学科・専攻科

Department

電気情報工学科

授業紹介

Electrical & Computer Engineering

授業紹介

1年生電気情報概論

1年生科目の電気情報概論では、「身近にある電気・情報」をテーマに座学と実験を行い、これから電気情報工学科で学習する内容と身近な現象との関連を学びます。実験の一例として、Raspberry Piと呼ばれる超小型コンピュータを用いたIoT体験、WinSCPと呼ばれるソフトウェアを用いたファイル操作やサーバ接続体験、TeamsやMoodleなどのシステムについての学習などを行います。

2~5年生電気情報工学実験

電気情報工学科では、2年生から5年生にかけて電気情報工学実験を実施します。座学で学んだ電気・電子・情報・通信の知識を技術として習得するために、電気回路製作やマイコン制御、ネットワーク構築、ソフトウェアの開発、半導体素子の特性計測、アンテナの設計、高電圧計測などの様々な実験を行います。以下に各学年で取り組む実験テーマの一部を紹介します。

2年生:はんだ付け実習、報告書の書き方、マルチメータの組み立て、バーサライタの製作、ワイヤレスマイクの製作 など
3年生:情報通信実験、電子回路シミュレーション、Arduinoを利用した自由課題製作、C言語による画像処理プログラムの自由課題制作 など
4年生:Raspberry Piによる情報処理実験、マルチバイブレータの設計・製作・測定実験、オペアンプによる応用回路の設計・製作実験 など
5年生:Arduinoによる制御実験、アンテナの設計と特性解析実験、高電圧測定実験、IoTセンサネットワーク実験、VLANの構築実験 など

交流電圧の測定、カウントアップ回路の製作(2年生)

LED制御と通信実験(3年生)

トランジスタの増幅回路の設計・製作、オペアンプの応用回路の設計・製作、Raspberry Piによる情報処理実験(4年生)

半導体デバイスの測定実験、ネットワークの応用実験、アンテナの設計と特性解析(5年生)

3年生プログラミング実習

3年生の「プログラミング実習」は令和3年度から新たに開講された科目です。2年生で学習する「C言語」の基礎知識を応用して、数値計算、自然言語処理、可視化技術、人工知能、画像圧縮、ディープラーニング等の様々なアルゴリズムを学びます。この科目では、刻一刻と変化する情報社会に対応するため、時代に沿ったプログラミング言語を採用して実習を行います。令和3年度は「Python」と呼ばれる言語を実習に採用しています。

3年生回路実習

「回路実習」は令和3年度の後期から開講する新しい科目です。コンピュータと周辺機器の接続、制御方法などを理解し、その基礎技術の習得を目指します。実習として、「簡易システム」の設計・製作・評価を行います。

4年生創造工学

学生が習得した電気・電子工学、情報・通信工学の知識や技術を生かし、地域の課題を解決する電気電子装置やソフトウェアの開発を目指す課題解決型授業(PBL)です。
4名程度の学生で構成されるチームで課題を解決するアイデアを出し、それを具現化する電気電子装置やソフトウェアを約10週間で開発します。観光者向け双方向型プロジェクションマッピングやイルミネーション、福祉施設での使用を目指した電動車いすなどを開発しています。第2週目に行われる学生によるコンセプト発表会や、第14週目に行われる成果発表会を通して、プレゼンテーション能力を身につけます。

4年生工学基礎研究

工学基礎研究では電気工学、電子工学、通信工学、および情報工学の各分野の基礎研究に、各教員の個別指導のもとで取り組みます。電気情報工学科では工学基礎研究によって4年生での研究室配属となるので、卒業研究よりも早い段階で研究に取り組むことになります。文献調査、実験、シミュレーション、および得られる結果の検証などの研究の基本的な手法を体得することを目的としています。 また2月初旬に開催される成果発表会により、プレゼンテーション能力を身につけます。工学基礎研究で身に付けたスキルを活用して、卒業研究では知識と応用能力の充実を図ります。

