海洋国家である日本では，海洋ビジネスの市場規模拡大を支える基盤として，海中にIoT環境を構築することが考えられる。そこで，著者らの研究グループでは，電波通信に着目をして，水中IoTの通信インフラの確立のための検討を行う。本報告では，平衡系の基本的なアンテナであるダイポールアンテナについて，海中における通信特性を解析することを目的に，通信速度の測定を行う。その結果から，距離毎の通信速度の傾向やアンテナのシースの有無による結果の差異を確認できた。これらの結果から，海中の電波空間の解析と効率のよいアンテナの考察を行い，海中での電波通信の利用について効率化の検討をする。

大容量無線通信の方法の１つとして，大規模MIMOが提案されている。大規模MIMOでの復号は，推定精度の高さと実用的な計算時間により，繰り返し計算を用いるBP復号が注目されている。BP復号には，我々が提案した手法の他にいくつか手法があり，その手法間で推定精度に差がある。本研究では，その手法間の推定精度の差の原因を調べるため，推定結果が誤る際の繰り返し計算における挙動を各手法で調査する。その結果，推定値の挙動は，これまで知られていた２周期だけでなく，他周期やある値に収束することが明らかになり，それらの占める比率は手法により異なることがわかった。また，この結果を基に手法改良の方向性について議論する。

近年のIT技術の発達により、モノに情報を紐づける技術として電子タグが注目されている。本研究では、電子タグを金属など電波の放射を妨げる物に貼り付けて使用することを考え、単方向指向性を持ち、ICチップと直接接続できるダイポールアンテナを設計した。単方向化のためにアンテナ裏面にフローティングメタルを配置した。更に、アンテナをICチップに直接接続するために、アンテナのインピーダンスがICチップのインピーダンスの共役複素数になるよう設計し、試作・測定をおこなった。測定ではアンテナ入力部分に表面実装型チップ素子を用いたインピーダンス整合回路を接続した。その結果、インピーダンスの虚部を持つタグアンテナの性能を従来の50Ω系の測定器で測定することができた。

近年のIoT社会の本格的な到来に向け、従来よりも低消費電力、広いカバーエリア、低コストを可能とするLPWAへの期待が高まっている。2.4GHz帯に比べ回折しやすく、伝搬損失が低い等の理由から、LPWAの規格として設計には900MHz帯が広く用いられている。一方で、従来の電磁界解析を用いたアンテナ設計は解析時間を要するという課題があった。そこで本研究では900MHz帯アンテナに対して、機械学習の要素を導入したアンテナ設計の自動最適化手法を提案する。具体的には、900MHz帯で動作する単方向スロットアンテナの設計パラメータを、ベイズ最適化により決定する方法について報告する。さらに基準アンテナと特性の比較を行う。

近年、モバイル端末の普及等により、データートラヒック量が増加している。ミリ波帯を用いたとしてもデータートラヒック量は限界に達すると考えられるため、ミリ波よりも周波数の高いテラヘルツ波の利用を検討する必要である。しかしながら、テラヘルツ波は波長が短く、また大気減衰率が大いため、高利得化が必要になる。そこで本研究ではテラヘルツ帯の高利得なスロットアンテナを設計した。アンテナの裏面にフローティングメタルを配置することで単方向指向性を実現した。また、1×2アレイアンテナをサブアレイとし、利得の向上を試みた。

光ファイバ通信ネットワークの周波数利用効率の向上と大容量化のために、波長多重伝送システムに不可欠な波長合分波器の小型化が求められている。そこで、アレイ導波路回折格子（AWG）波長合分波器について、回路サイズの小型化を可能とする新たな光回路構成として、2つのスラブ導波路を交差させた構成を提案する。その回路構成を実現するために必要となる小曲げ半径のアレイ導波路について、シミュレータにより最適な導波路パラメータを探索した。その結果、導波路材料に高屈折率のシリコンを用いて、比屈折率差を10 ％程度にすることで、スラブ導波路を交差させたAWGが実現可能であることを示した。

