プログラム


企画一覧

特別講演

  • 特別講演「Model Based Developmentで切り開く自動車開発の新世紀」講師:足立 智彦(マツダ株式会社)

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受賞記念講演

  • 木村賞受賞記念講演「Nonlinear optimal control and applications—stable manifold approach」講師:坂本 登 (南山大学)

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招待講演

  • 招待講演 1 (ISCS Invited Talk 1)「Blending dynamics by strong coupling in multi-agent system」講師:Hyungbo Shim (ソウル大学)
  • 招待講演 2 (ISCS Invited Talk 2)「Resilient control of dynamical flow networks」講師:Giacomo Como(トリノ工科大学 / ルンド大学)
  • 招待講演 3 (誘導制御シンポジウム 招待講演)「国際宇宙船開発という挑戦 ―宇宙ステーション補給機開発を通じて―」講師:山中 浩二 (JAXA)

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チュートリアル

  • チュートリアル 1「Society 5.0のための計測・制御・システム理論」講師:原 辰次(東京大学),西村 秀和(慶應義塾大学),滑川 徹(慶應義塾大学),前田 章(日立製作所),本多 敏(慶應義塾大学),舩橋 誠壽(北陸先端科学技術大学院大学),菅野 重樹(早稲田大学)
  • チュートリアル 2「生体分子反応を創って操る理論と技術」講師:中茎 隆(九州工業大学),堀 豊(慶應義塾大学)
  • チュートリアル 3「制御システム開発における機械学習・データサイエンスの方法論とツール群」講師:山戸田 武史(株式会社 IDAJ),福原 健人(IAV GmbH),郭 峰(日本ナショナルインスツルメンツ株式会社),西 純令(イータス株式会社)
  • チュートリアル 4「自動車エンジンの境界近傍制御問題」講師:大畠 明(株式会社テクノバ),岩瀬 将美(東京電機大学),湯野 剛史(九州大学)

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ワークショップ

  • ワークショップ 1「カルマンフィルタ再訪」講師:足立 修一(慶應義塾大学),山北 昌毅(東京工業大学)
  • ワークショップ 2「IoTのための制御と信号処理」講師:東 俊一(京都大学),永原 正章(北九州市立大学)

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特別講演


「Model Based Developmentで切り開く自動車開発の新世紀」

日時・場所

3月8日(水)16:30~17:10 創立五十周年記念館

講師

足立 智彦(マツダ株式会社)

概要

昨今の自動車業界を取り巻く状況を俯瞰し, Model Based Development(以下MBD)の必要性とそれによって自動車開発が根本から変っていく将来像やそれを具現化する方法論について紹介する. マツダ㈱では, 過去MBDに積極的に取り組んできておりSKYACTIVに代表される技術開発においてMBDが中心的な役割を果たしてきた. そこでの適用事例を示しながらマツダの目指すMBDが狭義の制御開発だけを念頭においたものでなく, 一般のCAEや開発プロセスを含んだ広義のMBDを念頭においていることを示す. その後, 自動車を取り巻く環境変化や要求の高度化を概観したのち, 今後10年に求められる車の将来像を示した上で, それに向けた重要な解決策の一つとしてのMBDによる取組を紹介する. これは従来のMBDの概念を車一台分, 企業, 社会へ拡張していく取り組みであり将来の日本の自動車産業の競争力を高めることが期待される.

講師略歴

足立 智彦(あだち ともひこ)

足立 智彦(あだち ともひこ)君

1990年3月神戸大学大学院工学研究科修士課程修了. 同年4月マツダ㈱入社. 技術研究所にてASV研究に従事後, 2004年から操安性能開発部主任, 2009年から同部マネージャとしてシャシ制御システムやブレーキシステム開発に従事. 2015年より統合制御システム開発本部, 首席研究員.

受賞記念講演


木村賞受賞記念講演

「Nonlinear optimal control and applications—stable manifold approach」

日時・場所

3 月 7 日(火)15:40~16:20 創立五十周年記念館

講師

坂本 登(南山大学)

概要

Optimal control is one of the fundamental problems in control theory. The control derived from it minimizes a cost function which is determined by a designer in terms of performance and economic perspectives in the control system. The history of optimal control dates back to the birth of modern control theory, but, the solution is available mostly for linear systems. In this talk, an effort to overcome the difficulties when one tries to apply the optimal control theory for nonlinear systems is introduced. It makes use of the theory of invariant manifold and can be applied to a variety of nonlinear systems that even contain constraints on input and state. The talk will start with the theory of the stable manifold method and, after introducing computational method, present quite a few applications ranging from mechatronics to aerospace engineering.

※ 本講演は英語で行っていただく予定です/This lecture will be given in English.

講師略歴

坂本 登 (さかもと のぼる)

Professor Noboru Sakamoto

Noboru Sakamoto received the B.Sc. degree in mathematics from Hokkaido University and M.Sc. and Ph.D. degrees in aerospace engineering from Nagoya University, in 1991, 1993, and 1996, respectively. From 1996 until 2015, he held positions in the Graduate School of Engineering in Nagoya University. Currently, he is a Professor with the Science and Engineering of Nanzan University in Nagoya, Japan. He has held a visiting research position at University of Groningen, The Netherlands, in 2005 and 2006. He received the SICE Best Paper Prizes in 1997, 2006, 2008 and 2011. His research interests include nonlinear control theory, control of chaotic systems, dynamical system theory and control applications for aerospace engineering.

坂本 登(さかもと のぼる)君

1996年名古屋大学工学研究科航空宇宙工学専攻博士課程修了.博士(工学).名古屋大学工学研究科准教授を経て,2015年南山大学理工学部教授.2005年〜2006年日本学術振興会特定国派遣制度によりオランダ・グロニンゲン大学にて客員研究員.非線形制御理論とその応用に関する研究教育に従事.計測自動制御学会,IEEE,日本機械学会,日本航空宇宙学会の会員.1997年,2006年,2008年,2011年,計測自動制御学会論文賞受賞.

