2014年度 工学部精密工学科 卒業論文テーマ

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受入教員別テーマ一覧

淺間 一 教授 テーマ一覧
テーマ 1. 人共存環境下で動作するサービスロボットの行動決定 2. 運動主体感に基づく能動的ヒューマンインタフェースの開発
狙い  人と共存する環境でサービスロボットを適応的に動作させるには,人の行動を予測することが必要となります.そこで,その予測を行う際に必要となる,人の意図も含めた,人の行動のモデリングを行います.環境情報を入手・管理するとともに,人の動きを計測・予測しながら,人との衝突の可能性を実時間で評価する手法を構築し,人共存環境下におけるサービスロボットの行動決定手法を新規に構築します.
 研究室見学は山下研と合同で行います.研究テーマに興味を持たれた方,より詳細を知りたい方は,お気軽に山下までメールでご連絡下さい.
  研究室見学連絡先(山下メールアドレス): yamashita@robot.t.u-tokyo.ac.jp
 人が自分の意志で何かを能動的に動かそうとする際に感じる自分で動かしている感覚を運動主体感と呼びます.ロボットなどの人工物を遠隔操作する際,時間遅れが大きくなると,運動主体感が減少し,操作における認知機能や操作性が低下することが知られています.その特性を実験によって明らかにするとともに,その知見に基づいたヒューマンインタフェースの提案を行います.
 研究室見学は山下研と合同で行います.研究テーマに興味を持たれた方,より詳細を知りたい方は,お気軽に山下までメールでご連絡下さい.
  研究室見学連絡先(山下メールアドレス): yamashita@robot.t.u-tokyo.ac.jp
内容  他の人も含む環境内で人がどのような意図を持ちながら移動するかをモデル化すると同時に,様々な状況で人がどのように移動するかをレーザレンジセンサ等を用いて計測してデータベースを構築し,構築したモデル・データベースを用いて人の動きを予測する手法を新規に構築します.
 また,構築した予測手法を用いて,安全かつ効率的に動作するサービスロボットの行動決定手法を構築します.
 運動主体感の特性を,仮想環境を用いた認知実験によって明らかにします.その知見に基づき,インターネットや無線LANなど,通信系を介してロボットを遠隔操作する際の,使いやすいインタフェースを設計・構築し,その有効性を実験によって検証します.
 具体的には,音や触覚などの刺激を人に与えることにより運動主体感がどのように変化するのかを調査し,その知見に基づいた新規なインタフェースを提案することを目指します.
場所(予定) 本郷工学部14号館821号室もしくは1022号室 本郷工学部14号館821号室もしくは1022号室
計画 4〜5月:関連研究調査 4〜5月:関連研究調査
6〜7月:モデル化手法の設計 6〜7月:運動主体感の特性を明らかにするための認知実験,分析
9月〜11月:システムの構築 9月〜11月:ヒューマンインタフェース設計・構築
12月〜2月:実験および評価,論文作成 12月〜2月:実験および評価,論文作成
WEB 研究室ホームページ http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/asamalab/
研究テーマ一覧  http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/yamalab/research_projects2014.html

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梅田 靖 教授 テーマ一覧
テーマ 1.製品ライフサイクル設計方法論に関する研究 2.持続可能社会シナリオ設計に関する研究
狙い  21世紀は、地球の持続可能性実現に貢献するものづくり、すなわち、持続可能なものづくりを目指さなければならない。持続可能なものづくりの要件の一つは、製品の一生(ライフサイクル)を見える化し、設計、評価、実装、マネジメントすることである。その中でも、本研究は、製品ライフサイクルの設計を支援する計算機環境を構築することを目的とする。具体的には、製品とそのライフサイクルを計算機上でモデル化し、設計者の設計作業を支援し、シミュレーションにより評価するというサイクルを実現することを目指す。複数世代の複写機の設計を例題として予定している。
 研究室見学連絡先(梅田教授メールアドレス): umeda@pe.t.u-tokyo.ac.jp
 誰も見たことがない将来の持続可能な社会やそこにおけるものづくりの姿を描き出す手法として「シナリオライティング」という手法がある。2007年にノーベル平和賞を受賞したIPCCの温暖化シナリオが典型例である。本研究は、持続可能社会シナリオ設計支援システムを使いながら、具体的なシナリオを作成することを通じて、シナリオ設計手法の拡張をはかる。
 研究室見学連絡先(梅田教授メールアドレス): umeda@pe.t.u-tokyo.ac.jp
内容  この研究テーマでは、これまで当研究室で開発してきたライフサイクル設計支援システムをベースにその拡張をはかる。具体的には、複数世代製品を対象に、その循環バランスを評価しながら、ライフサイクルを設計するための方法論を提案し、計算機上で実装する。複数製品ライフサイクルのモデリング、設計手順の定式化がポイントとなる。  このテーマにより、ものづくりとの関係における持続可能性問題に対するものの見方、論理的思考力、プログラミング能力の獲得が期待される。  教員1名が指導し、大阪大学と共同研究を行う。  この研究テーマでは、これまで当研究室で開発してきた持続可能社会シナリオ設計支援システムを利用する。対象は、地域のスマートグリッド、集合住宅の新エネルギーシステム、オフィスの省エネの中から選択し、シナリオ作成を通じて、これらのシステムの将来像を設計する。このために、シナリオ作成に必要なデータ収集、シミュレーションシステム開発を行い、最終的には、従来のシナリオ設計手法の改良案を提案する。  このテーマにより、持続可能性問題、特にエネルギーシステムに対するものの見方、論理的思考力、プログラミング能力の獲得が期待される。  教員1名が指導し、大阪大学と共同研究を行い、テーマによって、大阪ガス、NTTなどと連携する。
場所(予定) 本郷工学部14号館1034号室 本郷工学部14号館1034号室
計画 4〜6月:プログラミング講座、研究テーマの理解、LC設計支援システムの修得、既存研究調査
     達成目標:問題設定と解決方針の明確な記述
4〜6月;プログラミング講座、研究テーマの理解、シナリオ支援システムの修得、既存研究調査
     達成目標:問題設定と解決方針の明確な記述
9〜11月:机上シミュレーション、方法論の作成、プログラミング
     達成目標:システムのデモンストレーション
9〜11月:データ収集、シミュレータ構築、シナリオ作成
     達成目標:シナリオの一応の完成
12月:実行例の作成、システムの修正
     達成目標:実行例のデモンストレーション
12月:シナリオの改良、データ補充、シナリオ設計手法の改良案の検討
     達成目標:シナリオの完成、シナリオ設計手法の改良案の提示
1〜2月:最終修正、論文執筆、最終プレゼンテーション
     達成目標:学会発表
1〜2月:最終修正、論文執筆、最終プレゼンテーション
     達成目標:学会発表
WEB ホームページは作成中なので、下記の前任地のホームページを参考にしてください。
http://www-lce.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
ホームページは作成中なので、下記の前任地のホームページを参考にしてください。
http://www-lce.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

