カリキュラムガイド 一覧
[3] 大学院のカリキュラム
工学研究科 > 機械工学専攻
教育目標
国内外における機械分野の技術革新に積極的に貢献することのできる高度専門能力に加えて、幅広い技術分野へ展開できる統合能力と人間力を修得し、機械工学の学問分野を基幹とした研究開発分野または先進的専門領域で活躍できる、人間力豊かで行動する高度専門機械技術者?研究者を育成する。
カリキュラムフロー
- all open
- all close
博士前期課程(修士課程)
関係科目 科目概要
-
材料力学特論
安全性と経済性を考慮して機械や構造を設計するには、部材内部に生ずる応力と変形の状態を扱う材料力学の知識が不可欠である。本科目では材料力学の諸問題をエネルギ法により解析する方法を学ぶ。なお現在計算機を用いたシミュレーション法として有限要素法が多用されている。そこでエネルギ法に基づく有限要素法の定式化を学び、有限要素法を機械や構造の設計に用いる際の注意点を学ぶ。
目標●ポテンシャルエネルギ最小の原理を用いて2次元トラスの変形と部材力を求めることができる。軸方向等分布荷重を受ける棒の問題について変位法に基づく微分方程式を導出し、これを解いて棒に生ずる応力(の正解)を求めることができる。有限要素法により軸方向等分布荷重を受ける棒に生ずる応力の近似解を求めることができる。 -
流体力学特論
流体の挙動は空気抵抗や流体駆動機械の原理を理解するうえで重要である。本科目では流体運動を表す基礎式について学習する。また、流体抵抗の基礎となる境界層の基礎的な考え方について学習する。
目標●流体の粘性挙動などを定式化できる。流れの基礎式の意義を説明できる。境界層、剥離の機構や乱流現象の特質について理解できる。実際の流体工学に関連する流れ場において、乱流、境界層、境界層剥離などの流体力学理論と関連づけて数理的に理解できる。 -
熱力学特論
本講義では、熱エネルギー効率の向上方法について、発電用ガスタービンを対象に、理論やサイクル計算を通して学ぶ。さらに、対象を航空エンジンまで拡大し、ターボジェットエンジンやラムジェットエンジン等についても、熱エネルギー性能の評価方法や改良方法について、理論やサイクル計算を通じて学ぶ。
目標●ガスタービンの基本サイクルを元に、高性能化へ向けた各種サイクル性能を理解するとともに、熱エネルギーシステムが何たるかを説明することができる。 -
統合システムデザイン特論
従来、設計開発の分野においてはフォワードエンジニアリングやリバースエンジニアリング思想が用いられてきた。本科目は「統合システムデザイン特論」と題し、デザイン思考のプロセスを用いたシステムの設計法やその他の設計技術について講義する。また、演習を通じて統合システムデザイン手法の修得を図る。
目標●デザイン思考というプロセスの概念を理解し、その方法を説明できる。デザイン思考のプロセスを実践できる。 -
モデルベースデザイン特論
数値解析技術や有限要素解析の知識を基礎とし、さらに進んだ工学的諸問題の解決ができるように、非線形構造解析問題あるいは非定常問題へと知識と経験の幅を広げる。主な学習主題は、1。 弾性変形領域における大変形問題 2。 塑性変形を含む大変形問題 3。 熱伝導解析などである。さらにこれらの結果を踏まえ、上流段階から適用可能な設計支援の考え方、手法への応用(1DCAE)を試みる。
目標●与えられた課題をFEM解析条件に置き換えることができる。汎用有限要素法ソフトを用いて解析が実施できる。実施した解析を理論的に理解し述べられる。1Dと3Dとの連携により、全体最適化が述べられる。 -
AIロボティクス特論
近年、深層学習に基づくAI(人工知能)が急速に発展し、AIを搭載したAIロボットが開発されている。本講義ではAIロボットの基礎理論を学ぶ。具体的には、ナビゲーション、ロボットビジョン、音声認識?合成、プランニング、マニピュレーションなどAIロボットに必要不可欠な基礎事項を学ぶ。
目標●AIロボットの基礎理論を理解して説明ができる。 -
制御工学特論
ロボットを制御するための理論-設計?シミュレーション-実装?実験までの一連の流れを修得する。与えられた制御対象について、モデル化と設計方法やシミュレーションによる評価方法を学習する。また、センサフュージョンや信号処理に関連した演習も行う。先に学習した知識を基に、パラメータの同定、設計、プログラムの実装を行い、制御系設計法の有効性を検証し、安定性や性能を評価する。
目標●センサとアクチュエータからなるロボットの仕組みを理解し、合目的に動くための制御系構築ができる。 -
深層学習特論
本科目では、さまざまな応用領域において高い性能を実現することに貢献している深層学習の基礎を学ぶ。
目標●深層学習の基本的な概念と手法を説明することができる。 -
飛行力学特論
様々な航空機の運動について、事例を基に実際に飛行運動を解析し、ミッションの成立性やロバスト性などを考察する。また、それに必要な運動シミュレーション手法について学び、プログラムを作成して自ら飛行シミュレーションを実施する。
目標●運動方程式が理解できる。運動シミュレーションを自ら実施できる。運動計算の結果を物理的に解釈できる。飛行ミッションの評価ができる。 -
ジェットエンジン特論
航空機の推進システムの現在の主流であるジェットエンジンは、その優れた特徴から今後も長期に渡って主流であり続けると考えられており、その理解を深めることは航空機システム設計にとって重要である。本講座では、ジェットエンジンのうち、主にタービン?エンジンについて、実際に運転可能な小型ジェットエンジンを題材に熱サイクルや機体への搭載時の性能、要素開発のポイントなどについて学ぶ。また、環境適応技術についての取り組みについて燃焼器要素を中心に解説し、ジェットエンジンが現在の形態にどのように進化し、将来の推進システムとしてどう進化すべきかを考察する。