近年、ニューラルネットワーク(NN)の研究が盛んに行われている。多くのNNは、逐次処理方式のノイマン型コンピュータとソフトウェアによって実装されている。今後のデータ量増加に対しては、NNのハードウェア実装がその解決法になりうる。光技術の利点を活かしたNNのハードウェアによる実現、すなわち光ニューラルネットワークが注目を集めている。本研究では、実装で課題となる光部品特性の不均一性が判定結果に与える影響を調べる。今回は大並列光NNで使用される空間光変調器とレーザダイオードの不均一性が及ぼす影響について報告する。

　近年、モバイル通信によるトラフィック量は著しく増加している。将来は現在よりもさらに大容量の無線通信が必要である。テラヘルツ波は100GHz～10THzの電磁波のことであり、その中でも3THzまでの周波数帯は、大容量の無線通信用としての活用が期待されている。　無線通信用のテラヘルツ波を発生するフォトミキシング技術は有効な方法であるが、二つのレーザ光を用いるためシステムの規模やコストが増大するという課題があった。今回単一の波長可変レーザを用いてテラヘルツ波を生成する手法を開発したので報告する。

レーザアニールやレーザドーピング、レーザ溶接といったレーザ加工技術において、加工品質向上にはレーザビームによる表面温度制御が重要となる。そこで本研究では、SiにKrFエキシマレーザ(波長248 nm、パルス幅 82 ns)を照射した際の表面温度を二色温度法によってナノ秒の時間分解かつ二次元的に測定した。測定には波長750 nm、850 nm(半値幅25 nm)のバンドパスフィルタを使用し、ICCDカメラのゲート幅は20 nsとした。見積もられた温度分布はレーザパルス波形に従った温度変化を示し、フルエンスの増加とともに最大温度が大きくなる傾向が見られた。

パルスレーザを用いた微細加工技術において，ビーム断面における偏光・位相状態が加工に与える影響が注目されており，ラジアル偏光，アジマス偏光といったベクトルビームやらせん波面をもつ光渦による加工が報告されている．本研究では，空間的な偏光・位相の制御が可能で，かつ高出力のレーザにも適用可能な透過型偏光モード変換器を用いてビームの偏光・位相の制御を試みた．実験では、Nd:YAGレーザ（1064 nm）の直線偏光ガウシアンビームをラジアル偏光，アジマス偏光に変換できることを実証し，現在，加工実験への展開を試みている．

レーザ溶接は、非接触かつ操作性が高い為、自動車製造分野等で利用されている。しかし、レーザ溶接には材料の溶融・凝固過程で気泡や割れ、スパッタ等の溶接欠陥が発生する課題があり、その再現性の低くさから溶接品質を確保する評価システムの開発が求められている。本研究では、溶融部の熱輻射スペクトルが温度情報を持つ点に着目した。溶融部の温度及び形状の変化を画像計測し、この取得画像から溶け込み深さや溶接欠陥等を、機械学習により評価するシステムの構築を目指している。実際に、鋼材をレーザ溶接してサンプルを作製し、取得した画像を独自に構築したモデルで解析したところ、約80%の分類精度で溶接状態を評価することに成功した。

本研究では非侵襲的な眼疾患診断技術の開発に着目しており，近年急増している眼内悪性リンパ腫の迅速な鑑別診断を目指し，悪性リンパ腫細胞の自発蛍光計測を行った．リン酸緩衝生理食塩水に分散したリンパ腫細胞（OCI-Ly10、CA46）および末梢血単核に対してレーザ光を照射し，蛍光スペクトルを計測した．その結果，細胞固有のスペクトルを確認し，細胞識別の可能性を実証した

Microring lasers which carry whispering-gallery mode (WGM) are expected to photonic integrated circuits. A combination of distributed feedback (DFB) laser, for which means integration with grating, is a promising way to improve laser performance. In this research, second order grating integrated, and dye-doped polymer coated Si3N4 microring lasers were manufactured, and the spectra of lasers with different grating period and depth were evaluated and analyzed. Also, the WGM was analyzed by simulation. The stopband and free spectral range which are important to optimization were discussed.

