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| 開講年度 | 2021 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 | engr-comn-ENGR5101
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期前半 開講日は別に連絡する。 |
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| 開講時間 |
水曜日 3, 4時限 |
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| 授業形態 |
オンライン授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 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），湊元幹太（工学研究科分子素材工学専攻），八谷 巌（工学研究科分子素材工学専攻） | |
| TAKAHASHI Yutaka, KOTAKE Shigeo, MURATA Hiroshi, TSUMOTO Kanta, HACHIYA Iwao | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | [日程及び講師] 第１回 ６月 ２日 髙橋 裕 教授 第２回 ６月 ９日 小竹茂夫 教授 第３回 ６月１６日 湊元幹太 教授 第４回 ６月２３日 湊元幹太 教授 第５回 ６月３０日 八谷 巌 教授 第６回 ７月 ７日 八谷 巌 教授 第７回 ７月１４日 村田博司 教授 第８回 ７月２１日 村田博司 教授 [場所] オンライン授業（Moodle登録を行い確認すること） * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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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 |
https://moodle.mie-u.ac.jp/moodle35/course/view.php?id=4659 |
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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，遺伝子工学，DNAシーケンシング，遺伝子組換え，グリーンケミストリー，フロー合成 |
|---|---|
| Key Word(s) | Electron Microscopy; Quantum Teleportation; Quantum Algorithm; 5G Mobile Communication; Radio-over-Fiber; Microwave Photonics; Laser Display; Laser Lighting; Genetic Engineering; DNA Sequencing; Genetic Recombination; Green Chemistry; Flow Synthesis |
| 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. 「遺伝子工学技術の発展と課題」（2回分）（湊元 幹太） 1953年にDNA二重らせん構造が提出されてから，人は，DNA分子に記録された遺伝情報を読み取り，また書き換える技術を発展させてきた。本講義では，遺伝暗号や遺伝子発現機構などの基本事項も復習しながら，塩基配列の解読（シーケンシング），遺伝子組換え，遺伝子編集などに関連する新旧技術を解説する。組換えDNA実験で何ができるか，また，どのような問題があるかについても触れていきたい。 “Development in Genetic Engineering” (2 seminars) (Kanta Tsumoto) Since the double helix structure was discovered in DNA in 1953, one has developed miscellaneous methodologies for decoding and encoding genetic information. In this seminars, reviewing principles of genetic codes and gene expression, we will focus on conventional and novel technologies for DNA sequencing, genetic recombination, and gene editing, and also discuss their advantage and disadvantage. 5. 「グリーンケミストリーとフロー合成」（2回分）（八谷 巌） グリーンケミストリー（Green Chemistry）は，「環境にやさしい化学」とも言われている。有機合成においては，化合物を設計・合成し応用するときに有害物質をなるべく使わない，出さないことである。本講義では、グリーンケミストリーの基礎と応用を解説した後、グリーンケミストリーの観点からフロー合成に関して概説する。 “Green Chemistry and Flow Synthesis” (2 seminars) (Iwao Hachiya) Green chemistry is said to be "environmentally friendly chemistry". In the particularly organic synthesis, if possible, the toxic substance should not be used and produced when compounds are designed, synthesized, and applied. After having commented on fundamentals and applications of the green chemistry in this lecture, a flow synthesis will be described from the viewpoint of green chemistry. |
| 事前・事後学修の内容 | |
| 事前学修の時間:110分/回 事後学修の時間:110分/回 |