専攻科特別研究教授要項
生産システム工学専攻
教宮磯員
脇部

名和浩

研究テーマ
人一

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

指導方針・内容No.

人体適合性評価技術
高齢者や障害者の支援用機器は，残存機能を効率よく利を用いた福祉介護機器 用し足りない部分だけを機器で補助するパワーアシストの・運動補助機器の研究 考え方が必要である。しかし，この時にどのような補助がどのうな効果を持つかなどの情報は知られていない。そこ
で，人体適合性評価技術を応用して，高齢者や障害者が必要としているアシストシステムを開発する。

１

スポーツにおける生スポーツにおける競技力向上には筋力や筋パワーが必要
体の動作解析となってくる。これまでのスポーツにおける研究は，フォースプレートを用いた床反力の測定や筋電計測などが多く行われてきた。そのため生体内にかかる力の評価はほとんど行われていない。そこで，各関節モーメントなど人間の内部に働く力を評価し，技術力向上に役立てる。

３

鋼中非金属介在物の鋼中の非金属介在物の観察は，従来顕微鏡による平面観 ２形態・分布支配因子品 察によって行われていたが，鋼断面を数十μm厚みで多段研質に関する基礎研究磨し得られた写真を 3 次元合成することで，空間分布と支配因子を解析する。指導方法としては，基礎学問や実産業と研究のかかわりについて体感・理解してもらうとともに，課題解決の手法を確実に身につけるようにする。
マイクロ波加熱によ資源としての燐は輸入に頼っており，枯渇の懸念も有る。 －るスラグ中燐の回収
一方で，鉄鋼製造で発生するスラグ中には燐酸が含まれているが，従来の回収技術では大きなエネルギーを必要とする。本研究ではマイクロ波照射とテルミット反応を組み合わせることによりエネルギー効率の高い回収法を確立する。
指導法としては，前例のない本研究を通して何もないところから未知の領域に挑戦する研究手法を身につけさせる。

磯部

浩

一

鋳造工程の相変態力
鋼の連続鋳造では設備や鋳造条件等により過度の応力に ４学解析起因し，各種割れや鋳片曲がりが発生する。文献調査等で，割れや曲がりが発生する条件等を整理し，凝固計算や相変態力学解析により，鋳造条件等が鋳片内の応力場や曲がりに及ぼす影響を解明し，熱応力や変態膨張による割れや曲がりを防止する条件等を明らかにする。
各種鋼材熱処理時の鋼材の熱処理では変態に伴う変形で曲がりや歪みが発生変形挙動する。この熱処理での不均一変形に関し基礎実験を行い，冷却条件等が熱処理変形に及ぼす影響を調査し，また変態や熱応力まで考慮した相変態力学に基づく変形解析法を確立し，数値計算により上記曲がりや歪みへの冷却条件等の影響を解明し，熱処理歪み低減の指針を得る。

４

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

教
池木員

名

田

研究テーマ
洋澤悟

指導方針・内容

次世代半導体基板研
本研究は，半導体用基板加工プロセスにおいて，基板表磨システムの開発面の最終仕上げである研磨加工に関する研究開発を行う。
ここでは，基礎的な研磨メカニズムを取得し，研磨プロセスを構成する要素（研磨パッド，研磨剤，研磨定盤など）の最適条件，あるいは構造を探求する。必要に応じて研磨装置の一部を設計製作することもある。

７電界援用による新た本研究では，電界による吸引作用を応用し，研磨剤の流な研磨技術の研究
れ場を制御し加工物の研磨速度を向上させる新しい研磨技術を開発する。現在，そのメカニズム，最適条件については明らかにされていない部分がある。ここでは，基礎的な研磨メカニズムの取得と電界印加プロセスを理解し，最適な電界条件並びに関連する要素を開発する。

７

ロボットの応用技術
本研究ではセンシング技術を組み合わせて，リハビリロ ９に関する研究（上肢リ ボット等のロボット応用技術に必要な制御手法を研究する。
ハビリテーション装置 特に上肢用のリハビリテーション装置の開発を目的に麻痺の開発に関する研究） 患者のための運動サポート及び回復支援を目指したロボットを開発するための技術およびリハビリの達成度の関する評価についても検討する。
ロボットの応用技術
本研究ではセンシング技術を組み合わせて，ロボット応に関する研究（LEGO Mi 用技術に必要な制御手法を研究する。例えばモーションセ
ndstormsを用いた回転 ンサデバイス等用いて制御理論を併用し，制御目的を達成型倒立振子のモデル化 させるために制御対象をコントロールするためのシステムと制御）の設計と開発を行い，実システムの評価検討を行う。

宮脇和人

No.

