研究紹介

空と宇宙の夢を追って

得竹　浩准教授

　航空宇宙システム研究室では昆虫から宇宙機まで，航空宇宙に関するシステム全般についての研究を行っています．その中から代表的なものを紹介します．

• （１）ロケットプレーン実験機
  　宇宙航空研究開発機構（JAXA）では将来型宇宙輸送機の候補の一つとしてロケットプレーンを考えています．ロケット推進で地球の軌道に達し，その後翼を使って基地に帰還する米国のスペースシャトルのような宇宙輸送機です．金沢大学の本研究室ではその飛行制御系の基礎研究をJAXAと共同で実施しています．理論的な研究だけではなく小型の実験機を開発し，実際に飛行試験も行っています．
• （２）火星探査航空機
  　　2020年代の日本の火星探査において飛行機を火星上で飛ばしていろいろな探査に使う計画があります．その実現を目指して，JAXAをはじめ日本の第一線の研究者が火星探査航空機ワーキンググループを構成し火星飛行機の研究開発を行っています．その中で金沢大学の本研究室は火星飛行機の航法・誘導・制御系の取りまとめを担当しています．火星にはGPS衛星がなく未知の突風も発生し飛行機にとっては非常に厳しい環境です．そこでのミッション成功のカギを握る非常に需要な要素の開発をしています．
  　他にも無人ヘリコプターの開発や，羽ばたく昆虫のダイナミクス解析などにも取り組んでいます．

機械の知能化とロボット工学の新たな展開を目指して

立矢　宏　教授

　ロボットや各種機械の知能化と，ロボット工学を応用した新たな医療機器の開発などを行っています。そのいくつかを紹介します。

• （１）ロボットによる最適動作の発見システム
  　ロボットが指令された作業に対し，消費電力などを低減する効率のよい運動方法を自ら発見し，動作を改善していく制御系の構築を行っています。

• （２）スキルアシストアームの開発
  　ヒトの動作をロボットアームで補助することを可能とし，高度な作業の実現や，難易度の高い動作の学習を容易にするスキルアシスト装置を研究しています。

• （３）ワイヤ駆動型ロボットによるヒトの身体機能の測定
  　ワイヤで駆動する軽量で柔軟なロボットの機構を応用して，ヒトの転倒に至るまでの挙動を測定し，転倒に関連する運動機能を評価したり，転倒予防の訓練に用いたりするためのシステムを開発しています。

　その他，装着型ロボットによるリハビリテーション装置の開発，工作機械や自動車の知能化に関する研究を行っています。

熱エネルギーの有効活用：デシカント除湿空調と熱駆動型ガス分離

児玉　昭雄　教授

　本研究室ではデシカント空調やバイオガスからのメタン濃縮など、吸着を応用した環境保全・省エネルギー技術の研究開発に取り組んでいます。デシカント空調は水蒸気吸着材（desiccant：デシカント＝乾燥剤）を用いて湿度制御をおこなうもので、各種排熱や太陽熱の積極利用による空調の省エネルギー化と調湿による空調の高品質化を背景に注目される空調技術です。国が推進するゼロエネルギービル／ハウス（ZEB／ZEH）への貢献が大いに期待されます。現在、家庭用エアコン排熱でも十分な除湿性能が得られるよう、システム構成と運転方法の両面から検討を進めているところです。デシカント空調は運転方法を変えれば蓄熱や昇温操作もできるため、熱・電力の次世代ネットワークの要素技術にもなり得ます。未利用のまま捨てられ続けている膨大な量の低温排熱を活用することは、一次エネルギー消費量と二酸化炭素排出量の削減に極めて有効です。
　熱エネルギーはガス分離にも利用できます。従来から温度スイング吸着というガス分離方法がありますが、私どもは100℃以下の排熱を駆動源として排ガスからの二酸化炭素分離・回収、バイオガスからのメタン精製に取り組んでいます。共存する水蒸気の影響をいかに小さくするかが課題です。