目標●ジェットエンジンのサイクルと各要素性能について具体的に算出できるようになり、エンジンシステム設計のポイントを理解できる。環境性能設計についてのノウハウを知識として習得できる。 -
自動車パワートレイン特論
自動車用パワートレインに求められる要求性能を理解し、多種多様なシステムの理解とメリット?デメリットを考察する。エネルギー源である燃料とパワートレインシステムの組み合わせを基に、エンジン、電気モーター、トランスミッション、バッテリーなどの基本的仕組みと応用例を理解する。
目標●自動車の要求性能におけるパワートレインの役割を明確にでき、課題の抽出と解決を導く研究活動ができる。MBDの活用等でパワートレインと自動車動力環境性能のシステム設計ができる。 -
位置姿勢制御特論
ロボットの剛体運動に対する位置姿勢制御に関して学ぶ。剛体運動の運動モデルを導出し、視覚情報などを通して得られる相対位置姿勢に対して、目標位置姿勢に一致させる制御則を設計する。MATLAB/Simulinkを使い、シミュレーション検証を行う。
目標●ロボットに対する位置姿勢制御を学び、シミュレーション検証によりその有用性を確認することができる。 -
ドローン設計特論
ドローンの設計は、空力設計やシステム設計をはじめ、機体や周辺機器のハードウェアからソフトウェアまで幅広く設計する必要がある。本講義では自律飛行ソフトウェアに重点をおき、ドローンが離陸して指定された位置を通過し着陸するまでの一連の流れと、それに必要な航法?誘導?制御について学ぶ。
目標●ドローンの自律飛行の一連の流れを理解できる。航法?誘導?制御を理解し応用できる。 -
飛行制御特論
FBW(Fly by Wire)機に代表されるように、現代の航空機にとって飛行制御は不可欠な技術である。航空機を意図通りに飛行させるためには、一般的な制御工学の参考書には記載されない「カラクリ」を仕込む必要が有る。飛行制御特論では、航空制御工学で学んだ知識を基に、現有航空機の情報を用いて「カラクリ」を含めた航空機特有の制御方法および設計ノウハウを学ぶ。
目標●飛行制御に関する設計ノウハウを知識として習得し、制御対象の特性を考慮した飛行制御則を設計できる。 -
自動運転設計特論
自動車の自動運転技術につき、運転の基本操作である、認知?判断?操作について、画像処理、人工知能、機械学習などとの連携で構成されるシステムを理解する。また、開発環境として欠かせないMBD(モデルベース開発)や、社会受容性などについても考察する。
目標●自動運転の実現に必要な課題を明確にでき、その解決を導く研究活動ができる。MBDの活用等で情報処理分野、パワートレイン分野、等を連携するシステム設計ができる。 -
熱機関特論
熱力学で修得した様々なサイクルにおいて、それを実現するエンジンの詳細な技術を学ぶ。加えて、そのエンジンでの伝熱現象について、伝熱工学を適用して、それらを応用できる技術者を目指す。
目標●熱機関の構造や仕組みを理解し、説明することができる。さらに、そこでの伝熱現象を把握し、実際の設計に役立てることができる。 -
エネルギー変換工学特論
世の中には様々なエネルギーの形態が存在するが、多くの場合、最終的には燃料および電気エネルギーに変換されて消費される。本科目では基本的なエネルギー変換技術を学習するとともに風力発電や水車に代表される流体エネルギーを変換する技術などで重要な流体機械の基礎について学ぶ。
目標●一般的なエネルギーがどのように変換され、最終的な消費につながるかを説明できる。エネルギー変換過程における変換メカニズムおよび機器について説明でき、性能計算や設計へ応用できる。 -
エネルギーマネジメント特論
熱の使用量とその質には、エクセルギーが深く関わっている。エネルギーの最適な利用法を検討することは、エクセルギー、さらには環境問題に直結する内容である。そのため、環境負荷の低減を目指したエネルギー効率について具体例を通して学ぶ。
目標●熱がエネルギーに変換され、その際のエクセルギーについて理解し、説明することができる。さらに、環境負荷を考慮した設計に応用できる。 -
再生可能エネルギー特論
カーボンニュートラルの実現に向けた持続可能なエネルギーの管理と再生可能エネルギーについて学ぶ。最初に、IPCC (気候変動に関する政府間パネル)の報告に基づき、昨今の環境問題について整理するとともに、エネルギー学的視点から持続可能な社会や再生可能エネルギーの立ち位置を学ぶ。そのうえで、種々の再生可能エネルギーについて、そのポテンシャルやコスト、利活用について学修し、将来のエネルギーマネジメントを考える。
目標●将来のエネルギーシナリオを把握し説明できる。各種再生エネルギーについて、その長所や短所、適用範囲を説明し評価できる。将来のエネルギーマネジメントについて考え、機械工学が果たす役割を考える能力を身につける。 -
エネルギー供給システム特論
現代社会において、必要なエネルギーを効率的に供給することは重要な課題である。円滑なエネルギー供給のためのエネルギー源の構成、エネルギー変換や貯蔵を通じた有効な供給システムについて、最新の状況を含めて、具体例を通じて学ぶ。
目標●複雑化する現代社会において、多様なエネルギー源をその利害得失を含めて複合化し最適な活用方法について取り扱いことができる。さらにエネルギー源として活用する際、効率的なエネルギー変換技術の適用技術やエネルギー貯蔵に係る技術体系を理解し適切なエネルギー供給システムを構築し、エネルギー資源から始まりエネルギー活用に係るエネルギーシステム全体を俯瞰することができる。 -
生体信号計測特論
生体信号計測、人体の状態推定、電動義肢による身体のサポートやロボットの操作など、様々な用途が期待されている。講義では、筋電位センシングなどの生体信号の計測と、その信号処理について学ぶ。
目標●生体信号を計測するアンプを含む計測回路を構成できる。生体信号の周波数特性およびその解析手法を説明できる。 -
生体材料特論