９

ＦＥＳサイクルの乗下肢が麻痺した患者の筋肉に電気刺激を与えることによ １０車ポジション評価に関 り歩行を再建する技術（ＦＥＳ：機能的電気刺激）がある。
する研究
本研究は，一般的に市販されている車椅子に簡易的に取り付けることにより，下肢が麻痺した人に，ＦＥＳを併用して手軽にサイクリング運動を楽しんでもらえるような装置を開発することを目的とする。当研究では,特に乗車ポジションが，出力パワー，関節モーメント等に及ぼす効果について検討する。
スポーツ自転車の乗スポーツ自転車や一般軽快自転車のサドル高さ，ハンド １０
車ポジション評価に関 ル高さ，サドルとハンドルの距離などの乗車ポジションをする研究種々変更した場合の人体が発生するパワーや下肢の各関節の角度・モーメントなどを評価することで，最も運動効率の良い最適な乗車ポジションを探ることを目的とする。

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

教野安

員
澤名正東

研究テーマ和至

指導方針・内容No.

パルス管冷凍機の冷却特性と作動流体挙動の関係

パルス管冷凍機は，低振動で構造が簡単な冷凍機であり， １２最低到達温度も約 4 K 程度まで達成できることから，応用分野が広がってきている。本研究では，パルス管冷凍機内の作動流体挙動を可視化観測および圧力・温度変動の計測より明らかにし，冷凍性能との関連性を考察する。

極低温流体を利用した医療用伝熱機器の流動・伝熱特性

極低温流体を利用した医療用伝熱機器で発生する流動・ １３伝熱特性を明らかにする。極低温流体の取り扱いについて理解し，極低温流体に関する計測手法や機器の設計の際に考慮すべき事項を習得する。研究を通じて，生体内で発生する現象を含めた，医療用伝熱機器内で発生する物理現象を理解し，最適な条件について検討する。

ソフトスイッチング
一つのスナバコンデンサを組み入れ，すべての素子のソ １６を活用した高効率イン フトスイッチングを実現するインターリーブ式チョッパ回
ターリーブ式センサレ 路において，電圧と電流のセンサレス化を可能にする制御
スチョッパ回路手法の提案を行い，シミュレーションと実験を通じてその有効性を検討する。
インバータ直流部の電力変換器により構成される機器の高速高精度制御は， １６電流検出による電力変 負荷に流れる電流を検出，フィードバックし達成するのが換器制御一般的である。本研究ではインバータの直流部電流のみを検出し，負荷電流を推定することで電流センサ数の低減，ゲインやオフセット等の影響を排除したコンバータ制御法を提案し，シミュレーションや実験を通じて有効性を検討する。

駒木根隆

士

散乱電磁波を用いた物質の様々な物性を簡便に測定評価する手法を検討する。１７
材料物性の評価手法の (1)材料の誘電率などと散乱波電界強度の関係の理論的関係研究を導出する。(2) 放射電界中の被測定物から生じる散乱波強度を測定するシステムを設計する。(3)理論値と測定値の比較から，手法の課題を抽出して測定法の改善のための考察を行う。
無線電力伝送の研究

無線を用いた電力伝送において送電効率を高める手法を １７検討する。(1)種々の電力伝送方式の比較検討を行い，特徴および得失を明らかにする。(2)無線方式のためのシステム設計を行い，効率と主要なパラメータの関係を明らかにする。(3)システムを製作し，動作および送電効率を測定の上，性能を検証する。

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

教
安員

名

東研究テーマ至

指導方針・内容No.

