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あいぞうかむら
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3 地球と人間に優しい科学技術 - 日本初のマイクロシステム工学専攻からマイクロナノシステム工学専攻へ - 計算機の出現とこれに伴う科学技術の変革は高度工業化情報化社会の大きな牽引力となってきました 21 世紀に入り科学技術は大きな変革を遂げていくことはまちがいありませんしかし一方では資源エネルギー環境など社会システムに関連する新しい要因が増大し地球に優しくかつ人間にも優しい技術が強く求められるようになっていますこのような要求に応えるためにはシステムの機能を向上するとともにシステムの効率を高めることは必然ですそのために機械システムの超小型化超集積化すなわちマイクロナノシステム技術の発展確立に大きな期待が寄せられています 21 世紀の社会を支える新しい基盤技術の研究に参画し地球と人間に優しい高度工業化情報化社会の実現を目指そうではありませんか目次 1. 名古屋大学大学院工学研究科マイクロナノシステム工学専攻の概要 2 2. 流動型大学院システム 3 3. 講座の紹介 4 4. カリキュラム大学院修了者の活動分野 12-1-

4 名古屋大学大学院工学研究科マイクロナノシステム工学専攻の概要 -2- 現在の高度工業化情報化社会を支える先端技術開発の一つの方向としてシステムの高機能化高効率化がありますそのために機械システムの超微小化超集積化すなわちマイクロナノシステム技術への要求がありますこの技術は産業生産システム情報エレクトロニクス航空宇宙システム医療生体工学など広範囲の分野で大きな変革をもたらすことができ 21 世紀の社会を支える基盤技術として大きな期待が寄せられていますこのような機械システムのマイクロナノ化技術の一例としてセンサアクチュエータプロセッサなどから構成されるマイクロナノマシンがありますマイクロナノマシンは産業への直接的応用には未だ大きな技術的隔たりがありますがその技術への期待は大きくマクロ技術を基礎とするダウンサイジングの技術のみではなく原子分子レベルの操作を含むナノテクノロジーとの融合によってこのギャップを埋めることが要求されていますマイクロナノシステム技術の大きな特徴となっている機械システムのマイクロナノ化技術とナノテクノロジーの融合は機械システムの超微小化とナノ物性の制御による新しい機能の集積化ナノ技術に支えられた観察加工技術の活用によって機械システムの概念を根本的に変化させますすなわちマイクロナノ領域での新技術開発のためのマイクロナノシステムの設計製造運動制御などはマクロ領域とは基本的に異なりまったく新しい物理的化学的ならびに力学的現象によって支配されていますマイクロナノ領域では体積効果に比べて表面効果と界面量子効果が支配的となるだけでなく情報の伝達質量とエネルギーの輸送システムの組織化と制御システム要素の加工と組立などが新しい機構で支配されるので従来の工学における原理理論技術をそのままの形で適用することは困難ですしたがってマイクロナノシステム技術の確立のためにはマクロ領域を主な対象とする従来の機械システム技術と原子分子を基礎とするマイクロナノ技術を融合した新しい工学的取扱いが必要となりますこのような背景のもとで本専攻では新機能性材料の創製微細加工技術計測技術制御技術を基本としマイクロナノマシン技術のみならず小型軽量化の強い要請のある宇宙マイクロナノ技術および小型高機能化の要求の強い生体医療マイクロナノシステム技術を含みより集積化高度化知能化した新しい機械システムを作り出すことを目指していますそして新たな技術開発のための広範囲の問題を総合的に取り扱う新しいマイクロナノシステム工学を体系化するとともに学際的素養を身に付けた指導的技術者想像力豊かな研究者を養成することを目的としています本専攻はマイクロナノシステムを総合的に扱うわが国初の工学研究科の専攻であり名古屋大学大学院工学研究科機械理工学専攻航空宇宙工学専攻との連携も大きな特色です学際的先進的な分野ですので広く理工系学部学科の出身者の応募を期待しています

