大 阪府 立大 学大学 院工学研 究科 電気 工 学専攻博 士後期課程修 了
平成6年9月30日
口二 次 元 作 業 空 間 に お け る 自律 移 動 ロボ ッ ト群 の衝 突 回 避 に 関 す る研 究
昭 和34年8月30日
大 阪 府 立 大 学 工 学 部 航 空 工 学 科 卒 業 大 阪 市 立 工 業 技 術 研 究 所
授 与 年 月 日 平 成6年10月30日
本 研究 は、 都 市 、 生産 環 境 な どの 、複 数 の移 動 体 が存 在 す る動 的 な二 次元 作 業 環 境 に お け る移 動 体相 互 の衝 突 回 避 問題 を扱 い 、 移 動 ロボ ッ トの実 時 間移 動 計 画 法 の確 立 を 目的 と して行 っ た研 究 を ま とめ た もので あ り、 以 下 に示 す理 論 的 な らび に 実験 的 研 究成 果 を得 て い る。
(1)複 数 の移 動 ロ ボ ッ トに よ る動 的作 業 環 境 の モ デ ル化 、 な らび に ロボ ッ トの制 御 系設 計 のた め の動 力 学 の解析 を行 い、 実 時 間 移 動計 画 法 の確 立 に必 要 な基 礎 的知 見 を集 積 した。 また、 そ の 知 見 に基 づ き2台 の試 作 ロ ボ ッ トを 用 い た実験 シ ス テ ム を開発 し た。
② 基 礎 的 な課 題 と して2台 の 移 動 ロ ボ ッ ト間 に お け る衝 突 回避 に検 討 し、近 接 す る ロ ボ ッ ト間 の位 置 、 速度 情 報 に よ る相対 関 係 の予 測 に基 づ い た実 時 間 移 動計 画 ア ル ゴ リズ ム を 開発 した。
ま た、 そ の数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ンに よ る検 証 結 果 か ら、 衝 突 回 避 に必 要 な ロボ ッ トの検 知 領 域 の 限界 や回 避軌 道偏 差 な どの基 礎 的知 見 を得 た 。
(3)自 由平 面 上 の 自律 移 動 ロボ ッ ト群 に お け る衝 突 回避 につ い て 検 討 し、 そ の局 所 的解 法 と して 、非 線 形 計 画 法 に基 づ く実 時 間 移 動計 画 アル ゴ リズ ム を開 発 した。 また、 数 値 シ ミュ レー シ ョ ン に よ るロ ボ ッ トの誘 導 性 能 と回避 に お け る協 調則 の評 価 を行 い、 本 ア ル ゴ リズ ム の有 効 性 を明 らか に した 。
(4)経 路 拘束 条 件 を持 つ 自律 移 動 ロボ ッ ト群 の 衝 突 回避 につ い て 検 討 し、 交差 、 合 流路 線 上 で の ロボ ッ トの非 衝 突走 行 制 御 ア ル ゴ リズ ム を開 発 した。 さ らに、 実験 シ ス テム に よ る検 証 結 果 か ら、 本 ア ル ゴ リズム の適 用条 件(ロ ボ ッ トに対 す る許 容 経 路 幅 や観 測 レ ンジ)を 定量 的 に示 した。
⑤ 移 動 ロボ ッ ト群 の デ ッ ドロ ッ ク問題 に つ いて 考 察 し、開 発 し た移 動 計 画法 に関 す る数学 的 証 明 と数値 シ ミュ レー シ ョン に よ る評 価 を行 っ た。 その結 果 、 自 由平 面上 の ロ ポ ッ ト群 に関 して デ ッ ドロ ックが 生 じな い こ とを示 した 。 ま た、 経 路拘 束 条 件 下 で の ロ ボ ッ ト群 に関 して も、 そ のデ ッ ドロ ッ ク回 避 方策 を明 ら か に し た。
㈲ 経 路 ネ ッ トワ ー ク上 を走行 す る移 動 ロボ ッ ト群 の 分散 型 走 行 制御 につ い て検 討 し、 複 雑 な経 路 条 件(多 枝 交 差 、 合 流、 曲 析 経 路 な ど)も 考 慮 し た ロボ ッ ト間 の 車 頭 間隔 設 計 法 と走 行 制 御 ア ル ゴ リズム を 開発 した 。 また、 数 値 シ ミュ レー シ ョ ンに よ る 検証 結 果 か ら、経 路 ネ ッ トワ ー ク にお け るロ ボ ッ ト群 の非 衝 突 、 高 密度 運 行 が 実現 で きる可 能性 を示 し た。