Microdisks which forming whispering-gallery modes have a high-quality factor and many applications, such as on integrated optics. We have proposed and demonstrated an inkjet printing method, which is an on-demand fabrication method for microdisks using hyperbranched polymers at room temperature under atmospheric pressure. However, there is a refractive index gap between the printed microdisks and Si₃N₄ waveguides and it is challenging to couple. In this study, we newly attempted to fabricate printed microdisks whose refractive index is matched to Si₃N₄ waveguides aiming at integration.

A completely new fabrication method of stretchable waveguide DFB lasers with flexible materials was studied.The new elastomer was found to have solvent dispensibility, thermoplasticity, and dye dispersion properties. These properties allow to form diffraction grating surfaces and adding dye later. Dry dispersion of the dye in the elastomeric core from PDMS substrate allows the dye to circulate between the core and the substrate, which has been confirmed to regenerate the laser oscillator. By extending the DFB laser, the wavelength selectivity was verified.

近年、SDGsを達成するための様々な取り組みが活発である。取り組みの中には海洋資源の減少がもたらす影響を軽減することを目的とした養殖業の推進があり、本論文では陸上養殖施設の最適化を取り扱う。水槽へ酸素を供給し続け環境を良好に保持する必要があるため、大量の電力が必要とされる。そこでCO₂を排出しない再生可能エネルギーを用いる。今回は太陽光発電(PV)と風力発電を利用している。しかし、これらの発電設備は発電量が安定しないため、商用電力の購入を可能とし、養殖設備のデマンドレスポンスや発電設備のモデル予測制御を行うことで発電量の不確実性に対応している。混合整数線形計画法を用いて最適な運用計画と設備容量を決定する。

世界的なエネルギー情勢の変化により、電力グリッドにおいてエネルギー管理手法に関する研究の重要性が増しています。スマートハウス等インテリジェントな需要家に分散型電源を導入し、最適スケジューリングを決定することで、需要側から新規分散型電源の導入へ貢献します。しかし、燃料電池(FC)やバッテリーエナジーストレージシステムは高価であり、これらの導入は需要側にとって大きな負担となります。そこで、本論文では、複数の分散型電源を複数の需要家でシェアするスマートアパートモデルを提案し、高効率な運用方法の実施により運用コストと二酸化炭素排出量を削減します。

地中熱源ヒートポンプ(GSHP)の採熱にかかるコストは空気熱源ヒートポンプ(ASHP)と比較しても低いコストで運用可能である為，長期的利用に適している。地中熱は沖縄県ではあまり導入例が見られない。この要因としては，温暖地における適用やシステムの研究事例が少ないこと，導入コストが従来のエアコンに比較して高いことが課題として挙げられる地中熱ヒートポンプにかかるコストの投資回収年数の短縮化およびスマートハウス内の温度制御の高度化を目的として,モデル予測制御(MPC：Model Predictive Control)を用いて空調の制御方法を検討する。

世界的に電力の需給が逼迫しており，省エネと再エネを組み合わせた研究開発の加速が求められている．小規模なクリニックにおいても，電力の逼迫に関わらず医療サービスの継続を求められる．そのため，再エネを活用した分散型電源の設置が検討されている．分散型電源の運用のためには，電力需要を予測する必要がある．一般に，電力需要は気温との相関が高いことが報告されている．そこで本稿では，クリニックの電力需要予測のために，消費電力と天候の相関性について報告する．

太陽光や風力等の再生可能エネルギー利用型電源は，自然状況によって電力供給能力が左右される不安定な電源として位置付けられているため、出力制御可能電源と電力貯蔵装置とを組み合わせた次世代小規模グリッドシステムが注目されている。しかし、離島・僻地などの非連系小規模グリッドに自然エネルギー源とする分散型が導入された場合，その出力変動により系統周波数に大きな影響を与える可能性があることより、分散型電源の系統連系に伴う電力品質や安定性への影響評価，ならびに安定化制御手法の確立等が重要な課題となってきている。そこで本論文では、離島系統で複数の蓄電池を用いた場合の周波数制御設計に関する研究結果について報告する。