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太田 順 教授 テーマ一覧
テーマ 1.群知能ロボット・マルチエージェントによる協調作業 2.人間行動の理解と支援
狙い 生物は互いに様々な形で協力しあいながら日々の仕事をこなしている.複雑な仕事を時には協調して対処し,時には互いの仕事を邪魔しないよう分担している.本研究室では,このような柔軟な協調のメカニズムをロボット等のエージェント群によって実現することを目指している.群知能ロボット,マルチエージェント群による協調作業実現法を提案し,シミュレーションまたは実機実装を目指す.(テーマ内容についてより詳細を知りたい人は太田までメール下さい.本郷で説明することも可能です.) 人間のふるまいを外界センサ情報やweb情報から取得し,その中から有意な情報を抽出することで人間の行動認識を行い,支援する方法論をさぐる.これまで本研究室では,web情報からの人間理解,看護師の行動理解と支援等を行ってきたが,本年度は,適切なアプリケーションを想定した上での計測,認識,支援を行うシステム実装を目指す.(テーマ内容についてより詳細を知りたい人は太田までメール下さい.本郷で説明することも可能です.)
内容 当該テーマは,問題設定,アルゴリズムの概念設計,アルゴリズムの実装,シミュレーション,実機実験,評価,という構成により研究を進める.このテーマの実現により,人工知能技術,プログラミング技術,実機実装技術,問題解決手法の獲得を目指す.指導には教員1名,および学生1名があたる. 具体的な作業対象の選定,情報取得装置の準備,計測アルゴリズムの構築,計測と評価,その結果に基づくアルゴリズムの改良,再実験,というプロセスを踏む.このテーマの実現により,プログラミング技術,センサ処理技術,問題解決手法の獲得を目指す.指導には教員1名,およびスタッフまたは学生1名があたる.
場所(予定) 柏キャンパス総合研究棟5階535A号室(予定) 柏キャンパス総合研究棟5階534A号室(予定)
計画 4〜5月:問題設定およびプログラミング環境の理解,アルゴリズムの提案. 4〜5月:問題設定.システム構成.計測および認識手法に関する理解.
6〜7月:提案アルゴリズムの実装.計算機,実機による評価. 6〜7月:システムの実装と基礎実験.データ集計.
9〜12月:問題点の抽出と新たなアルゴリズム開発,実装. 9〜12月:プログラムの再実装.議論.
1〜2月:追加シミュレーション・実験,評価,とりまとめ. 1〜2月:システムの再構成.実験.まとめ.
WEB 関連している研究の動画とpdf 関連している研究の動画とpdf
http://www.race.u-tokyo.ac.jp/otalab/research/intro13/movie/individual/sakuyama_lab_2003_.wmv http://www.race.u-tokyo.ac.jp/otalab/research/intro13/movie/individual/Zhifeng_lab_2013_.wmv
http://www.race.u-tokyo.ac.jp/otalab/research/intro13/pdf/j/Sakuyama.pdf http://www.race.u-tokyo.ac.jp/otalab/research/intro13/pdf/j/Zhifeng.pdf
http://www.race.u-tokyo.ac.jp/otalab/research/intro13/pdf/j/Zhu.pdf

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大竹 豊 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.マルチエネルギーX線投影を使ったCT画像のカラー化に関する研究 2.3Dスキャンデータからの有限要素メッシュ生成の高度化に関する研究
狙い  X線CT装置は医療分野で広く用いられていますが、「産業用X線CT装置」というものも存在し、ものづくり支援で活躍しています。昔から内部の欠陥の検査ではよく使われており、加えて近年では装置性能の向上により物体の形状を精度よくスキャンすることが可能となってきています。X線の透過によるスキャンにより、外側から見えない形状や、鉄とアルミなどの異なる材質の境界の形状をデジタル化することができます。  本テーマでは、複数の材質により構成された形状をスキャンするための新しい手法を研究します。具体的には、医療用CTで近年普及している2重エネルギーX線投影法をヒントに、産業用CTを使ってエネルギーを変えつつ複数のデータを取得します。そして、得られた複数のデータを基に、従来はグレースケール(1チャンネル)であるCT画像をカラー(マルチチャンネル)化し、複数材質の物体形状を精度良く取得するためのアルゴリズムを提案します。 3Dスキャン技術において、実在する製品の形状をデジタル化し計算機上でその構造を解析することは重要な応用先です。構造の力学的な特性を解析するためには、有限要素解析が広く用いられていますが、その適用のためには有限要素メッシュ生成が必要となります。スキャンデータからのメッシュ生成技術は未だ発展途上であり、精度向上や完全自動化が強く望まれています。  本テーマでは、これまでに当研究室で開発してきたメッシュ生成アルゴリズムの高度化に取り組みます。具体的には、形状の再現性の向上・多材質化・速度の高速化・薄板やワイヤー構造への対応を目指します。
内容  複数材質の機械部品(鉄、アルミ、樹脂など)をCT装置で自分で撮像し、それらのデータ処理のためのアルゴリズム開発を行います。CT装置は、当研究室の小型CT装置2機種に加えて、外部機関の大型の装置も利用して様々な部品に対応した技術開発を目指します。  研究を進める上で必要となるツール(X線CTに関する知識、画像処理、プログラミング)は、少人数への講義+課題形式にて習得できます.なお、このプロジェクトは鈴木研究室と連携して行います.   当研究室で開発してきたアルゴリズムとソースコードをベースにして研究開発を行います。3Dスキャナを使った実データの取得や解析ソフトを使った実証も行います。  研究を進める上で必要となるツール(幾何学、形状処理技術、プログラミング)は、少人数への講義+課題形式にて習得できます.なお、このプロジェクトは鈴木研究室と連携して行います.
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館 本郷キャンパス工学部14号館
計画 4〜5月:CT装置の使い方、プログラミングと画像処理の学習. 4〜5月:プログラミングと形状処理の基礎の学習.
6〜7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション. 6〜7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション.
9月〜12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション. 9月〜12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション.
1月〜2月:実験.論文執筆.最終プレゼンテーション. 3月:希望により精密工学会で発表 1月〜2月:実験.論文執筆.最終プレゼンテーション. 3月:希望により精密工学会で発表
WEB 研究室のHP:http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/ 研究室のHP:http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/
鈴木・大竹研 卒論テーマ: http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/~suzuki/btheses2014.pdf 鈴木・大竹研 卒論テーマ: http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/~suzuki/btheses2014.pdf

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国枝 正典 教授 テーマ一覧
テーマ 1.積層金型を用いたマイクロ射出成形 2.電解液ジェットを用いた旋盤加工
狙い  鋼板を積層し、拡散接合することにより、内部に冷却水流路を自在に配置した熱交換効率のよい射出成形金型が製作できる。プラスチックの射出時に高温水を供給し、転写性よく成形を行い、冷却時間には低温水を循環させて成形サイクルを増加できる。この特徴を生かして、数十ミクロンの微細な部品を効率よく生産する方法を開発する。  食塩水などの電解液をジェット状に噴射し、ジェットを通して電流を流すことにより、マスクレスで微細加工が行える。本研究では特にスリットノズルから噴出するカーテン状のジェットを利用し、回転軸の旋盤加工を行うシステムを開発する。
内容  金型温度、成形樹脂温度、成形圧力などが転写性に与える影響を実験的に調べる。次に、微細な部品を成形するための金型を設計し製作する。微細形状は、微細放電加工や微細電解加工によって加工する。また、微細部品の成形のほかに、大きな部品の表面に微細な構造を付与するための射出成形にも同じ金型構造を応用する。  研究室の先行研究によって、フライス盤型の加工装置が開発されている。そこで、加工原理を旋盤加工に応用するために、旋盤型の加工装置を設計製作する。その後、微細加工の加工特性を調べる。
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館 本郷キャンパス工学部14号館
計画 4〜5月:転写性の基礎実験作 4〜5月:加工装置の設計
6〜9月:微細部品を成形するための金型の設計と製作、中間発表 6〜9月:加工装置の製作と基礎実験、中間発表
10月〜12月:微細部品の成形試験、成形品表面への微細構造作成のための金型加工と成形試験 10月〜12月:加工特性の調査と微細加工
1月〜2月:補足実験、論文執筆と最終プレゼンテーション 1月〜2月:補足実験、論文執筆と最終プレゼンテーション
WEB http://www.edm.t.u-tokyo.ac.jp/