現代の医療では、人工関節、ステントなど多くの医療部品が体内に留置される。これらの部品に用いられる材料には生体的適合性が求められるとともにそれぞれの用途によって異なった機能が求められる。また、ドラッグデリバリーシステムでは細胞選択性が求められる。生体を構成している物質について学修した上で、医療部品において生体内で求められる機能とそれを実現する材料について学修する。
目標●生体材料に求められる機能や性質を説明し、医療機器の開発に役立てることができる。 -
生体力学特論
生体力学では、生物の構造や運動を力学的に理解することが重要となる。本講では、人体の運動を表現するために運動学と、動力学について学ぶ。特に、人体の上肢や下肢をリンク機構とみなすことで、ラグランジュの運動方程式として表現する方法を学ぶ。また、関節でトルクを発生させるための筋収縮や、筋収縮で得られるトルクと手先や脚先端で得られる力の関係について学修する。
目標●ラグランジュの運動方程式を導出し、筋出力と関節トルクの関係を導出できる。 -
生体応用モビリティ特論
生物は脚や翼やひれなどの推進のための器官をもち、目、耳、鼻などのセンサと併用することで、高効率で自由な移動を実現している。生物を参考に、人工的な機械システム上でこの機能を実現するために必要な、力学理論、機構設計論、制御のためのセンシング、長期的に運用するためのエネルギーマネジメントについて学ぶ。
目標●生物の移動機能の原理を理解し、それを応用した移動機械の設計解析ができる。 -
支援機器デザイン特論
本科目では、人の身体機能や動作を支援する機器を開発するための考え方やデザインの方法について学ぶ。人の機能を代替したり補間する支援機器や、日常生活における動作を支援する機器には、本来ユーザがもっている能力を最大限に活かすようなデザイン、ほどよいアダプティブな支援機能をもつことが求められている。設計開発事例を紹介するとともに、どのような生活支援機器が必要とされるかについて具体案を考えてみる。
目標●ユーザが求める合目的な支援機器の提案や設計ができる力を身に付ける。 -
工学のための解剖学
生物の体は、最小単位である細胞をはじめとして、組織(上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織)、器官(臓器)、器官系という階層構造によって構成されている。そして、それぞれの器官系が独自の機能を発揮しつつ、互いに連関することで、生物としての高度な活動が可能となる。本科目の学習主題は、各器官系が機能を発揮するための解剖学的構造の基礎を学ぶことである。
目標●主な器官系(運動器、循環器、呼吸器、消化器、神経)の構造と機能の関係を説明することができる。また、疾病等で失われた機能に対して、それを回復するための工学的な介入について文献調査し、議論できる。 -
工学のための生理学
生理学の中で工学的な研究?開発、あるいは医療応用のための基礎知識として有用と考えられる人体制御システムの仕組みを解説し、工学的な人体制御や医療機器開発への応用を展望?推進する。具体的な学習主題は、1。脊髄での筋収縮制御、2。「速い」知覚と「遅い」知覚、3。摂食?飲水のフィードバック制御、4。シナプス可塑性、5。心臓の電気現象と心電図の原理、6。血液循環の物理的原理(循環力学)と循環動態計測、7。呼吸機能の物理的原理(換気力学)と換気機能評価法である。
目標●人体における様々な生命現象の生理学的原理を学ぶことで、巧妙な人体の仕組みを理解し、その機能的仕組みから工学的アイデアを抽出できるよう視野を広げる。 -
先端切削加工学特論
ユーザーニーズの多様化により、機械部品の生産は変種変量生産方式を採用している。この方法では生産効率の低さが問題視されている。加えて部品を高機能するには、難加工材料の使用や部品の小型化が求められている。本科目では、高能率加工の課題、新素材工具による解決策、トライボロジーの観点からの工具損傷メカニズムについて解説する。
目標●機械加工の能率化や難加工材に対する問題点が説明できる。工具損傷機構を理解した上で解決策が提案できる。 -
振動応用工学特論
機械工学分野が守備する産業機械、超精密加工装置において振動の対策は必要不可欠である。そこで、本科目では「振動応工学特論」と題し、振動計測の原理、防振の原理、騒音計測とその低減技術に関連する基礎知識を解説する。
目標●振動を計測する各種センサの原理や特徴を説明できる。防振ゴムを使った防振設計ができる。騒音と言う概念を理解し、騒音計測の原理や防音方法を説明できる。 -
先進射出成形特論
射出成形法は、高い生産性を有することから最も広く使われている成形加工法の一つである。成形加工では、樹脂材料を溶融し、金型内に流して固めるプロセスがあり、射出成形を理解し、高度に発展させるためには、金型内部での現象を理解する必要がある。本科目では、射出成形法の原理と金型内での樹脂の挙動を現象論的、理論的に学習するとともに、最新の射出成形法と成形品の高機能化、高品質化について学ぶ。
目標●射出成形プロセスの金型内現象およびその現象と成形品の品質について説明できる。 -
先端塑性加工特論
塑性加工は、短時間で大変形可能な高生産性に優れる加工法であり、ものづくりの根幹とも言える。加工法は、圧延、鍛造、板成形などに分類されるが、素材の変形能に頼る側面もあり、材料選定と適正加工条件の設定が必要とされる。本科目では、塑性加工法、材料特性とその利用、加工のトライボロジーについて学ぶ。また、応力とひずみ関係を数式化し、変形を理論的にとらえ、弾性力学から塑性力学への展開を図る。
目標●塑性加工に分類される圧延、鍛造などの加工の特徴を説明できる。加工に影響を与える材料特性(機械的性質)を把握し、最適加工条件を探索できる。弾性域と塑性域を含めて応力とひずみの関係を数式化し、材料の変形状態を予測できる。 -
超精密研磨プロセス特論
