機械・電気電子工学科

機械・電気電子工学科で行っている研究

　本学科では，「広い視野に基づいた深い研究」という理念のもと，メカトロニクスから半導体デバイスに渡る幅広い研究を展開しています．ここでは，各講座・研究室で行っている研究テーマの概略を紹介します．詳しくは各研究室のホームページをご覧ください．

制御システム工学
計測システム工学
電気電子システム工学
電子デバイス工学

制御システム工学

制御システム工学

　機械システムの知能化と高信頼性を図るために必要な自動化制御技術，機械の振動解析，機械材料の強度解析，メカトロニクス技術に関する総合的な教育・研究を行います．

研究テーマ	あらまし	担当教員（研究室）
自動走行自動車が緊急事態を回避するための制御系設計	高速道路を自動運転で走行中の車輌の前方で事故などの緊急事態が発生した場合など，緊急に走行レーンを変更する必要が生じた時に，車輌がスピンなどをしないように適正なハンドル操作を行うような操縦制御系を設計することを目指して，計算機シミュレーションによる研究を行っています．	谷口隆雄，濱口雅史（ロボット工学研究室）
メカトロニクス機器のインテリジェント制御	人間の腕と同じ自由度数を持つ冗長マニピュレータを２台用いて人間が両手を使って行うような作業をさせるための研究や，自律移動ロボットを複数台用いて協同で運搬作業をさせるための研究など，機械を人間のように賢く動かすための研究を行っています．	谷口隆雄，濱口雅史（ロボット工学研究室）
スマート構造物の最適設計に関する研究	構造物や工業材料を設計する為には，予想される負荷の下で部材や材料に生じる変形状態や内力状態を知っておくことが必要です．そこで，コンピュータシミュレーションによって色々な先進工業材料の変形や内力を解析し，さらにそれらの結果に基づき最適化手法を用いて構造や材料の設計を行っています．	芦田文博（工業力学研究室）
ブランコの振り付け・振れ止め制御	身近な非線形制御問題の一つです．重心移動による振り子の振動制御の原理を明らかにし，効果的な制御方法を研究します．	吉田和信（制御工学研究室）
倒立振子の振り上げ安定化制御	非線形制御のベンチマーク問題の一つです．エネルギ制御の観点からこの問題にアプローチします．	吉田和信（制御工学研究室）
機械要素設計・歯車装置の設計に関する研究	機械要素，特に航空機用薄肉歯車，宇宙開発用波動歯車装置，産業ロボット用ピン歯車装置，風力発電用遊星歯車装置などの機械設計，有限要素法を用いた静・動的な強度解析及び運転性能テストとシミュレーションに関する研究を行っています．	李樹庭（機械設計研究室）
やわらかい材料と構造の力学に関する研究	エラストマーやゲルのような「ソフトな材料」やフィラメントやフィルムのような「フレキシブルな構造」に関する力学現象の理解と設計問題への応用に取り組んでいます．関連する応用の例は，フレキシブル／伸縮性エレクトロニクスやマイクロセンサ・アクチュエータから等身大スケールの自動車・航空機・建築物に関連する部材に及んでいます．	森本卓也（工業力学研究室）
揺らぎのある調和励振を受ける振動系の応答	振動解析では多くの場合，外力を純粋な正弦波と仮定した調和励振に対して行われています．しかし，対象とする機械などを長時間運転する時には，励振の振幅や位相，振動数などが一定ではなく揺らぎを持つ場合もあります．このような揺らぎのある調和励振に対する応答は，純粋な調和励振に対する応答とどのように異なるのかを研究しています．	田村晋司（機械力学研究室）
多様体上の非線形制御系の制御理論とその応用	移動ロボットの姿勢制御や障害物回避，フォーメーション制御などについては，線形制御で扱っているユークリッド空間上の制御理論では厳密な安定化・最適化を扱うことが不可能です．そのため非ユークリッド空間の一種である多様体上の制御系の制御理論・応用問題を研究しています．	都築卓有規（制御工学研究室）

計測システム工学

計測システム工学

　“通信”が人間同士の情報交換を目的とするのに対し，“計測”は，人間と「もの」とのコミュニケーションと云えます．近年，計測技術は，単にものを「測る」だけではなく，更に高度な情報抽出や様々な応用技術を視野にいれた“システム技術”として発展しています．我々の講座では，エネルギー，機械振動，磁気微細構造，自然環境などの計測技術を中心にした基礎，応用，システム技術の研究を行っています．

