生産システム工学科1/2（五十音順）
研究タイトル

教員氏名ページ

サイバーセキュリティ人材を育てる

小山 慎哉

3

ウェブサイトのつながりを調べる

河合 博之

4

新しい発電・役立つ発電の仕組み

川合 政人

5

工学技術の医療分野での臨床応用

川上 健作

6

コンピュータはなぜ正解を？

倉山 めぐみ7

風や水の流れをみる！測る！

剱地 利昭

8

電子の波動性を利用したデバイス

後藤 等

9

AIを応用した美容指導に関する研究

近藤 司

10

スマートフォンの活用法の研究

今野 慎介

11

空手の技をAIで判定する

佐藤 恵一

12

漁村型マイクログリッド

下町 健太朗13

ロボットの隊列移動の研究

鈴木 学

14

ノイズを利用して人間の皮膚感覚を人工的に再現する

高田 明雄

15

音と音楽を研究する

東海林 智也16

認知症予防システムの開発

中村 尚彦

17

1

生産システム工学科2/2（五十音順）
研究タイトル

教員氏名ページ

ロボット技術を活用した自立支援機器の開発

浜 克己

18

しずくのうごき藤原 亮

19

人工知能(AI)で海洋発電機を設計する

藤原 亮

20

金属材料の腐食・防食

古俣 和直

21

エネルギーの有効利用

本村 真治

22

ワイヤレス電力伝送によるエネルギー
ハーベスト

丸山 珠美

23

生体情報インターフェース

圓山 由子

24

電気を賢く作る・使う

三島 裕樹

25

有機系太陽電池の作製

湊 賢一

26

生体情報を利用しよう！

森谷 健二

27

クリーンエネルギー材料の開発

柳谷 俊一

28

磁気光学材料の開発と研究

山田 一雅

29

コンピュータによるものづくり

山田 誠

30

2

生産
システム工学科

サイバーセキュリティ人材を育てる

設計加工系

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

小山 慎哉
・インターネットを通じた攻撃は世界中で発生しています・攻撃から守るサイバーセキュリティ人材が必要です・サイバーセキュリティ人材を育てる教材を作っています
・教材作成
・攻撃体験
・防御演習

…

サイバーセキュリティ人材
DDoS

ウイルス

攻撃

防御ランサムウェア

現代社会の情報システム

インターネットは⼈々の⽣活を便利にしてくれますが、その⼀⽅で「ネットの悪⽤」「攻撃」により、利⽤者の秩序を乱す⼈たちが、世界には多くいます。そうした「脅威」から守るため、全国の⾼専では、「情報セキュリティ⼈材育成」に⼒を⼊れています。
この研究では、「サイバーレンジ」と呼ばれる、バーチャルなネットワークを作って、そこで「攻撃」の体験、および攻撃から情報システムを守る「防御」の演習をできるような教材を、全国の⾼専の先⽣⽅と共に作成しています。
その教材を使って、全国の⾼専⽣が情報セキュリティについて学び、将来において情報セキュリティを守る⼈材となっていくことを⽬標としています。
3

生産システム
工学科

設計加工系

ウェブサイトの つながり を調べる
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

河合 博之
インターネット上には膨大なサイトが存在し，現在も増え続けています（１９億サイト以上！2022年1月）
これらの つながり を調べる技術があります

画像引用：www.visualcapitalist.com

この技術は，Google などの検索サイトやfacebook などSNS分野，ビッグデータ解析等で利用されています
4

生産システム工学科

設計加工系

新しい発電・役立つ発電の仕組み～北海道にピッタリな新発電システムの提案～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ロボティクス系

ＩＴソフトウェア系

川合 政人
暖房機から出る排気の熱と雪の冷熱で動く北海道にピッタリな新発電システムや、スマートフォンの充電ができる災害時に役立つ小型発電機などを開発しています。
新発電システムのイメージ図
CO2ハイドレート

電力
CO2放出
CO2吸収

暖める

冷やす

アクチュエータ

見た目が氷に似た「CO2ハイドレート」を排気ガスの熱などで暖めて発電機を動かして電気を作ります。

水発電機

冷気や雪などで冷やして「CO2ハイドレート」を再生成します。

開 発 中 の 装 置 の 一 例

発電機

アクチュエータ

新発電システムの小型実験装置

災害時用の小型発電機
5

生産
システム
工学科

設計加工系

工学技術の医療分野での臨床応用～モーションキャプチャを用いた動作解析～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

川上 健作
モーションキャプチャ技術を利用した動作解析にて、ヒトの関節運動を測定します。得られた結果をスポーツ分野はもとより、病院などでの検査やリハビリに応用していきます。

