芝浦工業大学工学部電気工学科 

2013年度 研究室の紹介

上左から : 水川真,齋藤真,西川宏之,吉見卓,松本聡,牧下英世(共通学群1年生クラス担任),高見弘

下左から : 安藤吉伸,赤津観,長谷川忠大,入倉隆,油田信一,藤田吾郎,下村昭二

 

M&Eエネルギー変換研究室】 准教授  赤津 観

豊洲キャンパス 10O3209-5859-8207, akatsu@sic.shibaura-it.ac.jphttp://www.sic.shibaura-it.ac.jp/~akatsu/

 

2050年にCO2排出量を50%以上削減させる事を目標に,電力使用量の5割以上を消費しているモータの高効率化を中心としたエネルギー変換技術の研究を行っています。モータは機械エネルギー(Mechanical energy)と電気エネルギー(Electric energy)を変換する電気機械であり,また磁気エネルギー(Magnetic energy)を電気や機械エネルギーに変換する装置でもあります。本研究室では有限要素法を用いた磁界解析はもちろん,モータの設計技術,制御技術を駆使してエコなモータとその駆動方法,使用方法を研究するとともに,インバータをはじめとした電力変換技術であるパワエレ技術,そしてアプリケーションであるEV/HEV,電気飛行機のシステム検討まで幅広く行うことで,少しでも地球環境に役立つよう努力しています。学生のMotivationEnergyが必須のアイテムです。

 

インテグレーションモータ

【ロボティクス研究室】 教授  安藤吉伸

豊洲キャンパス11O32 03-5859-8210yando@sic.shibaura-it.ac.jphttp://www.robotics.ee.shibaura-it.ac.jp/info.html

 

自律移動ロボットとは,センサ情報に基づき自動的に移動できる自動機械である。移動ロボットの研究では,実際に移動ロボットを開発し動作させてみて,はじめて問題点が見つかることも多い。そのため,移動ロボットを実際に開発し,実環境において動作させてみることは,移動ロボットの研究において大変意味がある。そこで本研究室では,各メンバーがそれぞれの研究テーマに基づき,実際に移動ロボットを開発し,コンピュータのプログラミングを行い,実環境でロボットを動作させることを目指す。その過程において,生じた問題点をクリアにし,解決方法を考察する事で,従来よりも良い移動ロボットの移動技術を開発する事が,本研究室の目的である。

 

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ロボットの開発

【視覚情報研究室】 教授  入倉 隆

豊洲キャンパス11C32 03-5859-8216irikura@sic.shibaura-it.ac.jp

入倉

 

近年,照明設計においても,ただ所定の明るさを満たすものから,より質の高い,人にやさしい照明が求められるようになってきています。このためには,人が光をどのように見ていて,そして光をどのように感じているかを理解する必要があります。また,航空や道路交通で用いられている視覚信号や標識は交通の安全や運行の効率化に役立っています。そして,最近では高速走行時や霧などの低視程時にも有効に機能するようにそれらの性能の向上と最適化が求められています。これらの問題を解決し,より良い光環境や安全で住みやすい社会を実現するために,当研究室では人の視覚特性についての研究を行っています。

 

視覚実験装置

 

【電機応用システム研究室】 講師  齋藤 真

豊洲キャンパス11I32 03-5859-8228saitom@sic.shibaura-it.ac.jp

 

本研究室では,新幹線駆動システムやハイブリッド自動車駆動システムなどの電機システムについて,「劇的な小型化および低損失化」をキーワードに研究しています。電機システムは,電機機器とパワーエレクトロニクス(電力変換回路)を主な構成要素とし,昨今の地球温暖化対策に極めて重要な役割を果たしています。たとえば,新幹線駆動システムの電力制御効率を0.1%改善するだけで,旅客一人分の輸送に必要なCO2の削減が期待できます。右の写真は,研究室で試作した新幹線駆動用順変換器のミニモデルです.体積を従来比1/10以下を目標に,従来とはまったく異なる電力変換回路を開発しています。

 

新幹線駆動用順変換器

【電磁アクチュエータ研究室】 教授  下村昭二

豊洲キャンパス10M32 03-5859-8208simomura@sic.shibaura-it.ac.jp

下村2008

 