招待講演

以下の招待講演が開催されます.


招待講演 1 (ISCS Invited Talk 1)

「Blending dynamics by strong coupling in multi-agent system」

日時・場所

3 月 8 日(水)9:40~10:20 A室

講師

Hyungbo Shim (ソウル大学)

概要

In heterogenous multi-agent systems, asymptotic consensus is not possible due to lack of common internal model. Instead, high coupling gains yield approximate consensus, or so-called practical consensus. Then, we ask what the extreme trajectories of the agents look like as the gains tend to infinity. We claim that the extreme trajectory is the solution to an averaged dynamics (or, we call it as blended dynamics). The extreme behavior is an emergent one. This observation finds a few applications such as distributed Kalman filtering, estimation of the number of agents in the network, power distribution of a smart-grid, and private computation over the network.

講師略歴

Hyungbo Shim

Hyungbo Shim 君

Hyungbo Shim received the B.S., M.S., and Ph.D. degrees from Seoul National University, Korea, and held the post-doc position at University of California, Santa Barbara till 2001. He joined Hanyang University, Seoul, Korea, in 2002. Since 2003, he has been with Seoul National University, Korea. He served as associate editor for Automatica, IEEE Trans. on Automatic Control, Int. Journal of Robust and Nonlinear Control, and European Journal of Control, and as editor for Int. Journal of Control, Automation, and Systems. He was the Program Chair of ICCAS 2014 and Vice-program Chair of IFAC World Congress 2008. He was a guest professor at Keio University, Japan, in 2016, and is now the director of Engineering Research Center for Advanced Control & Instrumentation, Korea. He received Young Researcher Award and Scientific Award from ICROS in 2009 and 2012, respectively. His research interest includes stability analysis of nonlinear systems, observer design, disturbance observer technique, secure control systems, and synchronization.


招待講演 2 (ISCS Invited Talk 2)

「Resilient control of dynamical flow networks」

日時・場所

3 月 9 日(木)9:00~9:40 A室

講師

Giacomo Como(トリノ工科大学 / ルンド大学)

概要

Due to ever-increasing loads, limited physical capacity, and fast-growing levels of interconnectedness and complexity driven by the recent technological advancements, resilience has become a central aspect in the design of contemporary infrastructure networks, such as energy and transport systems. The problem has motivated a considerable amount of research within the last few years, particularly focused on the dynamical aspects of network flows, complementing more classical static network flow optimization approaches. This talk focuses on distributed control of dynamical network flows, governed by routing and flow control policies within constraints imposed by the network structure and physics laws. Depending on the application (e.g., road transport or distribution networks), such policies are meant to represent local routing and scheduling controls, users' behavior, or a combination of the two. The considered models include cascading failures mechanisms, whereby overloaded links become inactive and potentially induce the overload and failure of other nodes and links in the network. First, we focus on throughput and resilience properties of decentralized feedback policies that use local information only and require no global knowledge of the network. Then, we discuss cases in which optimal network flow control can be cast as a convex problem which is amenable to iterative distributed computation solutions. Finally, we deal with multi-scale flow dynamics and the use of incentive mechanisms to influence users' behaviors. Throughout, we illustrate how structural properties of the dynamics, such as monotonicity, contraction, and convexity, can be leveraged to obtain tractable models whose performance can be related to connectivity and other network-theoretic properties.

講師略歴

Giacomo Como

Giacomo Como 君

Giacomo Como is an Associate Professor at the Lagrange Department of Mathematical Sciences, Politecnico di Torino, Italy, and at the Automatic Control Department of Lund University, Sweden. He received the B.Sc., M.S., and Ph.D. degrees in Applied Mathematics from Politecnico di Torino, Italy, in 2002, 2004, and 2008, respectively. In 2006-2007, he was a Visiting Assistant in Research at the Department of Electrical Engineering, Yale University. From 2008 to 2011, he was a Postdoctoral Associate at the Laboratory for Information and Decision Systems, Massachusetts Institute of Technology. He is an Associate Editor of the IEEE Transactions of Control on Network Systems and of the IEEE Transactions on Network Science and Engineering. He is a board member of the Lund Centre for Control of Complex Engineering Systems and served as the chair of the 5th IFAC Workshop on Distributed Estimation and Control in Network Systems (NecSys'15). He was a semiplenary speaker at the 22nd International Symposium on the Mathematical Theory of Networks and Systems (MTNS'16) and is the recipient of the 2015 George S. Axelby Outstanding Paper award for the 2013 IEEE-TAC paper "Robust Distributed Routing in Dynamical Networks-Part II: Strong Resilience, Equilibrium Selection and Cascaded Failures" co-authored with K. Savla, D. Acemoglu, M.A. Dahleh, and E. Frazzoli.


招待講演 3 (誘導制御シンポジウム 招待講演)

「国際宇宙船開発という挑戦 ―宇宙ステーション補給機開発を通じて―」

主催・企画

計測自動制御学会 制御部門 アドバンスト航法誘導制御技術調査研究会

日時・場所

3 月 7 日(火)13:40~15:10 G室

講師

山中 浩二 (JAXA)

概要

日本のISS補給船「こうのとり(HTV)」の開発は苦難の連続であった.その第1回国際会議は1994年にヒューストンで行われたが,途中スペースシャトルの事故などでISS計画のスケジュールが大きく変更されたこともあり,HTV初号機のフライトは2009年になった.実に15年である.2014年から2015年にかけて米国,ロシアが3回ISSへの物資補給に失敗した時,日本のHTVがISSに物資を届けることに成功し,その危機を救って世界中から称賛と感謝が寄せられた.現在HTVはもはやISS計画には無くてはならない宇宙船になっている.有人安全基準の誘導制御系の開発なども織り交ぜながら,国際宇宙機開発の進め方,最新の宇宙機事情などについてもお話しする.