我々の日常活動を支える情報機器等の製造には超精密研磨プロセスが不可欠である。本科目では研磨加工、特にChemical Mechanical Polishing(CMP)を中心に、研磨機構?装置、消耗部材の在り方を講義し、そこから最新の技術動向を理解する。
目標●CMPで用いられる副資材の特徴を説明できる。CMPのメカニズムを説明できる。プレストン則を説明できるとともに、それに必要となる相対摩擦速度を計算できる。CMPに関わる評価技術を説明できるとともに、その応用例を考えることができる。 -
アディティブ?マニュファクチャリング特論
アディティブ?マニュファクチャリング(AM) は、積層造形によってさまざまな複雑形状を作り出す新たな加工法として、近年、注目されている。プラスチック樹脂の造形に加えて、金属積層造形など、3Dデータに基づいて3次元形状の実体を造り出す手法を紹介する。
目標●さまざまな積層造形法について技術的な特徴を理解する。製品づくりに対して、各積層造形法の長所を生かした解決手段を提案できる。 -
スマートマニュファクチャリング特論
生産工場においては、IoT、AI、デジタルツインなどが、盛んに導入され始めている。これらに期待することは生産性の向上である。この意味で、スマートさの追求は、結果的に労働生産性の向上に資することを求められており、その構造、手法、実際の成果などについて、事例を挙げながら学ぶ。特にプログラマブルシーケンサ(PLC)はその性能向上が著しく、これを用いた関数使用によるプログラム作成とコンピュータとの通信を体験し、スマートマニュファクチャリングの基礎を修得する。
目標●PLCの基本を学ぶ?工作機械とPLC、コンピュータとの通信規格OPCUAについて調査し、接続インタフェースを作成する。実際に簡単なモデルを作成して、PLCと通信を行い、デジタルツインを実現する。 -
工作機械の知能化技術特論
生産現場の中核を担う工作機械は高速?高精度加工が求められているが、更なる性能向上のための知能化が進んでいる。工作機械が自律し、作業者の負担を軽減すると共に、その能力を最大限に安定して発揮できるよう、リアルタイムで起こっている状況を検知し、制御する技術について、適用事例や効果を交えつつ解説する。
目標●工作機械の駆動機構および制御系について理解する。送り駆動系モデルの構築と外乱オブザーバによる切削力推定技術について学ぶ。加工モニタリング機能に関する知識と技術を得ることで、これらを利用した新たな知能化技術を提案する。 -
機能性金属材料特論
形状記憶、超弾性、磁歪、圧電等の機能を有する材料は、材料科学に基づいた様々な技術で開発されてきた。これら材料は、新しいセンサ/アクチュエータ素子へ応用されることが期待されている。これら機能に影響を与える結晶構造、格子欠陥、相変態を学び、さらに、組織観察法の基礎を学習する。その後、具体的な機能性材料の特徴を学習する。
目標●代表的な機能性金属材料(例えば、形状記憶合金)の機能発現機構を説明できる。評価手法(例えば、透過電子顕微鏡)の原理を説明できる。 -
極限環境材料特論
火力発電所のタービン等の高温で使用される材料には、高温耐食性と高温強度が求められる。本科目では、高温耐食性に着目し、高温酸化の基礎および耐食性制御方法を修得する。講義内容は熱力学の考え方、酸化機構、純金属の酸化、合金の酸化、高温耐食法に関して学習する。
目標●純金属および合金の高温酸化およびその耐食法を熱力学?電気化学の観点から理解できる。 -
複合材料力学特論
航空機などの軽量構造物の構造材料として金属材料に代わり繊維強化プラスチックに代表される複合材料が多用されている。そこで、本科目では複合材料単層板および積層板の力学を学び、複合材料構造の構造設計を適切に遂行するための基礎知識を習得する。
目標●複合材料単層板の材料主軸での剛性行列を求め、単層板の力学的挙動を説明できる。板面内に任意の角度回転した座標系における単層板の剛性行列を求めることができる。複合材料積層板の剛性行列を求めることができる。面内荷重を受ける積層板の各層に生ずる応力を求めることができる。 -
ファインセラミックス特論
セラミックス材料は金属、プラスチックス材料と並ぶ三大材料の一つであり、薄膜や高密度多結晶体、非晶質体、多孔質体など多様な形態を有している。本講義では粉末冶金法で製作される工具材料を例に挙げ、粉体原料の合成、成形、焼結、融解の反応を基盤とするセラミックスの製造技術について解説する。
目標●粉末焼結技術のプロセスを学び、工具材料における焼結技術の特徴を説明できる。 -
計算材料学特論
科学技術の発展には新しい材料の開発が必要不可欠であるが、期待に応えるためには複雑な成分系、多様な組織を持つ材料の研究?開発が必要である、このような材料の研究?開発を実験的に行うことは、経済的に難しくなっている。そこで、計算機による材料開発が重要視されている。本講義では、材料の基本的性質を左右する電子構造を扱う第一原理計算及び原子の運動を解析する分子動力学法について学習する。
目標●実験によらず材料の性質を研究する手法について説明できる。また、それらの適用範囲について議論することができる。 -
ロケットエンジン特論
本講座では、人類の宇宙進出に不可欠なロケットとロケットエンジンの基本を学ぶ。具体的には、①宇宙開発の概要とロケットの分類?歴史、②ロケットの推進原理と飛行性能?飛行経路、③ロケットエンジン性能、ノズル流れとエンジン設計の基本、④様々なロケットエンジンと今後の技術の方向、となる。
目標●宇宙開発やロケットについて理解を深めるとともに、特にロケットエンジンの技術開発に必要な基本的知識を習得する。 -
革新飛翔体特論
本科目では航空機設計に関する海外の文献(教科書)を用いて革新的な形状の航空機を解説する。学生は、革新的な形状の技術的な利点、技術課題等について、そのような革新的な形態が考案された社会的、技術的な背景を考慮して検討を行う。
目標●温暖化ガスなど地球環境対策が急務であり、環境対策を取り入れた航空機等の飛翔体を実現するためには革新的な技術の適用が必要である。そのような革新的な技術の着想、適用研究、実証のプロセスと航空機を含む飛翔体システムへ適用効果を講義と事例研究を通して理解できる。 -
