電子制御システム工学科

電子制御システム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．

制御システム工学講座
計測システム工学講座
電気電子システム工学講座
電子デバイス工学講座

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）
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
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
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，坂田誠一郎（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

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）
太陽エネルギーから機械動力の発生の研究	２１世紀は，エネルギーと環境問題が重要なテーマになります．そこで，太陽光のクリーンなエネルギーを有効に利用して，人間に必要な機械動力を経済的に発生させる研究をしています．	泉照之
ロボットの省エネルギー化の研究	ロボットを利用すると，人間はつらい仕事から解放されます．しかし，それによるエネルギーの多消費が地球環境を損ねてはいけません．コンピュータを中心に構成された計測制御システムを用いて，ロボットの消費エネルギーを節約する研究をしています．	泉照之
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）
新しい高密度磁気記録方式の開発	最近の情報化の目覚ましい発展により，記録の高密度化への要望が益々強くなってきています．ハードディスクは１Gビット／平方cmの超高密度メモリの実用化に近づいており，このような要望に答えるために，読み出しヘッドの開発や新しい方式を開発することを目的として，磁場によって電気伝導特性が変化する磁気抵抗効果を用いた高感度磁気ヘッド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）
超微細構造磁性材料の物性とナノスピニクスの開発研究	物体の大きさを原子の大きさの数倍程度まで小さくすると，その磁気特性や電気伝導特性が大きく変化することが期待されます．ここでは，磁性体の大きさを小さくしたときの物性を詳細に調べ，その新機能特性を応用することを目的として，磁性金属を数原子程度しか含まない微粒子を絶縁体中に分散させた膜や電極／磁性体／電極の微細構造膜におけるトンネル伝導特性と磁性との関係，半導体と微細構造磁性膜との積層膜における伝導特性などの研究しています．	縄手雅彦（磁気計測システム研究室）
障害者が情報機器を利用するための入力デバイスの開発	身体に障害を持つ人の社会参加を促進する上で，パソコンなどの情報機器の利用はハンディを乗り越えて業務を遂行する上で必須の要件となっています．しかし，健常者用の機器，特に入力機器は障害者にとって使いやすいとはいえない構造となっているので，音声入力やタブレットを利用した文字入力など，障害者が使いやすい機器のデザイン，構成に関して民間企業と共同で開発を行っています．	縄手雅彦（磁気計測システム研究室）
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．	古津年章，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）
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．	舩曳繁之，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．	舩曳繁之，山本真義（電気エネルギー制御研究室）
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の効率よい制御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，安井崇（信号処理研究室）
画像情報圧縮・画像処理システム・組み込み型マイコン応用に関する研究	ディジタル画像の情報量の圧縮（画像符号化），GPSを利用した位置情報を持つ画像記録・伝送システム，PICのような組み込み型マイコンを用いたディジタルシステム構築に関する研究を行っています．	神宮寺要，安井崇（信号処理研究室）
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）
分光エリプソメトリによるプラズマ-固体表面反応過程の研究	アルミニウムや鉄などの金属およびGaAsやSiCなどの半導体の表面におけるプラズマ炭化や窒化反応をその反応過程中に分光エリプソメトリ法で測定して，表面の反応メカニズムを調べます．	森谷明弘
次世代シリコン系半導体の結晶工学	現在の主流であるシリコンウエハの枠を越えた半導体の開発を目指しています．例えば液晶ディスプレイや太陽電池に必要な巨大面積の半導体を，ポリシリコン薄膜を用いて実現します．	北原邦紀
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
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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