エネルギーと環境に関する話題が世界的にクローズアップされています．
地球温暖化，資源の枯渇再生可能エネルギーの有効利用などは，多くの人にとって関心事ではないでしょうか．

この講義では，次世代エネルギー革新技術のキーワード，「次世代エンジン・ハイブリッドカー・EVシフト・次世代高効率発電・再生可能エネルギー・シェールガス/オイル，バイオマス」などについて，エネルギーの基礎から応用までを分かりやすく説明します．

自動車を走らす動力の方式は，「ガソリンエンジン」「ディーゼルエンジン」「電気自動車」，「ハイブリッドカー」「プラグインハイブリッドカー」「燃料電池車」など，実に様々です。
これらの方式にはそれぞれに利点と欠点があるため，日々，それらの欠点を解決するための研究が行われています。　

この教室では，自動車のエンジンとエコカーの仕組みを学びます。
そのうえで，自動車の様々な方式の動力源について，「狙い」「利点」「欠点や課題」を考え，将来の動力の源（パワーソース）について考えます。

身の回りにある様々な製品を作るためには，図面が必要です。
機械工学科では，国際規格に基づいた図面の読み描きをしっかり学びます。
これによって，グローバルなものづくりの世界で通用する図面を描けるようになります。

この講義では，“ものづくり”のための図面の読み方と描き方をやさしく学びます。
また，実際に簡単な製品の図面を描く体験をしてもらいます。受講者全員参加型のワークショップ形式で実施します。

我々の身のまわりには小さな機械部品から，橋梁，ビル，タンクなどの大型構造物，自動車，新幹線，航空機などの輸送機器，ロボット，加工機械などの複雑な生産機器，そのほか家電機器，医療機器など様々なものがあります。
このような機械や構造物はそれらが使用される間，部材や部品が壊れないように十分な強度と剛性を持っていることが必要であり，安全に機能を果たすように作られています。

材料の強度を知ることにより，どれくらいの力を加えたら壊れるかがわかり，したがって，壊れない機械や構造物を作ることが可能となります。
この講義では，我々の身近にある材料に荷重を加えて実際に物を壊してその強度を確認します。
そして，物の強さや変形の特性を幾つかの実例を挙げながら解説します。

また，この講義の後半では，医療用具として用いられているカテーテルの中でも，心筋梗塞や脳梗塞などの外科手術で用いられるナイロン樹脂に細いステンレス製のワイヤーを織り込んだカテーテルについてその力学的な特性を紹介します。

自動車を取り巻く環境は100年に一度の変革期と言われ，CASE（Connected，Autonomous，Shared and Service，Electric）と呼ばれる次世代自動車技術の実用化やMaaS(Mobility as a Service)といったシームレスでユーザー中心のサービスの実現に向けて，車載通信機器を搭載したコネクテッド車両の普及が世界的に始まっています。

この講義では，CASE・MaaSが目指す近未来の交通社会を紹介すると共に，それを実現する上で重要なコネクテッド技術の研究動向について紹介します。
例えば，コネクテッド車両から取得されたデータをビッグデータとして解析することで，高度運転支援システムや完全自動運転の実現，オンタイムでシームレスな移動経路案内の実現，持続可能な社会インフラの維持管理システムの構築，そして大規模災害時発生時の減災・避難・救援へ利用など，皆さんの生活に身近な場面から社会全体に至るまでの多様な研究動向とその実現に必要な科学技術を知ることで，皆さんが学んでいる物理や数学が世の中でどのように役立っているか理解を深めて頂ければ幸いです。

ものに力を加えると形が変わります。
（1）ものがバネの場合，加えている力を取り除くと元の形に戻ろうとする動きを始めますが，元の形に戻った所で動きを止めるのではなく，振動という往復運動になります。しかし，この振動も時間が経つと動きが小さくなり，やがては止まってしまいます。
（2）ものが粘土の場合，加えた力を取り除いても力によって作られた形のままとなり，ばねのように戻ることはありません。

この2つの場合とも加えた力による仕事がエネルギーとなりますが，バネの場合は弾性エネルギーとして蓄積され，粘土の場合は変形の際に内部摩擦により熱エネルギーへと変って放出されてしまいます。
このエネルギーが変換されることと，集まったエネルギーが拡散していくことを具体的な実験で理解します。

また，粘土の変形は，いろいろな力を加えた結果としてできる形と無駄な変形をさせずに作った形が存在し，できた製品に強度の違いが生じることも実験します。
その後，自動車の車体などの金属板を所要の形に作るのに，様々な工夫がなされていることを紹介します。

世の中の工業製品には「制御」が使われているものが少なくありませんが，それがはっきりと分かるような製品は多くありません。
なぜなら制御とは，本質的には「情報」の操作だからです。
制御しようという対象から情報を取り出し，それに情報処理をほどこし，その結果を制御対象に作用させるという一連の操作，それが「制御」なのです。

そう言うと単純なようですが，実際に制御を行おうとすると様々な障害にぶつかります。
例えば，具体的にどういう情報をどうやって取り出すのか（＝計測），取り出した情報にどういう処理を加えたら良いのか（＝設計），その制御が絶対うまくいくという保証はできるのか（＝解析），頭の中で考えた情報処理システムをどうやってモノとして実現するのか（＝実装）といった諸問題は，目に見えない情報と目に見える実体の両方が関係してくるだけにとても複雑です。

この授業では，それらの問題の本質的な意味を解説し，それらに対して今の制御工学でどのような考え方で立ち向かっているのかを説明します。
その過程で，高校で学ぶ内容（数学・理科）がどのように制御工学につながって行くのかという展望を示します。

ニュースや雑誌の記事などでシミュレーションという言葉をよく耳にします。
一般にシミュレーションとは「現象を何らかの手段で模倣すること」を言います。
理工系の分野ではコンピュータシミュレーションがよく用いられており，こちらをイメージする人が多いかもしれません。
模倣したい現象の物理法則がわかれば，コンピュータ内に仮想的な実験環境を作り，コンピュータ内で模擬的に実験を行うことができます。
機械工学では機械の運動を扱う機械力学と呼ばれる分野があります。これは高校で学ぶ力学を機械工学に適用し，機械に作用する力と運動の関係を明らかにするものです。

機械力学分野ではどのような場面でシミュレーション技術が応用されているか，(1)複数の部品から構成された機構がどのように動くか予測する機構解析，(2)自動車や鉄道などの車両運動を予測する車両運動解析を例に解説します。

自動車と鉄道を対象として，力学の観点から乗り物の「走る・止まる・曲がる」という運動の仕組みを解説します。


講義の構成

1. 車両の構成
1.1 自動車の構成
1.2 鉄道車両の構成
2. 加速と減速
2.1 自動車・鉄道車両の加速の仕組み
2.2 自動車・鉄道車両の減速の仕組み
3. 曲線走行性能
3.1 自動車が曲がる仕組み(ステアリング機構)
3.2 鉄道車両が曲がる仕組み(自己操舵機構)

日本でも風力発電所が各地で建設されるようになってきました．
その多くは，平原，洋上等の人口の少ない地に建設されており，日本の風力発電の割合は全発電量の1％に過ぎません．

この講義では風の持つエネルギーをどの程度電気へ変換できるか試算し，太陽光発電のように各家庭でも風力による発電を利用できるか検証します．