5 流動型大学院システム名古屋大学工学部においては今後の産業の高度化国際化の一層の進展に指導的に対応しうる人材を養成することまた産業界での技術的指導層の人材のリフレッシュ教育を大学院を中心に推進することさらに多様な社会的文化的な教育背景をもつ留学生に対応し得る国際的なスタンダードの下で教育システムを充実させることを目的として流動型大学院システムを導入しつつあります平成 6 年度から機械系の学科において導入が開始されましたこのシステムは以下のように構成されています (1) 学部講座をすべての大学院の講座に移行しかつ伝統的な学問分野の発展と強化充実を図る領域専攻群 (2) 領域学問体系を横断した新しい学際領域の研究を促進する複合専攻群 (3) 領域専攻群を強化しかつ両専攻群間の有機的連携協力を図る併担グループ ( 領域専攻群に設置し複合専攻群の教員が担当 ) 領域専攻群で既存の学問分野の発展と強化充実を図りまた複合専攻群で学問分野を横断した新しい学際的な分野の発展を促進しつつさらに領域専攻群に新たに併担講座を設置しこれを複合専攻群の教員が担当して領域専攻群の強化を図るとともに相互の有機的な連携協力を組織的継続的に促進しうる柔軟な組織とすることにより両専攻群の各学問研究分野を一層充実し活性化することを目指しています流動型大学院システムでは伝統的な学問分野を継承発展させつつそれに支えられた産業等の諸分野に常に新風を吹き込む人材を安定的に供給するとともにこうした伝統的な学問分野に基礎を置きつつそれらを複合的に発展させる分野や将来において社会のニーズが極めて高くなる萌芽的分野を開拓しうる技術者研究者を養成することを目指していますさらに併担グループを通じて領域専攻群の各専攻の内容を充実強化するとともに両専攻群間における教員および学生の流動性を促進して研究科全体を活性化し多様かつ柔軟な研究教育システムを積極的に体系化することによって高度の専門性と同時に総合力を有する人材育成を強力に推進することが可能となります -3-

バイオロボティクス講座マイクロナノ制御工学グループ概要と特色次世代機械システムに必要とされるマイクロナノメートルレベルのデバイス技術や高度な制御技術を基盤としバイオ医療福祉分野への応用を目指したメカトロニクスに関する教育研究を行っています例えばマイクロナノ領域の動作解析設計加工計測制御など各基盤技術を用い新しいマイクロナノマニピュレーションシステムやマイクロ

スキルを修得することができます研究の内容 (1) バイオロボットシステム身体の運動機能を補完拡張する装着型機器において脳と身体が双方し情報交換するバイオフィードバックを制御補完するインターフェース技術や身体親和性向上技術について研究していますまた生物の様に一台のロボットが二足四足梯子登り

6 バイオロボティクス講座マイクロナノ制御工学グループ概要と特色次世代機械システムに必要とされるマイクロナノメートルレベルのデバイス技術や高度な制御技術を基盤としバイオ医療福祉分野への応用を目指したメカトロニクスに関する教育研究を行っています例えばマイクロナノ領域の動作解析設計加工計測制御など各基盤技術を用い新しいマイクロナノマニピュレーションシステムやマイクロナノロボットの実現にチャレンジしておりますまた人の意思を瞬時に推定し適切な支援を行う支援制御や究極の移動ロボットを目指したマルチロコモーションロボットの知能制御分散共有知覚を行うマルチロボットの協調制御などを駆使し実問題の解決を見据えた次世代機械システムの研究開発を行っております本グループではマイクロナノデバイス技術から世界最先端のロボットまで幅広く実践的で新分野を開拓する知識スキルを修得することができます研究の内容 (1) バイオロボットシステム身体の運動機能を補完拡張する装着型機器において脳と身体が双方し情報交換するバイオフィードバックを制御補完するインターフェース技術や身体親和性向上技術について研究していますまた生物の様に一台のロボットが二足四足梯子登り枝渡り動作といった多様な歩容形態を環境に応じて選択するマルチロコモーションロボットの知能化に取り組んでいます (2) マルチロボット協調における分散共有知覚自律的に環境認識する機能を有したマルチロボットの協調制御システムに関して通信制御分散協調制御について研究していますまた複数ロボットの群れとしての行動計画動的環境下での適応と学習自己組織化といった群知能に関して研究しています (3) マイクロナノマニピュレーションマイクロナノロボット上肢運動支援学習支援システムマイクロナノシステムの基礎応用について研究し産業医療バイオなどとの融合による新規分野を開拓しています例えば線虫へのナノインジェクションシステムカーボンナノ材料を用いた機能性ナノデバイスの構築バイオ流体チップを用いた細胞のマイクロナノアセンブリによる3 次元組織構築などについて取り組んでいます将来の展望マルチロボットの分散共有知覚次世代機械システムを新たに研究開発するためには新材料微細加工組み立てセンサアクチュエータエネルギー供給制御自己組織化通信などの各要素技術のレベルアップに加えバイオ医療福祉などの他分野との融合によるシステム統合化が必要ですこのため学際的な知識と新たな発想を大切にしマイクロナノと制御工学の視点から新しいシ環境制御型電子顕微鏡内でのナノステムを創造実現し応用することを目指しますマニピュレーションシステム -4-