本研究では、FRT要件を考慮した離島電力系統における動的電圧安定性を改善するためのVSG制御手法を提案する。従来のVSGでは、有効電力、無効電力の指令値を周波数、電圧のDroop特性によって決定しているため、動的電圧安定性を低下させる様々な事象において、有効電力、無効電力の補償量は適切でない。提案手法では、有効電力、無効電力の指令値を電圧安定性指標である境界臨界指数(CBI)に基づいて決定する。電圧が著しく低下した際に、動作点が原点に移動するようにVSGの有効電力、無効電力指令値を決定する。シミュレーション検証ではFRT要件が考慮される。提案手法の有効性は、従来のDroop制御との比較検討によって示される。

太陽光発電などの再生可能エネルギーの導入に伴う電力系統の低慣性化に対し，慣性を補償するために仮想同期発電機（VSG: Virtual Synchronous Generator）が提案されている。仮想慣性制御では，より良いシステムの安定性と性能を達成するため主に仮想慣性定数を制御パラメータとして擬似慣性を調整することができる。本研究では，制御パラメータの変化に対する周波数の変化を感度として算出することで仮想慣性定数を決定している。電力系統モデルを用いたシミュレーションにおいて，周波数変動の目標値を定めた上で算出した感度より仮想慣性定数を決定し，その効果を検証した。

近年、化石燃料の依存度低減や地球温暖化対策、エネルギー自給率の向上によるエネルギーセキュリテイの強化などを目的として、再生可能エネルギーを利用した発電設備の導入量が増加している。今後、カーボンニュートラル達成のための脱炭素化の進展などに伴い慣性を有しない、非回転系の再生可能エネルギー電源が系統内で増加すると相対的に同期発電機の稼働数が減少し、系統全体における慣性が低下することで、系統全体の安定性低下を招く可能性がある。そこで本論文では、慣性定数に関する情報をモニタリングするために、位相計測データから慣性定数に関する情報を抽出し、ウェーブレット解析を行ったので、その結果について報告する。

発電所や工場において電源母線の切換が行われる際，同相母線切換の適用により誘導電動機の過渡トルクを抑制することができる。本研究では，電源電圧および電動機残留電圧の計測に基づいて同相時刻を推定する方法を検討している。同相母線切換において切換後から同相時刻までの時間が極めて短い点に着目し，位相差推定にかかる時間をできるだけ短くするために計算負荷低減を考慮した位相差推定手法を提案する。位相差推定に最小二乗法を適用した従来手法に対し，提案手法では逐次最小二乗法を適用する。本稿ではシミュレーションを用いて提案手法と従来手法の計算時間と推定精度の比較検証を行い，提案手法の有効性を示す。

非熱平衡プラズマは,オゾン生成や水処理などの環境分野での応用が期待され,なかでもナノ秒パルス放電生成プラズマは,高いエネルギー効率を示している.先行研究において,ナノ秒パルス電源の低インピーダンス化を図ることで出力電流を4倍まで増加させることに成功し,更なる大容量処理の実現に近づいた.一方,パルス電圧立上りの更なる高速化が必要となり,そのためにはスパークギャップスイッチの低インピーダンス化が課題である.そこで本研究では,スイッチング時の放電を観測し理論評価するで,高速スパークギャップスイッチの最適条件の特定を行った.

