研究

人工知能(AI)と風力発電

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の新海です。

人工知能と風力発電??と思われる方もいらっしゃるかもしれません。風力発電のシステムに関わるいろいろな技術にAIを適用する試みです。

東京工科大学では大学全体でAI研究会を実施しています。コンピュータサイエンス学部はもちろん、医療保険学部から工学部までいろいろな学部でAI研究を展開しています。

写真は大学内部での発表会の様子です。風力発電のAI研究の計画について発表しました。

風力発電を含むマイクログリッドと呼ばれる小規模な電力ネットワークでは、

電力の需要を正確に予測し、適切な発電や蓄電の制御を行うことが重要です。ネットワークの電圧や電流の波形からどのような機器が電気を使っているかAIに推定させる研究を行います。

さて、どんなことになるか、お楽しみに。

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電気学会で「排熱発電」、応用物理学会で「プラズマ」の発表を行いました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

8月の終わりから9月の中旬にかけて、多くの学会が開催されました。82931日に開催された電気学会産業部門大会と、958日に開催された応用物理学会で、1件ずつの発表を行いました。

応用物理学会には久々の参加で、発表タイトルは「ガス流れを考慮したプラズマシミュレーション」でした。

発表時間が長く、有益なコメントがいただけた電気学会での発表について、以下に紹介します。

電気学会産業応用部門の開催地は函館で、北海道新幹線が前年に開通したことから選ばれたようです。会場は函館空港からバスで約20分の所にある函館アリーナでした。Glayが「こけら落とし」に来てくれたとうことで、彼らから寄贈されたというEギターがガラスケースの中に展示されていました。今回の大会では、一般発表、ポスター発表、シンポジウムを含め、3日間で約750件の発表がありました。

発表タイトルは「シミュレーションと実験によるSiデバイスとGaNデバイスの損失評価」です。直流電圧を昇圧するDC-DC変換器で、SiデバイスとGaNデバイスの動作損失をシミュレーションと実験で比較した内容です。

最終日午後のセッションにもかかわらず、100名近い聴講者の参加があり盛況でした。発表後、3件の質問・コメントがありまた。とくに、2件目のコメントは、シミュレーションと実験の比較方法について有益なアドバイスとなりました。

SiデバイスとGaNデバイスの損失については、これまでに3回の発表を行ってきました。学会で受けたアドバスのデータを加え、結果を論文としてまとめます。

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学会参加報告(土木学会、福岡)

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。
福岡で開催された土木学会に参加してきました。

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前期と後期の狭間であるこの時期には様々な学会が開催されています。私自身は昨年から共同研究の関連で土木学会に参加しています。国内を中心にインフラの老朽化や異常気象による災害などの問題があり、この分野には社会的に大きな要請と使命があると考えています。
昨年は調査しながら様子見という感じでしたが、今年は共同研究に関する経過報告という内容で発表も行いました。近年は共同研究者として大学院生が発表することが続いていたので、自分で学会発表するのは久しぶりでした。自分で発表するのも良いのですが、できるだけ多くの機会を学生に提供するという観点からは、来年は卒研生、その次の年には大学院生というようになればよいな、と考えているところです。

共同研究活動報告 -充電制御回路の見直し-

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

9月の学会発表に向けてデータ整理をしながら、子機(計測・通信装置)の回路設計を見直しています。初期設計の回路には、本来は曇天でもゆっくりと充電が完了するはずの明るさがあっても、途中で動作不良を起こしていわば空回りしてしまい、せっかくの蓄電を無駄にしてしまうという問題がありました。原理的にはソフトウェア修正でも回避可能な問題でしたが、プロセッサでの電力消費を抑制することと、始動時間を短縮すると言う視点があり、新たに2通りの回路で試行しています。

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写真の前回作成したPCBから修正箇所をワイヤーで引っ張り出して試しています。

このうち一つは今回の使用機器でもっとも優れた電源特性(太陽電池+スーパーキャパシタ)を発揮しているのですが、回路実装が複雑で手間がかかります。具体的には、半田付けが面倒な箇所があり、試行中にも一度、ショート(短絡)させてしまいました。

もう一つの回路は電源特性が少し劣りますが、回路実装が容易になります。それでも最初の設計にあった不具合を回避できることが確認できました。

後者でも想定した日照条件下での動作性能をクリアしているので、基板の設計を修正して、より簡易な回路で多数の子機を制作可能にします。

これで子機についての設計は完了となる予定です。

人工知能を使って新しい風力発電をつくる

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の新海です。

先日のオープンキャンパスの展示からもう一つご紹介します。

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この写真、風洞の中で風車が回っています。風洞というのは一様で一定の速さの風を作り出す装置です。風車は発電機に接続され電力を生み出しています。

都市部でビル風などを利用して発電する新しい風力発電システムの開発を行っています。その中では、風車のブレード()3次元形状、風に対する特性、強度、発電特性、作りやすさなどを定量化してデータベースを作り、AI(人工知能)の一手法である機械学習やディープラーニンブを使ってより良い設計をする研究を行っています。機械学習は、プロ将棋士とAIの対戦などで話題になっていますが、設計に使うのはまだまだこれからです。

また、風車ブレードのような3次元形状を機械加工で製作すると、かなりの時間と費用がかかります。シミュレーションとともに、3Dプリンタを使って小さなブレードを製作し、実験で特性を効率的に取得するのにも挑戦中です。