環境表面工学特論
地上、宇宙、海洋等全ての環境において、構造要素を構成する材料の表面は、様々な環境に曝されている。そして、晒される環境に応じて、適切な材料を適用するとともに、環境への適合性や耐久性を向上させるために、また、特定の性能を付加するために、各種表面処理が適用されている。本科目では、これら各種表面処理に関して、概要を述べる。
目標●各種表面処理方法の概要と得られる特性を理解し、各種環境で使用される機械構成要素の機能向上に役立てることができる。 -
海洋機械工学特論
本科目では海洋工学に関連する分野において、海上?海中等の地上とは異なる環境下で対処すべき各種技術的課題とその解決手法を扱い、海洋機械システムに係る基礎研究?技術開発に係る教育を実施する。
目標●海洋工学に関連する分野において、海上?海中等の地上とは異なる環境下で対処すべき各種技術的課題とその解決手法を身につける。さらに、それらの専門知識や技術能力を海洋工学に係る課題解決に活用し、幅広い技術分野で活躍できる実践力を身につける。 -
ロボット制御特論
ダイナミカルシステムの内部状態の振る舞いに関する安定性について学習し、リアプノフの安定定理によりシステムの安定性を判別する方法を理解する。あわせて、ロボットダイナミクスと種々の制御則で構成される閉ループシステムにおける安定性を解析できる能力を身に付ける。
目標●ロボットを動的システムとして表現し、その性質を導出することができる。リアプノフの安定定理を用いてシステムの安定性を解析できる。 -
システム同定特論
ロボットを含めた機械システムやプラントを制御するには制御対象のモデル獲得が不可欠である。本科目では、未知の制御対象が与えられたときにその数学モデルを求める(同定する)ための様々な方法について学ぶ。同定実験のための入力データの設定法や測定された入出力データからノンパラメトリックモデルやパラメトリックモデルを同定する手法を学ぶ。
目標●ノンパラメトリックモデル、パラメトリックモデルの各同定法を説明できる。最小2乗法を用いたARXモデルのパラメータ推定ができる。実際のシステムを想定した同定実験を計画できる。 -
確率ロボティクス特論
知能ロボットは不確実な実世界の環境下でもロボストに環境を認識して適切な行動を取らなければならない。近年、それを実現する新しい手法として確率?統計をベースとした確率的ロボット工学が提唱され、実世界環境下での多くのロボットに適用し、その有効性が実証されている。本講では、確率的ロボット工学の基礎理論を学習する。
目標●確率的ロボット工学の基礎理論を理解して、それをプログラムに実装できる。 -
強化学習特論
本科目では、不確実性のある環境における知的な振る舞いの実現に向けたアプローチを提供する強化学習の基礎を学ぶ。
目標●強化学習の基本的な概念と手法を説明することができる。 -
最適制御特論
本科目では最適制御の基礎について学ぶ。具体的には、システムの表現、可制御性と可観測性、極配置法、オブザーバ、最適レギュレータと安定性について学習する。
目標●最適制御の本質を理解し評価関数に基づく最適かつ安定な制御則が導出でき、与えられたシステムに対して制御系設計ができる力を身に付ける。 -
マルチエージェントシステム特論
マルチエージェントシステムに対する協調制御に関して学ぶ。マルチエージェントシステムに対する合意制御則を設計した後、剛体ネットワークに対する位置姿勢同期を議論する。MATLAB/Simulinkを使い、シミュレーション検証を行う。
目標●マルチエージェントシステムに対する協調制御を学び、シミュレーション検証によりその有用性を確認することができる。 -
コーオププログラム
企業等で実際の技術的課題を責任ある技術者等と一緒に解決する体験を通して、
(1)各専門分野における実践的なプロジェクトデザイン能力を養う。
(2)技術および技術者に対する社会のニーズを知り、大学院修士課程(博士前期課程)における学習の意義を認識する。
目標●1. 専門分野における実践的な課題に対し、受入企業等の担当者と協力して解決策を検討できる。2. 専門分野における実践的な課題に対するプロジェクトデザインの過程と結果を報告できる。3. 技術者としての自覚を持って、社会のニーズに対応できる。 -
コーオププロジェクト
企業等で実際の技術的課題を責任ある技術者等と一緒に解決する体験を通して、
(1)各専門分野における実践的なプロジェクトデザイン能力を養う。
(2)技術および技術者に対する社会のニーズを知り、大学院修士課程(博士前期課程)における学習の意義を認識する。
目標●1. 専門分野における実践的な課題に対し、受入企業等の担当者と協力して解決策を検討できる。2. 専門分野における実践的な課題に対するプロジェクトデザインの過程と結果を報告できる。3. 技術者としての自覚を持って、社会のニーズに対応できる。 -
機械工学専攻特別講義Ⅰ
機械工学は、工学分野の総合工学領域として力学系、生産工学系、エネルギー系、材料系、制御系、情報系、メカトロ系、ビークル系などの種々の分野に広がるとともに、その体系も科学技術の発展にあわせつねに変化している。本講義では、アドバンスマシニング工学やエナジー&メカニクス工学に関する新しい分野やトピックス、あるいは専攻教育課程の科目に加え修得すべき知識や技術について教授する。
目標●最新のテーマなどの内容になるため、行動目標については学習支援計画書に明示する。 -
機械工学専攻特別講義Ⅱ
機械工学は、工学分野の総合工学領域として力学系、生産工学系、エネルギー系、材料系、制御系、情報系、メカトロ系、ビークル系などの種々の分野に広がるとともに、その体系も科学技術の発展にあわせつねに変化している。本講義では、ビークルシステム工学に関する新しい分野やトピックス、あるいは専攻教育課程の科目に加え修得すべき知識や技術について教授する。