バイオロボティクス講座生体医用マイクロ工学グループ概要と特色本講座では MEMS

メカトロニクスに関する研究を推進していますマイクロナノ領域の物理化学現象を理解し

ナノロボットシステム高速ビジョンを利用した超高速超精密マイクロロボット (2) 微細加工

メカトロニクスで先進医療へ貢献昆虫を模倣した医療用外骨格型マイクロロボット (5)

システム創製の学理を確立することを目指していますナノ領域とマイクロ領域のギャップを埋める True

7 バイオロボティクス講座生体医用マイクロ工学グループ概要と特色本講座では MEMS ナノテクノロジーを基盤としたバイオ医療に貢献するロボティクスメカトロニクスに関する研究を推進していますマイクロナノ領域の物理化学現象を理解しバイオミメティックな視点を取り入れたバイオニックデザインに基づいて高度集積化知能システムを実現することを目的としています下図に示すようなミリマイクロナノロボットシステムの学術研究で社会に貢献することを目指しています研究の内容 (1) ミリマイクロナノロボットシステム高速ビジョンを利用した超高速超精密マイクロロボット (2) 微細加工集積化技術による革新的システムマイクロナノをつなぐ三次元メゾスコピック微細加工 (3) マイクロナノロボティクスが拓く生命現象の解明細胞から核を除くマイクロサージャリロボットカプセル型マイクロナノロボットによる細胞内計測 (4) ロボティクスメカトロニクスで先進医療へ貢献昆虫を模倣した医療用外骨格型マイクロロボット (5) バイオニックロボットの創製と制御バイオマシン : 細胞と機械のミクロ融合技術 MEMS 技術を利用した細胞組織 4 次元培養システム将来の展望我々はトップダウンボトムアップ融合アプローチによる微細加工技術を用いてナノスケールにフォーカスしたメゾスコピックシステム創製の学理を確立することを目指していますナノ領域とマイクロ領域のギャップを埋める True Nano 領域においてシステム創製におけるブレークスルー技術を社会に提供したいとおもいますまたセンサアクチュエータ制御による新たな機能創出を目指しています高性能センサアクチュエータを集積化した統合制御によりデバイス単体では出せないクラスの新たな機能創出を目指していますマイクロナノシステム理工学を基盤として異分野学際領域のフロンティアの開拓に挑戦していく意欲ある方を歓迎いたします Nano nm Micro µm Milli mm 100 µm ロボットの遠隔操作バイオマシン 5 µm 5 µm 100 µm 100 μm 800 µm ナノロボット細胞凝集体マイクロナノロボット超小型医用ロボット -5-

集積機械デバイス講座マイクロナノ計測工学グループ概要と特色マイクロロボットマイクロマシニング情報機器バイオ操作などにおいてマイクロナノスペースでの微細操作微細制御微細加工を対象とする新技術が興隆しつつあります当研究室ではこのようなマイクロナノ領域における物理現象物体運動物質性状を解明することにより画期的な微小機械を実現することを目的として (a)