講師略歴

山中 浩二(やまなか こうじ)

山中 浩二(やまなか こうじ)君

1992年 名古屋大学大学院 工学研究科航空宇宙工学専攻課程卒業,宇宙開発事業団(現JAXA)入社. 1999~2000年 欧州宇宙機関・欧州宇宙技術センターで欧州補給機の開発・検証作業に参画. 2000年~ 日本のISS補給船「こうのとり(HTV)」の開発. 2009年 HTVの初代フライトディレクタとして,宇宙ステーションとのドッキングに成功.以降HTVは5号機まで成功.現在6号機運用中. NASA Superior Achievement Award,文部科学大臣賞,日本航空宇宙学会賞,計測自動制御学会賞受賞など受賞.

チュートリアル

以下のチュートリアルが開催されます.


チュートリアル 1(制御理論シンポジウム チュートリアル1)

「Society 5.0のための計測・制御・システム理論」

主催・企画

計測自動制御学会 超スマート社会共創WG
計測自動制御学会 制御部門 都市インフラシステム構築と制御調査研究会

日時・場所

3 月 8 日(水)12:30~15:30 B室

講師

原 辰次(東京大学),西村 秀和(慶應義塾大学),滑川 徹(慶應義塾大学),前田 章(日立製作所),本多 敏(慶應義塾大学),舩橋 誠壽(北陸先端科学技術大学院大学),菅野 重樹(早稲田大学)

概要

本年1月に閣議決定された「第5期科学技術基本計画」では,超スマート社会の実現を目標に掲げ,第4次産業革命 (Industrie 4.0) を超える概念として「Society 5.0」が提唱されている.この実現には,ITだけでなく計測・制御・システムの技術やアイデアが重要であることは明らかであるが,それらの理論をどのようにして実装し,Society 5.0を実現していくかは大きな課題である. 超スマート社会共創WGおよび都市インフラシステム構築と制御調査研究会では,その実現に向け活発な議論を行っており,今回のチュートリアルでは,WGや研究会での取り組みの内容を広く知っていただき,WGや研究会にとどまらない,学会全体の議論に発展していくことを願って,3件の特別講演とパネルディスカッションを企画する.

プログラム

12:30-12:40(10分)チュートリアルセッションの趣旨説明   講師:前田 章(日立製作所)
12:40-13:10(30分)Society 5.0のための新しい制御理論の構築に向けて   講師:原 辰次(東京大学)

第5期科学技術基本計画で提唱されている Society 5.0 に代表されるように,これからの科学技術には,環境・エネルギー・交通・健康などの社会的課題の解決への貢献が求められている.特に,これらの諸課題を総合的に捉える視点が重要であり,計測・制御・システム統合を中心とした学問領域においてもそれに向けた展開が必要である.本講演では,IoT を制御の視点で捉えるところを出発点として,講演者が提案する「グローカル制御」の考えを含め,Society 5.0 に向けた新しいシステム制御理論の枠組み・アプローチ・目指すところを紹介する.

13:10-13:40(30分)Society 5.0を形づくるために考えること~IT,制御と計測の役割とデジタルツイン~   講師:西村 秀和(慶應義塾大学)

Society 5.0を形づくることは簡単なことではない.それが目指すものは何か,全体の運用と保守の責任はどこが受け持つのかなどをできるだけ明確に定める必要がある.このためには,アーキテクチャを定義することが重要であり,そこでは,IT,制御と計測の役割,そしてデジタルツインのもつ意味が明確になると考えられる.

13:40-14:10(30分)システム制御技術と超スマートシティ構築   講師:滑川 徹(慶應義塾大学)

都市インフラシステムの構成要素としては上下水道網,交通網,送電網,情報網などが挙げられるが,それは,個々のサブシステム間の複雑な相互作用および相互干渉を含む大規模分散階層ダイナミカルシステムと見なすことが出来る.これまでは,都市インフラの各要素がどのように相互作用・相互干渉し,その結果,大規模な動的システムが構成されているかについてシステム制御工学的な解析が充分に行われていなかった.最近の大規模天災は,現在の都市インフラシステムにおける個々の社会基盤システム間の相互連携不足を露呈し,現状の都市インフラシステムが災害や事故に脆い事実が改めて浮き彫りとなった. 現在,都市インフラシステムのモニタリングおよび制御のために,情報端末や計測制御装置が導入され始め,これに伴い都市インフラシステムの各サブシステム間の相互依存度が益々高まってきており,システム理論,制御理論,情報理論,意思決定理論を使用し,都市インフラシステムの分析,設計および最適化について研究が行われつつある. 本講演では計測自動制御学会(SICE) 制御部門制御技術部会の研究会である「都市インフラシステム構築と制御調査研究会」の活動を紹介する.

14:10-14:30(20分)休憩
14:30-15:30(60分)パネルディスカッション「Society5.0実現のための課題とSICEが果たすべき役割」   座長:前田 章(日立製作所)

パネラー:原 辰次(東京大学),西村 秀和(慶應義塾大学),滑川 徹(慶應義塾大学),本多 敏(慶應義塾大学),舩橋 誠壽(北陸先端科学技術大学院大学),菅野 重樹(早稲田大学)

Society5.0実現のためには,AIやIoTを含むITの活用が必要不可欠である.一方で実世界システムを対象とする以上,情報空間上の技術だけではなく,実世界との相互作用・フィードバック構造を扱う大規模CPS(Cyber Physical System)的アプローチが重要になる.計測や制御,システムという実世界系技術に基盤を持つSICEがSociety5.0実現に向けてどのような役割を果たすべきかについて,SICE各部門を代表するパネラーに集まっていただき,今後の方向性について展望する.

講師略歴

原 辰次(はら しんじ)

原 辰次(はら しんじ)君

1976年 東京工業大学大学修士課程修了.1984年 東京工業大学助教授.1992年 同教授.2002年 東京大学教授,現在に至る.ロバスト制御,生体制御,グローカル制御,制御系設計などの研究に従事,工学博士.George S. Axelby Outstanding Paper Award (2006),SICE論文賞・教育貢献賞など受賞,2009年度SICE会長.2009, 2010年 IEEE CSS Vice-President.SICE・IEEE・IFACのFellow.

