様々な形でコーオプ実習が結実するように進めていきたいと考えています。

 

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