8 集積機械デバイス講座マイクロナノ計測工学グループ概要と特色マイクロロボットマイクロマシニング情報機器バイオ操作などにおいてマイクロナノスペースでの微細操作微細制御微細加工を対象とする新技術が興隆しつつあります当研究室ではこのようなマイクロナノ領域における物理現象物体運動物質性状を解明することにより画期的な微小機械を実現することを目的として (a) 先端的計測法の新規考案 (b) 計測装置システムの独自開発 (c) 計測情報およびコンピュータシミュレーションに基づく分子スケールの物理現象解明 (d) 計測情報および計測システムを利用した微小機械設計ならびにナノバイオ解析への応用などに関する研究を行います当研究室は機械理工学専攻電子機械工学分野のメカトロニクス設計講座知的センシンググループを併坦しており相互の情報交換や人的交流により研究の幅を広げるチャンスに恵まれています研究の内容 1. ナノマシンの実現をめざして : 分子スケールのナノ機械工学の開拓 2. ナノバイオチップ : マイクロナノ構造によるバイオ分子 DNA 分子の運動制御 3. 分子シミュレーションによるバイオチップナノマシンの設計 4. マイクロマシン技術を応用したマイクロメカニカルデバイスの研究 5. 超精密計測技術によるマイクロナノマシンの動作特性の解明 6. マイクロナノマシンの安定動作のためのナノ潤滑技術の研究 7. ヒトの触感覚機能の解明 : ヒューマノイドロボットの人工触覚の研究 8. 触覚のバーチャルリアリティ : リハビリテーションおよび遠隔操作への応用 9. 遺伝的アルゴリズムを用いた集合ロボットの自律協調作業将来の展望 1. ナノメカトロニクスは情報技術バイオ技術環境エネルギー技術において革新的な変革をもたらすものと期待されていますそしてナノメートルの現象を解明してそれを有効に活用するためには微細領域の計測技術が不可欠でありマイクロナノ計測は主要な技術として重要性が高まっています 2. 高精度化マイクロ化は技術の進む本質的な方向の一つであり産業界のニーズに適合して最先端の分野で活躍することができますまた計測技術は基盤技術であり様々な最先端分野を牽引する技術となっていますこのため計測技術を習得すれば最先端分野をリードする技術者となることが期待できます 3. 五感のうち触覚に関する研究は他の視覚などの研究に比べて進んでいませんロボットに触覚を付与できれば画期的な知能ロボットの実現がもたらせます -6-

集積機械デバイス講座マイクロナノプロセス工学グループ概要と特色微細加工技術と, マイクロナノ材料に基づく微細な機械システム ( マイクロナノシステム ) の研究と教育を行っています

ナノ材料の特性把握やその材料を用いてマイクロナノシステムの実現を図っていますこれと並行してマイクロナノシステムに適した材料の創成や微細加工

(Micro-Electro-Mechanical Systems) 分野での新産業を創出するとともに従来の機械工学の体系でカバーできない学際的な研究領域を開拓します

指導的エンジニアとしてたくましく自立できる人材の育成を図っています研究の内容 (1) 微細な3 次元構造体を形成する加工技術 ( 例 : 薄膜金属ガラスの三次元微細成形技術

磁気力アクチュエータ ) (4) マイクロセンサに関する研究 ( 例 : マイクロ熱型センサ環境センサ医用マイクロセンサ ) (5) 上記加工技術材料システム技術を適用したマイクロ

ナノシステムは情報機器産業機器医療科学研究など多くの分野で応用が始まっていますしかしマイクロナノ領域の工学の飛躍的発展には微細加工技術材料技術システム化技術

Objective lens Metal patterns Metal oxide nanoparticles わけその基本となる微細加工技術を中核にすえてマイクロ

9 集積機械デバイス講座マイクロナノプロセス工学グループ概要と特色微細加工技術と, マイクロナノ材料に基づく微細な機械システム ( マイクロナノシステム ) の研究と教育を行っています従来のフォトリソグラフィエッチング薄膜形成などの微細加工技術を発展させ新たに機械的な構造体の加工に展開しさらにシリコンやアモルファス合金などの新しいマイクロナノ材料の特性把握やその材料を用いてマイクロナノシステムの実現を図っていますこれと並行してマイクロナノシステムに適した材料の創成や微細加工機械システムの微細化で発現する新現象を追求しマイクロナノプロセス工学を確立することを目指していますこのような研究活動を通じて MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 分野での新産業を創出するとともに従来の機械工学の体系でカバーできない学際的な研究領域を開拓します国内外の研究機関と協力して進める基礎的研究企業と協力して進める開発的研究など基礎から応用材料から加工システム化に至る幅広い局面に研究活動を展開することにより教育面では工学者指導的エンジニアとしてたくましく自立できる人材の育成を図っています研究の内容 (1) 微細な3 次元構造体を形成する加工技術 ( 例 : 薄膜金属ガラスの三次元微細成形技術シリコンの結晶異方性エッチング ) (2) 薄膜材料のハイスループット評価各種薄膜材料の機械的性質の解明 (3) マイクロアクチュエータに関する研究 ( 例 : 静電電磁磁気力アクチュエータ ) (4) マイクロセンサに関する研究 ( 例 : マイクロ熱型センサ環境センサ医用マイクロセンサ ) (5) 上記加工技術材料システム技術を適用したマイクロナノメータシステムの研究と産業応用 (6) MEMS 材料のコンビナトリアル探索機械的特性加工特性に関する材料データベースの確立将来の展望従来の機械の概念を変えるようなマイクロナノシステムは情報機器産業機器医療科学研究など多くの分野で応用が始まっていますしかしマイクロナノ領域の工学の飛躍的発展には微細加工技術材料技術システム化技術計測評価技術などの基コンビナトリアル技術によるマイクロナノ材料探索盤研究が応用分野を横断して進歩しなければなりません本グループではとり Ultrafast laser Objective lens Metal patterns Metal oxide nanoparticles わけその基本となる微細加工技術を中核にすえてマイクロナノシステムを研究対象としていますこれらの研究を通 1 mm Substrate Reductant agent Metal patterns じて機械電気材料物理化学にまたがる学際領域に新しい研究分野を形成確立することを目指します金型を利用したリフトオフプロセスによる厚膜 MEMS 5 µm Metal oxide nanoparticles 超短パルスレーザ誘起酸化物ナノ粒子直接還元を用いた金属微細パターニング -7-

