Laboratory Profile

2017年度　物理情報工学科　足立研究室

教職員 足立 修一 教授（adachi[at]appi.keio.ac.jp），井上 正樹 助教（minoue[at]appi.keio.ac.jp），斉藤 由美 秘書（elfe[at]appi.keio.ac.jp）
研究室の場所 足立教員室（25-518），井上教員室（25-511），プロジェクトルーム（創想館5階，14-517），学生居室（25-512 ）, コモンルーム（25-522）
研究室の構成 博士4年（3名），博士2年（1名），修士2年（5名），修士1年（6名），学部4年（5名）の計20名
研究のキーワード システム制御理論，システム同定理論，カルマンフィルタ，システム生物学，合成生物学，産業応用（自動車，航空宇宙，音響，電力ネットワークなど），制御教育
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研究室紹介ポスター 足立研紹介ポスター2016

研究室について

2017年度の足立研の学生数は20名（うち大学院 博士課程4名，修士課程11名）で，例年通り大所帯です。20名の学生のうち5名が女子学生で，1名がドイツからの留学生です。留学生のPablo君はアーヘン工科大学からDouble Degree 学生として来日しました。彼は日本語も上手で，足立研メンバーとの会話も英語ではなく，ほとんど日本語です。男女，国籍関係なく，足立研学生はみな元気でやる気満々です。さらに，足立研究室のメンバーは仲が良いことが特徴で，これは素晴らしいことだと思っています。

企業や研究機関との共同研究も順調です。今年度も 創想館のプロジェクトルームから多数の研究成果が出ることを期待しています。

慶大着任から3年経ち，今年度から井上さんの肩書が「助教（有期）」から「助教」に昇格しました。井上助教には，これからじっくりと腰を据えて研究を進めていってほしいと思います。井上助教と博士課程の学生を中心に，制御理論，システム同定理論の基礎理論研究もしっかりと行っています。

昨年度は博士1名，修士5名が足立研から巣立って行きました。修士修了生は，さまざまな技術系業種に就職していきました。

研究室案内

足立研究室では「モデリングと制御」（modeling and control）に関する研究を行っています。制御とは，対象のダイナミクス（動き，動特性，動力学）を望みどおりにアクティブに変化させるもので，われわれの日常生活のさまざまな場面で制御は大活躍しています。たとえば，部屋の室温をエアコンで調節することも制御ですし，ロボットの中にも制御の考え方はたくさん入ってい ます。また，最近の自動車は電子制御の力なしでは動くことができないでしょう。制御理論とは，日常生活で何気なく利用している制御の考え方を一般的に体系化した学問のことです。制御理論を適用するためには，対象のモデリングが必要不可欠であり，本研究室では実験データに基づいた有力なモデリング法であるシステム同定，そしてモデルに基づいた有力な状態推定法であるカルマンフィルタについても精力的に研究しています。

足立研での研究テーマ

主な理論研究テーマを以下に列挙します。
  1. システム同定理論と機械学習
    • 物理的な事前情報を利用したシステム同定法
    • event-triggered sampling（たとえば，ルベーグサンプリング）を用いたシステム同定
    • ダイナミクスを考慮した機械学習
  2. 状態推定理論（カルマンフィルタ）
    • ルベーグサンプリングを用いた状態推定法
    • カルマンフィルタ理論の実用化検討
  3. 制御系設計理論 ：
    • モデル予測制御 （Model Predictive Control）
    • 凸最適化問題に基づく制御系設計法（たとえば，ロバスト制御）
    • エネルギーの散逸（Dissipativity）に着目した動的システムの抽象化と解析・制御
さまざまな対象に対して制御理論を適用できますが，本研究室では以下に示すテーマを通して制御理論の研究を進めています。
  1. 自動車（企業共同研究）
    • 自動車エンジンのモデリングと制御
    • リチウムイオン二次電池の状態推定
  2. 航空機のシステム同定 （研究所共同研究）
  3. 原子時計の時系列作成モデリングと平均時系生成 （研究所共同研究）
  4. 音響システムのモデリングと制御 （研究所共同研究）
  5. 電力ネットワーク （企業共同研究，学内外共同研究など）
  6. 鉄鋼プロセスのモデリングと制御 （企業共同研究）
  7. 大量データを用いたシステム同定の産業応用
  8. 自動車の走行実験装置の製作
  9. ・・・　・・・　・・・
企業との共同研究では，最新の実験装置を用いて制御理論／システム同定理論／状態推定理論の産業応用研究を行っています。また，学内外の著名な研究者との共同研究も積極的に行っています。

足立研セミナー

学内外から講師の先生をお招きして，最新の研究成果に関するセミナーを不定期に開催しています。制御理論の周辺分野の最新の動向を得ることができます。なお，このセミナーには参加自由です。参加希望者は事前に連絡してください。