分数スロット巻誘導
分数スロット巻誘導電動機にＰＡＭ方式を適用する場合，１８電動機を用いたＰＡＭ 従来の誘導電動機に適用する場合と比較すると，コンパク方式極数切換誘導電動 トで多極から多極への極数切換を実現できる。本研究では，機の等価回路による特 この場合の等価回路がどの様にあらわされるのか，等価回性算定に関する研究
路定数はどの様になるのかを理論的に研究する。また，得られた等価回路から特性を算定し，実機の実験結果と比較検討するものである。
ＰＡＭ方式を適用す
ＰＡＭ方式を適用するための分数スロット巻誘導電動機 １８る分数スロット巻誘導 は，設計によってはＰＡＭ方式を適用する前の段階で起磁電動機の設計に関する 力高調波を発生する可能性がある。また，ＰＡＭ方式適用研究後についても同様である。本研究では，ＰＡＭ方式適用前後の起磁力高調波等の特性がバランスするようにＰＡＭ方式適用前の分数スロット巻誘導電動機の設計を行い，特性算定法を用いて評価し，最適な設計方法について検討するものである。

田中将樹

液晶材料を用いた光液晶材料を用いた光学素子の分野では，液晶マイクロレ １９学素子の数値シミュレ ンズや液晶プリズム等の偏向素子の研究が行われている。
ーションに関する基礎 本研究では，主にこれらの液晶光学素子の光および電波の研究
伝搬に対して光線追跡法やＦＤＴＤ法により数値計算を行い，素子の設計・製作に関して検討を行う。
液晶材料を用いた回光の回折現象を利用した回折光学が素子の高機能化の点 １９折光学素子に関する研 から近年再認識されてきている。本研究では，可視光領域究あるいはミリ波領域における新規な制御デバイス創製を目的として，液晶と高分子による複合材料を利用した回折光学素子を設計・試作し実験的検討を行う。

平石広典

データマイニングを 多変量解析，ベイジアンネットワーク，決定木や帰納 ２０
利 用 し た 応 用 シ ス テ 論理プログラミングなどのデータマイニングの手法の学ムに関する研究
習と，それらのツールの利用方法について学び，実際のセンサーデータ，ログデータ，人間の行動に関するライフログなどのデータに対して，データマイニング手法を適用し，実際の応用システムとして設計と評価を行う。
ユーザインターフェ 携帯電話やタブレット端末などを利用したシステムの ２１ー ス 設 計 ・ 評 価 に 関 設計を行い，設計したユーザインターフェースの評価をする研究行う。携帯端末などの単純な操作によってより高度な機能を実現するためには，操作対象となるシステムでの自律的な動作が必要となる。そのための機械学習手法について学び，実際のシステムに組み込んで評価を行う。

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

教
伊員
藤名桂

研究テーマ

指導方針・内容No.

一 ミリ波アンテナの設計
本研究では車載レーダなどの用途を想定してミリ波帯に ２２と試作に関する研究おける小型で高効率な指向性アンテナの試作開発および評価を目的としている。研究は電磁界シミュレーションであるFDTD（有限差分時間領域）法を用いたアンテナの解析および設計，電波暗室を利用した測定環境の構築および試作アンテナの評価を中心に行う。
アンテナおよび高周アンテナの高効率化，高機能化のためには電磁界解析手 ２２波デバイスの最適化設 法を用いた最適化設計が必要となる。本研究ではFDTD（有計に関する研究
限差分時間領域）法と遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を組み合わせた設計法を提案し，その性能について検証する。具体的にはアンテナの整合による効率改善などの課題について取り組む。

伊藤桂一

ホ 菅原英子ニューラルネットワ
一般に，ニューラルネットワークはソフトウェアシミュ ２４ークのハードウェア実 レーションとして利用されるが，高速実行や組込みシステ装に関する研究ムへの応用を目的としてハードウェア実装が試みられている。その際問題となる配線及び回路量の増大を抑えた効率の良いハードウェア化手法について研究する。また，処理性能や大規模化実現可能性について検討する。
階層型ニューラルネ
階層型ニューラルネットワークにおける結合重みの学習 ２４ットワークの学習及び 法として一般に用いられる誤差逆伝播法のハードウェア化故障補償に関する研究 を行う。また，ハードウェア化に適した学習法についても検討する。結合重みの再学習により欠陥ニューロンの影響を取り除くことができるが，この性質を利用したハードウ
ェアの故障補償についても研究する。