マイクロナノ機械科学講座マイクロ熱流体工学グループ概要と特色流れの希薄度を表す重要な無次元パラメータとしてクヌッセン数 (Kn: Knudsen number) があり分子が衝突から次の衝突までに移動する平均的な距離である平均自由行程 λ と流れ場の代表長さ L を用いて Kn =λ /L で定義されます一般に Kn が 0.

内部の流れも高クヌッセン数流れとなります高クヌッセン数流れにおいては平均自由行程が相対的に大きいために分子間衝突数が極端に減少して流れの中で方向間や運動モード間における強い非平衡現象が発現し代表長さが相対的に小さいことにより分子は他の分子よりも固体表面と数多く衝突して流れ場が固体表面の影響を強く受けることになります本研究グループではこのような高クヌッセン数流れを総合的に理解するために

10 マイクロナノ機械科学講座マイクロ熱流体工学グループ概要と特色流れの希薄度を表す重要な無次元パラメータとしてクヌッセン数 (Kn: Knudsen number) があり分子が衝突から次の衝突までに移動する平均的な距離である平均自由行程 λ と流れ場の代表長さ L を用いて Kn =λ /L で定義されます一般に Kn が 0.01 を超えると流れは連続体として近似できず原子分子の流れとして扱わなくてはならなくなります航空宇宙分野や高真空を利用する半導体薄膜製造過程などの平均自由行程が大きい場ではもちろんのこと大気圧下でも代表長さが数十 nm 程度になる NEMS/MEMS(Nano/Micro Electro Mechanical Systems) に代表されるナノマイクロデバイス周囲内部の流れも高クヌッセン数流れとなります高クヌッセン数流れにおいては平均自由行程が相対的に大きいために分子間衝突数が極端に減少して流れの中で方向間や運動モード間における強い非平衡現象が発現し代表長さが相対的に小さいことにより分子は他の分子よりも固体表面と数多く衝突して流れ場が固体表面の影響を強く受けることになります本研究グループではこのような高クヌッセン数流れを総合的に理解するために流れ場の原子分子オーダーでの解明と固体表面近傍における原子分子の挙動の解明を目的とした教育と研究を行っています研究内容 (1) 高クヌッセン数流れで発現する強い非平衡現象の解明分子の内部状態を測定可能かつ高感度な共鳴多光子イオン化 (REMPI) 法を用い速度のそろった分子線における回転エネルギー分布の計測を行っていますそして運動モード間の温度非平衡現象や回転エネルギー分布が平衡分布から逸脱する強い非平衡現象を解明するとともに平衡状態から非平衡状態への遷移過程を明らかにします (2) 気体分子と固体表面の干渉の解明超高真空実験装置超高真空チャンバー中で膨張させた超音速自由噴流の中心軸部分から速度のそろった分子線を抽出しこれを固体表面に入射させて散乱した気体分子を検出することにより気体分子固体分子間相互作用に対する精緻データを取得していますまた気体分子と固体表面の間のエネルギーや運動量の授受の効率を表す適応係数の取得実験も実施し気体分子と固体表面の干渉を総合的に解明します (3) 感圧感温塗料による高クヌッセン数流れの解明圧力温度分布を容易に測定できる感圧感温塗料 (PSP TSP) を低密度気体流れに対しても利用できるように開発していますまたこれまで膜厚や発光分子の凝集のために非常に困難と考えられてきたマイクロナノ気体流れに適用するために単分子膜を利用した高秩序な感圧分子膜 (PSMF) を開発し, 壁面分布から高クヌッセン数流れを解明しますマイクロコニカルノズル内圧力分布将来の展望半導体薄膜製造や NEMS/MEMS などのナノマイクロデバイスに関連した高クヌッセン数流れを総合的に理解するためには流れ場の原子分子オーダーでの理解と固体表面近傍における原子分子の挙動を理解する必要がありますナノマイクロ領域ではマクロ領域では問題ならない特異な物理現象が発現するためこれらの理解の積み重ねがナノテクノロジーの将来を決める今後の大きな課題であると言えます高クヌッセン数流れに関連した高精度な実験手法の開発と精緻な実験データの取得がナノテクノロジーの進展に大きく寄与するものと考えられます -8-