斉 藤 守
生 年月 日 最終学歴 勤 務 先
■ 回 転 円 板 法 に よ る粒 子 形 状 分 離 に 関 す る 研 究
山 本 健 市
生 年 月 日 昭 和19年7月21日
最 終 学 歴 慶 応 義 塾 大 学 経 済 学 部(通 信 教 育 課 程)卒 業
勤 務 先 富 山 大 学 工 学 部 授 与 年 月 日 平 成6年10月30日
本 研 究 は、製 造 され た粉 体 粒 子 群 か ら用途 に応 じた望 ま しい形 状 の粒 子群 を機 械 的 に選 別 ・分 離 す る、 いわ ゆ る 「粒 子 形 状 分離 操 作 」 を、 回転 円板 法 に よっ て行 う装 置 を設 計 ・解 析 ・開 発 す る と きに必 要 とな る基 礎 的 な事 項 に対 して種 々 の検 討 を加 え た もの で あ り、 以 下 の よ うな成 果 を得 てい る。
(1)粒 子 の 形状 分 離 特 性 を定 量 的 に検 討 す る た め に必 要 な、 各 粒 子 間 の三 次元 的 な形 状 の差 異 を有効 に評 価 で き る形状 指 数 お よ び そ の測 定 法 を提 案 し、実 験 的 にそ れ らの有 効性 を明 らか に し た。
② 固 体 表 面 上 で の粒 子 転 が り摩 擦特 性 の差 異 を利 用 した不 規 則
形 状 粒 子 の 分 離 機 構 を、 力 学 的 な観 点 か ら理 論 的 に 解析 し、
種 々 の形 状 を有 す る粒 子 が転 落 あ る い は滑 落 しは じめ る臨 界傾 斜 角度 を導 出 す る と共 に、不 規 則 形状 粒 子 が 傾 斜面 上 で滑 落 し
は じめ る臨界 傾 斜 角 度 は粒 子 形 状 に無 関係 に ほぼ一 定 で あ り、
静止 転 が り摩 擦 係 数 の 差 異 に基 づ く粒 子 形 状 分 離操 作 が可 能 な こ とを明 らか に した。 また、 実 験 的 に そ の こ とを確 認 して い る。
(3)粒 子 形状 分 離 操 作 に お い て分 離領 域 に残 留 す る粒 子 群 を連続 的 に排 除 し分 離 を促進 す る こ と を目 的 として 、 傘型 回転 円 板 上 に渦 巻型 ス ク レー パ を装 備 す る こ とを提 案 し、 同装 置 上 で の粒 子形 状 分 離 の可 能 性 を理 論 的 に検 討 す る と共 に、 シ ミュ レー シ
ョン を行 い、 分 離 性能 に及 ぼ す装 置 変 数 の 影 響 を 明 らか に した。
(4)以 上 の知 見 を も とに して、 渦 巻型 ス ク レー パ を表 面 が 平 面 の 傾斜 回転 円板 上 に装備 した連 続 的形 状 分 離 装 置 、 渦巻 型 ス ク レ ー パ付 傘型 回 転 板 を本 体 とす る形状 分 離 装 置 お よび 回転 振 動 円 板 を本体 とす る形 状 分離 装 置 の3種 類 の粒 子 形 状分 離 装 置 の 開 発 を試 み 、 それ らの 分離 特 性 の検討 、処 理 量 が 多 い場 合 の分 離 機構 の 解 明 お よび 微細 粒 子 群 に対 す る形 状 分 離 の 可能 性 の検 討 を行 い、 いず れ につ い て も、 最 適操 作 条件 お よび装 置 変 数 を明 らか にす る と共 に、不 規 則 形 状 粒 子群 を高 い分 離効 率 で連 続 的 に分 離 で きる こ とを示 した。
●フ ァ ジ ィ 数 の 不 等 式 関 係 に 基 づ く フ ァ ジ ィ 数 理 計 画 問 題 の定 式 化 とそ の 解 法
岡 田 真 生年 月 日 最終 学 歴
勤 務 先 幸
授 与 年 月 日
本 論 文 は フ ァジ ィ数 と区 間 の不 等 式 関係 と順 序 関係 を提 案 し、
これ らの 関係 を導 入 して 、 あ い ま いな状 況 にお け る数 理 計 画 問題 の定 式 化 とそ の解 法 を提 案 した もので あ り、 次 の 成果 を得 て い る。
(1)フ ァ ジ ィ数 と区間 につ い て、 その 不 等式 関 係 を提 案 し、 そ の 性 質 を示 した。 これ に よ り、 意 思 決 定者 の選 考 を反 映 した 選好 関係 が 得 られ る こ と を示 した。