モーションキャプチャでヒトの動作を測定

そのデータを基に・患者さんの今の状態を把握・治療，リハビリの効果を検証
・今後の治療に役立てる
6

生産システム工学科

設計加工系

コンピュータはなぜ正解を？
～カードを使って証明問題を解いてみよう!～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

倉山 めぐみ最近よく聞く“人工知能”。でもどこに使われているか、知っていますか？もちろん、車やロボット、ソフトに使われているけれど、学習の場面でも実は使われているよ！

何のカードを入れればいいんだ…

パソコンだって、考えればできるんだ！
ただ、人の手を借りないと何もできないけどね。
どうやって正解を見つけたのか考えてみて。

正解は…
△ADBと△AECにおいて仮定より AD = AE
仮定より AB = AC
共通な角であるから ∠BAD = ∠CAE
これらより２辺とその間の角がそれぞれ等しいから△ADB≡△AEC
合同な図形では対応する辺の長さは等しいから
AB=AC7

生産システム工学科

設計加工系

風や水の流れをみる！測る！
～生活に役立つ基礎研究～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

剱地 利昭○身の回りの空気や水の流れを観察します○集めた基礎データはいずれ社会の役に立ちます

流体計測の例ドクターヘリの速度（まわりの空気の速度）を測るためのピトー管

熱線流速計
髪の毛より細い流速センサーを開発

非常に小さな流速センサーを開発し円柱のまわりの速度分布を細かく計測しています．
他には可視化実験により渦運動を計測しています．
実験自体は地味ですが，計測方法の確立とその計測結果はいず
れみなさんの生活の役に立ちます．
8

生産システム工学科

設計加工系

電子の波動性を利用したデバイス
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

後藤 等
電子は通常粒子であるが、ナノメートル（nm = 10億分の1 m）というスケールでは波の性質（波動性）を持ちます。

従来の原理を用いたデバイスでは、集積化や小型化の限界が指摘されています。
そこで集積化や小型化の限界を打破する可能性の一つとして、この電子の波動性を利用した新しいデバイスの研究・開発が期待されています。
9

生産システム工学科

設計加工系

AIを応用した美容指導に関する研究

エネルギー系

ＩＴソフトウェア系

回路エレクトロニクス系

ロボティクス系

近藤 司
顔の画像を入力すると、特徴に合わせ、小顔効果が現れるよ
うなメイクの手法である、シェーディング、ハイライトを入れる場所と形状を教えてくれるシステムを研究しています。

....
分類学習セット丸顔面長（手法：ExtraTrees)AIによる分類器の作成

顔画像

分類器
指導セット
10

シェーディング

ハイライト

生産システム工学科

設計加工系

スマートフォンの活用法の研究
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

今野 慎介
スマートフォンは、様々なセンサを搭載した小さなコンピュータです。搭載しているセンサで、所持者の行動や周囲の状況（温度・明るさなど）を測定し、それらを分析して、様々な目的に役立てることができないか研究しています。

我々の周囲には、時々刻々とたくさんのデータを生成する機器が存在しています。その様なデータは一見、無意味そうに見えるものでも、詳しく分析すると様々な目的に役立つ情報が含まれている場合があります。現在、世界中で、その様なデータの分析法や、利用方法が研究されています。
11

生産システム工学科

設計加工系

空手の技をAIで判定するエネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

佐藤 恵一
AIで判定、試合の公平性を保つ。練習でも使える。

上段蹴り
有効〇

AI（ディープラーニング）
で技を判定、人間審判員を補助する。

空手はオリンピックの競技種目に採用され、注目が増しているところですが、審判には高度な技術が必要であり、試合の公平性を保つのが難しいです。
そこで、主審、副審そして第3のAI審判で試合の公平性を保ちます。極めて高額なシステムを必要としない、一般的なPCとカメラによる実現を目指しています。

12

漁村型マイクログリッド

生産システム工学科

設計加工系

海が主役のエネルギーシステム
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

下町 健太朗
漁村は海だけでなく，風力，太陽光などの自然エネルギーの宝庫です。不安定な自然エネルギーを水素に変えて使いやすくします。未来のエネルギーシステムでクリーン，省エネ，低コストを実現！

北海道の海辺は自然エネルギーのポテンシャルが高いのですが，エネルギーを使いきれないことや発電が安定しないことが問題になっています。この研究ではエネルギーの過不足を水素と燃料電池で解決したいと考えています。実現すれば，将来的には漁村だけで自立したエネルギーシステムを形成できるかも知れません。
＜研究で明らかにしたいこと＞• どんな電源をどれくらい導入すればよいか？
• 水素の管理や運用はどうすればよいか？
• 導入効果はどれくらいあるのか？
13