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小谷 潔 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.細胞間コミュニケーションによる集団リズムの数理 2.次世代の脳と外部環境とのインタラクション技術
狙い 近年の生物に関する計測技術・解析技術の進歩に伴い,生物は私たちの想像をはるかに超える精巧さ,精密さで必要な機能を実現していることが明らかになりつつあります.一方で,その動作原理をひも解くには,数学・物理学における最新の知見が必要であり,また時として新たに理論を発展させる必要があります.本研究では数学者,理論物理学者,分子生物学者との共同研究を通し,遺伝子制御あるいは脳神経細胞集団の動作原理に迫ります.内容に関しましては気軽に小谷までご連絡ください 脳活動から直接利用者の意思を読み取るシステムはBrain-Computer Interface(BCI)と呼ばれ,疾患患者におけるコミュニケーション技術として期待されています. しかしながら,微弱かつ複雑な脳の信号から情報を読み取ることは困難で,単位時間あたりに取得できる情報量が少ないことが問題となっています.本研究では五感を介した情報提示・フィードバック技術,生体信号の統計物理解析技術を駆使することで,次世代のインタラクションを実現します.内容に関しましては気軽に小谷までご連絡ください
内容 我々ヒトを含めた生物は,細胞から個体に至るまで様々な階層でリズムを作り出し,利用しています.例えば昼夜のリズムを刻む体内時計は遺伝子制御によって維持されており,神経細胞は40Hz程度の集団リズム(ガンマ波)を用いて情報処理を行っています.そのため,疾患などによってこれらのリズムが変調すると,個体としての機能の低下につながります.そこで本研究では,遺伝子発現制御もしくは神経細胞の活動について,本研究室で開発されてきた縮約手法を応用し,個々の細胞と集団での振る舞いの関係を数理的に記述します.理論解析およびシミュレーションを通して,個体における安定した機能をどのように個々の細胞や細胞間相互作用が支えているのかを理解し,さらに細胞間相互作用の変調と疾患の関係を読み解きます. 筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの疾患においては運動神経系が広範に障害されるため,外部とのコミュニケーションが困難になります.そのような患者のコミュニケーションを支援するため,新しいBCI技術により情報伝達効率を最大化致します.具体的には,利用者への情報提示,フィードバックについて拡張現実感(AR)技術および五感を介したマルチモーダルな(複数)情報提示を行います.さらに情報取得に関して脳波,脳血流,自律神経活動の複合評価を行います.
場所(予定) 柏キャンパス環境棟 柏キャンパス環境棟
計画 4〜5月:シミュレーション手法の理解,数理システムの理解,先行研究の理解,文献調査
6〜7月:数理解析の理解,習得
9〜12月:数理解析,シミュレーション,議論
1月〜2月:評価,考察,まとめ.
4〜5月:実験手法の理解,先行研究の理解,文献調査
6〜7月:信号処理の理解,インタフェース構築
9〜12月:システム構築,実験,数理解析,議論
1月〜2月:評価,考察,まとめ.
WEB 本テーマに関する補足資料::http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/kotani/H26_1.pdf
ホームページ:http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/?Research
本テーマに関する補足資料::http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/kotani/H26_2.pdf
ホームページ:http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/?Research

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小林 英津子 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.小型の手術マニピュレータに関する研究 2.結紮を必要としない吻合デバイスに関する研究
狙い 現在、手術ロボットとしてはDa Vinciが製品化されており、今後も発展することが予測される。しかし、現在の手術ロボットの方向性としては、多機能であるがその分システムが複雑、高価との問題がある。また、医師もそこまで複雑な手術ロボットは必ずしも必要ない可能性がある。そこで本研究では、小型・簡便な手術マニピュレータを開発することを目的とする。 糸結び(結紮)は開胸・開腹手術では比較的容易であるが、内視鏡下手術では技術を要する手技である。これを解決するために、糸に取り付けた金属片を変形、カシメることにより、結紮をせずに吻合するデバイスが開発された。しかし、開発されたデバイスは一種類の大きさであるため、多種多様な手術に応用するためには様々な検証を行う必要がある。そこで本研究では腹腔鏡下手術で使用しやすい形状、大きさのカシメデバイスの開発を行うことを目的とする。
内容 本研究では、既存の術具を3自由度に動かすマニピュレータを開発する。開発の際は、臨床の医師の意見を反映させながら、機構の選定、可動範囲の設計、滅菌性等の検討を行いながら開発を行う。研究室での十分な評価実験を行った後、動物実験、臨床での評価を行う。 本研究では、腹腔鏡手術で使用しやすい形状、大きさのカシメデバイスを、臨床の医師の意見や工学的観点をもとに設計する。また、実際にデバイスを作成し、結紮力、生体親和性、手技のしやすさ等を評価し、最終的には動物実験にて検証する。
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館7階722号室 本郷キャンパス工学部14号館7階722号室
計画 4〜5月:関連する文献・先行研究の調査 4〜5月:関連する文献・先行研究の調査、デバイスの設計
6〜7月:一次試作機の開発 6〜7月::デバイスの製作
9月〜11月:一次試作機の評価、実験、二次試作機の開発 9月〜12月:評価、動物実験
12月〜2月:動物実験、臨床実験、論文執筆 1月〜2月:論文執筆
WEB http://www.bmpe.t.u-tokyo.ac.jp/

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佐久間 一郎 教授 テーマ一覧
テーマ 1.手術ロボット洗浄性に関する研究 2.衝撃波の生体応用に関する研究
狙い 手術ロボットは複雑な機構を有しながらも、洗浄して繰り返し使用するため、洗浄されやすい機構になっている必要がある。しかし、これまでに開発されてきた手術ロボットやデバイスは、必ずしも洗浄が容易な機構となっているわけではなく、また、どのような機構であれば洗浄が容易であるのかも明確でない。そこで、本研究では洗浄容易さの定量的な指針を得ることを目的とする。  近年、衝撃波による治療が研究され、一部は臨床で使用されている。その多くが結石破砕等の固い組織を対象としているが、軟組織(腫瘍細胞等)に対する影響は未だに未知である。一方で、本研究室では負圧の衝撃波(膨張波)を発生させる装置を開発してきた。膨脹波はよりキャビテーションを起こさせやすいことが確認されており、これを用いることでより治療効果を向上できる可能性がある。そこで、本研究では膨張波による細胞への影響を検証する
内容 手術ロボットの先端機構を模擬した洗浄評価用デバイスの開発を行う。この際に、様々な大きさのパラメータ(隙間、軸間距離、表面粗さ等)を用意し、どの条件で洗浄性が向上するかを調べる。洗浄の定量的評価には残留タンパク質の定量を行う。また、どこにタンパク質が残留しているか調べるために蛍光試薬を用いて染色を行う。これらの実験から、洗浄容易さの指針を立てることを目的とする。  膨張波発生装置の改良を行う。安定した負圧を発生させることができるように、電極、反射鏡等の再設計を行う。開発した装置の評価実験を行った後、細胞への照射を行う。この際に、細胞の生死判定、細胞間結合等の評価を行い、膨張波との相関関係を検証する。
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館722号室,727室 本郷キャンパス工学部14号館722号室
計画 4〜5月:文献調査、実験装置の理解 4〜5月:文献調査、これまで試作されたシステムの理解、装置の改良
6〜7月:洗浄用モデルの作成 6〜7月:予備実験
9月〜12月:洗浄実験 9月〜12月::細胞への照射実験
1月〜2月:論文執筆 1月〜2月:論文執筆
WEB http://www.bmpe.t.u-tokyo.ac.jp/ http://www.bmpe.t.u-tokyo.ac.jp/

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佐々木 健 教授 テーマ一覧
テーマ 1.人体通信のアプリケーションに関する研究 2.振動を利用したタッチパッドの操作性の向上に関する研究
狙い 人体通信とは人体が誘電体と導電体の特性を持つことを利用して,人体に接触あるいは近接させた情報機器間の通信を行う技術である.普通の無線通信に比べて低消費電力,秘匿性が高い,触れた時に情報伝達が行われる,などの特徴がある.このような特徴を活かしたアプリケーションを試作し,通信に関する基礎研究の課題を明確にするとともに,実用化の方向を示すことを目的とする. タッチパッドは今日の情報機器の重要なインタフェースの1つである.その機能に多様性を付与する手段として触感を提示することが試みられている.例えば,アイコンをタッチする際に振動を与え,あたかも機械的なスイッチ操作したかのような操作感を創出する方式が試作されている.触覚は重要な感覚であるが,視覚や聴覚に比べて物理的刺激と触感の関係は不明な事が多い. 本研究では振動と触感の関係を調べ,タッチパッドに振動を付加することによって視覚と触覚のマルチモーダルなインタフェースの手法を開発することを目的とする.
内容 人体通信を利用した腕時計型のデモ機を製作する.液晶表示,LED,スイッチ等を備えた機器を設計製作し,アプリケーションプログラムを開発する.通信性能の基礎的な評価とともに,アプリケーションの機能評価と改良を進める. 板を振動させる装置と,振動板および指先の皮膚の運動を計測する高速度カメラで構成する実験装置を用いる.板の振動は信号処理用マイクロプロセッサ(DSP)を用いて任意の波形の振動を制御し,その振動板を指先でなぞる動作を行い,触感を評価する.皮膚の変位は高速度カメラの画像解析によって指紋の運動を抽出する.振動と触感の関係を分析することが研究の中心となる.
場所(予定) 柏キャンパス環境棟2F 柏キャンパス環境棟2F
計画 4〜5月:アプリケーションの設計 4〜5月:関連研究の文献調査.昨年度の装置を用いた追試.
6〜7月:腕時計型人体通信デバイスの製作 6〜7月:実験計画立案,装置の改良設計と製作.
9月〜11月:プログラミングと評価実験 9月〜11月:実験と解析.
12月〜1月:総合実験,研究のまとめ 11月〜1月:総合評価,研究のまとめ
WEB http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp/H22_sasaki http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp/H22_sasaki

