研究紹介

システム情報科学専攻で行われている研究を紹介します.


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小型パワースーツの開発

農作業や介護の現場では,腰を屈め続けたり,重いものを持ち上げたりと腰や腕に大変な負担がかかります.そこで,体に身に付けるだけで筋力を補助して楽に作業ができるようになるスマートスーツをつくる研究を行っています.
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視覚フィードバック制御とロボットビジョン

ブドウ畑で雑草を刈ったり建物の中を歩き回るロボットには,視覚・触覚センサとその情報から物体を認識する能力が求められます.そのための画像認識技術と,画像情報を元に不整地を走行するナビゲーション技術を開発しています.
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移動ロボット,人工衛星のための制御システム設計

宇宙ロボットの姿勢制御や車の車庫入れの操作を機械が自動で行うのは非常に難しい制御が必要です.それに必要な制御理論に関する研究を行っています.また,複数のロボットが隊列を組んで移動するときにどのような隊列にすると効率がよいのか?広大な作業場所にロボットを配置するときに,どのようにして分散させて配置させるのか? といった研究も行っています.
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ヒューマノイドロボットによる高度作業支援の実現

ヒューマノイドロボットは,人間の居住空間への高い適応性を持っています.この特長を活かし,ヒューマノイドロボットを,福祉・介護等の対人サービスやプラントなどでの作業代行へ応用するための研究を行っています.
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脳神経外科手術ハプティックシミュレータの開発

ハプティックデバイスという装置を用いて,コンピュータグラフィックスで提示される仮想的な物体を触った感触を擬似的に体験させるシミュレーションを,ハプティックシミュレーションと言います.脳神経外科医がトレーニングしたり,手術計画の立案・確認を行うことができるような,脳神経外科手術ハプティックシミュレータを開発しています.
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垂直離着陸型無人航空機の開発

災害発生時のレスキュー活動への応用を目的とした無人航空機を開発しています.そのような無人航空機は,災害発生時には素早く被災地に到達することが求められますが,一方で被災地上空では空中停止(ホバリング)できれば,より詳細な観察・撮影が可能となります.そこで,移動時には飛行機のように水平飛行し,観測時にはヘリコプターのようにホバリングできる無人航空機の開発を行っています.
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メガソーラー太陽光発電所

稚内市に巨大な太陽光発電所(メガソーラー)があるのをご存知ですか.太陽光発電は日差しによって出力が変動するので,作った電気をそのまま送電線に載せると,電圧や周波数が変動して電力網が不安定になります.そこで太陽光発電の電力を安定化するための研究を行っています.
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高柔軟・高信頼電気エネルギー流通システム

従来は電力会社だけが発電所で電力を作っていましたが,それ以外の会社でも電力を作って売ることができるようになりました.また,作った電力を貯めておくエネルギー貯蔵技術の開発や停電や電圧の変動を抑える様々な新しい技術が開発されています.これらの技術を融合させた近未来のエネルギー環境の実用化に向けた研究を行っています.
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マイクロ水力発電

水力発電所というと巨大なダムを想像しますが,身近にある小さな小川や用水路でも電気を作れます.そのためのマイクロ水力発電と,そこで用いる高性能な制御回路の研究を行っています.
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システム設計のための高精度数値解析技術

磁気ヘッド,アンテナ,超電導機器などの特性解析を高精度高速に行うための数値解析技術に関する研究です.近年,注目を浴びている環境電磁界などの解析も行っています.これらの研究は,装置の高性能化や環境に配慮した装置の製造に貢献しています.さらに,これらの状態の理解を助けるための可視化ツールの開発も行っています.
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マクロスケール現物融合型設計技術

飛行機の上から地上にレーザーを当てて,地形の凹凸などのデータを収集することができます.これで得られた膨大なデータから,特定の物体を自動で見つけ出したり,街路樹や建物を除いて道路の形状だけを取り出したりする研究を行っています.
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エネルギーハーベスティング