西村 秀和(にしむら ひでかず)

西村 秀和(にしむら ひでかず)君

1990年3月 慶應義塾大学大学院理工学研究科機械工学専攻博士後期課程修了.工学博士.1990年4月より千葉大学工学部機械工学科助手,1995年より同助教授.2007年4月より慶應義塾大学教授、現在、慶應義塾大学大学院システムデザイン・マネジメント研究科教授.モデルベースシステムズエンジニアリング,システム安全,制御システム設計などの教育・研究に従事.2012年~2013年SICE常任理事,日本機械学会フェロー.IEEE, ASME, INCOSEの会員.

滑川 徹(なめりかわ とおる)

滑川 徹(なめりかわ とおる)君

1994年金沢大学大学院自然科学研究科システム科学専攻博士課程中退.同年金沢大学工学部電気・情報工学科助手.同講師を経て2002年長岡技術科学大学機械系助教授.2006年金沢大学大学院自然科学研究科電子情報科学専攻助教授.2009年慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科准教授,2014年同教授となり現在に至る.ロバスト制御理論,分散協調制御理論とそのネットワークロボティクス,電力ネットワークへの応用に関する研究に従事.博士(工学).

前田 章(まえだ あきら)

前田 章(まえだ あきら)君

1980年,東京大学大学院理学系研究科修士課程修了.81年日立製作所システム開発研究所入社.画像処理技術・知的情報処理システムの開発等に従事.2005年同所長.2013年より同社情報・通信システム社技師長.工学博士.

本多 敏(ほんだ さとし)

本多 敏(ほんだ さとし)君

1975年年東京大学工学部計数工学科卒業,同学科助手.1986年同講師,同年熊本大学工学部生産機械工学科助教授.1990年慶應大学理工学部計測工学科助教授. 1992年アーヘン工科大学客員研究員.1998年慶應大学理工学部物理情報工学科教授, 現在に至る.逆問題解析手法, 流体計測, 生体計測の研究に従事.工学博士.

舩橋 誠壽(ふなばし もとひさ)

舩橋 誠壽(ふなばし もとひさ)君

1969年,京都大学大学院工学研究科数理工学専攻修士課程修了,同年,㈱日立製作所入社,中央研究所,システム開発研究所で,システム制御の研究開発に従事,2010年退社.このほか,東京大学客員教授,京都大学客員教授,国立環境研究所監事,横幹連合事務局長等を歴任,現在,北陸先端科学技術大学院大学シニアプロフェッサー.SICE名誉会員・フェロー,電気学会終身会員・フェロー等,工学博士.

菅野 重樹(すがの しげき)

菅野 重樹(すがの しげき)君

1981年早稲田大学理工学部機械工学科卒業,同大学院修士課程,博士課程を経て,1986年早稲田大学理工学部助手.その後,専任講師,助教授を経て,1998年より教授.工学博士.2014年より早稲田大学創造理工学部学部長/研究科長.人間共存ロボット,機械の知能,ヒューマンインタフェースなどの研究に従事.計測自動制御学会論文賞,日本機械学会論文賞,日本ロボット学会技術賞などを受賞.SICE2011のGeneral Chair,IROS2013のGeneral Chair.SICEフェロー,IEEEフェロー,JSMEフェロー,RSJフェロー.2016年度SICE副会長.2017年度SICE会長.


チュートリアル 2(制御理論シンポジウム チュートリアル2)

「生体分子反応を創って操る理論と技術」

主催・企画

計測自動制御学会 制御部門 制御理論部会

日時・場所

3 月 8 日(水)12:30~14:10 C室

講師

中茎 隆(九州工業大学),堀 豊(慶應義塾大学)

概要

核酸を設計・編集し,望みの生体分子反応を人工的に構築する技術が近年急速に整ってきた.この状況を受けて,人工的に設計した反応系を利用して生体分子スケールでのセンシングやアクチュエーションが可能なナノシステムや有用物質を効率的に生産する細胞システムを構築し,工学的応用に繋げようとする研究が活発に行われるようになっている.生体分子反応系には特有の制約や非線形性があり,望みのダイナイクスを有する反応系を設計し制御するには,それらを考慮した新たな理論的枠組みの発展が必要となる.本チュートリアルでは,生体分子反応系を構築するための異なる2つのメカニズムを紹介し,制御工学的なアプローチで反応系をモデル化・解析・設計し制御するための理論,および実システムへの応用例を紹介する.

プログラム

12:30-13:20(50分)分子ネットワークを創成する分子ロボティクスと解明するシステムバイオロジー   講師:中茎 隆(九州工業大学)

新学術領域研究分子ロボティクスでは,生体分子のみで構築されるマイクロスケールの自律移動ロボットの実現を目指している.システムは,センサ,制御演算回路,アクチュエータで構成され,ロボット外部から与えられる指令をセンサで捉え,その指令に基づいて制御演算を行い,アクチュエータを駆動する必要がある.しかし,制御演算回路の実体は,DNA反応系であるため,マイコンや電気回路を前提とする従来の制御理論はそのままの形では適用できない.ここに,分子ロボットのための制御理論の構築が必要となる.一方,究極の分子ロボットとも言える細胞には,タンパク質やメッセンジャーRNAによって構成されるシグナル伝達系と呼ばれる制御系が存在し,細胞外部からの指令に従って,増殖,分化,アポトーシスといった細胞の形態変化が厳密に制御されている.シグナル伝達系における信号の実態は,タンパク質やmRNAの濃度であり,メカトロニクスにおける電流や電圧とは性質が異なる.細胞は環境変化や外乱的要因だけでなく,遺伝子の変異によって生じるシグナル伝達系の構造変化,パラメータ変化にも晒されているが,正や負のフィードバック制御を採用することで非常に信頼性の高い制御系を実現している.本チュートリアルでは,分子ネットワークを創成する分子ロボティクス研究と解明するシステムバイオロジーについて,共通点や相違点を意識しながら概説する.