(2)三角 型 フ ァジ ィ数 を係 数 に含 む フ ァ ジ ィ多 目的 線形 計 画 問題 に 対 し、 可能 性 の指 標 を導入 して、 同 じサ イズ の 実係 数 の多 目的 線 形 計 画 問題 へ の変 換法 を提 案 した 。
(3>シ ス テ ム 信 頼 性 の 最 適 配 分 に 関 す る 問題 な どに 用 い られ る GUB構 造型0‑1線 形計 画 問題 を考 察 し、 こ の問 題 を多 重 選 択 ナ ップサ ッ ク問 題 に変 換 す る方 法 を提案 し、 その 近似 解 法 の ア ル ゴ リズ ム を与 え た。本 手 法 を シ ステ ム信 頼 性 の 最適 ユニ ッ ト選 択 と冗長 配 分 の問 題 に適 用 し、 本手 法 の有 効 性 を検 証 した 。 (4)区 間係 数 を もつ 多重 選 択 ナ ッ プサ ック問 題 を定式 化 し、 区 間
の不 等式 関係 と順 序 関係 を導 入 して 、 そ の解 法 を提 案 した 。数 値 例 に よ り、 意 思 決定 者 の選 好 が パ ラ メー タの 設定 に反 映 され、
これ を通 して、 得 られ た解 に反 映 され る こ と を検 証 した。
(5)フ ァジ ィ係 数 を もつ ファ ジ ィ多重 選 択 ナ ップ サ ック問題 と多 次 元0‑1ナ ッ プサ ッ ク問 題 を定 式 化 し、 その 近似 解 とフ ァジ ィ 数 の目 的関 数 値 を得 る解 法 を提 案 した。 数 値例 に よ り、 最適 解 に近 い解 が得 られ る こ とや、 フ ァジ ィ係 数 の メ ンバ シ ップ 関数 の形状 の相 違 が 解 に敏 感 に反 映 され る こと を検 証 した。
㈲ 節点 間 の辺 の 長 さが 区 間で 表 現 さ れ た最 短 経路 問 題 を定式 化 し、 区間 の順 序 関 係 を用 いて 、 複数 の極 小 の 長 さ とそ の経路 が 得 られ る解 法 を提 案 した。 大 規模 な数 値 例 に よ り、 パ ラメ ー タ を介 して意 思 決 定 者 の選 好 を反 映 さ せ た複 数 の 経路 が 得 られ 、 さ らに、 経 路 の個 数 を増 減 させ る こ とがで きた 。
昭和27年6月15日
東京 工業 大学大 学院 理工学 研究 科情 報科学専 攻修士課 程修了
足利 短期 大学 平 成6年11月30日
■ ガ ス エ ン ジ ン ・ コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン ・シ ス テ ム に お け る エ ネ ル ギ ー 総 合 利 用 効 率 向 上 に 関 す る研 究
片 山 紘 一
生 年 月 日 最 終 学 歴 勤 務 先 授 与 年 月 日 本論文 は、
昭 和15年3月6日
福 井 大 学 工 学 部 機 械 工 学 科 卒 業 大 阪 ガ ス 株 式 会 社
平 成6年12月20日
コー ジェ ネ レー シ ョ ン ・シ ス テム(CGS)に お け るエ ネ ル ギ ー総 合利 用効 率 の向 上 を計 っ て い く上 で 問題 とな っ て い る 技術 的諸 課 題 を分析 し、 解 決 の た め の方 法 論 的研 究 と実 験 的 検 証
を行 っ た もので 、以 下 の成 果 を 得 て い る。
(1)排 熱 を冷房 に利 用 す るCGSに お いて 、 配管 接 続 方 式 お よび 制 御 方式 別 の冷 凍 機 の負 荷 分担 機 構 の解 析 と、排 熱 冷 凍 機 が 優 先 的 に負 荷 分担 を す る上 で 各 方式 が 持 つ 特 徴 お よ び冷 凍 機 の 蒸 発 器 相 対 伝 熱面 積 率 へ 及 ぼ す影 響 の比 較 を行 い、 排 熱 優 先使 用 の た め の設 計指 標 を提 案 した。 ま た、 実 プラ ン トへ の 応 用 に よ り、
排 熱 有 効 利 用 の効 果 を検証 した。