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神保 泰彦 教授 テーマ一覧
テーマ 1.分化誘導細胞による神経回路形成 2.迷走神経電気刺激療法の作用機構
狙い 様々な組織に分化する能力を持つ細胞を利用して治療を行う「再生医療」が注目を集めています.本研究では脳神経系の再生医療実現に向けて,分化誘導操作を施した細胞群を本来の生体由来組織の細胞群と人工環境下で結合させる試みを行います.両組織間で双方向の信号伝達が起こる条件を見出すことを目標に研究を進めます. 難治性てんかんに対する治療法として,迷走神経電気刺激療法が有効であることが経験的に知られていますが,その作用機構はわかっていません.本研究では迷走神経系が中枢に結合する経路をin vitro系に再構成し,電気刺激の効果を調べます.セロトニンとノルアドレナリンの作用の重畳に焦点を当てて実験と解析を進めます.
内容 *2つの細胞培養チャンバとマイクロ電極を集積化した基板を製作します.
*この基板上で神経系への分化誘導操作を施した幹細胞とネズミの脳から取り出したニューロン群を一緒に培養します.
*分化誘導細胞側で発生した活動がネズミの脳由来の細胞群に伝わるか,逆方向の信号伝搬は見られるかという観点から電気信号と細胞内Caイオン濃度変化の計測を行います.
*3つの細胞培養チャンバとマイクロ電極を集積化した基板を製作します.
*この基板上でネズミの脳幹から取り出したセロトニン,ノルアドレナリン作動性神経細胞と,大脳皮質神経細胞を一緒に培養します.
*脳幹神経細胞の自発的な活動,さらに電気刺激により誘発される活動に対する海馬神経細胞群の活動が変化する様子を観測し,迷走神経電気刺激療法の作用機構につき考察します.
場所(予定) 柏キャンパス環境棟3F335号室 柏キャンパス環境棟3F335号室
計画 4〜5月:マイクロ加工技術と細胞培養操作を習得します. 4〜5月:マイクロ加工技術と細胞培養操作を習得します.
6〜7月:神経回路活動の計測,データ解析手法を習得します. 6〜7月:脳幹神経細胞の自発活動について,電気・細胞内Caイオン濃度計測データを収集します.
8月〜12月:集積化電極基板上で共培養した細胞群の活動計測を行ないます. 8月〜12月:脳幹神経細胞を電気刺激し,大脳皮質神経細胞群の活動変化を観測・解析します.
1月〜2月:測定データをまとめ,プレゼンテーションの練習をします. 1月〜2月:測定データをまとめ,プレゼンテーションの練習をします.
WEB http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/

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須賀 唯知 教授 テーマ一覧
テーマ 1.常温接合のパワー半導体実装への適用 2.ナノ密着層接合の適用に関する研究
狙い  本研究室では、常温接合を中心に、半導体実装・集積化に関する基盤研究を行っています。常温接合は、材料表面をイオンビーム照射等により清浄化・活性化し、接触させるだけで接合を行う、という世界でも特異な独自の接合手法です。常温で接合ができることから、その応用が半導体実装やMEMSパッケージなどのさまざまな分野で検討されています。普通はくっつきそうもないものが、なぜか触るだけでついてしまうというのは、いつ見ても不思議であり、ちょっと感動モノです。本年度は、省エネや車載用として脚光を浴びているパワー半導体への適用を想定した常温接合の基礎研究を行います。 本研究室では、昨年度、常温接合の拡張として、ナノ密着層を介在させた新しい手法を提案し、世に送り出しました。本年度は、本手法のフィージビリティスタディのひとつとして、太陽電池や有機ELディスプレイなどの封止技術を想定したガラスや高分子フィルムの接合を試みます。封止接合はほとんどのデバイスの信頼性を決める重要な課題ですが、正面から取り組まれることの少ない分野です。そのためもあり、このテーマは社会や産業との接点を考える最適のテーマにもなっています。海外大学との共同研究も開始されており、前項のテーマとともに、海外(米国)でのインターンシップもあります。
内容  本年度の卒業論文では、炭化ケイ素や炭素材料などの新しい材料を対象に接合材料の違いがどのような影響を及ぼすのかを基礎に戻って検証します。特に、接合界面の強度および電気的特性におよぼす接合条件の影響を詳細に調べます。 ナノ密着層を適用したガラスおよび高分子フィルムの接合を行い、界面での接合現象を高分解能電子顕微鏡などの手法を用いて解析します。
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館地階クリーンルーム 本郷キャンパス武田先端知ビル・スーパークリーンルーム
計画 4〜5月:常温接合の実験手法並びに理論の修得 4〜5月:ナノ密着層の実験手法並びに理論の修得
6〜7月:接合強度評価のシミュレーション 6〜7月:透過電子顕微鏡の試料作成および評価
9月〜12月:問題点の抽出と表面状態の解析・分析、再実験 12月:学会申し込み 9月〜12月:再実験、評価 12月:学会申し込み
1月〜2月:評価.とりまとめ. 3月:学会発表 1月〜2月:評価.とりまとめ. 3月:学会発表
WEB 関連研究の概要:http://www.su.t.u-tokyo.ac.jp

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鈴木 宏正 教授 テーマ一覧
テーマ 1.産業用X線CT装置による3次元計測に関する研究 2.スマート3Dプリンティングに関する研究
狙い 産業用X線CT装置(XCT)は、これまで物体の断面を観察するために利用されてきたが、最近、高精度な装置(Dimensional XCT)が開発さるなど、部品形状の計測や寸法・幾何公差計測への応用が急速に進んでいるが、特にX線の透過画像から3次元データを再構成して、設計や製造、検査で利用するためのデータ処理技術が未熟であることが大きな問題となっている。本研究では、産業用X線CTを用いた3次元形状計測に関する研究を行う。 3Dプリンタが大きな注目を集めています。技術開発としては、新素材への適用や高精度化、効率化などがありますが、その一方で応用開発も重要なテーマとなっています。Computer Graphicsの分野では、fabrication というコンセプトの下で、3Dプリンタを使った様々な面白応用研究が行われています。ここでは、諸君のアイデアを生かした研究を歓迎します。
内容 ここでは以下のようなテーマについて研究を行います。
○Dimensional XCT計測の高精度化
精度に影響するファクターを考えて、それらの影響をなるべく受けないような形状測定方式を開発します。
○大型部品丸ごとXCT装置開発に関する研究
大型部品を高精度で計測する高エネルギーのXCT装置の開発を行っていますが、そのための大規模・低品質な画像を処理する技術について研究します。
○複合材料部品の欠陥検出に関する研究
CMCと呼ばれる次世代航空機エンジンの繊維状の素材を使った部品について、その欠陥検出に関する研究
具体的なテーマについては、下記のURLにしめしたPDFファイルを見て下さい。
なお、このプロジェクトは大竹研究室と連携して行います。
以下はテーマの例です。いずれも3次元の形状処理をベースとして、3Dプリンタへの入力データを生成することになります。
○self-assembly 構造に関する研究
部品が自律的に組み立てられるようなもので、MITで行われているものが有名ですが、特殊な材料を必要とするので、別の方式を考えます。
○mass-property 制御に関する研究
3D printing するときに物体の内部構造を制御することによって、物体の重心位置などを自由に変える技術です。
○wirework(針金細工)CADに関する研究
紐や針金を巻き付けて物体を作るようなことを前提に、それを設計するCADシステムを開発し、さらに3D printerで造形します。
具体的なテーマについては、下記のURLにしめしたPDFファイルを見て下さい。
なお、このプロジェクトは大竹研究室と連携して行います。
場所(予定) 本郷キャンパス・工学部14号館 本郷キャンパス・工学部14号館
計画 4〜5月:3次元画像処理、Computed Tomography とプログラミングの学習 4〜5月:3次元画像処理とプログラミングの学習
6〜7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション。 6〜7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション。
9月〜12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション。 9月〜12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション。
1月〜2月:実データによる実験.論文執筆.最終プレゼンテーション。 1月〜2月:実データによる実験.論文執筆.最終プレゼンテーション。
WEB https://sites.google.com/site/fdenghome/home https://sites.google.com/site/fdenghome/home
http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/~suzuki/btheses2014.pdf http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/~suzuki/btheses2014.pdf