近年，パルス幅5ns，電圧立ち上がり速度7.5 kV/nsのパルス電圧を発生可能なナノ秒パルス電源が開発され，それを用いたオゾン生成や排ガス処理においては一般的なパルス放電法を凌駕する高い処理効率を有することを実証している。しかしながら，依然としてナノ秒パルス放電プラズマがどのようにオゾン生成に寄与しているのかは明らかでない。そこで，本研究では電圧立ち上がり速度に注目し，分光ストリークカメラを用いることで，電圧立ち上がり速度が異なる２つの電源によって形成されるプラズマが有する電子エネルギー分布関数を比較した。これにより，ナノ秒パルス放電での処理が高効率である所以を定量的に明らかにした。（296字）

大気圧プラズマの工業、農業、および医療への応用において、プラズマと液体の相互作用に関する研究が活発に行われている。本研究では界面活性剤水溶液へのプラズマ照射によって誘起される液中誘起流について調べてきた。今回、プラズマ発生用電源の周波数が誘起流に与える影響について調べた。周波数を1 kHz から12 kHz の範囲で変化させて実験を行った。その他の実験条件は固定した。プラズマ誘起流は周波数に大きく依存することを実験にて確認した。発表では周波数と誘起流の関係を詳しく発表する。

近年、大気圧プラズマジェットは医療、農業、工業分野において応用へ向けた研究が行われている。大気圧プラズマジェットによって生成される活性酸素種(ROS)は人体へ創傷治癒などの効果があることが報告されているが、応用課題とされている液中輸送のメカニズムは未だ解明されていない。そのためROSの液中輸送を引き起こす、大気圧プラズマジェットを液相に照射した際に液中で起こる流れ「誘起流」のメカニズム解明を行う必要がある。そこで我々は、プラズマ発生時に生じる衝撃波が誘起流の物理的要因となっていると考え、プラズマから発する衝撃波に着目し計測を行った。計測には光で音を計測する光波マイクロホンを使用した。

本研究では点電極を用いた誘電体バリア放電を窒化処理に応用し，鋼の局所窒化処理を目指している。先行研究より高温下バリア放電の拡張現象が発見され局所窒化処理の実現が困難となっていた。そのため本研究では電界解析を行い，その結果拡張現象の原因が換算電界であることを初めて解明した。また，電界解析の結果から印加電圧による放電範囲及び窒化範囲制御の可能性が示唆されたため，実験的検証を行なった。その結果，点電極の印加電圧により高温下DBDの放電範囲の制御に成功し，これによりサブミリメートル領域の超局所窒化も可能であることが解った。

近年，農業において植物の成長促進のために窒素肥料が使用されている．しかし，窒素肥料の過剰使用は環境汚染の要因の一つである．そのため，代替の硝化促進法が必要とされている．オゾンは高い酸化力があり，解離エネルギーも小さいことから様々な分野でオゾン応用が広まっている．しかし，気相状態のオゾンを硝化促進に応用する技術は開発されておらず，オゾンが土壌に与える影響も未解明である．そこで我々は，パッケージ土壌を想定したオゾン処理装置の作成を行い，作成した装置を用いて土壌に均一オゾン処理を行った．その後，処理された土壌の濾液について，光学的評価を行った．

建築物の材料として用いるコンクリートは河川等に存在する天然資源の骨材を使用することが一般的であったが,資源の枯渇に伴い採掘基準が設けられ,天然細骨材の採取が困難となっている.そこで,山岳地帯から岩石を採取し破砕することで, 細骨材を製造する方法が提案された. 細骨材製造法として機械式破砕機があるが,消費エネルギーが大きい,品質確保が困難,設備が巨大などのデメリットがあり,新たな技術が求められている.本研究では,骨材からの細骨材を生成技術として水面下パルス放電生成衝撃波による方法を提案し,機械式破砕法と比較することで,パルスパワーシステムの有用性を検証した.