平石広典

ホ 竹下大樹流体のCGにおけるシコンピュータグラフィックス，特に，流体のビジュアル ２５ミュレーション法の研 シミュレーション法の研究について指導する。対象とする
究現象は水流，煙等であり，粒子ベース，あるいは格子ベースでのシミュレーション法について研究を行う。
流体のCGにおけるアコンピュータグラフィックス，特に，流体のビジュアル ２５ニメーション制作手法 シミュレーション法の研究について指導する。対象とするの研究
現象は水流，煙等であり，そのレンリング法についての研究を行う。

（浅野清光）

数値解析による加速共振周波数をX-bandとした小型RF-gunの設計を数値解析 ２６空洞の設計手法により最適化構造を検討・決定する。

ホ 坂本文人
数値解析による電磁線形加速器内における荷電粒子運動の解析を，コンピュ ２６場内における荷電粒子 ーターによる数値計算により行う。計算手法にはParticle
運動の解析
in Cell法を用い，電磁場との相互作用の解析を行い，電子線形加速器における電子ビーム挙動の解析を行う。

No.：専攻科２年学修総まとめ科目（総表）のテーマNo.

教
安員

名

東研究テーマ至ホ 中沢吉博

指導方針・内容No.

電流モード制御によスイッチトリラクタンスモータは，次世代の省エネ・省 ２７るスイッチトリラクタ 資源モータとして実用化が期待されており，近年ではサインスモータの高効率化 クロン掃除機への応用が進んでいる。本研究では，電流モード制御をスイッチトリラクタンスモータに適用し，モータ効率および力率の改善効果についてシミュレーションおよび実機により検証を行う。
磁気特性を用いたス
スイッチトリラクタンス機は励磁タイミングを決めるた ２７イッチトリラクタンス めに回転子位置センサを必要とするが，その分コスト高とジェネレータの位置セ なる。本研究では電流と回転子位置により鎖交磁束が変化
ンサレス制御することに基づいた位置推定テーブルにより位置センサレス化を行う。本手法をスイッチトリラクタンスジェネレー
タへ適用した場合の有効性について検証を行う。

金金田田保保則則

電子状態計算手法の近年，具体的な物質の物性を電子状態レベルで理論的に高速化・高度化技術に 解明するために，様々な電子状態計算手法が用いられていかかる研究る。本研究では，既存の分子動力学法・電子状態計算手法のコード内容を理解しながら，新規コードの開発・高速化を主眼に，計算処理の並列化などに対応した，高度化された電子状態計算コードの開発を行う。

８

強相関電子系におけ本研究では，重い電子系と呼ばれる化合物群の電子状態る電子状態に関する理 解明を目的とし，固体物性論に関する基礎的・専門的知識論の習得から始める。さらに平均場的な電子相関の取り扱いによる計算理論の学習，Ce化合物をはじめとした具体的な物質に対しての電子状態の理論的計算を行い，さらに重い電子系に対する有効理論の構築を検討する。

６

メゾスコピック半導半導体薄膜やその微細加工技術の進歩により数百 nm か ２３体ヘテロ構造における ら数 nm のメゾスコピック・スケールにおける人工的な有電子構造計算とそれに 限量子多体系を作り出すことが可能になっている。現在は関連する物理の理論的 まだ実現されていないが，人工原子 (スーパーアトム) に研究おけるエネルギー準位や電子密度分布などを平均場近似や密度汎関数法を用いて計算し，自然原子との比較を行う。
メゾスコピック系にナノデバイスにおける電気伝導において「オームの法則」 ２３おける量子輸送の理論 は成り立つのかという問題意識を持ち，その基礎理論であ的研究
るメゾスコピック系における量子輸送理論についてともに学習し，伝導シミュレーターの構築を図る。