13:20-14:10(50分)遺伝子回路のシステム工学:設計論と構築技術   講師:堀 豊(慶應義塾大学)

本講演では,バクテリアなどの微生物細胞中で動作する転写・翻訳型の生体分子反応系(遺伝子回路)のメカニズムを解説し,理論と実験を連携させながら制御工学的なアプローチで遺伝子回路を設計し製作するためのフレームワークを紹介する.まずはじめに,遺伝子回路のダイナミクスを表現する非線形フィードバック系のクラスを導入し,遺伝子回路で生じるリミットサイクルなどの非線形現象を解析および設計するための理論的なツールを紹介する.その後,細胞中で人工クロックとして動作する遺伝子振動子回路を例に,理論に基づいて回路のパラメータを設計し,マイクロデバイスなどの回路をテストするための技術を利用して望みの回路を系統的に実装するプロセスを解説する.

講師略歴

中茎 隆(なかくき たかし)

中茎 隆(なかくき たかし)君

1974年生.2003年3月上智大学理工学研究科機械工学専攻博士前期課程修了.2003年4月ソニー(株)入社.2006年3月上智大学理工学研究科機械工学専攻博士後期課程修了.2006年4月理化学研究所ゲノム科学総合研究センターシステム情報生物学研究グループ情報伝達システムバイオロジー研究チーム研究員.2008年4月同研究所基幹研究所先端計算科学研究領域システム計算生物学研究グループ細胞システムモデル化研究チーム基幹研究所研究員.2009年4月工学院大学工学部機械システム工学科講師.2012年4月同大学工学部機械システム工学科准教授.2013年4月九州工業大学大学院情報工学研究院システム創成情報工学研究系准教授となり現在に至る.

堀 豊(ほり ゆたか)

堀 豊(ほり ゆたか)君

2008年東京大学工学部計数工学科卒業,2010年東京大学大学院情報理工学系研究科システム情報学専攻博士前期課程修了,2013年 同博士後期課程修了.その後,カリフォルニア工科大学Postdoctoral Scholarを経て,2016年4月より慶應義塾大学理工学部物理情報工学科助教となり現在に至る.制御工学的なアプローチに基づく生体分子システムの解析と設計の研究に従事.2010年IEEE Multi-Conference on Systems and ControlにてFinalist of Best Paper Awardに選出,2015年計測自動制御学会論文賞・武田賞受賞の他,複数の受賞.IEEEおよび計測自動制御学会の会員.


チュートリアル 3(プラントモデリングシンポジウム チュートリアル)

「制御システム開発における機械学習・データサイエンスの方法論とツール群」

主催・企画

計測自動制御学会 制御部門 プラントモデリング部会

日時・場所

3 月 8 日(水)12:27~16:10 F室

講師

山戸田 武史(株式会社 IDAJ),福原 健人(IAV GmbH),郭 峰(日本ナショナルインスツルメンツ株式会社),西 純令(イータス株式会社)

概要

制御システム開発において,検証・適合のために,実験を通じて得られた計測データの活用が,一般的に行われています.例えば,自動車に代表される車載システムにおいては,気温や大気圧などの環境条件や,運転方法の違いなど,市場での様々な使われ方を想定した検証・適合を得て,量産化されています.ITの進化によって,制御システム開発を通じて,多量なデータを蓄積することが可能になりましたが,この多量なデータから,目的とする情報の抽出のみならず,新しい知見を得るための技術として,機械学習・データサイエンスが注目されています.昨年のチュートリアルでは,「プラントモデリングを支える機械学習と関連ツール群」をテーマにして,多くの皆様に参加していただき,関心が高まっていることを,実感することができました.このため今回は,「制御システム開発における機械学習・データサイエンスの方法論とツール群」をテーマにして,対象を拡張し,データサイエンスを活用した制御システム開発の方法論と,それを実装した周辺ツール群を概観すると共に,適用例の紹介によって理解を深めることを目的とします.

プログラム

12:27-12:30(3分)開催案内と挨拶   楊 子江(茨城大学)
12:30-13:20(50分)モデルベース開発における応答曲面の役割と適用事例の紹介   講師:山戸田 武史(株式会社 IDAJ)

モデルベース設計の大きなメリットとして仮想試作による最適システム選択が可能となる点が挙げられる.システム選択の検討では,デバイス単体の物理挙動の検討だけでは不十分で,補正回路制御性まで含めた検討を行うことが望ましい.モデルベース設計は一般に高速な関数ベースのシミュレーションで行うことが望ましいとされるが,制御回路に搭載するルックアップテーブルや制御回路のテストアサーションの検討で使用する場合は,より高速な応答曲面で代替した方が行い易い場合がある.今回,Spiceによる回路シミュレーションと当社取り扱いの最適化ツール:modeFRONTIERを用いた事例を紹介する.

13:20-14:10(50分)制御システム開発における機械学習および非定常測定データを用いた効率よいデータ活用   講師:福原 健人(IAV GmbH)

コンピュータ技術およびシミュレーション技術が進歩する一方,実験を通じて得られた計測データの活用は1. シミュレーションにおけるプラントモデルの作成,2. シミュレーションモデルの検証,また,3. 制御システムの適合を目的とし,ますます重要性を高めています.制御パラメータおよび制御ロジックの複雑化が進むにつれ,実験内容も複雑・長時間化し,測定データ容量も莫大なものとなっています.そのような背景から,近年機械学習およびデータサイエンス技術を用いた情報抽出手法に注目が集まっています.複雑なシステムの入力および出力因子関係を明らかにするシステム同定は機械学習の一活用事例であり,短時間に測定された一見無造作に見える大量データからエンジニアが必要とする測定データおよびシステム挙動を抽出することを可能にします.本講演では,機械学習およびシステム同定手法の基礎から,現在の制御システム開発におけるそれら手法の必要性およびメリットを紹介します.また,時系列に測定された莫大な測定データからシステム挙動を抽出するシステム挙動同定手法について,具体例を挙げて説明し,同定結果を用いたシステム開発の例を紹介します.

