Home広島大学では、「特に優れた研究を行う教授職（DP：Distinguished Professor）及び若手教員（DR：Distinguished Researcher）」の認定制度を2013年2月1日に創設しました。DPは重点的課題に取り組むべき研究を行う特に優れた教授職、DRは将来DPとして活躍しうる若手人材として、研究活動を行っています。
山本 透 教授 インタビュー
大学と复数公司によるオープンな研究の场が进化を加速させる、
データベースと础滨を駆使した世界初の制御系设计の技术
省エネや利益拡大、厂顿骋蝉にもつながる制御工学
私の専门は制御工学です。身の回りで动いているものの多くは、制御の仕组みを有しています。効率よく动かすことで、省エネルギー化や省力化が実现でき、结果的にコスト削减や利益拡大などの付加価値が生まれ、厂顿骋蝉の目标达成にもつながっていく。このような社会贡献につながる部分にも魅力を感じ、研究を続けています。
私が追究しているのは、従来とは异なる制御系の设计です。制御系设计は通常、対象とするシステムをこう动かしたいから入力をこう决める、といった方策をとりますが、そのためには、入力と出力の関係をモデルという形で记述しなければなりません。しかし动作环境などが変化すると、システムの动き方（システムの特性）も当然変わってしまいます。たとえば水の温度を制御する场合、同じだけエネルギーを与えても、夏と冬では明らかに温度の上がり方が异なりますよね。となると、さまざまな动作环境に合わせて多くのモデルをつくらなければいけないし、それらをどうやって切り替えるのかも考えなければいけません。これは、非常に烦雑になります。だったらモデルというものをそもそも使わず、システムのデータから直接、制御してしまおうというのが、私が研究の基盘としている「データ駆动型制御系」の设计です。
动作环境によって特性が変化するシステムを制御する制御法として、适応?学习制御法があります。この制御法によると、システムの特性の変化に対応して制御パラメータが更新されるため、その都度制御パラメータが书き换えられ、せっかく所望の制御性能が得られる制御パラメータが得られていても、これが蓄积されないといった问题点がありました。もし过去に似た条件で良い制御性能が得られていたとしても、そのときの制御パラメータが蓄积されていないので、再度新しいシステムとして制御パラメータを算出する必要があるのです。これだと効率が悪く、システムの安定性（安全性）も维持できません。そこで私は、入出力データと制御パラメータを対にしてデータベースに入れておき、所望の制御性能が得られるようにデータベースを础滨で学习させることで、制御パラメータを自动的に算出し、なおかつそれによる制御性能を向上させる「データベース駆动型制御法」を开発しました。
入出力データはもちろん、どういう环境条件や操业条件で动かしているのかの情报も併せてデータベースに入れておき、データベース（制御パラメータ）を学习させておくと、初めて遭遇する动作环境下でも、过去に使った近い状态のデータに基づいて、制御パラメータを算出することが可能になります。データから制御系を直接设计する取り组みは、国内外で盛んに行われていますが、过去のデータをデータベースに蓄积し、このデータベースを介して适応学习させながら制御を行うという発想は、私たちの研究室のオリジナルであり世界で初めての试みになります。
この制御法を搭载した製品は、共同开発を続けていた电子机器メーカーの温度调节器として、2017年に初めて市场にリリースされました。温度の制御は、使用する场面によってはかなり精度の高い追従性が要求され、熟练オペレータの経験や勘に基づいて调整する必要があります。この温度调节器を使うと、オペレータによる调整を必要とすることなく、瞬时に设定温度に追従させることが可能になります。他にも、自动车や建设机械、プラスチック製品を加工する射出成型プロセスなどへの実装に向け実験検証を进めています。最近、データベース駆动型制御のアルゴリズムと実システムへの适用例を、着书『データ指向型笔滨顿制御』にまとめて出版したところです。
データベース駆動型制御についてまとめた著書『データ指向型PID制御』（森北出版 2020年）を持つ山本先生
公司との共同研究により実装化されるのが生き甲斐
私が研究で大事にしているのは、自らが考えたアイデアが社会で実装され、役に立つような研究开発を行うことです。公司の方とこまめに话し、自ら考案した制御技术をそれぞれの公司で使えるようカスタマイズすることにも、かなり时间を割いています。常に现场を见つめ、公司と连携して実装化をめざすスタイルが、私のアイデンティティにもなっていると思います。
2018年に内阁府の地方大学?地域产业创生交付金事业に採択され、新たな产学连携モデルの构筑と高度専门人材の育成に取り组む拠点として、学内に「デジタルモノづくり教育研究センター」が设置されました。そのプロジェクトの一环で、「データ駆动型スマートシステム共创コンソーシアム」をプロジェクトリーダーとして立ち上げ、现在は17社の公司と共创活动を行っています。
共创コンソーシアム活动（研修会）风景
私の研究室にも、公司から20名ほどの技术者が派遣されていて、约40名の学生たちとともに研究开発を进めています。対象は违うものの技术は共通しているので、オープンイノベーションのもと一绪に开発し、それを自社ニーズに沿う形にカスタマイズして使っていこうという、非常に先进的な取り组みができているのはありがたいことです。公司の方々から新たな课题を与えていただけると、适用范囲を広げたり、新たな制御手法を开発したりするきっかけにもなり、学生たちにも良い影响を与えてくれています。さらには国内外の他大学の先生方にもプロジェクトに加わっていただくなど、大学间の连携も広げていくことで相乗効果も醸しています。
なお、データベースに蓄積されるデータは、制御のためだけではなく、たとえば故障の予測や診断にも使えますし、システム全体を最適化するのにも活用できると考えています。現在、データをそういったさまざまな用途に有効利用できるよう、すべてを統合したスマートシステムを構築し、最終的にはこれを核とした「データベース駆動型サイバー?フィジカルシステム」の構築に向けて研究を進めています。複数の企業と力を合わせてこそ、実現が可能なプロジェクトです。企業の方々と協働することで我々も新しい発見を得て、我々の技術が世の中に普及し役に立っていくとうれしくなる。それが私の生き甲斐にもなっています。
データベース駆动型サイバー?フィジカルシステムの概要図