② ガス エ ンジ ン 、排 熱 回収 系 お よび 温 水吸 収 冷 凍 機 よ り構 成 さ れ たCGSに お い て、 シス テ ム の冷 凍 能 力 に関 す る動 特 性 を分 析 す る シ ミュ レー シ ョ ン ・モ デル を開発 した。 各 部 の パ ラ メ ー タ の影 響 を容易 に解 析 す るた め のDYNAMO言 語 を採 用 し、 モ デ ル の妥 当性 は実 プ ラ ン トの実 測 値 と比 較 す る こ とに よ り確 認 し た。
(3)CGSに お け る温 水 冷凍 機 の立 上 げ特 性 に及 ぼ す 各種 パ ラ メ ー タ の 影 響 を 、 上 述 の シ ミ ュ レー シ コン に よ り分 析 ・評 価 し、
CGS計 画上 有 益 な 解析 結 果 を得 た。 す なわ ち 、 ガ ス エ ン ジ ン お よ び熱 回収 機 器 熱 容量 、 配 管 長 、配 管 熱 容 量 、 温水 温 度 制 御 方 式 、 温水 吸収 冷 凍 機特 性 お よび エ ン ジ ン排 熱量 等 の設 計 パ ラメ ー タ間 の 関連 性 を明確 化 し、排熱有効利用のための知見 を得 た。
(4)代 替運 用方 策 の 多 いCGSの 運 用方 法 を、 混 合整 数 線 形 計 画 法 を用 い た最 適 化 問 題 と して定 式 化 し、 運 転 支援 の た め の シ ス テ ム の開発 を行 い、 実行 可 能 性 と効 果 の検 証 を行 っ た。 その 結 果 、 本 最 適化 手 法 に よ るイ ン テ リジェ ン ト性 に富 む運 転 支 援 を、 オ ペ レー タ に対 して 実行 可 能 で あ る こ とを検証 した。
(5)CGS計 画 時 に、 各種 代 替 シス テ ム の客 観 的 な評 価 を可 能 とす る、 混合 整 数 線 形計 画 法 に基 づ く計 算 機 援 用計 画 シ ス テム を提 案 した。 最 適 化 手 法 を導 入 した本 シ ス テム の活 用 に よ り、 エ ネ ル ギー総 合 利 用効 率が 高 い合理 的 に富 む シス テ ム計 画 が 可 能 で あ る こ とが判 明 した。
■Ba1 ‑.K.Bio,酸 化 物 超 伝 導 体 を 用 い た 準 粒 子 注 入 型 超 伝 導 べ 一 ス 三 端 子 素 子 に 関 す る 研 究
鈴 木 博
生 年 月 日 昭 和36年2月6日
最 終 学 歴 大 阪 府 立 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 数 理 工 学 専 攻 博 士 前 期 課 程 修 了
勤 務 先 三 洋 電 機 株 式 会 社 授 与 年 月 日 平 成6年12月20日
本 論文 は、Ba。.6K。.、BiO3(BKBO)酸 化 物 超 伝 導体 薄 膜 の作 製 技 術 を確立 し、 そ れ を用 い た超伝 導べ 一 ス 三 端子 素 子 を作 製 し、 そ の三 端 子 動 作 の 検 証 を とお し て、BKBO酸 化 物 超 伝 導体 を 用 い た超 伝導 べ 一 ス三 端 子 素 子 が 実現 可 能 な こ とを示 した もので 、以 下 の よ うな成 果 を得 て い る。
(1)超 伝 導 体 と常伝 導 体 との ヘ テ ロ接 合 界 面 に お け る任 意 形 状 の トンネル バ リヤ に つ いて 準粒 子 の透 過 ・反射 を一 般 化 して 取 扱 い、数 値 解 析 す る手 法 を開発 した、金属 ・トンネルバ リヤ ・酸 化 物超 伝 導 体 か らな るエ ミ ッタ ・べ 一 ス接 合 お よ び酸 化 物 超 伝 導 体 ・半 導 体 か らな るべ 一 ス ・コレ ク タ接 合 に お け る準 粒 子 の 透 過 ・反 射 を理論 的 に解 析 し、 作製 した超 伝 導 べ 一 ス三 端 子 素 子 の電 流 ・電 圧 特性 の評 価 を可 能 に した。
② 超伝 導 ベ ー ス 三端 子 素 子 の べ 一 ス を構 成 す るエ ピタ キ シ ャ ル BKBO酸 化 物 超 伝 導体 の単 結 晶 薄膜(超 伝 導臨 界 温 度:28K) を微 量 のNbを 添 加 したSrTio3を 基 板 上 に、 高 周 波 マ グ ネ トロ ンスパ ッタ法 に よ り作 製 す る技術 を確 立 し た。 また 、べ一ス ・