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パーソナルモビリティ（低炭素交通）
プロジェクトPROJECT MEMBER〈代表者〉 大学院 理工学研究科

教授：古川修〈構成員〉 システム理工学部 機械制御システム学科

教授：長谷川浩志、伊東敏夫

システム理工学部 生命科学科

准教授：渡邉宣夫

工学部 英語科目

教授：山崎敦子

さいたま市と連携し、2輪車（自転車、バイク）と情

2 0 13 年 度 活 動 の 成 果

報ネットワークを活用した新しい移動システムを開発し、地域住民の移動の利便性を向上させ、低炭素地域環境実現、高齢者健寿向上、街の賑わい創出に貢献することを目的としたプロジェクトであり、学部・学科を教育（１）2輪車転倒防止システムの開発
修士論文・卒業論文の研究教育を通じ越えた教員と学生の連携のもとに、以下の2 つのテーて複数の教員と学生でプロジェクトMARSマを進めている。これらの検討成果は、さいたま市の（Motorcycle Anti Roll-down System）の推進を行い、「パーソナルモビリティ普及研究会」のなかで随時報告

さいたま市における電動自転車の必要性調査、既存の自している。

転車操縦におけるふらつき状態の実験解析、ジャイロ装（１）2輪車の転倒防止システムの開発

置を付加したときのふらつき防止効果の実験検証、2 輪ジャイロ軸を制御する装置を後付で追加して2輪車車転倒防止システムの基本要求機能・基本システム構の転倒を防止するシステムで、修士論文・卒業論文の成・基本設計仕様の検討を行った。社会に役立つ新概指導を通じて研究教育を進めている。さいたま市で高念システムの実質的開発に携わることにより、担当した齢者が安全・安心して2輪車を利用できることを目標学生たちの社会人基礎力の向上の成果を得られた。とし、さいたま市発の技術イノベーションによる地域（２）２輪車情報ネットワークシステムの開発の産業活性化が期待されている。
（２）2輪車情報ネットワークシステムの開発

大学院理工学研究科の共通科目「産学連携PBL」（次年度「産学・地域連携PBL」へ名称変更予定）において、大学院の授業「産学連携PBL」の枠組みのなかで、さいたま市から「貸自転車と情報ネットワーク化を組みさいたま市からレンタサイクルと情報ネットを活用し合わせて、街の賑わいを創出する新たなシステムコンセて新価値を創造するテーマを提供いただき、2グループトを検討する」というテーマを提供いただき、2グループがプロジェクト検討を行い、新たなシステムコンセプが興味を持ちプロジェクト検討を行った。その結果、プトを提案できた。

自転車を情報化と組み合わせて消費者どうしのグルーピングをSNSサーバーで行い地域事業主からの情報活用など街のにぎわいを創出する、自転車で参画する地域イベントを通して、地域の活性化へつなげるなどの、新た31 成果報告書 2 013

なシステムコンセプトが提案され、学生達のコンピテンして操縦できる、全く新しいコンセプトの制御システムシー向上に貢献する成果が得られた。の基本機能が確認でき、今後のさいたま市での市民の移動利便性の飛躍的向上が期待できることが明らかになった。また、さいたま市の優良中小企業との共同開発

研究（１）2輪車転倒防止システムによって、さいたま市発の技術イノベーションによる産業「 2 輪車転倒防止システム」の基本原理証の活性化へ貢献できそうであることが明らかになった。

明へ向けて2 輪車事故ミクロ調査、既存の「 2 輪車情報ネットワークシステムの開発」では、2グ自転車のふらつき状態の実験解析、ジャイロ装置を付加

ループがプロジェクト検討成果を挙げることができ、さしたときの効果向上の実験検証、ジャイロ装置の設計仕

いたま市長を初めとしてさいたま市側から高い評価をい様検討などを行い、基本コンセプト仕様をほぼ策定でただいた。この成果は、次年度以降のさいたま市の「次き、対象となる2 輪車と制御システムとしてのジャイロ装世代モビリティ・自動車特区」での活動計画である「特区置の基礎力学モデルを導出できた。模型実験装置を製実証実験」を行うプラットフォームとなりうるもので、次作したが、既存のパーツをできるだけ使用する低コスト

年度は大学院理工学研究科の授業である「システム工化を計ったために、最終目標とした機能に達することが学特別演習」「産学連携PBL」で次世代の学生達に引きできなかった。しかし、次回設計における懸案事項とそ継いで、プレ実証実験の企画・実施のステップへ移行すの解決へ向けた設計指針が得られた。

ることが可能となった。

また、さいたま市の優良中小企業と本学で、将来の量産を前提とした連携を行って、システムのメカトロ部品の共同ものづくり体制の構築へ向けた調整を始めることができ、さいたま市発の技術イノベーションの実現へ向けた準備が整いつつある。
（２）2輪車情報ネットワークシステム
貸自転車と情報ネットワーク化、SNSなどを組み合わせた二つの新システムコンセプトを提案できた。一つは消費者の行動から同じ嗜好を持つ消費者どうしグルーピングして、商店などの事業主からの事業案内情報を有効に伝達するシステムであり、もう一つは地域イベントを通じて地域の活性化を計るシステムで、共にさいたま市から高い評価をいただく成果となった。