電子機器の小型化・高性能化に伴うプリント配線板のファインパターン化の促進から、絶縁信頼性に関する検討が行われている。筆者らはこれまで、シリコーンゲル中の破壊直前における部分放電によって放射される電磁波を検出できることを明らかにしている。加えて、プリント配線板上円盤状パターン導体間での静電気(ESD)試験器を用いた破壊電圧特性評価も行っている。また、シリコーンゲルは回復特性があることが知られているが、ESD試験における回復特性は明らかでない。そこで本論文では、プリント配線板上円盤状パターン導体間での繰り返しESD試験を行い、ESD印加休止期間がシリコーンゲルの破壊電圧に与える影響について検討した。

近年は電力機器の自動化、デジタル化が進んでおり、電力機器の診断もIoT化が進んでいる。また、絶縁診断の観点から放電の検出が重要である。そこで、信号処理が可能なシングルボードコンピュータ(SBC)を絶縁診断に用いることが望ましいと考えている。しかし、SBCでは従来の計測機器より測定帯域が狭く、高周波の電磁波を測定することは難しい。そこで、本論文では測定帯域が放電信号検出に与える影響の検討と、波形を形成するアンテナを作成し、その特性の検討を行った。

現在、SF6ガスを使用するGISの部分放電（PD）の診断手法としてPDから放射されるUHF帯の電磁波を検出するUHF帯が用いられている。しかし、SF6ガスは地球温暖化係数が高く規制対象のガスとなっており代替ガスの研究が行われている。筆者らはこれまでにSF6代替ガスとして、SF6/Dry air混合ガスを用いて異なる帯域のアンテナで測定し、大気圧での検出特性を明らかにしてきたが、高気圧での特性は不明である。 本論文では、大気圧と共に3気圧、5気圧の3つの圧力条件でPDを発生させ、二種類の帯域の異なるアンテナで電磁波を取得し、その振幅強度を比較した。さらに、ガス圧力変化による放電特性を求め、電磁波強度との関係性を検討した。

ガス絶縁開閉装置（GIS）の内部に充填されたSF6ガスは、GIS内部に部分放電や過熱等の異常が発生すると分解され、その際に様々な分解ガスが生成される。SF6の分解に由来するガスの一種であるCF4は、GIS内部での滞留時間が長く、内部異常に伴い濃度が上昇するため、CF4の濃度を測定することによりGISの設備診断が可能である。しかし、低濃度のCF4を直接検出することは困難であるため、筆者らはCF4を放電プラズマにより分解し、その分解成分を検出する手法を検討した。本研究では、円筒型沿面放電素子による放電プラズマを利用してSF6中のCF4をCOに変換し、その検出を行うことでCF4の濃度を測定する間接的なCF4検出法を試みた。

広範な用途で使用されている、Nd-Fe-B磁石は高耐熱化が求められている。このために、保磁力発現の原理を磁区構造の面から明らかにする必要がある。本論文では、露光時間の異なる複数枚の画像を撮影し、そのうち2枚の画像でHDR合成画像処理を行い、比較を行った。その結果、生データ画像では視野全体での観察が困難であったのに対して、HDR合成画像処理を用いることで、視野全体で明瞭な磁区情報を得ることが可能になることが分かった。また、磁区観察におけるHDR合成画像の有用性の検討と、その際の、最適な露光時間の組み合わせを導出することができた。

本研究では、カプセル型医療機器へ付与する磁気駆動型穿刺機構を開発した。穿刺機構を搭載するカプセルは、小腸内でとどまるためのアンカー機構と永久磁石付きのボルトに挿入したナットに取り付けた注射針で構成されている。回転磁界を印加すると磁石の磁気モーメントが磁界から受ける磁気トルクによってボルトが回転し、ナットがボルトを直動することによって、アンカーの拡張と注射針の突出を同時に行う。本報告では、その構造、動作原理および基本特性について説明する。また、直交する二つの回転磁界を利用することで局所的な投薬を考慮した穿刺メカニズムとの連結や、穿刺・投薬一体型のカプセルについても開発を行い、同様の説明をする。

カプセル型医療機器へ搭載する磁気アクチュエータのワイヤレス駆動には、身体を覆う３軸ヘルムホルツコイルの使用を想定していたが、電源の大型化やカプセルの位置姿勢の検出に用いるX線透過装置との併用が困難という問題があった。一方、永久磁石を使用した回転磁界発生装置は簡便な装置で構成できるが、先行研究は自走機構に応用した例のみにとどまる。そこで本研究では、細胞診機構を搭載するカプセル型医療機器において、永久磁石を用いたワイヤレス駆動の有効性を評価する。