14:10-14:30(20分)休憩

講演会社のポスター展示(会場付近に展示)をご覧ください.

14:30-15:20(50分)~IoTに欠かせない,Big Analog Data の管理手法~ 最適なデータ収集・解析・管理ソリューションの提案   講師:郭 峰(日本ナショナルインスツルメンツ株式会社)

近年,データ収集システムから生成されたアナログデータが爆発的に増えています.このデータをうまく使えば,より多くの情報を手に入れることができ,より迅速かつ的確な意思決定ができます.しかし「正しいデータ管理の仕組み」がなければ,未解析でドキュメント化されていない大量のデータが存在するだけです.本セッションではデータ管理の不備による損失を抑え,データを効率的に収集・管理・解析する手法を提案します.また,「データ収集ハードウェアの選定」から,「データ収集」・「メタデータのつけ方」・「データの検索と解析プロセス」などを実演デモで紹介します.

15:20-16:10(50分)機械学習ツールを活用したドライビングサイクルエミッション推定手法の紹介   講師:西 純令(イータス株式会社)

機械学習を使用した内燃機関のエミッション推定手法は定常状態のモデル化だけではなく,過渡モデルについても実用化されつつある.また近年の排気ガス試験の厳密化によってRDEサイクル試験によるエミッション規制が欧州で2017年より開始され,また日本でも2017年春を目途に指針が決定する予定である.実走行と同様の走行状態をシャシダイナモやシミュレーションによってエミッション推定する事ができれば,エンジン適合にかかるコストと時間をより効率化する事が出来るようになる.本講演では,ドライビングエミッションの推定手法として3つのアプローチを提示し,それぞれにおける特徴について説明する.

講師略歴

山戸田 武史(やまとだ たけし)

山戸田 武史(やまとだ たけし)君

2003年東北大学大学院地球工学専攻修了.同年キヤノン(株)入社.ディスプレイ開発,CMOSイメージセンサ開発に従事.2015年より(株)IDAJにてmodeFRONTIERのプリセールス業務等に従事.現在に至る.解析技術3部.

福原 健人(ふくはら けんと)

福原 健人(ふくはら けんと)君

2007年3月:岡山大学工学部機械工学科 卒業.2010年3月:岡山大学大学院自然科学研究科 修了.2010年6月:IAV GmbH 入社.モデルベースエンジン適合技術の研究開発に従事.

郭 峰(かく ほう)

郭 峰(かく ほう)君

日本ナショナルインスツルメンツ マーケティング部 マーケティングエンジニア.担当分野:データ収集/解析/管理ソリューション,ビッグアナログデータリアルタイムテスト,Hardware-in-the-loopテスト,自動車全般.

西 純令(にし よしのり)

西 純令(にし よしのり)君

1995年三ツ葉電機製作所(現 ミツバ)入社,エンジンスターターモータの耐久性実験業務に従事.2001年イータス入社 モデルベース開発ツールの顧客サポート業務に従事後,ハードウェアインザループシミュレータの顧客プロジェクトを担当,営業職を経て2016年度よりマネージャ職.


チュートリアル 4(制御理論シンポジウム チュートリアル3)

「自動車エンジンの境界近傍制御問題」

主催・企画

計測自動制御学会 制御部門 非線形現象の特徴化に基づく制御理論調査研究会

日時・場所

3 月 9 日(木)11:00~12:40 B室

講師

大畠 明(株式会社テクノバ),岩瀬 将美(東京電機大学),湯野 剛史(九州大学)

概要

自動車業界において解決すべき課題として近年注目されているのは,自動車エンジンの状態を正常動作領域内に留めつつ,エンジンが望ましい動作をするよう制御することである.このような制御は,エンジンの境界近傍制御と呼ばれているが,それを実現するための有効な手法は未だ得られていない.一方,非線形現象の特徴化に基づく制御理論調査研究会は,非線形制御理論を「現実の制御対象の非線形現象を特徴化する」という視点の下で整理したうえで,実問題に適用可能な理論となるよう発展させることを目標としている.エンジンは強い非線形性を有するため,境界近傍制御問題の解決のためにはそのような非線形制御理論の発展が強く期待されている.本チュートリアルでは,まず,自動車エンジンの境界近傍制御問題について解説する.そして,境界近傍制御を行うための前提として必要となる境界モデリングについて,現在までに得られている結果の一つを紹介する.また,境界近傍制御問題の解決に向けた,非線形制御理論を用いた一つのアプローチを紹介する.

プログラム

11:00-11:30(30分)自動車エンジンの境界制御設計ベンチマーク問題   講師:大畠 明(株式会社テクノバ)

自動車エンジン制御は最適化が進んでおり,何かを改善しようとすると,ノック,失火,触媒の上下限温度などの境界を超えないように制御する問題に遭遇することが多い.従来のエンジン制御では,定常状態で境界超える点火時期や吸気弁タイミングなどの入力は与えないように,入力制約問題として,境界管理を行っている.しかし,近年,エンジンの入力の数が増えており,境界を知るだけでも膨大な実験データが必要である.境界が入力の履歴によって変化する場合は,境界を同定することが大変難しくなり,かつ,不等式状態制約下の制御設計問題になる.システマティックな制御としては,MPC (Model Predictive Control)があるが,計算負荷が高く,300MHzのクロックとメモリーサイズに限界がある量産ECU (Electronic Control Unit)に搭載するのは容易ではない.自動車業界は軽くて性能のよい境界制御方法を求めているが,一般にはアカデミアでエンジン制御実験を行うことは容易ではない.このため,エンジン実験設備がなくても境界制御を検討できるように,境界制御設計ベンチマーク問題とエンジンモデルを一緒に公開することにした.ベンチマーク問題1はスルットル弁開度を入力として,ノック境界制約の下に目標吸気圧追従制御を設計することを求めている.ベンチマーク問題は,スロットル弁開度と可変吸気弁を入力として,ノック境界制約の下に,燃料消費量を最小とする目標トルク追従制御を設計することを求めている.

