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機械工学に量子論を応用する -機械制御から力学物性までー

小竹 茂夫

教授

工学研究科

機械工学専攻

量子・電子機械

研究分野: 機械制御・力学物性・量子応用

kotake(AT)mach.mie-u.ac.jp
(AT)は@に読み替えてください。

キーワード

  • 機械制御
  • 弾性定数
  • 材料物性
  • 振動制御
  • 量子アルゴリズム

関連するSDGs

  • 背景、動機付け

    従来,機械工学の分野ではあまり取り上げられてこなかった量子論を制御理論と力学物性に応用することに挑戦しています.制御理論では,従来の力による微分方程式ではなく,量子アルゴリズムによる多体系の操作とする新たな理解を目指しています.また力学物性では,転位と磁壁の相互作用に着目し,実験的に特異な現象を探索しています.教育と研究の中に量子技術を取り入れることで新技術の芽を育み,社会の発展に寄与したいと思います.

  • 成果、活用例

    全国的に珍しく機械工学科で量子力学,物性論の教育を行っています.各種機械現象の本質的な理解ができる機械エンジニアの育成を目指しています.また制御を閉じた系の量子アルゴリズムとすることで,区分時間ごとの操作である有限時間整定制御に安定性の礎を与え,これを応用した天井クレーンやロボットアームにおける多体系の制振制御に活用しています.さらに残留磁化による鉄系構造材料の破壊・加工現象の評価法を提案しています,

  • 今後の展望展開

    多体振動系の不連続な操作に適した区分時間ごとの振動操作関数を用いた有限時間整定制御の産業実装を目指しています.そのため,工場等で多用されている誘導モーターを使った制振搬送やロボット制御など具体的な事例への応用に関して産官学の連携を進めたいと考えています.

  • 主な研究業績・作品等

    • higeo KOTAKE, Kazunori YAGI and Tatsuya TAKIGAMI, Mechanical Engineering Journal, 2(3), 15-00033 (2015)
    • Yuichiro KAWAKITA, Shigeo KOTAKE, International Journal of Automotive Engineering, 7 (2), 77-84 (2016)
    • 小竹茂夫,ばね論文集,67,9-14 (2021)

    振動操作関数を用いた有限時間整定 制御における2次元天井クレーンの軌道設計

    振動操作関数を用いた有限時間整定 制御によるアクティブサスペンションの原理

  • 略歴

    福井県福井市出身 藤島高校卒 AFS交換留学生(米国ミシガン州) 東京大学工学部卒 同大学院工学系研究科金属材料学専攻修士修了 工業技術院名古屋工業試験所通産技官 三重大学工学部機械工学科助手 准教授を経て現在 

  • 社会とのつながり

  • 資格

  • 高大連携における探究活動の支援分野

    • 環境への課題
    • 自然科学(化学・生物・数学など)への課題