研究テーマ	あらまし	担当教員（研究室）
脳の機能に障害がある人の支援技術の開発	高次脳機能障害や発達障害など脳の機能に障害がある場合，認知や記憶，遂行機能などの障害のため学習や生活，就労に不利益が生じているのが現状です．情報技術を活用してそれらの人々のリハビリテーションや機能訓練を支援する方法の開発を行っています．	縄手雅彦（磁気計測システム研究室）
ヒューマンインタフェースに関する研究	小型画面による電子映像の視聴機会が増えていますが，画面サイズは呈示された情報の認知に影響するのでしょうか．画面サイズと視覚認知の関係について実験を行っています．	縄手雅彦（磁気計測システム研究室）
ナノ構造磁性体におけるスピン構造の理論解析	磁気ランダムアクセスメモリの実用化も近づいていますが，磁性材料をナノ構造デバイスに組み込む技術が重要になってきています．そのような微小構造体の磁気的性質を第一原理計算により理論的に解明する研究を行っています．	縄手雅彦（磁気計測システム研究室）
新しい光計測技術の開発	ディジタルホログラフィや干渉計測を含む新しい光計測技術を開発し，産業への応用を目的として研究しています．最近では，ディジタルホログラフィを用いた粗面物体の３次元形状や塗料乾燥の定量的な評価法について研究しています．	横田正幸（光応用計測研究室）
レーザ計測・光ファイバ計測	独自に提案したコヒーレンス補償法により，通常レーザでは不可能な長い距離の干渉計測を実現し，遠くの小さな距離の違いを分解する方法や，光ファイバを伝搬する極めて速い信号を正確に計測する技術の研究をしています．また，光ファイバで生じる非線形現象などを利用して，歪や温度，振動の分布を測定する光ファイバ計測技術の研究を行っています．	伊藤　文彦
打撃音による壁面の異常診断	古い建築物において外壁の一部が落下することがあります．安全性を確保するために落下の可能性のある部分を検出する必要があります．これまで人がハンマーを用いて壁面を打撃して，その打撃音から判断を行ってきた．本研究では，人の代わりにロボットによる自動打撃診断システムの研究開発を行います．	周海（コンピュータ計測研究室）
地球環境リモートセンシングに関する研究	電磁波を利用した自然環境の計測技術を開発し，地球環境の保全に寄与することを目的とし，特に，従来からの可視赤外による計測とは異なる特徴を持つマイクロ波の利用に重点を置いて研究をすすめています．現在は，衛星搭載レーダを用いた地球規模の降雨や汽水環境の計測，光と電波を用いた超高層大気の観測技術などの研究を中心に行っています．	下舞豊志（遠隔計測研究室）

電気電子システム工学

電気電子システム工学

　インバータに代表されるパワーエレクトロニクス機器や携帯電話・コンピュータなどの高度情報機器は，日常生活に欠かすことができません．これらを実現しているパワーエレクトロニクス機器を用いた電気エネルギー制御技術や高度情報化のための情報・信号処理・通信技術について，教育・研究を行います．