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高橋 哲 教授 テーマ一覧
テーマ 1.局在光エネルギー制御による超精密計測技術の開発 2.エバネッセント局在エネルギーによるマイクロマシニングに関する研究
狙い 光は,リモートセンシング性,非破壊性等の計測媒体として優れた特性を有していますが,光源波長に依存する回折限界のため,ナノメートルオーダで計測対象の情報を取得することは困難です.本研究では,従来の自由空間伝搬光に留まらず,近接場光,エバネッセント光,局在プラズモン共鳴といった回折限界に支配されない局在光エネルギーを積極的に適用した新しい光学的超精密計測技術の開発を目指します. マイクロ光造型法は,光エネルギーの柔軟な制御性を利用した三次元マイクロ構造創製技術として,注目を集めています.本研究では,一般的な光(自由空間伝搬光)とは異なった特殊な局在性を有するエバネッセント光を利用した新しいマイクロ光造型法の開発を行います.露光エネルギーとして,エバネッセント光を適用することで,従来法では不可能だった100nm形状分解能でのマイクロ三次元構造創製技術の確立を目指します.
内容 次世代の半導体プロセスへ導入が期待されているナノインプリントプロセスの超微細膜厚計測法の確立を目指します.具体的には,ナノメートルスケールの曲率半径を有する微細な金属プローブ先端において局在プラズモン共鳴を生成し,その局在光エネルギー分布を用いて対象膜厚の計測を行います.計算機シミュレータと基礎実験の両面から,膜厚測定法の確立を目指します. 光硬化性樹脂硬化に影響を及ぼす溶存酸素も考慮したFDTDシミュレータの開発を進め,局在化された露光エネルギーと硬化形状の関係を理論的に解析します.FDTDシミュレーターによる理論解析をベースに基礎実験を行い,新しい知見の創出を進め,新規機能性マイクロ構造創製の可能性について検討します.
場所(予定) 駒場第2キャンパス 先端研 駒場第2キャンパス 先端研
計画 4〜7月:基礎光学ゼミ・先端光学ゼミによる,研究遂行上必要な基礎光学知識・関連最新光学知識の習得 4〜7月:基礎光学ゼミ・先端光学ゼミによる,研究遂行上必要な基礎光学知識・関連最新光学知識の習得
7〜8月:FDTD電磁場解析シミュレータによる基礎的解析 7〜8月:FDTD電磁場解析シミュレータによる基礎的解析
9月〜12月:実験装置の設計,構築 9月〜12月:実験装置の改良設計・構築
1月〜2月:実験,評価.とりまとめ. 1月〜2月:実験,評価.とりまとめ.
WEB 関連研究の概要:http://www.nanolab.t.u-tokyo.ac.jp/research.html 関連研究の概要:http://www.nanolab.t.u-tokyo.ac.jp/research.html

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高増 潔 教授 テーマ一覧
テーマ 1.大型非球面形状の測定方法の研究 2.高精度三次元測定機の校正方法の研究
狙い  天体望遠鏡,半導体製造装置などに利用される,大型非球面ミラーおよびレンズの形状を,高精度(ナノメートル)で測定する新しい手法の開発を行います.この手法により,高精度なミラーおよびレンズの開発を支援し,半導体製造装置や天体望遠鏡などの性能が大きく向上することを目指します.  ナノメートルの精度を持つ三次元測定機(Coordinate Measuring Machine)の開発を行っています.高精度で自由度の高い測定機を開発するためには,測定機の精度を評価し,誤差を補正および校正する方法の開発が必要です.この研究では,高精度三次元測定機のテーブルおよびセンシングシステムの誤差評価および校正を行います.
内容  まず,新しい手法の理論的な提案およびシミュレーションによる誤差評価を行います.つぎに,ナノメートル精度の光計測手法と高精度三次元テーブルを利用した実験装置の改良および予備実験を行います.最終的に,大型非球面形状を測定するための装置の基本的な設計仕様を決定するための,基礎的な検討を行います.  まず,高精度三次元測定機のシステムの理解を行い,精度評価の予備実験を行います.つぎに,新しいレーザ測定機を用いたナノメートル精度の光計測手法により,三次元測定機の誤差評価を行う理論およびシステムの開発を行います.最終的に,三次元測定機の新しい校正方法の確立を目指します.
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館9F933号室(予定) 本郷キャンパス工学部14号館9F933号室(予定)
計画 4〜5月:理論的な測定方法およびシミュレーションプログラムの開発 4〜5月:測定システムの理解,予備実験
6〜7月:測定システムの改良,予備実験 6〜7月:誤差評価理論およびシステムの開発
9月〜12月:測定実験と誤差評価 9月〜12月:測定実験と誤差評価
1月〜2月:実験.評価.とりまとめ. 1月〜2月:実験.評価.とりまとめ.
WEB 研究室ホームページ: http://www.nanolab.t.u-tokyo.ac.jp/

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鳥居 徹 教授 テーマ一覧
テーマ 1.マイクロカプセルに関する研究 2.マイクロフルイディクスLab on a Chipデバイスの研究
狙い 本研究室では,微小流路における微粒子、カプセル化技術を早くから研究を始めており,現在次の4点の研究を実施あるいは計画しています。1. ツイストボール型(半球が正に帯電,半球が負に帯電,かつ色が逆(白と黒など)の微粒子)電子ペーパーの開発、2. サプリメントを封入した食品用マイクロカプセル、3. 微生物カプセルによる農薬汚染土壌の改質(インド、デリー大学との共同研究)、4. 半導体接合用ゴムカプセル。このように、半導体実装、電子デバイス、食品、環境保全など幅広い用途への応用が期待されており、企業との共同研究が行われています。 化学とくに生化学反応を行う微小なデバイスをLab on a ChipとかマイクロTASとよびます.本研究室では,早くからこの分野の研究に取り組み数々の成果を出してきました.現在は,空中浮遊菌の検出を目的とした遺伝子増幅装置の組み込みや微小流路の流体制御などのデバイス化を行なっています.デバイス全体では様々な要素技術の開発が必要なため,本年もLab on a Chipデバイスの研究を進めます.
内容 微粒子・カプセル化に関しては,カプセル化できる材料を選定する,カプセル化できる条件を見いだすなど,ひとつひとつ解決して実用化に結びつけることをねらいとしています.電子ペーパーでは,シート化して表示デバイスを作製して評価します.食品用では,香気成分の保持性能を評価します.微生物カプセルでは,微生物の保持性,放出性を評価します.研究指導には教員1名+大学院生1名があたります. デジタルフルイディクスとは、流体を液滴化して搬送、合体、分離を行う方式のことを指します.本研究では、とくにオンデマンドで決まった量を分注する装置の研究を重点的に行っていく予定です.これは、微少流路における液滴生成を応用する装置になる予定です.研究指導には教員1名+大学院生1名があたります.
場所(予定) 柏キャンパス環境棟3F354号室 柏キャンパス環境棟3F354号室
計画 4〜5月:これまで行われてきた微小液滴生成に関連する研究の調査、理解 4〜5月:これまで行われてきたLab on a Chipデバイスに関連する研究の調査、理解
5〜7月:微小流路による予備実験 5〜7月:デバイス作製の実習、予備実験.
9月〜10月:予備実験をふまえた装置作成ならびに中間発表に向けてデータ取得、とりまとめ 9月〜10月:予備実験をふまえた装置作成ならびに中間発表に向けてデータ取得、とりまとめ
10月〜12月:装置の改善、データ取得、評価 10月〜12月:装置の改善、データ取得、評価
1月〜2月:最終的なとりまとめ 1月〜2月:最終的なとりまとめ
WEB 電子ペ―パー表示剤としての2色微粒子の生成
http://www.dt.k.u-tokyo.ac.jp/research/e_paper.shtml
Lab on a Chipに関する研究
http://www.dt.k.u-tokyo.ac.jp/research/lab_chip.shtml
マイクロチャンネルの分岐構造を利用した液滴生成
http://www.dt.k.u-tokyo.ac.jp/research/droplet_formation.shtml