11:30-12:00(30分)自動車エンジンの境界モデリング   講師:岩瀬 将美(東京電機大学)

自動車エンジンを高効率・低燃費で稼働させると,エンジンが正常稼働する限界状態に近づくといわれており,この限界つまり正常動作領域を明示的に求める境界モデリングが望まれている.ここでは自動車エンジンが失火またはノッキングを起こすエンジン状態の領域の境界をモデル化することを目的とする.この課題には,(1)境界がエンジンの状態に関係する点,(2)境界がエンジン制御に用いられることを念頭に置いた表現方法,(3)境界を実車両から得るため適合実験の負荷,について考慮する必要がある.現状では完全な問題解決までには至っていないが,これまでに取り組んできた,データに基づく境界モデリング,物理的な解釈に基づく境界モデリングのアプローチとその結果を紹介する.

12:00-12:30(30分)計算機代数学に基づく境界近傍制御への一つのアプローチ   講師:湯野 剛史(九州大学)

近年,自動車業界では自動車エンジンの境界近傍制御が課題として挙げられている.これは,自動車エンジンの状態を正常動作領域内に留めつつ,エンジンが望ましい動作をするよう制御することを意味している.これを抽象化して考えると,非線形システムの不等式拘束条件つき制御器設計問題に帰着する.本発表では,計算機代数学の知見を利用した,不等式拘束条件下における制御器設計手法について述べる.これにより,不等式拘束を満足する制御器を,その自由度も込めてシンボリックに計算できる可能性がある.また,本手法をエンジン制御に適用するうえで課題となる点についても説明する.

12:30-12:40(10分)質疑応答

講師略歴

大畠 明(おおはた あきら)

大畠 明(おおはた あきら)君

1973年東京工業大学工学部制御工学科を卒業.同年トヨタ自動車株式会社に入社.エンジンの排気ガス浄化システム開発,可変吸気系の開発,エンジン制御,自動車制御,HEV制御,制御理論教育,Model-Based Development環境構築などに取り組み,2015年に定年退社,直ちに,株式会社テクノバに移る.2007~2008年に計測自動制御学会理事・常務理事,2012~2013年に情報処理推進機構のソフトウェアエンジニアリングセンタのリサーチフェロー,2012年~IFAC (International Federation of Automatic Control)のTC7.1(自動車制御部門)のIndustrial Vice Chair.2012年~文部科学省の数学協働プログラム運営委員.Convergence 2004, JSAE技術功労浅原賞,計測自動制御学会論文賞などを受賞.

岩瀬 将美(いわせ まさみ)

岩瀬 将美(いわせ まさみ)君

2001年東京工業大学大学院理工学研究科制御工学専攻博士後期課程修了.2001年東京電機大学理工学部情報システム工学科助手,2004年同講師,2007年より同大学未来科学部ロボット・メカトロニクス学科准教授,現在に至る.2008~2009年カリフォルニア大学バークレー校客員研究員.博士(工学).2013年JSST Outstanding Presentation Award,2014年日本シミュレーション学会Research Award受賞.主な研究分野は,制御工学およびロボティクス,メカトロニクスへの応用.SICE,日本ロボット学会,日本機械学会,電気学会,日本シミュレーション学会,IEEE 等の会員.

湯野 剛史(ゆの つよし)

湯野 剛史(ゆの つよし)君

2015年3月大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程修了.2015年4月九州大学大学院システム情報科学研究院助教となり現在に至る.博士(工学).代数的非線形制御理論の構築,モデル予測制御を用いた自動車の制御などに関する研究に従事.計測自動制御学会の会員,IEEEのAssociate Member.

ワークショップ

以下のワークショップが開催されます.

ワークショップへの参加登録は別途必要です.詳しくは参加申し込みページをご覧ください.


ワークショップ 1

「カルマンフィルタ再訪」

主催・企画

計測自動制御学会 制御部門 事業委員会

日時・場所

3月6日(月) 13:00~18:15 C室

講師

足立 修一(慶應義塾大学),山北 昌毅(東京工業大学)

概要

カルマンフィルタは20世紀のシステム科学分野における最大の成果の一つであり,産業界から宇宙工学・ロボット工学・統計学・OR・土木工学・気象海洋学にいたるまで,幅広い分野に普及しました.話題の自動運転やUAVの誘導制御でも基盤となる技術で,その登場から半世紀が経過した今日でも,理論自体の拡張や新しい分野への応用が間断なく続けられています.線形システムに対するカルマンフィルタの基本的なアルゴリズムは完成されていて,実装自体は難しくありませんが,フィルタリング理論・確率論・ベイズ統計などの基礎を踏まえた本質的な理解はちょっと自信がない,という方も多いかもしれません.また非線形システムへの適用では,様々な非線形フィルタの特長を把握して選択・適用する必要があります.注目を集める機械学習との関係も気になるところです. このワークショップでは,現代制御論の知識を前提として,カルマンフィルタを基礎から学びたい方や,業務や応用研究で使うために要点をしっかり把握したいと思う方を対象に,経験豊富な二人の講師の先生方に講義していただきます.前半では,基礎となる最小二乗法やベイズ推定と,線形カルマンフィルタや拡張カルマンフィルタを扱い,後半では,様々な非線形カルマンフィルタの特徴を紹介した上で勘所となる事後分布推定の解釈を説明し,カルマンフィルタの本質の理解を試みます.

