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| 開講年度 | 2020 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学研究科(博士前期課程)共通科目 | |
| 領域 |
研究科共通科目 |
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| 受講対象学生 |
大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次 |
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| 選択・必修 | 選択 |
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| 授業科目名 | 先端技術特論 I | |
| せんたんぎじゅつとくろん I | ||
| Frontier Technology I | ||
| 単位数 | 1 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-COMN-4
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期前半 開講予定 |
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| 開講時間 |
水曜日 3, 4時限 |
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| 開講場所 | 工学部２８番教室 | |
| 担当教員 | 髙橋 裕（工学研究科機械工学専攻），小竹茂夫（工学研究科機械工学専攻），村田博司（工学研究科電気電子工学専攻），今西誠之（工学研究科分子素材工学専攻），金子 聡（工学研究科分子素材工学専攻） | |
| TAKAHASHI Yutaka， KOTAKE Shigeo， MURATA Hiroshi, IMANISHI Nobuyuki，KANECO Satoshi | ||
| SDGsの目標 |
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| 授業の概要 | 各専攻分野での先端技術について，最新の研究・開発状況を概観すると共に，それらの基礎学問との関連を講義する。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 講義内容に関連する分野の先端技術について，専門知識を深める。 |
| 学修の到達目標 | 各自が所属する専攻にとらわれることなく，基礎学問が先端技術とどのように関係しているかを習得する。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 出席状況と課題レポートで評価する。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | |
| 教科書 | |
| 参考書 | |
| オフィスアワー | |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | |
| 発展科目 | |
| その他 |
英語対応授業である。 |
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 電子顕微鏡，量子テレポーテーション，量子アルゴリズム，第5世代移動体通信，光ファイバー無線，マイクロ波フォトニクス，レーザーディスプレイ，レーザー照明，電池，電極，電解質，エネルギー密度，電気自動車，半導体光触媒，環境浄化 |
|---|---|
| Key Word(s) | Electron Microscopy; Quantum Teleportation; Quantum Algorithm; 5G Mobile Communication; Radio-over-Fiber; Microwave Photonics; Laser Display; Laser Lighting; Battery; Electrode; Electrolyte; Energy Density; Electric Vehicle; Photocatalytic Semiconductor; Environmental Remediation |
| 学修内容 | この特論では，5名の教員により8回の講義が行われる。 1.「電子顕微鏡技術」（1回分）（高橋裕） 電子顕微鏡が初めて試作されてから1世紀が経たずして，生物系および非生物系の分野において汎用的に使用される技術にまで発展を遂げた。誰でも使える装置にはなったが，「何が見えているのか，何を見ているのか？」という原理をある程度理解していないと，みすみす取れる情報を見逃すばかりでなく，まったく間違った像解釈を下すことさえあり得ることは今も昔も変わらない。本講義では，初等的な結像原理について概説し，最近の集積化されたシステムでの観察例を紹介する。 "Electron microscopy technology" (1 seminar) (Yutaka Takahashi) Less than a century after the first prototype of the electron microscope, it has evolved into a technology that can be used universally in biological and materials fields, and has become a friendly device that anyone can use. However, without a certain understanding of the principles of imaging, it will not only be possible to miss an important information, but also to make a completely wrong interpretation of the image. In this lecture, elementary imaging principles and introduce observation examples using recent integrated systems will be reviewed. 2. 「物質と情報を結ぶ量子論」（1回分）(小竹茂夫) 工学研究科が材料と情報に分かれているように，従来，これらは全く異なる分野とされてきました。しかし量子論によれば，原子・電子等の各量子粒子自体は，互いに合い等しく，それらに乗った情報（波動関数）のみが違いを決めます。本講義では，題名にある「物質と情報を結ぶ量子論」を合言葉に，量子エンタングルメント，量子テレポテーション，量子複製不可能定理，量子アルゴリズム，量子コンピュター等の先端技術を始め，これらの技術と従来の機械工学との関わりについてお話します。 "Quantum theory connects material and information" (1 seminar) (Shigeo Kotake) Traditionally, just as the graduate school of engineering in Mie University is divided into materials and system course, material and information have been completely different fields. However, according to quantum theory, all each quantum particles, such as electrons and atoms, themselves are equal, and only the information (wave function) on them determines the difference. In this lecture, using the title of "Quantum theory connects material and information" as the slogan, I will talk about advanced technologies such as quantum entanglement, quantum teleportation, quantum no-cloning theorem, quantum algorithm, and recent high achievement on realization of quantum computers. Also, I will show some relationship between these technologies and conventional mechanical engineering. 3.「5G移動体通信とマイクロ波フォトニクス技術」（1回分）（村田博司） 移動体通信システムは，第5世代（5G）の時代を迎えている。5Gシステムにおいては，高速性・低遅延性・多数同時接続性という優れた性能が求められる。この実現には，無線技術と光ファイバー通信技術の融合がポイントとなっている。本講義では，5G無線の動向と，最新の光ファイバー無線技術について述べる。 “5G mobile communication and microwave photonic technology” (1 seminar) (Hiroshi Murata) Mobile communication systems are entering the fifth generation (5G) era. In a 5G system, the excellent performances of enhanced mobile broadband, low latency, and massive connectivity are required. The key point to realize 5G systems of such advanced performances is the fusion of wireless and optical fiber communication technologies. In this lecture, the trend of 5G wireless technologies and recent advanced radio-over-fiber technologies will be described. 「レーザーディスプレイ・レーザー照明」（1回分）（村田博司） 半導体レーザーを用いた新しいディスプレイや照明が注目を集めている。 単色性が高いレーザー光を用いると，VGA規格に比べて2倍以上の色再現範囲が得られる。また，消費電力・寿命の点でも有利であり，シネマや自動車のヘッドライトへの実用化が始まっている。本講義では，半導体レーザーの特長と最新のレーザーディスプレイ・照明について述べる。 “Laser display and laser lighting” (1 seminar) (Hiroshi Murata) New advanced displays and lighting systems using semiconductor lasers have been attracting much attention. In laser displays, a color reproduction range more than twice of the standard VGA can be obtained owing to the high coherence of laser beams. Laser displays and lighting systems have also advantages of low power-consumption and long lifetime compared to conventional systems. Therefore, laser-based movie theaters and laser automobile headlights have already been put into practical use. In this lecture, the advanced characteristics of recent semiconductor lasers and the latest laser display and lighting systems will be described. 4.「電池の化学と材料」（2回分）（今西誠之） 電池は近年大きく発展した電気化学的なデバイスである。電気自動車等に搭載されるなど，新しい産業を生み出しているだけでなく，エネルギー問題を解決する重要な技術として位置づけられている。こうした発展の背景や理由がどのようなものなのか，電池の歴史や進化，作動原理に焦点をあてて講義する。また，実際の電池系のうち代表的なものいくつかについて，具体的な電極と電解質について材料科学的観点から説明する。 “Battery chemistry and materials” (2 seminars) (Nobuyuki Imanishi) Batteries are electrochemical devices that have developed significantly in recent years. It is not only creating new industries such as being installed in electric vehicles, but is also positioned as an important technology for solving energy problems. The lecture will focus on the background and reasons for such development, the history and evolution of batteries, and the operating principles. In addition, specific electrodes and electrolytes of some typical practical battery systems will be described from the viewpoint of material science. 5.「半導体光触媒材料の基礎と応用」（2回分）（金子聡） 半導体光触媒反応は，グローバルなエネルギー問題や環境汚染を効率的に軽減するための解決手法である。高効率，安定，低コストの光触媒の開発は，これらの問題解決技術に対して必要となる。本講義では，半導体光触媒材料の基礎と応用を概説する。 “Fundamentals and applications of photocatalytic material” (2 seminars) (Satoshi Kaneco) Photocatalytic reaction is a potential solution for effectively alleviating global energy crisis and environmental pollution. Developing efficient, robust, and low-cost photocatalysts is essential to these technologies. These courses by Kaneco deal mainly with fundamentals and applications of photocatalytic material. |
| 事前・事後学修の内容 |