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様々な人工物の安全性を维持管理するための评価方法及びシステム开発、成型技术などの研究。
高强度な浮体式洋上风力発电设备で海の资源を守る。
人工物の事故を未然に防止し、これらを长期间安全に维持管理することはとても重要です。私が所属するシステム安全研究室では、主に船舶や航空机、自动车などの输送机器、环境机器やその他生产设备などの构造物を対象に、安全性?信頼性の评価、维持、管理に関する研究を行っています。
まずご绍介するのは洋上风力発电の构造信頼性に関する研究です。海洋エネルギー発电のための装置や渔场を整备するための人工鱼礁など、海には様々な构造物が存在します。それらが壊れることによる周囲の自然环境への影响、経済的损失は计り知れず、时には人命にも関わります。そのため壊れない、もしくは壊れにくい海洋构造物を作ることは必须です。
これまで九州大学?大阪大学とともに海に浮かぶ风力発电设备についての共同研究を进めました。作成したモデルは约60尘。このモデルの缩小モデルを水槽に浮かべ、波を発生させることで动きの変化を観察したり、ひずみの量を评価するなどして构造物の安全性を検讨しました。1ヶ月ほどかけて行った九州大学での実験には、学生にも参加してもらいました。安全性の确认だけでなくモデルの构造や材料まで含めて研究しています。
航空机や车、建物まで。人工物の安全性に関するあらゆるものが研究対象に。
研究室では复数の研究テーマを进行しており、例えば他には、航空机の主要构造部材である颁贵搁笔（炭素繊维强化プラスチック）の成形技术の研究があります。颁贵搁笔は非常に軽く、さらに鉄の数倍も强く、軽量化を目指す航空机にうってつけの材料です。航空机は非常に大きいですが、実は胴体构造はバラバラの部材を组み立てているわけではなく、颁贵搁笔製の一体状态のものをオートクレーブという巨大な窑で热を与えることで硬化させて成形しています。胴体全てがおさまるサイズの窑は热する际に必要なエネルギーも膨大で、环境にも负荷がかかります。研究では电磁场を用いた诱导加热法を利用し、硬化したい箇所にだけ电気を流すという省エネルギーな成形を目指しており、エネルギー削减に加え时间短缩、コスト低减も実现できないかと考えています。
また、机械学习を用いたスポット溶接部の强度评価の研究も行っています。自动车の车体は钢板でできており、それらはスポット溶接という方法で繋ぎ合わせられています。しかし钢板には多くの种类があり、さらにどのような厚みで利用するかも考虑するとその组み合わせは数百种を超え、全てを试すことは到底不可能です。そのため、スポット溶接された箇所の强度を少量の実験结果から机械学习で予测する技术を研究しています。これが形になれば、新たな钢材の组み合わせを用いたスポット溶接の强度予测、ならびに适切な电流の量や通电时间、适切な电极の大きさなどを设定することが可能になると期待できます。
振动环境発电に利用される材料の性能确认装置
（强制荷重负荷试験装置）
他にも、振动环境発电に関する研究を行っています。环境発电とは身の回りにある利用されていないエネルギーを使って発电することをいい、エナジーハーベスティングとも呼ばれています。太阳光などの光、机械の発する热、电磁波など様々なエネルギーがもととなります。私の研究では、高分子电圧材料を用いた振动発电を扱っています。この技术を用いて、例えば电池レスで稼働するセンサを人工构造物に设置しデータを取ることで、人工构造物の损伤や揺れ方に変化が起きてもすぐわかるようになる、といったことができないかと构想中です。また、自动车に取り付けることで走行の振动を利用しつつ车体の状态チェックができるようになるといったことも考えられます。
価値ある成果のために様々な挑戦を続ける。
前述したもの以外にも、船舶や海洋构造物といった大型人工构造物の安全性?信頼性を担保するための非破壊検査や、绍介してきた研究に必要不可欠な电磁场の数値计算方法についての研究なども行っています。非常に広范囲に思えるかもしれませんが、いずれの研究も最初に述べたように人工物の安全性の评価、维持、管理に関わる内容です。复数の研究に取り组む中で大切にしているのは、発展性とオリジナリティがあるかどうかです。独自の研究をするためには、他の研究者が过去にどのような研究をしてきたのかを知ることがとても大切になります。また、世に出て社会に贡献できる研究をという思いがあり、时を経ても后进によって研究が続いているようなものを目指して、力を尽くしています。
工学部?先进理工系科学研究科では、学生が将来社会に参加し、活跃するための基盘となる学术を教授しています。
讲义や研究だけでなく、学生にとっては人力飞行机の製作という课外活动も面白い経験になっているようです。もともと学生主体の活动でしたが、现在は正式に部活动となっています。「鸟人间コンテスト」へ出场したこともあります。机体には研究でも使用されている颁贵搁笔が使われており、私は副顾问として设计などをサポートしています。皆の力を合わせて作り上げる机体はまさに「知」の结晶です。ちなみに过去最长の飞行记録は约2,700尘。今后も学生たちに协力し、ぜひこの记録を更新してもらいたいと思っています。
输送机器、环境机器の安全性维持?管理、システム开発などはもちろん、こうした活动にも兴味がある方は、ぜひ研究室まで気軽に足を运んでください。
Tanaka Yoshikazu
2001年3月 九州工业大学大学院情报工学研究科情报システム専攻博士后期课程修了&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;博士（情报工学）
2001年4月 広岛大学大学院工学研究科 社会环境システム専攻 助手
2007年4月 広岛大学大学院工学研究科 社会环境システム専攻 助教
2010年4月 広岛大学大学院工学研究院 机械システム?応用力学部门 助教
2016年4月 広岛大学大学院工学研究院 机械システム?応用力学部门 准教授
2020年4月 広岛大学大学院先进理工系科学研究科 准教授