橋や鉄塔など構造物,自動車や航空機のエンジンの微小振動により無線センサーを動作させるための振動発電機を開発しています.通常のバネ振動では共振周波数の近くで電力を発電できますが,当研究室の振動発電機はカオス振動を発生できるため,広い周波数帯域で発電可能です.今後は人の動きで動作する振動発電機を開発し,健康状態を計測する無線センサーを実現したいと考えています.
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次世代ハイブリッド自動車用レアアースフリーモータの開発

ハイブリット自動車や電気自動車が注目されていますが,その心臓部といえるのが小型で高出力なモーターです.このモーターには強力な磁石が必要で,レアアースとよばれる希少な元素が必要でした.そこで,レアアースを使わなくても従来と同じパワーを出せる次世代モーターの開発を行っています.
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移動ロボット,人工衛星のための制御システム設計

宇宙ロボットの姿勢制御や車の車庫入れの操作を機械が自動で行うのは非常に難しい制御が必要です.それに必要な制御理論に関する研究を行っています.また,複数のロボットが隊列を組んで移動するときにどのような隊列にすると効率がよいのか?広大な作業場所にロボットを配置するときに,どのようにして分散させて配置させるのか? といった研究も行っています.
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機械学習によるロボット制御

初めて自転車に乗るときや,難しいスポーツの技を体得するときは,何度も失敗しながら試行錯誤により正しい筋肉の動かし方を学びます.これと同じようにロボット自身に歩き方や段差の超え方などの行動を自律的に学習させる研究を行っています.
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サイバーフィールドモデリング

実世界のさまざまな対象とその挙動をコンピュータの中で表現して,製品・設備の設計・生産・保守等を支援するためのサーバーフィールドの構築を目的としています.実世界と仮想世界の間の情報連携手法,動く物体の挙動をコンピュータの中で簡潔に取り扱うめの4次元形状モデリングなどの研究を行っています.
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電子機器の最適化設計

モータなどの機器の設計では,与えられた仕様を満足して「最も性能が良い物」を作ることが求められます.そのために,コンピュータシミュレーションを使って,コンピュータの中で形状を様々に変化させて,その中でもっとも性能の良い形状を探し出します.この最適化設計に関する研究や,シミュレーションの高速化,高精度化を目指した様々な研究を行っています.
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デジタルヒューマンモデルによる仮想エルゴノミック評価

携帯とかデジカメが操作し易いかどうかは実際に手に持ってみないと分からないものですが,これをコンピューター上の仮想空間の中で,どのくらい「持ちやすいのか」,「操作しやすいのか」を計算してしまう研究を行っています.これにより何度も試作を繰り返さなくても,コンピュータ上で製品を設計することができて,開発のスピードアップ・コスト削減を実現できます.
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フィールド情報学とは?

空間的と時間の広がり中に多様さと複雑さをもったもの-そうしたものをわたしたちはフィールド(Field)という言葉で表現しています.農耕地や森林,工場システム,電力システム,ロボットシステム,エレクトリックデバイスの電磁界など,一見すると全く違ったものが,フィールドという観点からは共通した性質が見えてきます.そのフィールドに対して,モデリング,アナリシス,シミュレーション,コントロール,モニタリングなどの先端的な情報技術を適用して,情報強化されたフィールドを構成する方法論を確立したい,それがフィールド情報学の目指すところです
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小型パワースーツの開発

農作業や介護の現場では,腰を屈め続けたり,重いものを持ち上げたりと腰や腕に大変な負担がかかります.そこで,体に身に付けるだけで筋力を補助して楽に作業ができるようになるスマートスーツをつくる研究を行っています.
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大規模災害被災者の救命救助活動を支援技術の開発

大地震や洪水などの広域災害が発生した場合,被災地での情報の収集と配信を速やかに行うことが,効果的な救助や安全な避難を行う上でとても大切です.そこで,災害情報収集用の情報気球InfoBalloon の開発を始めとして,木造家屋の倒壊する過程や倒壊後のがれきの構造をコンピュータシミュレーションによって調べる「がれき工学」の研究を行っています.
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