電子工学科講義一覧
ヒューマノイドロボットを創る
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 部屋の明かりをつけたり，ホテルの受付をしたり，話相手になったり・・・。人間社会に寄り添う形で様々なロボットが開発されています。中でも，ヒューマノイドロボットは，より深く人間社会に溶け込めるロボットとして，多くの研究・開発が行われています。 我々の研究室では，脳を創るということを目的に，電子回路による人工知能の構築に関する研究を行っています。その一つのアプリケーションとして…
ニューロン間の情報処理を解き明かす
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 近年，生体の情報処理機構を解明し，工学的に応用しようとする研究が行われています。それらの研究は脳の機能を実現するだけでなく，脳の中で情報処理がどのように行われているのかを解き明かすための手段として有効であると考えられています。脳はニューロンにより構成されており，ニューロンの集合であるニューラルネットワークにより人は情報処理を行っています。そこで我々は，ニューラルネットワー…
1兆分の1秒のモノサシで電子の世界を観察する
担当講師：塚本 新 ／ 今日，高度情報化社会の中枢をなす高速情報蓄積/処理基盤技術において，物性を良く理解しその技術的利用を達成している時間領域はナノ秒（10-9秒）オーダーです。フェムト秒（10-15秒）という遥かに短い未踏領域の理解・制御を図ることは，近年要請が高まる超高速情報処理，新規光機能材料や超微細低エネルギー消費デバイス創生の指導原理の一つとして，また不可欠な知見として国内外で研究が活…
省エネ・省電力の決め手：究極のナノ構造電子デバイスをつくるA
担当講師：芦澤 好人 ／ 現在の私達の生活の中には，モバイル電子デバイスが当たり前に普及しています。携帯電話やディジタルカメラ，ゲーム機などのバッテリの残量をいつも気にしているのではないでしょうか？バッテリを大きくすると重くなってしまいますね。これまで電子デバイスには，便利に使うために高速処理，高密度記録が要求されてきましたが，モバイルで使用することを考えると，小型，軽量で，低消費電力であることが…
超高速情報記録デバイスをつくる
担当講師：塚本 新 ／ 現在，世界の多くの情報は，ハードディスク・ドライブと呼ばれる情報蓄積装置に保存されております。これは，堅い円盤（ハードディスク）上に無数に作られたナノサイズの高性能磁石の向きが盤面に対し上向き（1状態）か下向き（0状態）かによりデジタル情報として記憶されております。この磁石の向きを変えることが情報を“記録”する事に相当しますが，現行技術の方法では，これ以上の高速化が原理的に…
大型アンテナの世界へようこそ！
担当講師：瀧川 道生 ／ 宇宙と地球をつなぐ架け橋，「大型アンテナ」の世界に足を踏み入れてみませんか？私たちの日常生活に欠かせない通信技術や，壮大な宇宙研究を支える影の立役者。それの一つが大型アンテナです。通信技術では，宇宙探査機や人工衛星との通信を可能にします。たとえば，深宇宙探査では地球から何十億キロメートルも離れた場所にある探査機との通信に使われます。その正確なデータ受信能力が，ミッション成…
ニューラルネットワークで四足歩行ロボットを制御する
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 人間や動物の歩行，水泳，飛行などのリズム的な運動は，脳からではなく，CPGにより発生，制御をしてます。CPG （Central Pattern Generator） は，人間や動物の脊柱における神経回路（ニューラルネットワーク）です。このCPG の機能をロボットに応用することで，不整地に対し，自律的に適応するロボットが作成可能であると考えられます。そこで，我々は人工知能を…
もっと高速で途切れないスマートフォンをつくる
担当講師：今池 健 ／ 東京オリンピック・パラリンピックの開催が予定されている２０２０年に向けて第５世代携帯電話を世界に先駆けて実現するための研究が日本国内で急速に進められています。現在の１０００倍以上の高層化・大容量化を実現するために重要となる技術の一つが，電波の信号を発生させる基準となる水晶発振器の高安定化です。スマートフォンだけでは無く，電子回路には必ずと言って良いほど搭載されている水晶発振…
高感度MEMS水晶センサの加工シミュレーション
担当講師：今池 健 ／ 普段の生活の中で，身体の状態をみてくれたり，防災や防犯等々，我々の生活の安全性を高める道具は重要です。検出したい内容により，必要とするセンサは，それこそ，千差万別です。我々の生活をサポートする，正確で高機能なデバイスの一つとして水晶振動子が挙げられます。我々が研究を行っている水晶振動子を用いたＱＣＭセンサー（QCM:Quartz Crystal Microbalance）は…
電波ってなに？ 電波を見る・測る
担当講師：布施 匡章 ／ 私たちの便利な生活を支えている電波．携帯電話（スマホ）や電化製品など様々なものに使われ，今や生活に欠かすことのできない大切な電波．電子レンジも電波．当然携帯電話（スマホ）も．とりわけ携帯電話は格別で，様々な種類・方式の違う電波が使用されています．なぜそんなにたくさんの種類・方式の違うものが使われているのでしょう？ 本講座では，「電波ってなに？」，「電波って見える？」など簡…