本研究の飛翔マイクロロボットは、外部磁界によって飛翔するPAVである。飛翔形態は昆虫の羽ばたきを模しており、飛翔の原理は翅の打ち下ろし時と打ち上げ時の抗力差を利用して自重を上回る推力を発生させるものである。この推力を増大させるための指針として、羽ばたきの共振周波数と翅の曲げ振動の共振周波数を一致させることが示されているが、翅が小さい小型の素子では共振周波数が一致せず推力が減少する問題がある。そのため本研究では、翅形状を変化させることにより、小型の素子において推力向上を図ったので報告する。

現在、航空業界ではCO₂排出量削減の観点から電気推進航空機の実用化が注目されている。航空機に搭載するモータは高出力密度であることが求められ、銅線の100 倍程度の電流を理想的には無損失で通電可能な超伝導線材を用いたモータが期待されている。そこで本研究では超伝導誘導モータにおいて、固定子巻線のコイルピッチと固定子、回転子のヨーク厚みを可変とし、出力1 MW、出力密度10 kW/kgを達成可能か検討した。全節巻、150 deg、90 deg、60 deg短節巻としたモデルで有限要素法解析を行い、コイルピッチごとの出力、出力密度を比較した。その結果、同じアンペアターン条件では150 deg短節巻が出力、出力密度ともに最も大きいことが確認できた。

航空機の電気推進化や空飛ぶクルマの研究開発が注目を浴びている。これらを実現するためには、モータの高出力密度化が必要であり、10-20 kW/kg以上が必要とされている。これまで高磁束密度永久磁石（PM）配列界磁を用いたPM同期モータに関して二次元有限要素法により解析を行ってきた。本研究では、実用化に向けて三次元に拡張しPM同期モータの最適化を行った。また、熱解析を導入することでPM同期モータの適切な冷却方法を検討した。三次元有限要素法解析の結果、出力密度は電流密度が10 A/mm2時に4.7 kW/kg、20 A/mm2時に6.9 kW/kgとなった。冷却に関しては電流密度が10 A/mm2には水冷(自然対流)で耐熱温度以下となった、10 A/mm2以上の時に回転子側を冷却する必要がある。

磁気ナノ粒子を用いた画像診断法として磁気ナノ粒子トモグラフィ(MNT)がある。磁気ナノ粒子から第3高調波信号を複数の検出コイルで取得する際、磁気ナノ粒子を励起する励起コイルからの直接磁場によって検出コイルに基本波信号が生ずる。先行研究ではD/Aコンバータ及び分圧回路を用いてその基本波信号を除去していたが、分圧回路による分圧比調整の手間が生ずる問題があった。そこで本研究ではその手間を削減するため、基本波抽出回路を用いた基本波信号の除去について提案する。その結果、提案した回路を用いて調整無しで深さ25 mmにおける磁気ナノ粒子サンプルの位置推定に成功し、提案手法の有用性を示すことができた。

矩形波渦電流探傷試験（RECT）では低周波と高周波信号を多数同時に取得できる特長があり、金属厚板の表裏面きずの同時検知などといった応用が期待されている。しかし、低周波信号が高周波信号に比べて得られる信号が小さいという課題があった。そこで，積分回路を使用して高周波信号を抑制し、低周波信号の高感度化を行う方法を提案する。検証として、厚さ12mmのアルミ板の裏面に大きさがΦ3、深さ2mm、4mm、6mmの三種類のドリル穴を設けた試験片でRECTを行い、提案手法により裏面きずを全て検出できるか否か検討を行う。