マイクロナノ機械科学講座航空宇宙マイクロ工学グループ概要と特色超小型衛星でもここまではできるから超小型衛星だからこそできるへ超小型宇宙システムにおいて小型からの視点によるユニークな能力の獲得と利用拡大を目指す超小型衛星の特徴を生かすには通常サイズの衛星による従来手法をただ小型化するだけではなく小型になるほど影響が大きくなる1 現象を見出し2 応用する事による

研究の内容超小型宇宙システムの要素技術検討からその応用まで扱う特に超小型宇宙機での影響が大きな環境磁場や宇宙プラズマの効果を用いた姿勢軌道制御を中心に研究を進める超小型宇宙機が大きな影響を受ける宇宙環境 ( 特に磁場と宇宙プラズマ ) に注目して超小型宇宙機の a. 能力と b.

超小型衛星システム図 1 電磁力による宇宙膜展開構造物の制御超小型深宇宙探査機における惑星間磁場を用いた姿勢制御形状磁気異方性による姿勢外乱トルクのモデル化と応用図 2 宇宙プラズマを用いた軌道制御宇宙プラズマ抗力のフォーメーションフライトへの応用宇宙プラズマ抗力を用いた超小型宇宙機のデオービット図 3 超小型宇宙機の設計例 STT 画像を用いた高精度姿勢レート推定と制御

11 マイクロナノ機械科学講座航空宇宙マイクロ工学グループ概要と特色超小型衛星でもここまではできるから超小型衛星だからこそできるへ超小型宇宙システムにおいて小型からの視点によるユニークな能力の獲得と利用拡大を目指す超小型衛星の特徴を生かすには通常サイズの衛星による従来手法をただ小型化するだけではなく小型になるほど影響が大きくなる1 現象を見出し2 応用する事による超小型ならではのユニークな能力の獲得が必要になると考えています本グループでは宇宙機が小型になるほど宇宙環境の影響を大きく受ける傾向にある事に注目しこの宇宙環境を宇宙システムの制御に応用して少ないリソースで高機能な超小型衛星バスシステムの構築を目指しますさらにこれら超小型衛星ならではの技術を駆使した宇宙利用に関する研究を進めます研究の内容超小型宇宙システムの要素技術検討からその応用まで扱う特に超小型宇宙機での影響が大きな環境磁場や宇宙プラズマの効果を用いた姿勢軌道制御を中心に研究を進める超小型宇宙機が大きな影響を受ける宇宙環境 ( 特に磁場と宇宙プラズマ ) に注目して超小型宇宙機の a. 能力と b. 利用の拡大を目指します特に超小型宇宙機の姿勢軌道制御能力の獲得改善による宇宙利用拡大を狙いますその他宇宙システムの研究を実施します (C&DH 熱構造通信宇宙システム設計宇宙利用など ) また検討のみに終わるのではなく実際に宇宙システムの設計と開発を実施し提案手法についての宇宙実証にも挑戦したいと考えています 1. 電磁気応用 2. 宇宙プラズマ応用 3. 超小型衛星システム図 1 電磁力による宇宙膜展開構造物の制御超小型深宇宙探査機における惑星間磁場を用いた姿勢制御形状磁気異方性による姿勢外乱トルクのモデル化と応用図 2 宇宙プラズマを用いた軌道制御宇宙プラズマ抗力のフォーメーションフライトへの応用宇宙プラズマ抗力を用いた超小型宇宙機のデオービット図 3 超小型宇宙機の設計例 STT 画像を用いた高精度姿勢レート推定と制御低高度小型衛星における空力トルクを用いた姿勢安定化将来の展望超小型衛星それは一つのジュース缶から始まりました机の上にたまたまジュース缶があったからこれを人工衛星にしてみたら面白いのではないか? そんなふとしたアイデアがきっかけです勿論しっかりと考え抜いて実験検討を進める事も大切な事ですが何となくこれ試してみたら面白いかなから意外な事が分かったり新しい事が始まったりする事も多いものですこれまで宇宙システムは敷居が高くふとしたアイデアを試す事が難しい事も多くありましたマイクロナノ宇宙システムではもう少し気軽な宇宙を目指す事ができます最初に自分達のオリジナルなアイデアを宇宙に上げて試してみる事ができる環境を目指しましょうそこから目指すべき方向が見えてくるはずです -9-