研究テーマ	あらまし	担当教員（研究室）
光信号処理に関する研究	光信号を伝送した際に生じる各種歪を補正する光信号用の等化器に対する新しい設計法の開発を行っています．また，光集積回路の超小型化を可能とするフォトニック結晶と呼ばれる新しい材料を用いた光デバイスの設計に関する研究も行っています．	神宮寺要（信号処理研究室）
高度通信システムに関する研究	将来のブロードバンド，ユビキタス情報通信サービスを支える高度通信システムの研究を行っています．特に，広帯域性などの優れた性能とポテンシャルを有する光ファイバ通信ネットワークの構成法と，光増幅技術などの要素技術の開拓を検討しています．	増田浩次，北村心（光エレクトロニクス通信研究室）
画像工学とその基礎となる視覚情報処理の研究	画像工学の研究開発とその基礎となる視覚情報処理の解明，応用を主な分野としています．画像メディアでは，主に，立体・3次元表示装置とそれらに関係する入力装置の研究開発を行っています．また，視覚情報処理の研究では，心理物理的な評価や生体計測により，画像システムの設計にかかわる機能の解明を目指しています．	矢野澄男（画像工学研究室）
分散型エネルギーシステムと電力品質改善	地球環境や化石燃料枯渇の問題から，太陽光発電，風力発電などの自然エネルギーの利用が期待されています．しかし自然エネルギーからの発電はその発電電力が自然環境に大きく影響される等，電力の安定供給の視点から改善すべき問題点を有しています．そこで，エネルギー貯蔵技術や近い将来に実用化が期待されている燃料電池を併用した自然エネルギー利用システムの開発を行っています．また，これらが系統へ接続されたときの電力品質改善技術の開発も同時に行っています．	山本真義（電気エネルギー制御研究室）
電気自動車用パワーエレクトロニクス回路の高性能化	21世紀に入り自動車業界は，車両動力をエンジン駆動方式からモータ駆動方式へ大きくハンドルを切り始めています．モータ駆動方式車両の技術的な要はバッテリーとACモータを中継するパワーエレクトロニクス回路です．バッテリーからACモータへいかに効率良く電力を供給するか．車載用部品としていかに小型軽量化させるか．この主な2点に注目した新しいパワーエレクトロニクス回路について，計算機シミュレーションだけでなく試作実験機を用いた評価，さらには実際の車両を使って自分達で電気自動車を作成することによる実証的評価も行っています．	山本真義（電気エネルギー制御研究室）
非侵襲脳計測データの解析手法の研究	生体計測データの解析手法の研究をしています．具体的には，人の脳活動を頭の外側から計測したデータである，脳電位(脳波)，脳磁図，fMRIなどの解析を行っています．例えば脳電位の場合は，計測するときに，脳の活動に由来する信号だけではなく，眼電位や心拍などに由来するノイズが混入しています．これらの不要な信号を取り除き，脳活動が生じている位置や時刻を特定するための，データ解析手法の開発を行っています．	中村和歌子（情報通信システム研究室）

電子デバイス工学

電子デバイス工学

　パソコンの内部で中心的な役割を果たしている半導体集積回路や，光通信を担っている半導体レーザに代表されるように，電子デバイスはあらゆる先端電子機器の発展の原動力となっています．我々の講座では電子デバイスの母体となるさまざまな半導体について，結晶成長からはじめ，結晶の電気的，光学的性質や構造の解明，電子デバイスへの応用，半導体集積回路の高性能化の研究を行っています．

研究テーマ	あらまし	担当教員（研究室）
シリコン系ナノスケールデバイスおよび薄膜デバイスの研究	集積回路のブレークスルーを目指し，SOI（Silicon on Insulator），立体構造，Geなど新構造やシリコン以外の新材料を導入した低エネルギー超高速・高信頼化ナノデバイスの研究，および，高機能情報システムの実現に向けた高性能・高信頼化薄膜デバイスの研究を行っています．	土屋敏章（機能システム化デバイス研究室）
光デバイス用の新構造の開発	半導体人工超格子による量子力学的効果を利用した半導体レーザーをはじめとする光デバイス用の新結晶，新構造の開発をしています	梶川靖友（量子物性研究室）
化合物半導体光デバイスとナノ材料の医療応用	低コストな照明用発光ダイオードや近紫外域の半導体レーザへの応用を目指した酸化亜鉛薄膜の成長技術，酸化亜鉛ナノ粒子の生成，及びデバイス技術の開発を行っています．また，酸化亜鉛ナノ粒子を用いた蛍光標識などの安価で安全な医療応用技術の研究を行っています．	藤田恭久
先端電子材料設計の研究	電子デバイスは，半導体を中心に，金属や絶縁体など，様々な物質で構成されています．組み合わされた物質の性質を第一原理計算などの計算物理的手法に基づいて調べることを通して，新概念・新原理に基づく先進的な電子デバイスの創造に向けた「先端電子材料設計」の研究を進めます．	影島博之
スパッタエピタキシャルによる4族系単結晶太陽電池の開発	本研究室では太陽電池や薄膜トランジスタ(TFT)などに代表される大面積半導体デバイスについて研究開発を行っています．このような大面積デバイスでは製造面積が多大になるため，製造において環境にやさしいことや低コストであることが求められています．研究室では製造プロセスにこの特徴を持つスパッタ堆積法を，使用材料に安全で豊富なSi，Ge，SiC等の４族半導体材料を，新しいプロセスによる新しい構造を持つ太陽電池デバイスを提案しています．	葉文昌
半導体表面／界面制御に基づく新機能デバイスの研究	Si系及び化合物の半導体表面／界面で生じる現象の解明とそのデバイス応用を目指します． MOS界面準位の電荷捕獲を応用した新メモリ素子や，Si上に成長させた化合物半導体をチャネルに持つ高移動度トランジスタなどの研究を進めていきます．	吉田俊幸

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