磁気ナノ粒子のイメージング手法の一つに磁気ナノ粒子トモグラフィがある．先行研究では，脳波や脳磁における解析手法である空間フィルタ法の一種のsLORETA 法で信号源である磁気ナノ粒子サンプル位置をおおよそ推定し，その推定範囲内で非負最小二乗法を適用する組み合わせ手法により信号源の位置推定が行われている．本稿では信号源が25mm間隔で位置する場合の逆問題解析を上記の組み合わせ手法に加え，同じく空間フィルタ法の一種であるeLORETA法とNNLS法の組み合わせ手法により行い，比較を行った．その結果，sLORETA法を用いた組み合わせ手法で，高精度に位置推定できることが分かった．

近年,ゲームをプレイする人工知能の研究が盛んになっている.オセロや囲碁といった完全情報ゲームにおいては,既に人工知能が人間に勝ってきている.しかし,ゲーム環境が一部非公開となる不完全情報ゲームにおいては,未だ発展途上である. 不完全情報ゲームには,人狼ゲームやポーカーなどが存在するが, 深層学習を取り入れたものは少ない. 本研究では深層強化学習を用いて,投票や襲撃の行動を自動で選択するエージェントの開発を目指す.

筆者らは道案内サービスロボットのシミュレーションの自動テストを実現するために、GANを用いて仮想ユーザがある地点から別の地点まで移動するような位置軌道の生成を行ってきた。しかし、実ユーザの位置軌道のデータを学習させるだけでは、一定の割合で曲がり角付近の壁に衝突する軌道が生成されるという問題が発生した。そこで、軌道上の各点から壁への最短距離の総和を損失とする損失関数を提案する。新たな損失関数の追加によって、曲がり角でも壁に衝突しない位置軌道を生成することができた。

近年, 機械に口唇の動きから発話内容を理解させる自動読唇は, 音声と同様に新たなコミ ュニケーションの一つとして注目されており, 現在様々な国で研究が進められている. 特に英語では認識率が90%以上もある. しかし日本語は母音の数が少なく, 子音での判別が困難なため, その精度は格段に低い. 本研究では, 口唇座標の特徴点の時間変化に着目し, 取得した座標から機械学習を用いて認識させる. また子音と母音を使い, 子音の特徴点だけで正しく子音と判別することができるのかを検証していき, 自動読唇の判定制度の高精度化を目指す.

音楽ゲームは，現在人気のあるゲームジャンルの1つであり，音楽に合わせてプレイヤが何らかのアクションを取るゲームのことを指す．近年，コンピューターゲームにおける強化学習プレイヤの研究が盛んに行われており，そこでは入力に画面情報を用いて学習が行われることが多い．音楽ゲームのAIプレイヤ作成においても，画面情報のみを用いた強化学習が用いられてきた。本研究では，先行研究を拡張し，人間に近いプレイ環境の再現を試みるため，画面情報と音楽情報を組み合わせた学習手法を提案する．また，画面情報のみの場合との比較を行い，学習に用いる情報の違いによる行動選択への影響について検証する．

近年のAI技術の急速な発展を受け、金融系の情報処理でも予測モデルを活用した顧客開拓が期待されている。しかし、商用されているAIエンジン等においては内部的な情報がほとんど提供されず、結果だけが得られるブラックボックスであることが課題となっており、予測結果を安心して使用できない問題が指摘されている。自社開発のモデルを構築すれば内部的な情報を活用することが可能となり、より柔軟な顧客開拓につながる可能性がある。このような観点から、本研究は実際に銀行で使用されているデータを利用して独自の予測モデルを構築し、商用AIモデルとの比較を通して性能の評価と検証をすることを目的とする。

近年、敵対的生成ネットワーク（GAN）は画像の高品質化や特定のスタイルへの変換処理、また動画の変換処理など主に画像や動画の分野で活用されている。そこで本研究ではGANの画像・動画分野以外での活用例としてゲームの自動生成を提案する。コンピュータゲームは70年前に誕生して以来多くのゲームが人によって作られてきた。そのため以前に例のない新規性のあるゲームを考案することは非常に困難になっている。ゲームをGANに自動生成させることで新たなゲーム考案の一助となると考え、本研究では簡易なゲームを複数種類学習させることでGANにゲームを自動生成させることを目的とする。