電磁アクチュエータとは,電磁力で働くものという意味です。広い意味では,電気エネルギーを機械エネルギーに変換するデバイス(装置)と言えるでしょう。代表的なものにはモータがありますが,モータは電気自動車(Electric Vehicle)やロボットの動力源として重要な役割を果たしています。日本は自動車大国と呼ばれ,産業用ロボットの分野では先進国と言われています。このような技術立国日本を支える一端を担っています。当研究室では,新しい電磁アクチュエータの開発や従来機の性能向上について,元気の良い芝浦工大の学生とともに,日夜,研究を続けています。

 

開発したリニアモータ

【パワーエレクトロニクス研究室】 教授  高見 弘

豊洲キャンパス11K32 03-5859-8212takami@sic.shibaura-it.ac.jp

高見

                       

パワーエレクトロニクスとは,パワー (power) とエレクトロニクス(electronics) と制御 (control) の技術が有機的に融合し,小さなエネルギーで大きなエネルギー(電力)を自在に制御する技術分野です。当研究室では,独自のロバスト制御法に基づき,高度に制御された電力変換装置によって,電気エネルギー変換システムの高効率,高品質化,容量拡大に取り組んでいます。研究目標は,(1) 環境にやさしいエネルギー変換システム,(2) 高性能な電力変換システム,(3) 高機能なエネルギー変換制御の達成です。

 

リニアモーターカーイメージ

【エネルギー物性研究室】 教授  西川宏之

豊洲キャンパス11A32 03-5859-8217nishi@sic.shibauta-it.ac.jp

 

「高いエネルギーの粒子線により物質を観る・加工する」をモットーに,量子ビーム(電子,光,イオン)を駆使して,環境やマイクロ・ナノテクノロジーによるものづくりに重点を置いた研究を行っています。これにより環境にやさしい蛍光材料や優れた機能を有する微小電子機械の創成など,新しい材料・デバイスの創成に取り組んでいます。卒業研究では,高度な分析・微細加工技術を用いて,自らの手を動かし,材料創成やものづくりに取り組んでもらいます。具体的には,(1)プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)(2)微小電子機械システムMEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) の創成,(3)宇宙環境材料:宇宙環境空間でのガラスやポリマーの帯電・劣化メカニズムと防止,(4)電子・光デバイス−試験管や真空,イオンで創る先端材料,デバイス−などを研究テーマとしています。

 

電子顕微鏡で見た

マイクロ凱旋門

【マイクロメカトロニクス研究室】 准教授  長谷川忠大

豊洲キャンパス11E3003-5859-8211thase@sic.shibauta-it.ac.jp

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ロボティクスやマイクロ加工技術を駆使して,医療用マイクロマシン(μ-TAS : Micro Total Analysis Systems)の研究開発を中心に行っていきます。これにより,工学分野から将来の医療やバイオ研究の発展に貢献できると期待しています。一方,このような学際領域の研究では,電気・機械・ロボティクス・計測制御・化学・生化学などの知識,新規課題に粘り強く取り組む向学心が必要となりますが,研究を通して幅広い知識や技術を習得し,メカ・モノづくりの楽しさや達成感を体感してもらいたいと考えています。また,福祉分野への貢献を目指し,移動ロボットの研究にもチャレンジしています。

 

マイクロ多分岐切換バルブチップ

 


 

【電力システム研究室】 教授  藤田吾郎

豊洲キャンパス10Q32 03-5859-8206gfujita@sic.shibaura-it.ac.jphttp://www.sic.shibaura-it.ac.jp/~gfujita/

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最近脚光を浴びている風力・太陽光などの自然エネルギーや,燃料電池・バイオマスなどの新エネルギーは,今後どこまで普及するのでしょうか? 単に発電機と負荷を電気的に接続するだけでは,電力を無駄なく有効活用することは実は不可能です。周波数や電圧の制御問題,さらに高効率で運転するための最適運用の課題があります。最近では電気事業の規制緩和がすすみ,複数の電気事業者がいかにして共存しながら競争を行うかといった問題も含まれて来ました。本研究室では数値シミュレーション技術と,現在開発中のモジュール型電力系統実習装置の組み合わせをコアとして,これらの問題を解決する研究を進めています。

 