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原 辰徳 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.製品サービスシステムの設計支援に関する研究 2.対話型の観光プランニング支援システムに関する研究
狙い  これからのものづくりでは、製品にサービスを載せて提供することが求められます。特に近年では、センサ技術と情報技術の発達により、製品の稼働状況と利用履歴、および顧客(製品使用者)の行動データの大規模な収集が可能となりました。建設機械、複合機、空調設備の遠隔保守サービスなどは、こうしたデータを活かした典型的な現場サービスです。本テーマでは、それらを更に発展させ、顧客モデルの再構築と、製品サービスシステムの再設計にまでつなげるための基礎的研究を行います。さらに、それらの成果を既存のサービス用CADシステム上に実装し、利用可能とします。  情報技術の発達により双方向コミュニケーションが容易となったことで、消費者(コンシューマ)は多様な価値を生み出す共同生産者(プロシューマ)としての新たな役割を期待されるようになりました。観光サービスでは、旅行者の行動がその生産活動の中核を担うとともに、個人旅行者は自身で観光プランの計画をも行います。本テーマでは、この観光プランニングを対話的に支援する手法に取り組みます。これにより、個人旅行者の満足度を高めるとともに、それらのプランニングデータを収集・分析し、旅行会社・観光事業者・地域自治体が次なる観光サービスをてがける上での効果的な基盤技術を構築します。
内容  製造業製品を介したサービスを主な題材とし、問題設定、文献調査、事例分析とモデル化、評価手の実装、評価という構成により研究を進めます。このテーマの実現により、工業製品のモジュラー設計/系列設計/プラットフォーム設計の方法、サービスに関する工学的知識、プログラミング技術、および問題解決思考の習得を目指します。
指導には教員1名があたり、海外大学との共同研究を含みます。新しいことに挑戦したい人をお待ちしています。
 観光サービスを題材とし、問題設定、文献調査、既存データの解析、支援アルゴリズムの実装、評価という構成により研究を進めます。このテーマの実現により、サービスに関する工学的知識、プログラミング技術、および問題解決思考の習得を目指します。
 指導には教員1名があたり、首都大学東京、株式会社ジェイティービーとの共同研究を含みます。新しいことに挑戦したい人をお待ちしています。
場所(予定) 柏キャンパス総合研究棟5階 柏キャンパス総合研究棟5階
計画 4月〜5月: 問題設定、工業製品の設計方法の習得、サービスに関する一般知識の習得 4月〜5月: 問題設定、サービスに関する一般知識、対話型設計支援手法の習得
6月〜7月: 製品サービスシステム(PSS)の事例分析、およびモデル化 6月〜7月: 対話型観光プランニング支援システムを用いた設計・行動データの解析
9月〜12月: 製品サービスシステムの構造解析アルゴリズムの提案、ソフトウェアの実装 9月〜12月: 新しい対話的支援アルゴリズムの提案、ソフトウェアの実装
12月〜2月: 評価ととりまとめ 12月〜2月: 評価ととりまとめ
WEB http://www.race.u-tokyo.ac.jp/haralab/ http://www.race.u-tokyo.ac.jp/haralab/

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日暮 栄治 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.超小型光マイクロシステムの構成法に関する研究 2.マイクロデバイスの封止技術に関する研究
狙い 当研究室では,半導体レーザを内蔵した光マイクロセンサに関する研究を行っている.通常,光計測装置は,レンズやミラーなどバルクの個別光学部品をアセンブリして作られた大型で高価なものであった.そのため,これまで小型メカトロニクス・ロボティクス分野への適用も限られてきた.本研究では,新しい光マイクロシステム構成法を提案し、世界一小さい集積型光マイクロシステムを構築することに挑戦する.   近年,異種材料を集積した光マイクロセンサやシリコンフォトニクスなど,将来の高付加価値デバイスを目指した研究が進展している.これら光素子を内蔵したデバイスは,使用環境から湿度等の影響を防ぐために,不活性ガスによる気密封止パッケージングが不可欠である.そこで,低温・低ストレスでチップスケールパッケージングを可能する封止技術およびその評価技術を開発する.
内容  これまで研究室で進めてきた光素子の低温接合技術を活用することにより,セラミックス基板上に形成する新しい光マイクロシステム構成法を開発する.具体的には,低温かつ低加重を両立した光素子の低ストレス接合技術を実現するための研究とそれを用いた高集積光マイクロシステムの設計,解析,試作,性能評価を行う.民間企業との共同研究に関連する内容を含む.   低温接合を利用した封止技術や鉛フリーはんだを用いた封止技術を開発する.接合条件やリフロー条件(プラズマ照射条件,温度等)が封止特性に与える影響を明らかにすることにより,信頼性の高い気密封止技術を実現し,最終的にチップスケールパッケージされたマイクロデバイスへの適用可能性を明らかにする.大気中での気密封止から真空封止まで,適用可能な封止についても明らかにする必要がある.封止評価技術も重要であり,評価技術に着目して進めることもできる.他機関との共同研究に関連する内容を含む.
場所(予定) 本郷工学部14号館 本郷工学部14号館
計画 4〜5月:関連研究の文献調査と光実装の基礎に関する勉強会,実験装置の使用訓練 4〜5月:関連研究の文献調査と光実装の基礎に関する勉強会,実験装置の使用訓練
6〜9月:新しいセンサの構想,設計・解析と予備実験. 6〜9月:接合実験と評価.シミュレーション.
10〜12月:プロトタイプの試作と性能評価,学会投稿準備. 10〜12月:デバイス評価,コンセプト検証,学会投稿準備.
1〜2月:研究のまとめ,論文執筆,卒論発表練習.3月:学会発表. 1〜2月:研究のまとめ,論文執筆,卒論発表練習.3月:学会発表.
WEB http://www.su.t.u-tokyo.ac.jp/ja/index.html http://www.su.t.u-tokyo.ac.jp/ja/index.html