ロボットの隊列移動の研究

生産システム工学科

設計加工系～あひるの親子の行列をロボットで～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

鈴木 学：リーダロボット：フォロアロボット：カベ
安全に移動しているリーダのまねをしてついていけば、フォロアも安全に移動できますとは？
自分で考えて動くフォロアロボットを、『人の操作するリーダロボットをまねしながらついていく』ように制御すると、リーダロボットを先頭にした列となって移動するという隊列制御法です。
これから増えると思われる，たくさんのロボットで一つの仕事をする
ときの目的地まで移動などへの応用を目指しています！！
このようなロボットで列を組みます！
14

生産システム工学科

設計加工系

ノイズを利用して人間の皮膚感覚を人工的に再現するエネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

高田 明雄
1g程度から数kgの重さを感じる人工的な皮膚のように，人体がもっている繊細かつ高機能な仕組みを電気電子技術を使って人工的に実現し，ロボットや医療分野に役立てたいと考えています

ソフトウェアを使った回路設計・シミュレーション

回路動作を製作測定による性能評価

15

生産システム工学科

設計加工系

音と音楽を研究する
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

東海林 智也
わたしたちの研究室では音と音楽に関するソフトウェア（モバイル・パソコン用音楽アプリ）やハードウェア（電子楽器、音楽ロボット）の研究開発をおこなっています

モバイル用
音楽アプリ

電子楽器

ＰＣ用
音楽アプリ

音楽ロボットその他にも様々な楽しい研究をしています
詳しくは研究室のホームページを見て下さい16https://www.hakodate-ct.ac.jp/~tokai

生産システム工学科

設計加工系

認知症予防システムの開発～ロボット技術を活用して明るい未来を～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

中村 尚彦
認知症の予防に役立つようなロボットの開発を行っています。
運動だけではなく、例えば、趣味の支援やちょっとしたゲームなど、心が動く手助けをするロボットを開発しています。

遠隔地からの魚釣りを実現！

センサとタブレットを搭載した新しい歩行器！

遠隔魚釣りシステム

外出支援器

畑を走って電撃で害虫を駆除！

KINECTで操作する新感覚のロボットゲーム！

家庭菜園支援ロボット

対戦型ロボットゲーム

そのほか、生活の支援をするロボットの開発や公開講座として小学生向けの工作の考案を行っています。
YouTubeにて「函館高専中村尚彦研究室」と検索してみてください。
17

ロボット技術を活用した自立支援機器の開発

生産システム工学科

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

浜克己

日常生活や社会参加を行う上で，身体の機能や動作に何らかの不自由さを持っている人のために，その機能回復や動作補助をするための支援技術に取り組んでいます。
＜手指リハビリ支援機器＞ ＜自立行動支援用車椅子＞＜在宅用手指リハビリ支援機器＞
ナイロンフィルム素材の軽量な空気圧アクチュエータと小型のエアポンプで，自らの能動的なリハビリに加え日常生活動作にも活用できる，リハビリ支援と自立支援を統合した手指のための在宅用支援機器を開発しています。

＜自立行動支援用車椅子＞
高齢者や障害者が健常者と同じように社会参加をするための支援として，通常時と危険時とで制御を切り替え，段差や障害物の回避行動を行い，歩行困難者が介護者なしで外出できる自動運転車椅子を開発しています。
18

生産システム工学科

設計加工系

しずくのうごきエネルギー系

回路エレクトロニクス系

ロボティクス系

ＩＴソフトウェア系

藤原 亮「しずくのうごき」を研究します．実験で動きを観察・測定し，数式とシミュレーションで動きを再現・予測します．化粧品や医薬品，インクの開発に役立ちます．
実験で動きを観察・測定します
機械と電気の部品を組み合わせて装置を作ります．カメラでしずくのうごきを見ます．

装置の構成
実験装置

数式とシミュレーションで動きを再現・予測します 2 sin Genius!

