博士前期課程・システム工学専攻

指導教員及び指導内容

「人材の育成に関する目的」及び「教育研究上の目的」

今日,我々の豊かな生活は,エネルギーに依存する度合いが極めて高く,特に近年知識集約的高度産業に見られるように,エネルギー生産にかかわる諸々の技術の高効率化が強く要望されています。

一方,生産システムが高度になるほど,周囲環境への影響に関する最適化,高信頼性,さらに,システムを連携する情報処理技術の高度化,統合化に関する要請も重要になってきます。また,工学は,人間生活を豊かにする学問でもあり,人体の健康管理にかかわるスポーツや,医療機器の性能向上等をとおして工学的見地から人間を支援する研究が重要になってきます。

本専攻は,このような今後の社会的要請に対応して,高効率性の追求と同時に,周囲環境及び人間への影響のフィードバックを考慮し,工学的見地からの人間支援,高度なネットワークシステムの構築などを視野に入れた柔軟で新しい科学技術の発展に貢献し得る優れた技術者,研究者を育成することを目的としています。このような目的に照らして,本専攻では「エネルギー工学教育研究分野」,「人間支援システム工学教育研究分野」及び「情報工学教育研究分野」の3教育研究分野を設けて,理論的,実験的に教育研究を行います。


研究分野の特色

「エネルギー工学教育研究分野」では,我が国の未来の繁栄の鍵を握るエネルギーシステムについて,高効率エネルギー変換技術,低エネルギー消費型輸送システム,新エネルギー開発等の最新知識の教育及び応用研究を行います。エネルギー工学の範囲は広く,熱力学を中心に伝熱工学,燃焼工学,流体工学等にわたっており,また,その応用範囲は,ヒートパイプを使った農業,医療の分野から,極超音速飛翔体用エンジンの設計といった先端技術の分野まで極めて広いものです。これらの背景を考慮して,本分野では,エネルギー工学の母体となる「熱力学」,「流体力学」にかかわる研究者で組織し,エネルギー先端技術の総合的な教育研究体制をとっています。

「人間支援システム工学教育研究分野」では,人間生活を工学的にサポートする視点に立って,最近のコンピュータ利用技術,計測・制御技術,データ処理技術を駆使し,人間系を含めたシステムの複雑な動的挙動の解析や設計への応用,生体を対象とした医療計測・画像解析システムの開発とシステム構築に欠かせない先進的な加工技術に関する学問分野を構成しています。そのため,本分野は,「生体情報制御工学」,「バイオシステム工学」,「ロボット工学」および「加工技術」の4領域の研究者で組織し,人間支援システム工学の総合的な教育研究を行います。

「情報工学教育研究分野」では,人間に友好的なインタフェース,高度な情報処理システム,知的ネットワークなど新しい情報化社会に適応するシステムの基礎研究や開発研究が課題となっています。本分野は,情報工学にかかわる研究者で組織し,システムとソフトの両面から電子・情報化社会の基盤をなすマルチメディア通信,知的ネットワークシステム,情報セキュリティ,ヒューマンインターフェイス,画像処理,バーチャルリアリティ,人工知能,ロボット等に関する先端的分野の体系的な教育研究を行います。


