小木曽研究室 2018年第2回オープンキャンパス

小木曽研究室 2018年第2回オープンキャンパス

​小木曽研究室は制御を中心として大きく3つのことについて研究を行っています.具体的には,空気ゴム圧人工筋の研究,暗号化制御の研究,ゲーム理論の研究です.

まず,空気ゴム圧人工筋は,ゴムに空気を出し入れすることで筋肉のように収縮を行う新しい動力です.今回のオープンキャンパスではこの人工筋肉が実際に動く状態で展示をしていました.

この動力はモータとは違い柔らかく空気で動くため,人に安全であり軽量・柔軟であることが特徴で,産業用ロボットや工場のシステム,使いやすいパワーアシストやリハビリ機器に使われることが期待されます.

次に,暗号化制御では,制御システムにおける安全性の確保・向上を目的としています.

通常では機械を遠隔で制御する際に通信路は暗号化しますが,制御器内部は暗号化しません.

この方法では,もし遠隔で制御しているコンピュータが不正アクセスを受けてしまうと,コンピュータの中身を見られて任意に操作されてしまうかもしれません.

この研究ではそれを防ぐために,遠隔で制御しているコンピュータの中の数値も暗号化し,暗号化したまま制御をしようというものです.

左の写真では手前のモータを制御対象として,右側のボードが制御器,左側の黒いボックスが遠隔のコンピュータを模式しています.

写真の上部に写っている画面では右半分の上側がモータへの出力,下側がモータの位置を示していますが,実際に制御器や遠隔のコンピュータには左側の暗号化された数値が通信,記録されており,システムの全体が暗号化されていることがわかります.

ゲーム理論については,皆さん名前くらいは聞いたことがあると思います.ゲーム理論とは一言で表すと,「物事を数学的なモデルにして考える考え方」です.例えば人同士での利害,競争についてモデル化することで,競売やオークションなどについて数理的に解くことを目的とします.本研究ではこれを応用し,人や組織の意思決定を制御する理論の体系化及び制御アルゴリズムの開発を目的としています.

ゲーム理論によって人の意思決定を数理モデル化できたら,人の意思決定や行動を”制御”できるかもしれない.そんなことを目指しています.

これら3つの研究に加えて,最近はメインの研究ではなくなってしまったそうですが,遠隔地のロボットの操作についても研究を行っています.ここで言う遠隔地とは,例えば月面上のような超遠隔地のロボットをリアルタイムで操作する方法について研究しています.このような超遠隔地では通信に時間がかかったりロスしてしまったりと,リアルタイムの制御が難しいという難点があります.この研究ではその通信のタイムラグやロスを補償するような制御について研究を行っています.

これらの研究は一見関連が無いように見えますが,どれも制御に関わっています.

制御工学とは,作られた物の最後の段階であり,それらを使うため必要な知識は多いがハードウェアからソフトウェアまで物を動かすために全てに関わることができ,このようなことに取り組んでみたい人には向いているそうです.小木曽研究室ではその中でもソフトウェアを中心に扱い,数理よりの考え方が必要となっているそうです.物理モデルを数理的に解く,というとなんだか難しく聞こえますが,実際に高校で習っている物理は,モデルを立て,それについて数学的に解くということをやっているため,案外皆さん既にやったことがある手順でもあります.

学生インタビュー

この大学を受験して今のプログラムに入ろうと考えたきっかけについて教えてください

  • 今のプログラムを志望したのは,元々ロボット関係の職業につきたかったからです.大学に入ってからも研究室公開や教授の授業などで,ロボットに関する最先端の技術を学ぶことができ,結果的に良い選択だったと思っています.
  • 工学分野は就職に困らなそうと考えたからです.

なぜこの研究室を選んだのでしょうか

  • 制御理論の研究を通し,理論的な考え方とその応用法が身につくと考えたためです.
  • ロボットを作って動かしたことで,物をコントロールする楽しさを知りました.そこでこの制御についてきちんと数理で考えたいと思ったからです.

この研究室だからこそと思う強みや良いところを教えてください

  • この研究室は,数式やモデルを使ってアルゴリズムを構築するソフトウェアの側面と,ロボットや実験装置を使って検証するハードウェアの両面を研究できることが強みです.勉強は倍やらないといけませんが,見える世界はそれ以上に広くなるので,マルチに渡って活躍したい人にオススメです.
  • それぞれが異なる分野を目指して研究するため,異なる視点の意見を学生間で交換できることです.

卒業後は主にどのようなところに就職されるのでしょうか

自動車やロボットの工場に就職する人が多いです.

高校生にメッセージをお願いします

  • 物をつくることに興味がある人にはII類がオススメです!高校での勉強は全て大学でも必要なので,今の勉強をしっかりとしましょう.
  • 制御と言われてもイメージがつきにくいかもしれないですが,これをきっかけに興味を持ってもらえれば嬉しく思います.
  • 受験勉強を通し,自分がどのような人間なのか多少理解ができると思います.そこから,自分の好きな道を選択してください.