目標●最新のテーマなどの内容になるため、行動目標については学習支援計画書に明示する。 -
機械工学専攻特別講義Ⅲ
機械工学は、工学分野の総合工学領域として力学系、生産工学系、エネルギー系、材料系、制御系、情報系、メカトロ系、ビークル系などの種々の分野に広がるとともに、その体系も科学技術の発展にあわせつねに変化している。本講義では、ロボット工学やものづくり工学に関する新しい分野やトピックス、あるいは専攻教育課程の科目に加え修得すべき知識や技術について教授する。
目標●最新のテーマなどの内容になるため、行動目標については学習支援計画書に明示する。
専修科目 科目概要
-
モビリティ工学研究
陸海空での人物や荷物の移動を担う機械分野において、輸送機械に留まらずサービスとしてのモビリティを提案できる発想力を持ち、独創的で高い付加価値のある輸送機械を創出できる研究者やエンジニアを育成する。機械工学の基盤を形成する流体力学、熱力学などの力学系研究そしてそれらの応用としての最新の熱流体エネルギー工学、伝熱工学、エネルギー変換工学、エンジン工学、情報工学などの領域における研究を行う。これらの研究活動を通して機械基盤分野の高度知識を十分に身につけるとともに同分野で幅広く活動できるように、高い応用能力の修得を図る。
目標●機械工学の基盤を形成する力学系分野において研究活動ができる。機械工学基礎分野における高度な知識を身につけ、応用できる。工学設計過程を身につけ、機械工学分野の問題に適用できる。 -
動力?エネルギー工学研究
エネルギー変換の分野において、環境負荷を最小限とし、利用効率の最大化を、LCA(Life Cycle Assessment)の視点のもと実現できる技術開発や基盤研究を担える研究者やエンジニアを育成する。とくに機械工学の基盤を形成する流体力学、熱力学などの力学系研究そしてそれらの応用としての最新の混相流体工学、熱流体エネルギー工学、伝熱工学、エネルギー変換工学、エンジン工学、生体工学などの研究領域において、単一あるいは複合的に研究を行う。これらの研究活動を通して機械基盤分野の高度知識を十分に身につけるとともに、機械技術分野で幅広く活動できるように工学設計過程的研究アプローチを重視し、高い応用能力の修得を図る。
目標●機械工学の基盤を形成する力学系分野において研究活動ができる。機械工学基礎分野における高度な知識を身につけ、応用できる。工学設計過程を身につけ、機械工学分野の問題に適用できる -
医療?ヘルスケア工学研究
現代医療は、身体計測技術、生体置換部品、Drug Delivery System、ロボット手術機械などの工学によって支えられている。また、介護分野においては運動機能を補助する機器がQOL(Quality of life)を維持あるいは向上させる上で欠かせないものになっている。本科目では、各教員毎に、生体信号のモニタリング技術、生体置換部品などに用いられる生体材料、運動機能を制御する技術に関して学修し、また研究活動を通してQOLを高める機械やロボットに関する技術開発や基礎研究を担える研究者やエンジニアを育成する。
目標●機械工学の知識を医療やヘルスケアの分野で活用できる力を身につける。 -
生産システム工学研究
本科目で学生は以下のことを行う。機械工学の基盤領域の一つであるものづくりとその応用に関する独自の研究を行う。これらの研究活動を通して機械工学分野における国際的に通用する問題解決能力を修得し、主体的に研究活動を遂行できる優れた能力を養うとともに、技術者または研究者としての倫理観を身につける。
目標●機械工学におけるものづくりの分野において研究活動ができる。ものづくりの分野における高度な知識を身につけ、応用できる。研究者としての倫理観を実践できる。 -
マテリアルデザイン工学研究
素材に対する高性能化?多様化などの要求から、これまでにない特性や機能を持つ新素材の開発への期待が高まっている。本科目では、新素材創出を目指した基礎研究や新素材を活用した革新的な機械システムの創出を目指した応用研究などの研究を行う。なお、研究遂行においては、材料特性評価試験、理論計算あるいはコンピュータシミュレーションなどを用いるが、これらの知識と技術を有機的に結合する能力を身につけ、機械技術者として活躍できる幅広い能力の修得を図る。
目標●新素材に関する知識と技術を有機的に結合して研究活動ができる。機械技術者として活躍できる幅広い能力を身につける。 -
EARTH&SPACE環境機械工学研究
海洋と宇宙の分野において、新しい概念とともに新領域を開拓することを可能とする機械システムの技術開発や基礎研究を担える研究者やエンジニアを育成する。
目標●海洋と宇宙の分野において、新領域を開拓することができる専門知識と技術を結合する能力を身につける。さらに、この専門知識と技術を結合する能力を社会的な課題解決に活用して幅広い技術分野で活躍できる実践力を身につける。 -
知的システム制御工学研究
自動化?省力化が必要な分野において、新しい知能化技術、センシング技術、制御技術の創発できる高度な技術者を育成する。ロボットの機構と運動、計測制御、人工知能、機械学習などの深い専門知識を修得するとともに、制御系設計、電気回路設計、プログラミングおよび実装化に必要な高度な技術を修得する。
目標●自動化技術の知識と技術を有機的に結合する能力や、合目的に動作するためのシステム構成できる力を身につける。
博士後期課程
特殊研究 科目概要
-
モビリティ工学特殊研究
自動車?船舶?航空機分野において、機械系高度専門技術者として必要な発展性の高い専門知識および総合力を身につけ、設計?開発?研究分野で活躍できる工学的知識とセンスを磨くため、空気力/流体力などの荷重推定、推進/運動性能推定、構造強度/応答解析、外力構造応答の相互干渉、飛行制御/操縦方法、最適設計/信頼性設計、材料設計/製造加工プロセス、統合システム全体設計などのテーマで研究を行う。そして、これらの研究活動を通して、機械工学関連分野に展開でき、かつ国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけるとともに、専門分野において自立して研究活動ができる卓越した能力を養う。