カメラで見た映像から，しずくのうごきを数式で再現します．
パソコンにシミュレートさせて，動きを予測できるようにします．

   2    0
 sin r r  r   

液滴の支配方程式（かも…）

液滴のシミュレーター

化粧品や医薬品，インクの開発に役立ちます．
「しずくのうごき」が予測できるとノリのいい化粧品，好きなように量を調節できる点滴，使いやすいインクができるかも…？

もっと詳しく知りたいひとは，読んでみてね☆ドゥジェンヌ，ブロシャール-ヴィアール，ケレ『表面張力の物理学』，吉岡書店(2008)．
☆イスラエルアチヴィリ『分子間力と表面力』，朝倉書店(2013)．
☆藤原ら：非対称振動による微小液滴の輸送方法の確立，精密工学会大会学術講演
会講演論文集，CD-ROM，M13，東京，2015年3月．
19人工知能（AI）で海洋発電機を設計する

生産システム工学科

設計加工系

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系藤原 亮
人工知能（Artificial Intelligence, AI）のチカラで海洋発電機を設計します．
実験で海洋発電機まわりの流れを観察・測定します
機械部品や電気部品を組み合わせて装置を作ります． 3Dプリンタも使います．高速度カメラで流れを測ります．

AIで実験データの法則を学習します
高速度カメラの映像から，海洋発電機まわりの流れをデータ化します．
AIに学習させて，設計値と流れの関係を把握できるようにします．

正解率up！

より性能の良い海洋発電機の作り方を予測できます！
学習した設計値と流れの関係から，「良い性能を出すための設計値は何か？」という問題をAIに解かせます．
私達人間では思いつかなかった答えがでるかも！？

もっと詳しく知りたいひとは，読んでみてね
1. François Cholletほか 『PythonとKerasによるディープラーニング』，マイナビ出版(2018)．
2. 藤原ら，津軽海峡における潮海流発電装置の機械および発電特性の評価，土木学
会論文集B2(海岸工学)，76 巻 2 号(2020)．
3. 齋藤ら，発電機能を実装した津軽海峡における潮海流発電装置の評価，土木学会論文集B2(海岸工学)，77 巻 2 号(2021)．
20

生産システム工学科

金属材料の腐食・防食

設計加工系

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

古俣 和直
金属材料を使用し始めて、文明は大きく発展し、工業化も進みましたが、金属は腐食による劣化を生じます。腐食現象を研究し防食技術を確立させることで社会に貢献します。
電子顕微鏡観察1mm
アルミニウム製器物の腐食発生部（上から観察）

断面を観察
穴があいていた（孔食）≪⽔道管の防⾷研究≫10 mm
無調整水道水(錆こぶだらけ)

カルシウム
硬度調整水

大切な生活インフラの水道管は、腐食（サビ）していき、いずれ取り換える大工事が必要になりますが、水道水のカルシウム硬度を調整することにより、水道管の腐食速度が小さくなり、設備の寿命を延ばすことができます。
21

生産システム工学科

設計加工系

エネルギーの有効利用～いろいろなエネルギーを無駄なく利用する技術～

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ロボティクス系

ＩＴソフトウェア系

本村 真治
より少ないエネルギーで動く機械、捨てているエネルギーを再利用するための機械、自然のエネルギーを有効利用するための機械・・・このような機械の開発を進めています。
MHA：Metal Hydride Actuator
温度差で水素を吸放出する水素吸蔵合金を利用した駆動装置のモデル図

例えば、これはＭＨＡという温度差を動力に変換する装置。温泉と海水の温度差など未利用のエネルギーを活用できるかもしれない！
使いやすい回転動力を連続的に得るためのＡ－ＭＨＡの開発や、ビニールハウスの温度変化を利用して換気窓を開閉する装置の開発などを進めています。

圧力増加

ピストン

圧力減少
駆動力

水素吸蔵

水素放出
シリンダ合金合金

加熱

冷却

回転容器を採用して連続稼働を実現した
A-MHA(Autonomous-MHA)
MHA駆動型ビニールハウス用窓開閉装置
22ワイヤレス電力伝送によるエネルギーハーベスト

生産システム
工学科

設計加工系～電池なしで光るアクセサリ～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

丸山 珠美
私たちは、身近な空中を飛んでいるWiFiや携帯の電波や、電子レンジなどからわずかに漏れる電波を、アンテナでキャッチし電力に変える研究を行っています。

⇒ エネルギーハーベスト
電池無しでLEDが光るアクセサリー

バッテリーレスで走行中自動給電する電気自動車
電子レンジと同じマイクロ波を使って雪を解かす装置

雪融雪用マイクロ波で走るEV模型

モルタルブロック
スロット付き導波管
マイクロ波融雪装置

スロット付き導波管上走行中自動給電するＥＶ
23

生体情報インターフェース

生産システム工学科

生体信号で機械を制御してみよう！
設計加工系

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

圓山 由子
心拍、まばたき、呼吸、脳波…私たちの体は様々な信号を発しています。こうした生体情報を利用して、身近にある機器を操作するシステムについて研究しています。