12 カリキュラム本専攻はバイオロボティクス集積機械デバイスマイクロナノ機械科学の3 講座からなりさらにそれらの講座はそれぞれ2つのグループから構成されます各グループの教員は下図に示すような協力関係にあるⅣ 系領域専攻の各講座を併担していますまた学内のマイクロナノメカトロニクス研究センター未来材料システム研究所と兼担している教員もいます図からわかるように当専攻は他の多くの領域専攻と協力関係をもっていることになります大学院の学生には一般に自分の属する専攻の授業科目 ( 主専攻科目 ) と関連する他専攻の授業科目 ( 副専攻科目 ) とをそれぞれ規定の単位数以上履修することが要求されます当専攻の学生の主専攻科目とはすなわち当専攻の3 講座の教員が担当する講義セミナー演習実験の各科目ですまた副専攻科目とは本専攻以外の工学研究科専攻で開講されている授業科目のうち指導教員並びに専攻主任が認めた科目です未来材料システム研究所 ( マイクロナノメカトロニクス研究センター ( 機械理工学専攻電子機械工学分野メカトロニクス制御講座知的センシンググループマイクロナノシステム工学専攻バイオロボティクス集積機械デバイス機械理工学専攻機械情報システム工学分野マイクロナノ機械システム講座マイクロ制御工学グループ生体機械工学グループ航空宇宙工学専攻構造制御講座航空宇宙機運動システムグループマイクロナノ機械科学複合専攻マイクロナノ機械システム講座微細加工システムグループマイクロナノ機械システム講座分子熱流体工学グループ Ⅳ 系領域専攻マイクロナノシステム工学専攻の講座, グループ併担兼担および他の専攻 ( 分野 ), 研究科, 研究機構との連携 -10-

