大学院工学研究科 機械システム工学専攻

スタッフ・研究グループ（研究室）紹介　

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機械理工学講座

熱制御工学研究グループ

長野方星　教授 hosei.nagano 4470 上野　藍　講師 ai.ueno 5130 藤田涼平　助教 ryohei.fujita 3108

山本和弘　准教授 kazuhiro.yamamoto 4471

先端計測に基づく次世代熱マネージメント技術の創成

地球環境への負荷低減を目指した熱・エネルギー・燃焼システムの研究、次世代宇宙機の省エネ高効率熱制御や、乱流燃焼場や多抗体内気液挙動解明のための計測と可視化、熱物性計測技術の研究開発など、地球・宇宙にまたがるマルチスケールの熱エネルギーマネージメントを研究対象としています。

• 先進機能材料の熱物性計測と機能的熱制御デバイス応用
• 毛管現象を利用した熱エネルギー輸送・利用技術
• マイクロスケール多孔体内気液相変化挙動の理解
• 宇宙極限環境における人工衛星の高効率熱制御
• レーザー診断法による乱流燃焼場の計測と可視化
• 自動車の排気ガスに含まれるナノ粒子の浄化技術の開発

環境・エネルギー工学研究グループ

複雑な流れ方をする流体の理解と制御

複雑流体のレオロジーをキーワードに研究を行っています．複雑流体は，溶液内部に構造を持ち，与える力の大きさや方向，観察する長さや時間のスケールにより，流動挙動が変化します．複雑流体の流動挙動解明は，流体に関わる様々な産業の省エネ化，高効率化に貢献します．このため，溶液内部の構造を定量化するシステムを開発するとともに，様々なスケールでの流体の流動挙動を観察・定量化する研究にとりくんでいます．

• 二次元流動場を用いた複雑流体中のエネルギー輸送解明
• マイクロスケール細孔内の弾性不安定を用いた反応促進技術の開発
• 柔らかい粒子・カプセルの創成とその流動挙動解明
• 光ピンセットや伸長レオロジー測定システムを用いた複雑流体の不均一さ評価

バイオメカニクス研究グループ

(調整中)

松本健郎　教授 takeo.matsumoto 2721 (調整中)　助教

前田英次郎　准教授 eijiro.maeda 2724

生体組織の力学的適応現象のマルチスケールでの解明と医学・工学への応用

生体組織は力学的にも最適化されており、力学環境の変化に応じて最適状態を保つ場合の多いことが知られている．この現象をタンパクレベルから細胞、組織レベルまで幅広く明らかにし、得られた成果を医学・工学へ応用することを目指しています。

• 生物の形づくりを利用したものづくり
• 生物の形態形成と機能維持・再生に対する力学因子解明のための組織・細胞レベルの解析
• ひずみにより色の変わるタンパク質を利用した分子レベルの組織内力学解析
• 動脈硬化の早期・簡便診断を目指した血管機能検査装置の開発
• 力学負荷を用いた生体組織線維構造形成の操作
• 組織工学・再生医療応用に向けた３次元人工細胞組織モデルの開発

固体力学研究グループ

(調整中)

奥村　大　教授 dai.okumura 2671   (調整中)　助教

永島　壮　准教授 so.nagashima 5131

固体の力学特性：多重物理作用を受ける多様な材料の有限ひずみ変形挙動

工業材料として重要な金属材料や樹脂材料のほかに，水を主成分とするハイドロゲルといった多様な固体のマルチフィジカルな環境下での力学特性に着目して研究しています．力学フレームワーク構築や高度な材料モデル開発，それらを応用しての未解明問題の解析に取り組んでいます．

• セル構造体のマルチスケール有限要素解析
• 非ガウス鎖理論を用いたゲル材料モデリング
• ハイドロゲルの力学特性膨潤度依存性の実験的評価
• 膨潤誘起パターン変態の再現と機構解明
• 軟質基板上の硬質膜に生じる凸凹パターン変態
• 固体の表面不安定を積極的に利用した機能材料・デバイス創製

計算力学研究グループ

(調整中) (調整中)

(調整中)　教授 (調整中)　助教

高橋　徹　准教授 toru.takahashi 5333

数値シミュレーション・バーチャルエンジニアリング技術の高度化と設計工学への応用

数値シミュレーションは理論・実験と並ぶ理工学における問題解決の強力な手法であり、機械構造物の開発過程において数値シミュレーション技術を駆使したバーチャルエンジニアリング技術が急速に発達しています。本グループでは、高度なバーチャルエンジニアリング技術の開発を行うとともに、これに基づく先進的機械構造物の最適設計法の開発に取り組んでいます。
 

• 複合材料を用いた次世代自動車構造部材のトポロジー最適設計
• 局所共振フォノニック構造を利用した革新的制振デバイスの最適設計
• 流路のトポロジー最適設計
• フォトニック結晶やプラズモニクスを利用した次世代電磁デバイス・メタマテリアルの最適設計
• アイソジオメトリックモデリングによるシミュレーション技術の開発
• 大規模高速直接解法を用いた高速・高精度・高信頼な数値シミュレーション技術の開発