研究指導教員及び研究指導内容

エネルギー工学教育研究分野

担当教員 研究内容
小西 克享 教授
工学博士(東京大学)
専攻分野
内燃機関工学,燃焼学
研究テーマ
ディーゼル機関の燃焼シミュレーション
実用的なディーゼル機関の燃焼シミュレーション手法の開発を目標として,計算モデル(現象論モデル)の構築に関する理論的ならびに実験的研究方法を解説する。燃料噴霧モデル・噴霧燃焼モデル・化学反応モデルなどの開発に必要な実験および計測方法を修得し,実験結果と計算結果を比較検討することによりモデルの構築・改良を行う手法について教育研究を行う。
石原 敦 教授
Ph.D.(イリノイ大学)
専攻分野
伝熱工学,燃焼学
研究テーマ
1.固体ロケット推進薬の燃焼
2.ハイブリッドロケットの燃焼
多くの固体ロケットに使用される固体推進薬は,酸化剤と燃料成分からなる。しかし,その燃焼は,極めて曖昧なところが多く,実験的な調査が必要とされている。また,多くの固体ロケットから排出される排気ガスには,多量の塩化水素が含まれ,環境汚染の原因になることも懸念されている。
本指導教員の研究では,酸化剤と燃料成分を独立に燃焼させることにより,複雑な燃焼現象を単純化させ,複雑な燃焼機構を調べ,固体ロケットにおける問題を解明しようとしている。
小林 晋 教授
工学博士(東京大学)
専攻分野
高速気体力学
研究テーマ
衝撃波の反射現象および関連する現象全般に関する研究,
具体的には
1.衝撃波の斜め反射現象における反射面音響インピーダンスの影響
2.衝撃波の透過波に関する基礎的研究
高速気体中を伝播する波動,特に衝撃波が物体とどのような干渉をするかという問題について研究するため,実験的及び理論的な研究手法の理解と習熟を通して,新しい研究手法にも柔軟に対応できる応用力を養成する。実験結果の理論的な解析を通して物理現象を洞察し,仮説を立て,その仮説を証明するような実験を行い,実験と理論の双方向から現象を突き詰める。
長谷 亜蘭 講師
工学博士(千葉大学)
専攻分野
トライボロジー,機械加工
研究テーマ
1.トライボロジー現象の解明と診断・評価に関する研究
2.工作機械の状態監視と知能化に関する研究
トライボロジー現象(摩擦・摩耗現象)は,様々な機械システムにおける機械要素部品の摺動部に介在し,摩擦によるエネルギーロスや摩耗によるマテリアルロスを生じさせる。低環境負荷の観点から,様々な手法を用いてトライボロジー現象を解明し,摩耗理論の確立,現象診断や特性評価への応用を目指す研究を行っている。また,機械加工(主に精密切削加工)に関する研究として,マイクロ工作機械の開発や加工精度維持のための加工状態監視技術,工作機械の知能化に関する研究を行っている。
髙坂 祐顕 准教授
工学博士(佐賀大学)
専攻分野
熱力学,伝熱工学,流体音響工学
研究テーマ
1.水素燃料電池自動車への水素充填法
2.水素吸蔵合金を用いた水熱駆動型冷凍機の開発
水素エネルギー有効利用の問題は,国のエネルギー開発の重要課題とされており,今後,更なる発展が期待される分野である。次世代エネルギーである水素エネルギーを有効に利用するための水素貯蔵・輸送法および水素利用システムの開発を目標に熱力学,伝熱工学に基づき理論的・実験的研究方法を用いて熱解析などの計算モデルを構築し,燃料電池自動車の水素充填問題や水素吸蔵合金を使用した水素貯蔵器や熱駆動型冷凍機など水素利用システム開発に係わる研究を行う。

