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研究紹介

メカトロニクス,振動,制御の基礎研究と社会実装



  環境センシングには,センサ,アクチュエータ,信号処理,無線等のメカトロニクス技術が必要であり,本分野ではそれらを総合的に扱っています.代表例として,物流追跡用のジャイロ発電機を紹介します.物流の効率化には,製品の位置情報管理が必要であり,製品やコンテナに装着した位置センサと無線送信機を数年間稼働させる必要があります.最大の課題は電源であり,本研究室では移動時の振動を用いた発電機を開発しています.高速回転するロータに傾き振動が加わると,ジャイロ効果により大きな歳差トルクが生じます.本発電機では,歳差軸により磁石を回転させ,電磁誘導により発電します.発電量は,自転速度の2乗に比例し,理論的には,微小な振動からいくらでも大きな電力を取り出せます.さらに,発電電力をモータにフィードバックすると,自転が増大する正帰還が生じ,発電量は時間とともに指数関数的に増大します.本発電機は,HDDスピンドルモータや腕時計の輪列など,日本が得意な精密機械技術を取り込むことで,携帯電話サイズに小型化できます.

 本分野は,移動体センシング,ヒューマンインターフェ−ス,自動発電機構,強誘電体応用デバイスのグループから成り立っています.いずれもメカトロニクス,振動,制御を基盤としますが,応用は,バーチャルリアリティ,人体通信,人工筋肉,治療機器,物流,エネルギなど,人間環境全般に及びます