地雷探査用匂いセンサーをつくる
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 地雷探査を行う場合に，地中に埋まっていても，地雷に含まれる火薬からある特定の気体が発生しています。現在では，犬の嗅覚を用いて気体を判別していますが，より安全に行うために匂いセンサーの開発を行っています。匂いセンサーを用いて地雷に含まれる火薬から発生している気体を判別することで，より安全に地雷探索が行えます。匂いセンサーは，携帯やテレビに用いられている電子部品であるSAWデ…
高性能VLSIを設計する
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 身の周りの携帯機器やコンピュータといった機器には集積回路が多く用いられ，いかに小さいサイズで高いパフォーマンスを発揮するかが重要となります。 しかし，回路の集積化が発達した現在，回路面積をさらに小さくすることが難しくなってきています。 そこで，集積回路を縦方向に積み上げることで面積を削減し，パフォーマンスの向上を図ることが可能となります。 左下の図は，上下の集積回路間で無…
電子回路で脳を創る
担当講師：佐伯 勝敏 ／ 人間の脳は，学習，認識が得意で，知能を持ちます。それに対して，現在のコンピューターは，決められた通りに処理することは，得意ですが，自ら学んで処理することは非常に苦手です。今後，例えば人間をサポートできる機械を作るためには，認識，予測，学習，記憶が可能であり，知能を持つシステムを作る必要があります。そこで我々は，人間の脳を手本とし，電子回路を使って，脳のモデルを作り，ICチ…
コピー機の文字のにじみ防止用の静電気センサーをつくる
担当講師：芦澤 好人 ／ コピー機に代表される電子写真では，文字を形成するために，静電気を利用して数マイクロメートルの大きさのトナーを並べています。静電気で文字を作り，そこにトナーをくっつけるのです。 しかし，静電気で書いたつもりの文字が本当に書かれているか確認する方法はありません。実は静電気の計測は簡単ではありません。測定物が接触すると静電気が逃げてしまうだけでなく，測定物を近づけただけでもとき…
ナノ領域の情報を得る超微細センサーをつくる
担当講師：芦澤 好人 ／ コンピューターでは，ハードディスクと呼ばれる磁気ディスクに情報を記録しています。円板状のディスク上にある，小さな磁石のＮ極とＳ極の方向で，“1”，“0”に対応する2値の情報を記録しています。インターネットが普及し，クラウドサービスを誰もが利用する近年，ハードディスクにおけるさらなる大容量化が求められています。同じサイズのディスクに対して大容量化するということは，すなわち，…
低ノイズ電子回路をつくる
担当講師：今池 健 ／ 近年，省エネルギー化の要求やスマートフォンのバッテリー持ち時間の増加など，いかに少ない電力で電子回路を動作させるかということが重要な課題となっています。回路が消費する電力を下げる最も簡単な方法は，電子回路を動作させる電圧・電流を下げることですが，回路内の信号が小さくなるため，外部からのノイズによって誤動作の原因となるほか，その回路自身から出てくるノイズの影響も無視できなくな…
パソコンの仕組み 解き明かします（実演・体験）
担当講師：電子工学科教員 ／ パソコンはどうやって動いているのでしょう？どんなパーツがどんな役割をしているのでしょう？ 全くわからない人，詳しく知っている人，自分でパソコンを組み上げたことがある人，いろんな人がいるでしょう。 でも，各パーツをさらに素子まで分解したことがある人はいるでしょうか？この出張講義では，ハードディスクなら針やディスクがバラバラになるまで，ディスプレイなら液晶やフィルタがバラ…
宇宙放射線からコンピューターを守る
担当講師：高橋 芳浩 ／ コンピューターにおける計算および情報記憶は，そのほとんどが半導体集積回路デバイス（LSI）により行われています。この半導体デバイスは非常に高い信頼性を有しており，今やコンピューターの計算結果を疑う人はいないと思います。コンピューターは地上だけでなく，人工衛星などに搭載され宇宙でも活躍しています。ただし，宇宙は過酷な放射線環境であり，半導体デバイスに宇宙放射線が当たると，一…
電波とアンテナ入門
担当講師：三枝 健二 ／ 携帯電話，無線LAN，電子レンジ，地上デジタルテレビ，GPS，ETCなど，電波はいろいろな目的で利用されており，我々の生活を便利にしている。電波はこのように，我々の身の回りのいたるところに存在している。しかし，電波は目に見えないため，普段の生活ではその性質を捉えにくい。 本授業の目的の一つは，電波の理解である。電波はどのように発生し，どのよう伝わっていくかなど基本的な性質…
紙のように軽くて薄く曲げられるテレビ，コンピュータをつくる
担当講師：岩田 展幸 ／ 有機物・有機分子は，これまでエレクトロニクスを支えてきたSi半導体(無機物)と異なり，有機分子1つで様々な機能を発現します。この機能は，電気を流す金属や半導体・絶縁体，光を吸収するフィルター，発光素子(LED)等，様々です。 さらにサイズはナノスケールであり，曲げられる特徴を持っています。よって，紙やプラスチックに回路を作り込めば，手軽に持ち運べるテレビやパソコンが作製可…