人間支援システム工学教育研究分野

担当教員 研究内容
趙 希禄 教授
工学博士(東京工業大学)
専攻分野
CAD/CAE,最適設計
研究テーマ
1.機械構造の軽量化設計
2.CAE技術による生産工程の最適化
3.最適化技術による機械製品の品質向上
コンピュータを利用して,機械分野の設計および生産現場の問題を解決するため,強度剛性,振動騒音や衝突特性などの問題解析,三次元複雑構造の形状最適設計,折紙工学を利用した高性能自動車車体構造の開発,板金プレス,樹脂射出成形やダイカスト鋳造など生産工程の最適化,複合材料からなる積層板・シェル構造の最適設計などの研究活動を行う。
福島 祥夫 教授
博士(工学)(群馬大学)
専攻分野
成形加工,CAD/CAE
研究テーマ
1.プラスチック射出成形加工・砂型鋳造加工における解析及び計測に関する研究
2.金型設計・加工及び最適設計手法に関する研究
3.CAD/CAEを活用した実用化設計に関する研究
日本はものづくりを主体として発展してきたことは言うまでもない。昨今では部品の軽量化に関する技術が注目を浴びていると同時に、如何に早く安く製造できるかという技術も重要である。これらに対応できるプラスチック射出成形や砂型鋳造など型を利用した部品製造、樹脂流動解析、湯流れ解析、品質工学などCAD/CAEや最適化手法を用いた効率化設計についても研究し、社会のニーズに対応できる技術者の育成を行う。
橋本 智己 准教授
工学博士(宇都宮大学)
専攻分野
ロボット工学,認知科学
研究テーマ
1.工学的心理モデル
2.搭乗型歩行ロボット
少子高齢社会を迎え,機械システムによる支援が期待されている。本研究室では,1)家庭環境で人間と共に生活し人間を支援する自律ロボット,2)要救助者を早期発見支援する災害救援ロボットの開発を進めている。
皆川 佳祐 准教授
工学博士(東京電機大学)
専攻分野
機械力学
研究テーマ
1.機械構造物の耐震性評価に関する研究
2.配管系の損傷モニタリングに関する研究
3.長周期地震動に対応した制振装置の研究
我が国において地震は避けられない自然災害の一つであるが,その被害を最小限に抑えることは,極めて重要である。ここでは,地震から機械構造物や建物を守る技術を研究する。具体的には,構造物がどれくらいの揺れに耐えられるのか(耐震性)の評価や,構造物の揺れを抑制する技術(制振)などの研究である。研究テーマに応じて,理論的検討,実験,シミュレーション解析,設計,開発などを行い,柔軟な思考力と深い洞察力を養う。
安藤 大樹 准教授
工学博士(名古屋大学)
専攻分野
機械力学,制御工学,システム設計工学
研究テーマ
1.機能的可変柔軟構造とその制御系の統合化設計
2.産業用小型電動ロボットハンドの開発
3.低侵襲外科手術用柔軟鉗子の開発
4.身体障害者用自助具の開発
制御機械システムにおける機構系と制御系を統合的に設計することにより、両系を区別して設計する従来の設計手法の限界をブレイクスルーする設計技術の確立を目指す。特に、柔軟性を積極的に利用することにより構造に新しい機能をもたせるコンプライアントメカニズム、機能的連続体、連続体ロボットなどの機構系と制御系の統合化設計の研究を行っている。
萩原 隆明 講師
工学博士(群馬大学)
専攻分野
制御工学
研究テーマ
1.PID制御に関する研究
2.制御対象の特徴を利用した制御系設計法に関する研究
様々な要素技術の発達にともない,制御工学が対象とするシステムは, 大規模化かつ複雑化し,あらゆる製品に制御理論が使われ,制御理論や制御技術は産業の発展に多大な貢献をしている。そして,新たな制御理論や制御技術が生まれると,さらなる性能向上や付加価値の増大が見込まれる。そこで,これまでの制御理論をベースにし,新しい制御理論や制御技術の研究とそれらの実システムへの応用に関する研究を行う。
高橋 俊典 講師
工学博士(東京大学)
専攻分野
塑性加工
研究テーマ
塑性加工を用いた微細加工
塑性加工は現在のものづくりを支える重要な加工法の一つである。加工精度は向上し,加工可能な形状,方法も多様なものとなっている。ここではこの塑性加工の基本的な性質を調べ,特に微細な形状成形を可能とする手法を探求する。

情報工学教育研究分野

担当教員 研究内容
渡部 大志 教授
博士(理学)(東北大学)
専攻分野
生体認証,メディア工学
研究テーマ
1.耳介を用いた生体認証技術による犯罪捜査支援システム
2.耳介を用いた生体認証技術によるスマートフォンの開錠アプリ
東京オリンピックを数年後に控え,競技施設や居住施設及びその建築現場への入退室セキュリティ管理の重要性が高まっている。ここで活躍するのが生体認証という技術である。現在では指紋,虹彩,手のひらや指の静脈,顔,声紋,筆跡,歩き方などが広く利用され,Android端末やiPhone,パソコンのログインをはじめ,高いセキュリティの求められる部屋への入退室や銀行のATM,さらに捜査機関の犯罪捜査支援などのセキュリティ技術に利用されている。当研究室では生体認証の研究を行っている。
鯨井 政祐 准教授
工学博士(埼玉大学)
専攻分野
ユーザインタフェイス,ヒューマンコンピュータインタラクション
研究テーマ
1.拡張現実感を用いて直感的に操作できるシステム
2.VR空間内での効果的なインタラクション
3.人指向IOT