13 マイクロナノシステム工学専攻博士課程前期課程科目一覧科目区分授業形態授業科目単位数基礎科目講義マイクロナノ機械システム工学特論 2 マイクロナノ理工学特論 2 主専攻科目分野科目マイクロナノシステム制御工学セミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 マイクロナノ計測工学セミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 統計熱力学特論 2 セミナー主講義実験演習マイクロ熱流体工学セミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 航空宇宙マイクロ工学セミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 バイオマイクロメカトロニクスセミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 マイクロナノプロセス工学セミナー 1A, 1B, 1C, 1D 各 2 知能制御システム工学特論 2 マイクロナノ計測工学特論 2 マイクロ熱流体工学特論 2 バイオマイクロメカトロニクス特論 2 生体機能工学特論 2 マイクロマシニング特論 2 マイクロナノプロセス工学特論 2 マイクロナノシステム工学特別講義 1, 2, 3, 4, 5, 6 各 1 マイクロナノシステム制御工学特別実験および演習 A, B 各 1 マイクロナノ計測工学特別実験および演習 A, B 各 1 マイクロ熱流体工学特別実験および演習 A, B 各 1 航空宇宙マイクロ工学特別実験および演習 A, B 各 1 バイオマイクロメカトロニクス特別実験および演習 A, B 各 1 マイクロナノプロセス工学特別実験および演習 A, B 各 1 副専攻科目セミナー, 講義, 実験演習当該専攻以外の工学研究科専攻で開講されている授業科目のうち, 指導教員並びに専攻主任が認めた科目高度総合工学創造実験 3 研究インターンシップ 1 2~8 最先端理工学特論 1 最先端理工学実験 1 コミュニケーション学 1 先端自動車工学特論 3 総合工学科目 (* 印はリーディング大学院科目 ) 科学技術英語特論 1 ベンチャービジネス特論 Ⅰ,Ⅱ 各 2 学外実習 A,B 各 1 医工連携セミナー 2 宇宙研究開発概論 *( フロンティア宇宙開拓リーダー養成プログラム ) 2 実世界データ解析学特論 *( 実世界データ循環学リーダー人材養成プログラム ) 1~3 実世界データ循環システム特論 I*( 実世界データ循環学リーダー人材養成プログラム ) 2 国際プロジェクト研究 2~4 国際協働教育特別講義 1 国際協働教育外国語演習 1 他研究科等科目本学大学院の他の研究科で開講される授業科目, 単位互換協定による他の大学院の授業科目又は工学研究科入学時において当該学生が未履修の学問分野に関する本学学部の授業科目のうち, 指導教員及び専攻長が認めた科目研究指導以下の 1~5 の各項を満たし, 合計 30 単位以上 1. 主専攻科目は基礎科目 2 単位以上, 主分野科目の中からセミナー及び講義 6 単位, 実験演習 2 単位を含む 14 単位以上 2. 副専攻科目の中から 4 単位以上 3. 総合工学科目は 4 単位までを修了要件単位として認め,4 単位を超えた分は随意科目の単位として扱う 4. 他研究科等科目のうち, 学部科目は 2 単位までを修了要件単位として認め,2 単位を超える学部科目は随意科目として扱う 5. マイクロナノシステム工学特別講義は取得順に 3 単位までを修了要件単位として認め,3 単位を超えた分は随意科目の単位として扱う研究指導については, 専攻において定めるところにより, 指導教員の指示によること -11-

14 大学院修了者の活動分野マイクロナノシステム工学専攻は平成 6 年度に設置されたマイクロシステム工学専攻をその前身とする新しい大学院の専攻です参考として本専攻およびこの分野に関連する大学院工学研究科の博士課程前期 ( 修士 ) 課程後期 ( 博士 ) 課程を修了した大学院生の主な進路を以下に示しますマイクロナノシステム工学は科学技術の先端を行く分野ですからこの専攻修了後は皆さんの活躍が期待されています電子電機通信情報機器イビデン沖電気工業オムロンキヤノン三洋電機シャープ住友電気工業セイコーエプソンソニーデンソー東芝日本 IBM 日本電気日本電信電話日立製作所富士通ブラザー工業ボッシュパナソニック三菱スペースソフトウェア三菱電機電子計算センター自動車輸送機器プラントアイシンエイダブリュアイシン精機 IHI 川崎重工業スズキ大豊工業千代田化工建設東海理化電機製作所東洋エンジニアリングトヨタコミュニケーションシステムトヨタ自動車トヨタ車体豊田中央研究所日揮日産自動車日本車輌製造本田技研工業マツダ三菱自動車工業三菱重工業富士重工業ヤマハ発動機機械精密機器荏原製作所オークマオリンパスクボタコマツジェイテクト住友重機械工業テルモ豊田自動織機日本精工コニカミノルタヤマハニコンファナック浜松ホトニクスヤンマー安川電機リコーニプロ材料 INAX 王子製紙 JFE スチール神戸製鋼所新日本製鐵住友金属工業住友軽金属大同特殊鋼大日本印刷東レブリジストン日本ガイシ日本特殊陶業日立金属運輸エネルギー関西電力中部電力東京電力四国電力東邦ガス全日本空輸日本航空 JR 西日本 JR 東日本新明和工業研究教育機関官公庁大学教員 ( 愛知工業大学大阪工業大学岐阜大学京都大学静岡大学東京大学筑波大学富山県立大学中部大学東北大学名古屋大学名古屋工業大学三重大学名城大学等 ) 高等学校教員宇宙航空研究開発機構国土交通省経済産業省産業技術総合研究所特許庁愛知県名古屋市名古屋税関その他クリニカルサプライシスコシステムズ住友商事三菱商事電通野村総合研究所日本総合研究所丸紅リクルート -12-

15 -13- 工学研究科マイクロナノシステム工学専攻の担当教員

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