マイクログリッドの実証実験

【高電圧・電力機器研究室】 教授  松本 聡

豊洲キャンパス11G32 03-5859-8213matu0704@sic.shibaura-it.ac.jp

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発電所で発生した電気エネルギーは,効率よく伝送するため,高電圧に変換してから送電線や電力ケーブルを介して伝送されます。日頃は空気のように何気なく意識せず使っている電気エネルギーは現代社会において基幹エネルギーを構成していますが,この電力を供給するための発電機,変圧器,ガス絶縁開閉装置等の電力機器には最先端の高電圧大電力技術が使われています。例えば機器の小型化を達成するための高度な電界計算技術や,超高速高感度計測技術を駆使した放電現象の解明が進んでいます。また,雷害から機器を保護する避雷装置の進歩は,サージ計算技術の進歩と併せて電力システムの信頼性向上に多大な貢献をしています。本研究室では,これらの技術進歩のあわせた高電圧機器の絶縁診断技術の研究や部分放電現象の解明ならびに計測技術およびシミュレーション技術の研究を行っています。

 

最新鋭電力用変圧器

【ヒューマン・ロボット・インタラクション研究室】 教授・工学部長  水川 真

豊洲キャンパス11Q32 03-5859-8209mizukawa@sic.shibaura-it.ac.jphttp://www.hri.ee.shibaura-it.ac.jp/

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産業の場,生活の場において,ロボットに代表される「知的システム」と人間がスムーズにコミュニケーションでき,うまく使いこなすことができる技術を提供する事により,人間とロボットの共存を可能とする研究をしています。具体的には,人間の意図を知的システムに伝え実行させるための,ハードウェア構成,ソフトウェア構成,ネットワークシステムを基盤に,遠隔操作ロボット,ネットワークロボティクス(ネットワークに接続したロボットシステム)を対象として,システムの記述やプログラミング環境,ロボットの自律性と人間の関与の仕方,ロボットの振舞と人の感じ方など,物理的レベルから心理的レベルまでの相互作用を研究しています。ロボットと人間の共存空間では,単体のロボットだけではなく,空間に分散したセンサやさまざまなデバイスをネットワークで結び,分散オブジェクトとして,連携してサービスを提供する空間知の構成法と実装をRT(Robot Technology)ミドルウエアを適用して実現するためのハード,ソフトを研究しています。

 

愛知万博におけるデモ

【知能移動ロボット研究室】 教授(特別任用教員)  油田信一

豊洲キャンパス11Q32yuta@sic.shibaura-it.ac.jp

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人々が生活している中で,確実に目的地まで走行してくれるロボットを実現したい。その技術を,実際に社会が求めているところに適用したい。これが研究の目標です。このようなロボットを作るためには,センサや環境の認識,効率よくメカニズムを動かす走行制御やモータの駆動,自分がどこにいるかを認識する自己位置推定,センサ情報を蓄積する地図の生成,目的地までの経路の計画,他の物体との衝突を避ける動作計画,そして,全ての機能を統合するシステム構築,などの技術開発が必要です。その各々のための,メカニズム・電子回路・コンピュータなどのハードウェアから,認識・計画・制御の理論とプログラム,そして,実時間システムのフレームワーク,までが具体的な研究内容です。また,これらを実際の問題に適用する具体的なロボットシステムについても研究しています。

 

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街の中を走る移動ロボット

(つくばチャレンジ2011 より)

【ロボットタスク・システム研究室】 教授  吉見 卓

豊洲キャンパス 11E3203-5859-8215yoshimit@sic.shibaura-it.ac.jp

吉見顔写真

 

少子高齢化社会の到来を控え,人手不足を補う切り札として,人に代わり様々な作業を行ってくれる,賢く,器用なロボットの登場が期待されています。現在,多くの研究機関で,様々なロボットの研究開発が精力的に進められていますが,まだまだできることが限られているのが現状です。本研究室では,工場や施設内から人々が暮らす日常の生活空間に至るまで,さまざまなシーンにおいて,環境・状況に柔軟に対応しながら目的の作業を遂行することができる,高度な能力を備えたロボットの実現に向けた研究を行っています。そのため,@力制御など各種センサフィードバック制御の適用により,ロボットアーム・ハンドシステムに様々な作業(タスク)を実現する技能・スキルを持たせる研究,A作業環境への情報の配置や作業手順の標準化と技能・スキル動作の活用による,実用的なロボットシステムの構築法に関する研究,に取り組んでいます。

 

双腕缶開け

2台のロボットアームの協調による

飲料缶の蓋開け動作