5年生卒業研究

5年間の学習の集大成として、電気・電子系、情報・通信系テーマに関する研究に従事します。主として、4年の工学基礎研究のテーマを引き続き遂行し、その内容を掘り下げると共に、拡充発展を目指します。研究を通じて、文献調査、実験、シミュレーション及び実験の検証などの基本的な手法を体得し、創造性を育成することを目的としています。10月に開催される中間発表、1月に開催される最終発表の2回の発表経験を通じて、プレゼンテーション能力の向上をはかります。優秀な研究に対しては、電気学会関西支部主催の高専卒業研究発表会にて研究発表を行います。

光半導体デバイスの研究開発

私たちの身の回りでは太陽から降り注ぐ光をはじめとして、蛍光灯、発光ダイオードなどから放射される様々な光が存在し、有効活用されています。この研究では、光を電気に変えることを目的として、半導体、特にシリコンを用いた受光素子や太陽電池の研究に取り組んでいます。右図は開発したシリコンダイオードとその電流電圧特性です。また、これらの研究開発を行うための実験装置の構築や、ナノスケールの空間における光学現象シミュレーションソフトウェアの開発などを行っています。

次世代半導体GaN, SiCを用いた小型・高効率電力変換器の開発

太陽光発電や電気自動車に用いられるインバータなどの電力変換器の小型・高効率化に関する研究を行っています。現在まで主流となっているSi(シリコン)に代わるGaNやSiCといった素材を用いた半導体が注目を集めています。GaNやSiCは、今まで実現することが困難であった小型・高効率電力変換器を実現するポテンシャルを秘めています。その一方で、誤動作や電流・電圧波形の振動、ノイズの増加といった問題が発生してしまいます。そこで、なぜGaNやSiCを用いると誤動作が起きてしまうのか、その原因を明らかにするための研究を行っています。この技術が確立することでより小型・高効率な電力変換器の実現でき、来る完全電動化社会の基盤技術の礎となりえると考えます。

インタラクティブプロジェクションを用いたデジタル遊具の開発

近年、公園などの子どもが外遊びできる場所が減っていく中、「室内遊戯場」が増えています。本研究は、舞鶴市から室内で遊べるデジタル遊具が欲しいという開発依頼を受けてスタートしました。子どもたちの「創造性」や「探求心」、「感覚能力」を養うために、アナログ要素を取り入れたいという要望もあり、「切り絵」を用いたインタラクティブプロジェクションを開発しました。本作品は事前に作った映像を再生するプロジェクションマッピングではなく、切り絵の形や貼り付けた位置に応じてエフェクト効果を与えるデジタル遊具で、ボードに貼り付けた切り絵の内部を光らせたり、プロジェクタで投影された光の玉が、切り絵に当たると跳ね返ります。カメラで取得した画像と、プロジェクタで投影する映像を正確に対応させるためには、最初に行うキャリブレーションと呼ばれる位置合わせが必要で、一定の品質を保ちながらコストや手順を削減するための手法につい研究しています。この作品は、実際に「子育て支援施設あそびあむ」で展示を行い、来館した多くの親子にも体験していただきました。

医療画像診断に関する研究

一般的な医療画像診断では、機器によって得られた画像を医師が目視検査することで診断が行われます。この方法には、医師にかかる負担が非常に大きいこと、画像に対する見落としや見間違いが発生する可能性があること、最終的な判断が医師の知識や経験に基づいて主観的に行われるため診断結果が医師によって異なる場合があること、などの問題があります。本研究ではこれらの問題を解決するために、医用画像をコンピュータで解析し、医師の診断を補助する診断支援システムの開発に取り組みます。医用画像には、解析対象の形状・大きさ・向きなどに個人差があるという特徴があるため、一般的な画像解析手法が応用できない場合が多くあります。そのため、人工知能技術をはじめとする様々な技術を応用して医療画像診断支援システムの開発に取り組みます。例として、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて超音波画像から女性不妊症患者の子宮運動を解析するシステムや、シミュレーションによって女性不妊症患者特有の子宮運動を再現するシステム等を開発しています。

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