目標●問題解決能力を身につける。自立して研究活動ができる能力を身につける。 -
動力?エネルギー工学特殊研究
エネルギー変換の分野において、環境負荷を最小限とし、利用効率の最大化を、LCA(Life Cycle Assessment)の視点のもと実現できる高度な技術開発や基盤研究を担える研究者やエンジニアを育成する。とくに機械工学の基盤を形成する流体力学、熱力学、材料力学などの基礎工学的力学系研究そしてそれらの応用としての最新の混相流体工学、熱流体エネルギー工学、エネルギー変換工学、エンジン工学、生体工学、材料工学、複合材料工学などの研究領域において、単一あるいは複合的専門研究を行う。そして、これらの研究活動を通して、機械工学関連分野に展開でき、かつ国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけるとともに、専門分野において自立して研究活動ができる卓越した能力を養う。
目標●専門分野において自立して高度の研究活動ができる。機械工学を中心とした専門的研究能力を工学関連分野に展開できる。国際的視野を持つことができる。高いレベルで問題発見?解決能力を発揮することができる。 -
医療?ヘルスケア工学特殊研究
現代医療は、身体計測技術、生体置換部品、Drug Delivery System、ロボット手術機械などの工学によって支えられている。また、介護分野においては運動機能を補助する機器がQOL(Quality of life)を維持あるいは向上させる上で欠かせないものになっている。本科目では、研究活動を通してQOLを高める機械やロボットを開発できる研究者やエンジニアを育成する。
目標●機械工学の知識を活用し、医療やヘルスケアに関連する分野において自立して高度の研究活動ができる。機械工学を中心とした専門的研究能力を工学関連分野に展開できる。国際的視野を持つことができる。高いレベルで問題発見?解決能力を発揮することができる。 -
生産システム工学特殊研究
機械工学の基盤領域の1つである機械加工、塑性加工、生産システムなどの基礎的加工系研究領域とこれの応用研究領域における独自性に富んだ研究を行う。これらの研究活動を通して、機械工学関連分野に展開でき、かつ国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけるとともに、専門分野において自立して研究活動ができる卓越した能力を養う。
目標●ものづくりにおける各種加工分野の高度な知識を理解し、問題解決能力を身につける。先進的な研究活動が自立してできる能力を身につける。研究結果を関連学会などに発表すると同時に学術論文としてまとめ、外部評価を受けることができる。 -
マテリアルデザイン工学特殊研究
素材に対する高性能化?多様化などの要求から、これまでにない特性や機能を持つ新素材の開発への期待が高まっている。本科目では、新素材開発に関わる実験、理論計算あるいはコンピュータシミュレーションなどを活用して、新素材創出を目指した基礎研究や新素材を活用した革新的な機械システムの創出を目指した応用研究などの研究を行う。そして、これらの研究活動を通して、国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけるとともに、専門分野において自立して研究活動ができる卓越した能力を養う。
目標●問題解決能力を身につける。自立して研究活動ができる能力を身につける。研究結果を関連学会などに発表すると同時に学術論文としてまとめ、外部評価を受けることができる。 -
EARTH&SPACE環境機械工学特殊研究
農林水産業と宇宙の分野において、新しい概念とともに新領域を開拓することを可能とする機械システムの技術開発や基礎研究を担い、国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけた研究者やエンジニアを育成する。
目標●農林水産業と宇宙の分野において、新領域を開拓することができる専門知識と技術を結合する能力を身につける。さらに、この専門知識と技術を結合する能力を社会的な課題解決に活用して幅広い技術分野で活躍できる実践力を身につける。これらの能力や実践力に基づいて自立して研究活動ができる能力を身につける。 -
知的システム制御工学特殊研究
ロボットを始めとした様々な知的システムを実現するための新しい知能化技術、センシング技術、制御技術の創発や研究開発ができる高度な技術者を育成する。工学特殊研究活動を通して、ロボットの機構と運動、計測制御、人工知能、機械学習などの高度な専門知識とそれらを応用する能力を修得し、研究技術開発に必要な問題発見?設定能力を身につける。
目標●制御系設計、電気回路設計、プログラミングと実装、システム統合技術等の高度な知識と技術を活かし、新しい問題に対する解決方法の提案や、知的システムの実現に必要な新しい技術を創造できる自立した高度専門技術者としての能力を身につける。
主要科目 科目概要
-
企業価値とイノベーション
高度専門技術者や研究者にとって、自らが取り組んでいる研究の置かれている状況を客観的に分析すること、さらなる研究価値を向上させることは重要である。このとき、社会的要請、社会が受ける研究成果によって得られる価値、競合する研究との差別化などを合理的に理解?整理すること、あるいはそれらが考慮された研究を行うことが必要である。さらに企業にあっては国際的な標準化を視野に入れた開発や知財による研究開発の保護などを十分考慮して企業価値を高めることが必須である。本科目は、これらのことを具体的な事例を交えて、企業価値の創造やイノベーションの創出を考え、研究活動に結びつける手法について学ぶ。