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保坂 寛 教授 テーマ一覧
テーマ 1.超低消費電力移動体センシングの研究 2.ジャイロ型発電機の研究
狙い スマートグリッドに代表される次世代エネルギーマネジメントでは,人,車両,産業機器などの稼働状態を推定し,必要電力を推定することが必要です.本研究では,人や車両の音,振動,周囲電波から稼働状態を判定し,それに合わせて位置センサなどを起動する超低消費電力移動体センサーを開発します. 人の歩行,旗のはためき,樹木の振動など,人間・人工物・自然物の運動を上手に用いると,環境中で無駄に放出されているエネルギを電力として回収出来ます.本研究ではこのような環境エネルギを用いる発電機を開発し,モバイル機器やセンサーネットワークに応用します.
内容 人や物流機器の稼働状態は振動などで検出出来ます.しかし個人ごと,機器ごとに振動特性が異なるため,どの振動がどの状態に対応するかは個別に決めねばなりません.本研究では,物流機器などの音,振動,周囲電界を長時間計測し,そのパターンから確率的に最も確かな稼働状態を自動推定し,移動時のみ位置センサを起動するシステムを製作します.振動計測とメカトロを基礎から学び,プログラムを作成し,マイコンに実装します. 振動は環境中のいたるところに存在しますが,一般に振幅が微小なため,実用的な電力を得るには,運動の拡大が必要です.ブランコ,縄跳び,魚のヒレの動きは同期振動または自励振動と呼ばれ,わずかな動きから高速な運動を生成する例です.同期振動にジャイロ効果を組み合わせ,人の日常の動きから数千rpmの高速回転を生成し,携帯電話に充電できる発電機を開発します.運動力学を基礎から最先端まで学び,それをもとに電気・機械系の最適制御を行います.
場所(予定) 柏キャンパス 柏キャンパス
計画 4〜5月 振動,確率,統計の学習. 4〜6月 機械力学および運動制御に関する専門書の学習.シミュレーション手法の習得
6〜8月 マイコンによる計測制御回路の制作 7〜10月 自励振動,同期振動のシミュレーション.マイコン,電子回路,機械工作法などの習得
9〜12月 稼働状態推定アルゴリズムの開発 11〜1月 発電機の製作,情報機器への応用
1〜2月 超低消費電力位置探査システムの制作 2月 まとめ
WEB http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp/project/thesis.html

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三村 秀和 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.回転楕円軟X線集光ミラー用マンドレルの高精度加工に関する研究 2.位相回復型波面計測法の高精度化に関する研究
狙い 波長2nm〜4nmの領域は、「水の窓」と呼ばれ、この波長域の軟X線は、水には透過性があり生体を構成する炭素は透過しないため、この軟X線を用いると生体細胞などを生きたままナノメートルレベルの分解能で観察することが原理的に可能です。その性能を決定するのは軟X線を取り扱う光学素子であり、未だ、理想的な性能を持つ軟X線光学素子は存在しません。
本研究の最終目標は、理想的な回転体型軟X線ミラーの作製とそれを用いた高分解能軟X線顕微イメージングシステムの構築です。X線光学素子は、工学部14号館834室で行い、顕微鏡システムの構築は、本学理学研究科、理化学研究所(SPring-8:兵庫県西播磨)で開発を行います。本研究室では、全員一丸となって、それぞれが責任をもって各パートを担当しこの目的の達成のために研究・開発を行っており、各研究項目とも従来にないOnly-oneの研究です。これまでの3年間の研究で、研究室で開発した軟X線集光ミラーは実用化目前の段階に来ており、いよいよ、今年度、SPring-8や本学理学部で、軟X線での評価、顕微鏡の構築がはじまります。しかしながら、形状精度的に開発した軟X線集光ミラーは理想性能には遠くおよびません。そういった背景から、ミラー製造システムの高度化は不可欠です。4年生の卒論テーマとしては、「軟X線回転楕円ミラーの高精度加工」および「位相回復型波面計測法の高精度化」について研究をします。研究室全員による共同研究が特徴で、精密加工、精密計測、電気化学、結像光学、X線光学、など幅広い分野において、知識、経験を積むことが可能であり、研究進捗に応じては2つ以上のテーマを担当することもあります。(例年:優秀な学生はテーマが変わったり増えたりします。)
内容 本テーマでは、加工、計測装置開発とそれをリンクしたナノ精度加工システムを開発します。具体的には、回転楕円集光ミラー作製のための形状計測システムを開発し、その形状データに基づく軟X線ミラーの加工を行います。必要となる知識、学問領域は
・プログラミング
・機械要素
・機械制御
・精密加工・計測
となります。本学問分野の関連項目を勉強しながら研究を進めます。テーマ2、大学院学生の研究テーマと連携して進めます。
本テーマでは、回転楕円ミラーの評価を担当します。位相回復法は、散乱する光の強度情報からフーリエ、逆フーリエ反復計算により高精度に光の波面を決定する方法です。He-Neレーザ光源を利用した測定システムの開発とともに、コヒーレント軟X線利用についても検討を開始します。特に高次高調整波軟X線と呼ばれるコヒーレント光源に関して知識を深めます。必要となる知識、学問領域は
・プログラミング(必須)
・フーリエ数学
・光学(特に、波動光学、結像光学、フーリエ光学、X線光学)
となります。本学問分野の関連項目を勉強しながら研究を進めます。テーマ1と大学院学生の研究テーマと連携して進めます。
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館8F834室、(ミラー作製)、本郷キャンパス理学部、SPring-8(ミラー評価) 本郷キャンパス工学部14号館8F834室、(ミラー評価)、本郷キャンパス理学部、SPring-8(ミラー評価)
計画 4〜6月:マンドレル用形状計測システムの立ち上げ 4〜6月:位相回復計算プログラムのコーディング
7月:形状計測装置評価 7月:波面計測実験
8〜12月:ミラー作製および評価 8〜12月:波面計測システムの高度化
1〜2月:放射光学会発表、卒論まとめ   3月:精密工学会発表 1〜2月:放射光学会発表、卒論まとめ   3月:精密工学会発表
WEB http://www.edm.t.u-tokyo.ac.jp/7MimuraGr/MimuraGr.html
X線ミラーに関するプレスリリース
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2012/12121701.html (最新です)
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2009/091123
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2008/080807

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森田 剛 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.強誘電体ナノワイヤ粉末を利用した人工筋肉アクチュエータ 2.圧電振動損失の等価回路による解明
狙い シリコンゴムなどを薄膜化して電界をかけることで、静電気力による大きな歪みが得られます。軽く柔軟である上にエネルギー変換効率なども高く、将来は人工筋肉アクチュエータとして有望です。しかし、低誘電率であるために高い電圧が必要であることが問題でした。本研究では、このアクチュエータ中に水熱合成強誘電体ナノワイヤを導入して低電圧駆動な人工筋肉アクチュエータを目指します。 圧電セラミック振動子への入力電圧を大きくしていくと、電気機械変換効率が下がると共に発熱が生じて特性が飽和します。この現象は広く一般に知られていますが、未だに基本的メカニズムは不明です。そこで、この解明の手掛かりとして、等価回路モデルの圧電効果部分に2端子マトリックスを導入し、圧電振動損失と機械損失、誘電損失を分離して考察することを提案します。
内容 本研究でポイントとなるのは、ワイヤ形状の強誘電体材料を合成してその効果を実験的に検証することと、そのモデル化による説明です。強誘電体の誘電率異方性がもたらすアクチュエータ特性向上については、有限要素法によるシミュレーションが必要になると考えています。教員1名+大学院生1名があたります。 研究室内では教員を含めて先輩・後輩が自由に討論し合える環境です。 圧電振動における振動飽和の現象を実験的に明らかにし、これを等価回路モデルによって説明することを試みます。これらの研究の後、力係数マトリックスの中に含まれる圧電定数等に虚数項を入れるなどとして、新しい圧電基礎方程式を提案することになると予想しています。指導には教員1名+大学院生1名があたります。 研究室内では教員を含めて先輩・後輩が自由に討論し合える環境です。
場所(予定) 柏キャンパス環境棟2F265号室 柏キャンパス環境棟2F265号室
計画 4〜5月:強誘電体基礎に関する勉強会 / 研究方針の打ち合わせ 4〜6月:強力超音波の基礎に関する勉強会 / 研究方針の打ち合わせ
6〜7月:実験装置・測定装置の使い方の修得 6〜8月:実験装置・測定装置の使い方の修得
9月〜12月: 実験・得られた結果の検討 9月〜12月: 実験・得られた結果の検討
1月〜2月:実験.評価.とりまとめ. 1月〜3月:実験.評価.とりまとめ.
WEB http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp

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山下 淳 准教授 テーマ一覧
テーマ 1. 多視点オーロラ映像の3次元画像処理 2. 移動ロボットによる/移動ロボットのためのセンサ情報処理
狙い  本研究では,複数地点に設置した全天撮影ロボットを用いて,オーロラの全天3次元形状・位置を高精度に計測する手法を確立することを目指します.
 オーロラに関する物理量は古い統計が多く,最新の計測技術を使った,3次元形状・位置(高度)の系統的な時間空間変化の測定と,それに基づく分析が望まれています.これまでのオーロラステレオ観測,カメラ間の位置姿勢関係の同定精度が十分でなかったため,超高精度な3次元計測結果を得ることが困難でした.加えて,全天の広視野映像撮影の場合には,画像の歪みの影響で正確な計測が更に困難となります.
 そこで本研究では,上記の課題を解決し,超広視野・超高精度の3次元オーロラステレオ観測を実現することを目的とします.
 研究テーマに興味を持たれた方,より詳細を知りたい方は,お気軽に山下(yamashita@robot.t.u-tokyo.ac.jp)までメールでご連絡下さい.
 本研究では,移動ロボットによる/移動ロボットのためのセンサ情報処理のセンシング手法を構築します.
 倒壊した建物や炭鉱など,直接人が足を踏み入れて状況を確認することが難しい危険な場所では,最初に移動ロボットを用いて状況確認を行うことが重要です.本研究では,カメラやレーザセンサを搭載した移動ロボットが移動しながら,ロボット周囲の3次元環境センシングを行う手法を構築することを目的とします.また,取得画像や3次元計測結果をヒューマンオペレータに提示することにより,直感的にロボットの遠隔操作ができるシステムの開発を行います.最終的には,開発したロボットシステムやセンシングシステムを用いて,実地フィールドで実機検証実験を行うことを目指します.
 研究テーマに興味を持たれた方,より詳細を知りたい方は,お気軽に山下(yamashita@robot.t.u-tokyo.ac.jp)までメールでご連絡下さい.
内容  最新のロボット・画像処理・コンピュータビジョン技術を用いることで,以下の内容にチャレンジします.
  
  1. 極寒地であるアラスカでオーロラ映像の自動連続撮影が可能な高信頼全天撮影ロボットの開発   
  2. 視野が広い半面で歪みが大きい全天撮影カメラの内部パラメータ(レンズの歪み特性や焦点距離など)
  3. および外部パラメータ(カメラの設置位置と設置姿勢)の高精度同定手法の構築   
  4. 3次元立体視可能なオーロラのステレオ映像の自動生成手法の構築
  5.   
  6. ステレオ映像解析によるオーロラの3次元形状変化の解析手法の構築
  7.   
  8. 3 台以上のカメラを利用したオーロラ高精度3次元ステレオ計測手法の構築
 これまでの研究により基礎が完成した上記1〜3の成果をベースにして,2014年度は主に4〜5に取り組む予定です.画像処理やコンピュータビジョンの技術を用いて,アラスカで撮影されたオーロラステレオ映像の解析手法を新規に構築します.
 指導には,教員と大学院生があたります.本研究は理学部教員との共同研究です.画像処理に興味がある方,工学的な成果に加えて理学的な成果も求めたい方,研究成果を学会等でアピールしたい方,実際にオーロラを観測をしたい方にお勧めのテーマです.
 ロボットとカメラ,レーザセンサなどを組み合わせて,周囲環境をセンシング可能なロボットシステムを構築します.構築したロボットシステムやセンシングシステムを用いて,以下の内容にチャレンジします.
  
  1. 全方位カメラを用いた超広視野・超高精度センシング
  2.   
  3. 魚眼カメラを用いた水中センシング
  4.   
  5. RGB-Dセンサを用いた環境認識
  6.   
  7. レーザセンサを用いた3次元地図生成
  8.   
  9. 複数カメラを用いた別視点映像生成
  10.   
  11. カメラ映像の視野明瞭化
  12.   
  13. モーションキャプチャを用いたヒト動作のリアルタイムセンシング
 研究室では,水陸両用ロボット,車輪型移動ロボット,2足歩行ロボット,腕型マニピュレータなどの様々なロボット,カメラ,RGB-Dセンサ,レーザセンサ,モーションキャプチャ,3次元スキャナなどの様々なセンサを有しています.目的に応じて,ロボットとセンサを選択し,新規なセンサ情報処理手法を新規に構築します.
 指導には,教員と大学院生があたります.本研究は民間企業との共同研究に関する内容を含みます.センサ情報処理やロボットの知能化に興味がある方,研究成果を学会等でアピールしたい方,研究成果を直接社会に還元したい方にお勧めのテーマです.
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館826号室(手法の構築,データ解析)
科学技術館(オーロラ3D映像上映)
米国アラスカ州(オーロラ撮影ロボット)
本郷キャンパス工学部14号館826号室(手法の構築,基礎実験)
実地フィールド(実地実験)
計画 4〜5月:問題設定,関連研究の調査・理解,カメラの結像モデル・3次元計測の理解 4〜5月:問題設定,関連研究の調査・理解,センシング手法の理解
6〜7月:撮影ロボットの開発,画像処理アルゴリズムの実装と基礎実験 6〜7月:手法の設計,ロボットシステムの実装と基礎実験
9〜11月:ステレオ計測手法の設計,画像処理プログラムの再実装,改良 9〜11月:プログラムの再実装,改良
12〜2月:実験および評価,論文作成,学会発表 12〜2月:実験および評価,論文作成,学会発表
WEB 研究室ホームページ http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/yamalab/
研究テーマ一覧  http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/yamalab/research_projects2014.html
工学部ガイドの研究室紹介  http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/public/engpower/departments/precision/
工学部広報誌の研究室紹介(PDF)  http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/public/img/Vol.49.pdf

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山本 晃生 准教授 テーマ一覧
テーマ 1.触力覚デバイスの開発と応用 2.静電力応用によるロボティクス&メカトロニクス
狙い  触覚・力覚(触力覚)への情報提示技術は,より直感的でリアルな情報伝達につながるものとして高い期待を集めています.これまでに様々な触力覚情報提示技術が研究されてきていますが,依然として多くの課題が残されています.本研究プロジェクトでは,人の触力覚特性の測定,新たな触力覚提示手法の提案,触力覚提示の応用研究などを通じて,新しい触力覚提示技術の実現をめざします.  当研究室では,静電気力のメカトロニクス・ロボティクス応用に関する研究を行っています.静電気力は通常は微弱な力であるため,これまでメカトロニクス・ロボティクス分野への適用はあまり研究されてきませんでした.しかし近年の研究により,静電気力の特性を活かすことで従来機構では実現できない新しい機構が実現できる可能性が示唆されています.本プロジェクトでは,これまでに開発されたアクチュエータや機構
内容  ビジョンシステムや力測定装置などを用いて,人の触力覚特性を工学的見地から明らかとし,その測定結果に基づき新しい提示技術あるいは提示デバイスを開発します.研究実施に当たって必要とされる知識・技術は,
・(触力覚に関わる)生理学の基礎
・画像処理
・力測定
・統計データ処理
・機構の設計製作と制御
などです.必要に応じて,これらの事項を学習しながら,研究を進めます.
 基本的には,これまで本研究室で研究を進めてきたアクチュエータや機構要素をベースとして研究を進めますが,研究の過程で新たなアイデアが生み出された場合には,新たなアクチュエータ等をゼロから実現することも可能です.研究実施に当たって必要とされる知識・技術は,
・静電気力に関する基礎・応用理論
・アクチュエータ等の性能計測・理論解析
・機構,電気回路の設計製作
・機械制御
などです.必要に応じて,これらの事項を学習しながら,研究を進めます.
場所(予定) 本郷キャンパス工学部14号館6F630号室 本郷キャンパス工学部14号館6F630号室
計画 4〜6月:関連研究の調査ならびに測定機器等の利用技術習得 4〜6月:関連研究の調査ならびに測定機器等の利用技術習得
7〜9月:ヒトの触力覚特性の測定・評価(含:測定システムの構築) 7〜9月:基礎解析,簡易プロトタイプの試作と性能評価
10月〜12月:評価結果に基づくデバイスの設計・製作 10月〜12月:基礎評価結果に基づく機構の設計・製作
1月〜2月:実験.評価.とりまとめ. 1月〜2月:実験.評価.とりまとめ.
WEB http://am.t.u-tokyo.ac.jp/

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