コンピュータのコモディティ化に伴い,誰にでもわかりやすいユーザインタフェイスはますます重要になっている。本研究室では,拡張現実感,物理センサ,タッチパネル,スマートフォンなどを用いて,直感的で人にやさしいユーザインタフェイス/インタラクションを研究している。

井上 聡 准教授
工学博士(電気通信大学)
専攻分野
生体情報処理,ニューラルネットワーク
研究テーマ
1.メンフクロウによる高精度音源定位マップ形成のニューラルメカニズム。
2.時空間的タスクを実現するワーキングメモリに関する研究。
3.最適化問題のニューラルネットワークによる解法
生物がもつ脳内での情報処理機能,特に視覚・聴覚を中心とした感覚系情報処理プロセスや,感覚刺激により誘起される運動の制御メカニズムについて考察する。そして,その緻密な機能をニューラルネットワークの理論に基づきコンピュータ上に再現,シミュレーションを行い,感覚情報処理・運動制御をシームレスにとらえる研究を行う。また生物がもつ優れた情報処理機構を工業的に応用する方法についても併せて検討する。
山﨑 隆治 准教授
博士(医学)(大阪大学)
専攻分野
医用画像解析学
研究テーマ
1.骨関節の3次元形態・運動機能計測
2.医用画像処理技術の研究・開発
3.医療用自動解析ソフトウェアの開発
一般に医療機関では、病気の検査、病態の可視化などを目的として、多くはX線レントゲンやCT装置などから取得される医用画像が利用されている。それら医用画像情報を適切に処理、認識、可視化し、病気などの情報を正確に計測、解析することは、精密な診断、治療方針の決定などに極めて重要である。当研究室では、様々な情報工学技術(画像処理技術)を開発し、医療分野に応用する研究を行っている。
前田 太陽 講師
理学博士(金沢大学)
専攻分野
問題解決環境(Problem Solving Environments)
研究テーマ
1.支援システムの開発
2.自然科学分野の可視化、社会科学分野の可視化
特別な知識やスキルがなくとも利用できるコンピュータシステムである問題解決環境の構築と,アプリケーションに必要となる,可視化,分散・並列計算による作業効率化の研究を行う。計算科学と計算機科学がより融合した支援システムの構築を目指す。

授業科目

エネルギー工学教育研究分野

授業科目

  • 熱力学特論
  • 内燃機関特論
  • 流体力学特論
  • 高速気体力学
  • 伝熱工学特論
  • トライポロジー特論
  • エネルギー工学特別演習I~IV
  • エネルギー工学特別輪講I~IV
  • エネルギー工学特別実験I~II
人間支援システム工学教育研究分野

授業科目

  • 機械力学特論
  • ロボット工学特論
  • 塑性加工学特論
  • 地震工学特論
  • 最適設計特論
  • 人間支援システム工学特別演習I~IV
  • 人間支援システム工学特別輪講I~IV
  • 人間支援システム工学特別実験I~II
情報工学教育研究分野

授業科目

  • 可視化情報工学特論
  • 離散幾何学
  • 楕円曲線暗号
  • 顔画像認証のための画像処理特論
  • 計算機工学特論
  • 神経情報処理特論
  • ネットワークコンピューティング特論
  • シミュレーション工学特論
  • 情報工学特別演習I~IV
  • 情報工学特別輪講I~IV
  • 情報工学特別実験I~II
システム工学専攻・共通

授業科目

  • インターンシップ
  • 技術経営論(MOT論)

 

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