社会貢献「2 輪車の転倒防止システムの開発」「2 輪車情報ネットワークシステムの開発」共に、さいたま市が主催して会長役を務め、本学が副会長役に就任している「パーソソナルモビリティ普及研究会」で2 〜 3か月に一度の定例会において報告、意見交換を行い、さいたま市の地域社会への成果としてまとめることができた。
「 2輪車の転倒防止システムの開発」では、高齢者や女性などの2輪車の操縦が不得意な市民でも安全・安心

2 013 成果報告書

32主なトピックス

2 輪車転倒防止システムの基本コンセプト

2 輪転倒防止システムの開発における卒業論文・修士論文研究

プロジェクトで検討してきたシステムの基本コンセプ

下記 4 名の卒業論文テーマが終了し、また1名の修論トを紹介する。2 輪車（自転車・バイク）はエネルギー効テーマを指導した。

率がよく、近隣への移動が手軽にできる利便性も持って社会に役立つシステムのコンセプト、機能仕様、設計いる。しかし、転倒事故が多く、事故時の致死率も4 輪仕様、実証方法などの検討を通じて、地域連携の教育の自動車の2 倍と大きいために、2 輪車での移動を敬遠効果を十分得られた。

する市民が多い。そこで、図1に示すように2 輪車にフラ卒業論文「ジャイロ効果を利用した二輪車転倒防止シスイホイールから構成されるジャイロ装置を後付で搭載しテムの開発」て、転倒防止を計るシステムを考案した。このジャイロジャイロ効果を用いた姿勢制御を実験で実証するた装置は図2に示すように、フライホイール軸を電動モーめに模型試作機を作成し、倒立制御の実験を行った。

ターで駆動し、その回転軸を別な制御用モーターで2 輪

モーターのパワーの選定や、フライホイール軸の偏心を車の運動状態に応じて振れ回し制御を行うようになって極力小さくする設計配慮が必要であることが分かった。

いる。この振れ回し制御により、2 輪車の車体には振れ

卒業論文「 2 輪車転倒防止用ジャイロ制御システム開発

回し回転速度ωに比例した下記のロール方向のジャイロ-2 輪車運転中のふらつき定量評価」

モーメントが作用することになる。
T=IωΩ
ただし、I：フライホイールの慣性モーメント、Ω：フライホイールの回転速度

2 輪車運転中のふらつきは、ハンドル切れ角とバンク角が相反関係にある走行状態によることが分かった。
卒業論文「HITLにおける2 輪転倒防止システム検討」
ライダー乗車時にもジャイロ効果の有用性が証明さ

すなわち、2 輪車のロール運動をフィードバックしてωをれ、また、装置効果には個人差がありライダーインザ制御すれば、走行条件に応じて安定して転倒防止の運ループで検討すべきことがわかった。

動制御を行うことが可能となる。

卒業論文「さいたま市における電動自転車の必要性につ

例えば、停止時に運転者が足を路面についていなくても車体を立たせておいたり、直進時には車体が直立に近いての調査研究」
さいたま市の電動2 輪車に対するニーズを民間アンい状態にしたり、旋回時には遠心力と重力の合ベクトルケートで調査し、必要性が確認できた。の向きに車体のロール角が一致するように制御すれば、

修士論文1年目「2輪車転倒防止システムの開発」中間成果

運転者は身体が車体と一体となる安定感を感じるはず

2 輪車の倒立状態の力学モデルの作成を試みた。

である。

図1：ジャイロ装置の2輪車への搭載

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図2：2輪車転倒防止制御装置の構造図（1軸運動制御型）

産学連携PBL授業による2輪車情報ネットワークシステムの基本コンセプト検討
9月18日にガイダンスを行い、さいたま市から2 輪車に情報ネットワークを加えるテーマをいただき、プロジェクトグループ分けを行ったところ、2グループがこのテーマを選択した。以下15回のPBL授業を行い、２回の中間発表を経て、１月22日に最終発表としてプロジェクト検討結果が報告された。その間、適時さいたま市のスタッフと本学の担当教員で、各プロジェクトの進度状況を見写真1：産学連携PBLでのグループ作業の様子

回り、適切な目標に向けた検討となるように教育指導を行った。
写真1にグループワークの様子、写真 2に最終発表状
況、写真 3に最終発表時の市長のコメント状況を示す。
2グループとも実現性の高い独自システムコンセプトを提案し、地域連携の効果が高かった。
2グループのプロジェクト活動成果は以下である。
【第1班】プロジェクト名：Happy Life Cycle
タグによるユーザー嗜好の把握による寄り道スポット提案、ナビによるユーザーどうしの交流、ナビを活用し

写真2：産学連携PBLでの最終発表

たお店間のポート混雑度緩和策などを入れたシステムを提案し、採算性の評価を行い、十分利益を上げられることが示された。
【第2 班】プロジェクト名：大宮区付近活性化プロジェクト
現在のコミュニティバイクの問題点である①回遊性を欠いた構造②料金体系③認知不足を解決するために、（１）eRingを活用した施錠機能を用いてステーション以外の場所でも自由に施錠保管ができる仕組みを導入（２）eRingアプリを活用した鉄道スポット巡り、ゆるキャ
ラスタンプラリー、大宮スイーツ巡りなどのイベントによるレンタサイクル認知度向上策を提案できた。

写真3：最終発表にはさいたま市長が聴講し、高い評価を与えた学生達が生活する地域での街のにぎわい創出へ向けた、自転車と情報ネットワークを用いた独自システムを検討する作業を通じて、社会に役立つ技術者としての自覚が高まり、実践的な技能取得の教育効果が得られた。

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