機械知能学講座

機械力学研究グループ

機械システムの高精度モデリングとダイナミクス解析・予測・制御

機械力学を中心とし，非線形ダイナミクス，マルチフィジックスモデリング，制御工学，マルチボディダイナミクスの理論を用いて，様々な機械システムを高速・高精度・高効率・高信頼で動かすための基盤技術の研究を行っています．また，新しいアクチュエータやダンピングデバイスの開発，振動・運動の制御・予測・推定技術，バイオ・ロボティクス応用に関する研究を行っています．

• マルチフィジックスモデリング・解析（ロケット用ターボポンプ，モータ，スマートマテリアル）
• 機械システムの状態監視・予測・診断（ロータクラック，軸受の摩耗，安定限界速度の予測）
• 多自由度アクチュエータの構造・制御・モデリング法の提案
• ダンピングデバイス（オイルフリーダンパ，流体連成・電磁連成ダンパ，遠心振り子ダンパ）
• 振動制御理論・センサレス振動制御

自動車安全工学研究グループ

交通事故における人の行動、衝撃時の人体応答・傷害機序の解明と傷害防止

自動車の衝突のように衝撃が加わった場合の人体の応答や傷害機序を解明し、交通外傷の被害軽減の実現によって社会に貢献することを目指して、衝突や人体挙動の解析やシミュレーションを行うとともに、国内外を含む産学連携により自動車の衝突実験や台上実験を実施しています。

• 自動車の衝突特性
• 自動車衝突時の乗員保護方法の確立
• 歩行者・自転車の事故における傷害機序の解明と傷害防止
• 複合材料の衝撃エネルギー吸収特性
• ドライブレコーダを用いた交通事故発生および傷害防止方法の解析
• 高齢者の転倒による大腿部骨頭頸部骨折のヒッププロテクタによる保護

サイバーロボティクス研究グループ

ヒト・機械・情報を一体化する技術の研究開発と医療・バイオ・スポーツへの応用

ロボティクス、知能メディア、AI・機械学習を基盤として、ヒトー機械協調システムの研究開発と医療・バイオ・スポーツ分野への応用に取り組んでいます。「人間−機械」、「フィジカル空間−サイバー空間」の境界をなくし、ヒトとテクノロジーが一体化した未来社会を創造することを目指した研究・教育を行っています。

• 未来視AIと布型ロボティックスーツによるスポーツ指導
• 匠の技を伝承する巧技自在化AI
• ヒトのサイバー空間への適応を促す拡張ハプティクス技術
• 生体内アバターロボットの遠隔操作インタフェース
• スケール・空間の制約を超越する顕微授精の遠隔操作システム
• 信頼されるAIロボティクス

動的システム制御研究グループ

(調整中)

データ駆動システム研究グループ

竹内一郎　教授 ichiro.takeuchi 2739 竹野思温　助教 takeno.shion.m6@f.mail.nagoya-u.ac.jp 3126

田地宏一　准教授 kouichi.taji 2742

モビリティシステム研究グループ

(準備中)

鈴木達也　教授 tatsuya.suzuki 2700 本田康平　助教 kohei.honda 5335

奥田裕之　准教授 hiroyuki.okuda 2769

先端システム科学によるモビリティシステムのモデル化・解析・制御

ハイブリッドシステム論や自律分散システム論等のシステム科学における最新の成果に基づいて、次世代モビリティのあるべき姿を探求します。特に人間との共生、複雑な環境への適応、という視点を意識し、理論構築と実装技術の両面において新たなブレークスルーを目指します。

• 数理モデルに基づく運転行動解析とその自動運転への応用
• 運転行動支援のための制御理論・HMI技術の構築
• 人間への配慮を実現する自動制御システムの設計
• 車輪型自律移動体の知能化制御
• 多脚移動ロボットの分散制御と運動計画
• 車載蓄電池を活用したエネルギーマネジメントシステムの構築

協力講座

輸送現象研究グループ

伊藤靖仁　教授 yasumasa.ito 3125

現象理解に基づく熱流体輸送機器の開発を目指して

流体中における運動量，エネルギ，熱・物質などの輸送現象は，大気・海洋・人体といった自然界からエアコン・エンジンといった産業界までありとあらゆる場面で見られます．私たちのグループでは，輸送現象の理解を深めるための基礎研究から熱流体輸送機器やエネルギー変換機器の開発を目的とした工学研究まで，幅広い研究を行っています．

• 噴流場における周囲流体の巻き込みやスカラ拡散機構の解明およびモデリング
• 噴流による熱物質輸送制御と深層強化学習を用いた最適条件の同定
• シロッコファンからの騒音低減
• 乱流中におけるエネルギおよびスカラ輸送機構の解明
• 外科手術における創部洗浄方法の開発
• 洋上風車における流体構造連成解析

G30自動車工学プログラム

Cui Yi　　准教授 yi.cui 2789

(準備中)