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ドローンへワイヤレス給電

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の新海です。

先日、オープンキャンパスが行われました。その時の研究展示の一つをご紹介します。

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この写真何でしょうか?そうドローンです。ドローンの下に何かついているものわかるでしょうか。これは、ワイヤレス給電の受信器です。

ワイヤレス給電はケーブルやコネクタのなしで電力を送ることができる技術です。一部のスマホや電動歯ブラシなどでもすでに使われていますね。もっとパワーの大きいワイヤレス給電がいろいろと研究されています。

このドローン、写真右側の着陸ベースに着陸するとバッテリーに自動充電されます。一般的にワイヤレス給電ではコイルと磁界を用いることが多いのですが、ハイパワーになると重くなるので、ここでは高周波電界を用いる方式で軽量化しています。

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この技術が完成すると、災害現場や原発事故現場、宇宙空間など、人が入りにくいところで作業するドローンの充電が簡単になります。

さらに、夢の技術は飛行中のドローンに直接に電力を伝送することです。それはまた別の機会に。

沖縄で卒研生と計測実験を行いました(共同研究報告)

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

センシング技術活用研究室では沖縄県の建設コンサルティング企業 南伸様と3つのテーマで共同研究を行っています。それらに関連して卒研生2名とともに沖縄へ行ってきました。

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最初に開始したテーマ(1)について、既に現地で制作・設置されている計測装置からのデータ受信に問題があったため、八王子での予備実験の後、実際に設置された県道沿いの斜面で様々な場所・装置の組み合わせでデータ計測を行いました。幾つかの新規機材も持ち込みました。卒研生の働き(事前の予備実験を含む)により、かなり実用性という面からよい結論を導き出せる見込みが得られました。

テーマ(2)、テーマ(3)についても試作した装置を持参して、今後の進行などの具体的な内容を検討・確認することができました。実験実施の目処がついたので、私以外が据え付け、データ計測できるように実験装置として整えることが急務となりました。

このあたりは今回のように遠隔地での共同研究では特に重要です。自分の管理下で実験を行うのであれば、自分が理解して対処できればOKで、準備は容易です。しかし、他者に実験を委ねるためには、様々なケースを想像しておいて、準備・対処しておかなければなりません。実験の本質的な部分よりも、こちらのほうが難しいかもしれません。こういった過程から学べることも多くあります。

追記:卒研生2名はずいぶんと土産物を買い込んでいました。実験は(主に気温・日照と蚊が)たいへんでしたが、全体としては楽しめていたようで何よりです。

前回と異なり、今回は学生を連れてのことでしたので、まずは無事に帰って来れて一安心しています。

いよいよ共同研究の実践の時がきました!

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

いよいよ共同研究の実践の時が来ました。

沖縄ではたくさんの装置が制作され、実際の斜面に設置されました。自分の設計した装置を他の人が作成、設置するというのはわくわくドキドキするものですね。自分の手が直接には届かない離れた地での作業と言うこともあって、なおさらです。

あいにくとデータ受信上の問題も発生しているので、近日中に卒研生と一緒に現地へ行って実験を行う予定です。現在はその準備に注力しています。卒研生も実際に現地に行くと言うことで、たいへん真剣に準備に取り組んでいます。

私自身も学生とは別の実験を行うための準備をしています。関連した別プロジェクトに更にもう一つが立ち上がりつつあるので(合計3つになる)、そちらの試作もそれぞれ行っていて、暑くなってきたこともあって頭の中はやや混乱気味です。

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•共同研究相手の南伸様(沖縄)で多数の装置を制作
  •
近日中に学生とともに現地実験に行くことが決定
•八王子では太陽電池パネルの追加による電源性能評価
•関連別テーマ用の装置を試作、予備実験を実施
•更に別テーマの提案があり、そのための基本的な装置の試作と検証を実施

調査研究助成金の決定通知

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

トランスコスモス財団様より調査研究助成金の交付通知をいただきました。

本日はこれに関連し、財団役員の方々に八王子キャンパスまでお越しいただきました。

新たに開始する研究テーマをスタートアップするのに大きな原資となります。よい研究を通じて社会に成果を還元していきたいと思います。

その内容は沖縄の先行するプロジェクトに関連しつつも、別テーマとなります。

詳細は後日、別の記事で紹介する予定です。

本件のきっかけはコーオプ実習での情報交換会でした。いろいろな人と人との縁が重要だ、と改めて思い知らされます。

共同研究 新年度に向けて

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

沖縄の建設コンサルティング企業と共同研究を実施しています。

この3月は沖縄で計画している計測実験用の機器選定が最大のミッションでした。

機器を選定しても、購入、構築、設置と数が増えると時間も・手間もかかりますから、早期の決定が必要です。今回、通信装置関連が遅れてしまいましたが、全体としては予定に沿って完了できたと思います。

手元で自分で行う実験と異なり、遠方で他者が行うことになりますから、設計にあたっては様々な面を考慮しました。もちろん、不備もあると思いますので、今後、実地上の問題を逐次、対応していく予定です。

通信装置は、最終的には間欠動作でよいと思いますが、今回はデータ収集という観点から、24時間連続動作を目指しています。このため、消費電力の削減を幾つかの観点から試みつつ、太陽電池とバッテリーを当初の予定よりも少し大型化することで、実現を図りました。

ソフトウェア面ではまだ改善の余地があるのではないかと思っていて、継続して実験を行っています。

さらに、ここまでの成果を発表すべく、予稿集原稿を作成し、学会での講演申し込みも行いました。新卒研生も具体的な装置を用いた実験を始めています。2017年度の本格的なスタートとなりそうです。

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