プログラム

13:00-16:00(180分)基礎編 ~最小二乗推定やベイズ統計から線形/拡張カルマンフィルタまで~   講師:足立 修一(慶應義塾大学)

初めに最小二乗推定やベイズ統計などの基礎を振り返った後に,線形カルマンフィルタの原理を解釈します.そしてパラメータ推定や,非線形システムへの基本的な拡張である拡張カルマンフィルタ(EKF)を,数値例や応用例を交えながら講義します.

16:00-16:15(15分)休憩
16:15-18:15(120分)非線形編 ~様々な非線形カルマンフィルタと関連の話題~   講師:山北 昌毅(東京工業大学)

非線形システムの事後確率分布を近似するUnscentedカルマンフィルタ (UKF),気象予測など大規模システムに使われてきたアンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)や,関係の深い粒子フィルタ(PF)を説明し,機械学習の一手法であるガウス過程(GP)との関係を紹介します. また自動車用エンジンの状態推定への応用例などを紹介します.

講師略歴

足立 修一(あだち しゅういち)

足立 修一(あだち しゅういち)君

1986年慶應義塾大学大学院工学研究科電気工学博士課程修了.同年(株)東芝総合研究所.1990年宇都宮大学工学部電気電子工学科助教授.2002年同教授.2003年から04年ケンブリッジ大学客員研究員,2006年慶應義塾大学理工学部物理情報工学科教授となり,現在に至る.工学博士.システム同定理論・制御理論とそれらの産業応用に関する研究に従事.計測自動制御学会,電気学会,日本機械学会,IEEEなどの会員. 著書に「カルマンフィルタの基礎」(共著)(2014年計測自動制御学会学会賞(著述賞)を受賞)などがある.

山北 昌毅(やまきた まさき)

山北 昌毅(やまきた まさき)君

1989年東京工業大学制御工学専攻修了.同年同制御工学科助手.1993年豊橋技術科学大学情報工学系講師.1995年より東京工業大学制御システム工学科助教授.2000年より同大学大学院機械制御システム専攻助教授(2007年より准教授).ロボット工学,適応学習制御,非線形ロバスト制御などの研究に従事.工学博士.IEEE,計測自動制御学会,電気学会,日本ロボット学会などの会員. 非線形カルマンフィルタのわかりやすい解説記事を,本学会会誌やシステム制御情報学会誌などに寄稿している.


ワークショップ 2

「IoTのための制御と信号処理」

主催・企画

計測自動制御学会 MSCS2017実行委員会

日時・場所

3月6日(月) 13:00~16:10 D室

講師

東 俊一(京都大学),永原 正章(北九州市立大学)

概要

近年の通信技術およびクラウド技術の進歩により,多くのセンサをネットワークに接続し,大量のデータを時々刻々受け取るIoT(Internet of Things: モノのインターネット)のシステムが実用化されてきています.IoT では,我々をとりまく環境の物理変数が,ネットワークを介して,デジタルデータとしてコンピュータに取り込まれ,指令として再び物理世界に戻されます.このとき,連続的(アナログ的)な環境世界と離散的(ディジタル的)なコンピュータ世界とを結びつける技術が極めて重要となり,制御理論や情報理論,機械学習・人工知能などと融合した新たな取り組みが活発に進められています.本企画では,特に「制御通信」の観点から,物理と情報をつなぐ技術について,量子化制御とスパースモデリングを題材に,その初歩から最先端の話題まで,その有効性や効果を含めて分かりやすく説明します.

プログラム

13:00-14:30(90分)量子化制御   講師:東 俊一(京都大学)

IoT やCPS (Cyber-Physical Systems) への関心の高まりを背景に,「物理系と情報系をつなぐ技術」が重要になっています.たとえば,制御対象と制御器をディジタル通信路で結び遠隔制御系を実現するためには,制御に適した通信方法を明らかにする必要があります.また,人工知能を制御に活用するためには,グラフやオートマトンのような論理的に振る舞う要素を適切に制御系に組込む必要が生じますが,そこでも物理系と情報系の相互作用に注意を払う必要が生じます.本講義では,そのような技術を実現するための鍵である量子化制御について,その基礎と応用について紹介します.

14:30-14:40(10分)休憩
14:40-16:10(90分)スパースモデリング   講師:永原 正章(北九州市立大学)

近年,スパースモデリングと呼ばれる情報技術が注目を集めています.これは,大量の高次元データからデータフィッティングと説明変数の選択を自動的に行う方法で,IoT やビッグデータなどの大規模データであっても本質的には少数の説明変数しか存在しないというスパース性に着目しています.本講演では,このスパースモデリングの基礎概念を分かりやすく説明します.また,スパースモデリングの制御系設計への応用についても紹介します.

講師略歴

東 俊一(あずま しゅんいち)

東 俊一(あずま しゅんいち)君

2004 年,東京工業大学大学院情報理工学研究科博士後期課程修了.同年 日本学術振興会特別研究員,2005 年 京都大学大学院情報学研究科助手, 2007 年 同助教,2011 年 同 准教授となり現在に至る.この間,2004 年11 月~2005 年8月 ジョージア工科大学客員研究員,2009 年4 月~2010 年3 月 ペンシルバニア大学客員研究員.ハイブリッドシステム制御論の研究に従事.博士(工学).2005年,2008 年,2014 年 計測自動制御学会論文賞,2011 年 同学会 制御部門パイオニア賞,2014 年 システム制御情報学会学会賞 論文賞などを受賞. IEEE,計測自動制御学会などの会員.

永原 正章(ながはら まさあき)

永原 正章(ながはら まさあき)君

愛媛県生まれ.2003 年,京都大学大学院情報学研究科博士課程修了.博士(情報学).京都大学助手,助教,講師を経て,2016 年より北九州市立大学環境技術研究所教授.専門は自動制御と人工知能. 2012 年,IEEE 制御システム部門より国際賞であるTransition to Practice Award を受賞.同賞の受賞は日本人初である.そのほか,計測自動制御学会や電子情報通信学会の論文賞など,受賞多数.IEEEの上級会員 (Senior Member).著書に「マルチエージェントシステムの制御」(コロナ社,共著)などがある.