目標●社会要請、社会が受ける研究成果によって得られる価値、他の研究との差別化、または国際的な標準化に対する位置付け、知財による研究開発の保護などの企業価値と直結する内容について学び、研究活動に活かすことを目的とする。 -
モビリティ工学特論
自動車?船舶?航空機分野において、機械系高度専門技術者として必要な発展性の高い専門知識および総合力を身につけ、設計?開発?研究分野で活躍できる工学的知識とセンスを磨くため、論文等の講読により最新の研究成果を把握するとともに一流の研究者の研究への取り組み姿勢を学ぶ。
目標●温暖化等の地球環境問題の解決策を輸送機械や輸送システムの問題として具体化できる。環境対策を反映した輸送機械の空力的構造的合理性/革新性を理解できる。環境対策を反映した要素技術について革新性を理解できる。既存の輸送機械の課題を理解し説明できる。自己の研究分野の研究課題を理解し説明できる。革新的な技術を研究する手法を習得できる。 -
動力?エネルギー工学特論
エネルギー変換の分野において、環境負荷を最小限とし、利用効率の最大化を、LCA(Life Cycle Assessment)の視点のもと、機械工学の基盤を形成する流体力学、熱力学などの基礎工学的力学系研究、そしてそれらの応用としての混相流体工学、熱流体エネルギー工学、エネルギー変換工学、エンジン工学などの研究領域においての最新の研究トピックスを選択的かつ複合的に学ぶ。この講義を通して、当該専門分野において基盤となる知見を取得するとともに関連境界領域の情報を身に着け、自立した研究活動ができるようになる。
目標●特定およびその関連境界分野における最新の研究状況を、広く文献などを通してレヴューできる。特定の専門分野に関する研究において本質的な問題点を見出し自らの研究活動に応用?展開できる。 -
医療?ヘルスケア工学特論
現代医療は、身体計測技術、生体置換部品、Drug Delivery System、ロボット手術機械などの工学によって支えられている。また、介護分野においては運動機能を補助する機器がQOL(Quality of life)を維持あるいは向上させる上で欠かせないものになっている。本科目では、生体信号のモニタリング技術、生体置換部品などに用いられる生体材料、運動機能を制御する最先端の研究論文を学修する。
目標●国内外を問わず専門情報を広い範囲で収集?分析できる。国内外の研究論文の内容を理解しその問題点などを指摘できる。 -
生産システム工学特論
機械工学の基盤領域の1つである機械加工、塑性加工、生産システムなどの基礎的加工系研究領域並びに応用的研究領域における最新の研究トピックスを選択的かつ複合的に学ぶ。この講義を通して、当該専門分野において基盤となる知見を取得するとともに関連境界領域の情報を身に着け、自立した研究活動ができるようになる。
目標●国内外を問わずものづくりに関する専門的情報を広い範囲で収集?分析できる。国内外の研究論文の内容を理解しその問題点などを指摘できる。 -
マテリアルデザイン工学特論
新素材開発および新素材を活用した機械システム開発の分野において、高度専門研究者?技術者として必要な発展性の高い専門知識と技術を身につけ、研究?開発?設計の分野で活躍するための工学的センスを磨くため、論文等の購読により、最新の研究成果を把握するとともに一流の研究者の研究への取り組み姿勢を学ぶ。
目標●国内外を問わず専門分野に関連する情報を広い範囲で収集?分析できる。国内外の研究論文の内容を理解し、そこで得た知識や考え方を自身の研究活動に応用展開できる。 -
EARTH&SPACE環境機械工学特論
海洋と宇宙の分野において、新しい概念とともに新領域を開拓することを可能とする機械システムの技術開発や基礎研究を担い、国際的にも通用する高い問題解決能力を身につけるため、論文等の講読により最新の研究成果を把握するとともに一流の研究者の研究への取り組み姿勢を学ぶ。
目標●海洋と宇宙の分野において、温暖化等の地球環境問題の解決策を輸送機械の問題として具体化できる。新領域を開拓することができる専門知識と技術を結合する能力について理解できる。さらに、この専門知識と技術を結合する能力を社会的な課題解決に活用して幅広い技術分野で活躍できる実践力について理解できる。自己の研究分野の研究課題を理解し説明できる。革新的な技術を研究する手法を習得できる。 -
知的システム制御工学特論
ロボットを始めとする知的システムの実現に不可欠な、新しいセンシング技術、制御技術、知能情報化技術の創発や研究開発ができる高度で最新の専門知識を学ぶとともに、それらを応用する能力を修得する。ロボットの機構と運動、計測制御、人工知能、機械学習などの研究の動向を自ら把握するとともに、新しい研究?技術開発に求められる問題発見能力と問題設定能力を身につける。
目標●当該分野における研究動向を調査し、それをまとめることができる。また、当該分野の未解決の課題に対する、研究計画を立案できる。
特別科目 科目概要
-
リサーチインターンシップ
この科目では、「特殊研究」で行う研究テーマと関連のある研究や技術開発を行っている民間企業(あるいは、公的研究機関)に長期間(3ヶ月以上)滞在し、組織の中で実践される研究?開発のプロセスについて理解を深めると共に、一人の研究?開発者として組織に貢献することを目指し、就業体験を行う。派遣先企業(あるいは公的研究機関)は、本学にある研究所や、「特殊研究」の指導教員との共同研究及び受託研究を基盤に、密接に連携している企業(あるいは公的研究機関)の中から、派遣先の意向も考慮して決められる。
目標●1. 自らの専門研究分野について、最先端の現場で行われている研究?技術開発について理解できる。2. 就業体験において提供された課題を深く理解し、具体的な解決策を立案し、実際に試行することができる。3. 就業体験を基に大学院での残りの期間の研究計画?修学計画を立案できる。