脳波を使ったyes/no
意思表示装置

まばたきによる
文字入力

睡眠時心拍による、家電の制御

微小な筋電による機器操作

過去の卒業研究のテーマ
Mindwave moblieを用いたまばたきによる文字入力
まばたき時に発生した筋電を記録し、パソコンに文字（ひらがな）を入力するシステムを開発しました。
Fitbit Charge 2を用いた心拍による電気機器の自動制御
心拍から入眠/覚醒を検知し、家電を制御するシステムを開発しました。
24

生産システム
工学科

設計加工系

電気を賢く作る・使う～太陽光発電、スマートグリッドのしくみ～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

三島 裕樹
太陽光発電や電気自動車の普及などの新しい技術が普及しています。本研究では、そのような新しい技術を使って賢く電気を作ったり使うためのシステムを開発します。
本校に新たに設置したスマートグリッド実験装置

25

生産システム
工学科

設計加工系

有機系太陽電池の作製～未利用天然資源を用いた色素増感太陽電池～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

湊 賢一
北海道には広大な土地や農地、豊かな漁場、森林など豊富な資源が数多く存在しています。その資源を有効的に活用した新規環境・エネルギー材料の研究開発に取組んでいます。

= ?

+太陽電池電極の研究開発、函館地区の水産業によって排出される水産系廃棄物から色素を抽出・精製する研究およびその色素を利用した色素増感太陽電池の研究開発を行っています。

Electric Current Heating Method(ECH法)
Ceramic Bar (ZnO, TiO2 etc…)

DC POWER SUPPLY

線材状試料に直流電源を繋げて電気を流すことにより, 様々な形態の微細結晶作製が可能

26

1 m

ECH法を用いて作製した結晶

生産システム工学科

設計加工系

生体情報を利用しよう！
～感情など様々な情報がわかります～
エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

森谷 健二“おどろき”、“楽しい”、“不愉快”、“集中”など様々な感情や状態の変化を計測することができます。それらを「これは使っていて楽しい製品だ」などの評価に利用します。

集中！・・・してる?

集中しています！！
頑張っています！！
「まばたきで文字を入力する」、「動けと念じてロボットを動かす」、「健康状態をいつもみる」、さらには「このシャンプーをつかうと心地よい？」ということを判定する。
生体からの様々な情報を使って健康状態の診断やそれを信号として何かを制御することまで、医療・福祉から機械制御、製品評価までとてもたくさんの応用が考えられるのです。
27

生産システム工学科

クリーンエネルギー材料の開発

設計加工系

エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

柳谷 俊一
再生可能エネルギーを活用した
豊かで安全な持続可能な社会の実現に向けてクリーンエネルギー材料の開発を行っています

エネルギーの有効利用を目指した材料開発
熱電変換材料Liイオン導電材料

未利用熱

安全で高性能な充電池！

電気へ変換！

環境を守り、豊かで安全な社会を実現・維持するためにはエネルギーの有効利用が必要不可欠⇒ 節電だけでは不十分
新しい発電方法の開発や従来製品の高性能化が必要
半導体や導体などの電子材料の作り方を工夫してこれまでにない機能を持った新しい材料を開発します。
そのために、さまざまな最先端機器を用いてさまざまな実験を行なっています。
28

磁気光学材料の開発と研究

生産
システム工学科

設計加工系～世界の研究者と共に～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

山田 一雅
光と磁気は密接な関係です。「光」は通信にも使われていますが、情報記録法としてDVDやブルーレイディスクとして身近なテクノロジーです。日本が最も盛んに取り組んでいます。

ブルーレイ
ディスクの原理

図の出典: 新約・見てわかるパソコン解体新書(2007)、媒体名「ITmedia PC USER」より教育機関向け正式な使用許諾取得済（2016.1.7）

イギリスでの研究
イギリス中部のシェフィールド大学で「磁性体」の研究をして来ました。

29

生産システム工学科

設計加工系

コンピュータによるものづくり～3次元形状のデジタルモデリングと加工～エネルギー系

回路エレクトロニクス系

ＩＴソフトウェア系

ロボティクス系

山田 誠
3次元の複雑な形状を造るために，コンピュータを使って，測定したりデザインしたりすることで，デジタルモデルを作ります。
また，そのデータを削ったり，積層したりして形造ります。このようなコンピュータを使って精密に加工する技術です。

ものづくりは、想像、設計、そして、製造という過程からなっています。
コンピュータで3次元モデルを作ることと、それをいかに作るかの研究です。
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