センシング工学

Sensing Engineering

9985217

85AFCOG202

森　武俊

Taketoshi MORI

2026年度後期

2026年度

②Second semester

火曜3限

Tuesday, 3rd Period

先進工学部　機能デザイン工学科

Department of Medical and Robotic Engineering Design, Faculty of Advanced Engineering

2.00単位

講義

Lecture

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⑤ [対面]ブレンド型授業/ [On-site] Blended format (must include 50%-or-more classes held on-site)

計測の原理，センサから出力された信号の処理方法、センシングシステムの構築方法について学ぶ．
ロボット，自動運転カー，自動飛行ドローン，医療機器，介護機器，福祉デバイスなどの設計や製作において不可欠な電子回路，論理回路，センサ回路，センシングシステム，計測の原理について扱う機能デザイン工学科での唯一の講義である。

本講義の目的は，センサから出力された信号の処理方法について学ぶとともに，センシングシステムの構築方法について理解し，続く専門科目ならびに卒業研究への橋渡しを行うことである．機能デザイン工学科のカリキュラム・ポリシーにおける「基礎科学とデザイン思考を共通基盤として重視した教育を⾏い，それを足場としてナノメディスンとロボティクスを『ヒトのカラダを助ける工学』として応用するための専門知識を修得することで，正しい倫理観と豊かな⼈間性のもとに，イノベーションを産む⼈材を育成する」ことを目的とした科目の一つであり，運動機能工学コース，メディカル機能工学コースいずれにとってもその準備として重要な科目である．基礎科学をツールとしてナノメディスンとロボティクスを学び「ヒトのカラダを助ける工学」への応用力を伸長するため講義科目として設定している．

・センサ，アクチュエータ，コントローラからなるシステムの基本構成について説明ができる．
・ロボットシステム，センサ・アクチュエーションシステム，センサシステムの構成要素について説明ができる．
・センサの物理学的あるいは化学的な原理について説明ができる．
・センサの信号をコンピュータシステムへ取り込む際のアンプの役割と原理について説明ができる．
・センサの信号をコンピュータシステムへ取り込む際のアナログ信号をデジタルデータに変換する仕組みについて説明ができる．
・デジタルデータをアナログ信号に変換する方法と仕組みについて説明ができる．
・デジタル電子回路について，信号のレベル，ノイズ，閾値などを含めて説明ができる．
・デジタル論理回路を用いたAND, OR, NOTといった論理演算について理解している．
・デジタルの順序回路について理解している．
・コンデンサによる記憶とフリップフロップによる記憶について理解している．
・カウンタ，レジスタ，シフトレジスタ，エンコーダ，デコーダといった回路について理解している．
・加算回路，半加算回路について理解していて，説明もできる．
・センサ，コントローラ，アクチュエータからなる統合システムの基本的なデザインと設計法について理解している．

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

デザイン思考入門，デザイン思考基礎の内容を十分学び実践に生かせるよう習得していることが望ましい．実験への基本的な取り組み方とデータ整理，グラフ作成，結果の考察法について理解していることが望ましい．複素関数やフーリエ解析といった応用数学の内容を学び習得していることが望ましい．物質科学の基礎について習得していることが望ましい．質点力学，電磁気学の基礎について理解していることが必要である．力学，電磁気学の基本的な実験について体験的学習で理解し習得していることが必要である．基本的な情報リテラシーとともにプログラミング1，プログラミング2の内容を理解していることが必要である．基礎的な数学，特に線形代数と微分積分学の基本的な内容を理解していることが必要である．

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion

小テストは行わない可能性がある．

講義前に項目内容について短く予習するとともに，講義後は内容をよく復習してから次講義へ臨むこと．

講義において出題するミニレポート（2回）の点数および小テスト（0〜数回）の点数（20％），および到達度評価として実施する期末試験の点数（80%）により，授業参加度・態度を考慮して総合成績評価を行うことを計画している．なお，小テストは行わない可能性がある。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

電気電子計測 [第２版]，廣瀬 明，数理工学社，ISBN978-4-86481-025-8, 251ページ，2015. 定価（本体2,250円＋税）

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

講義前あるいは講義後に授業資料あるいは抜粋版を必要に応じて電子的に配布する．なお別途定める参考書は以下の通りである．                                    
参考書
・はじめての計測工学 改訂第２版，南 茂夫ほか著，ISBN-13 978-4-06-156511-1，講談社，274ページ，2012. 
・はじめてのメカトロニクス実践設計，米田 完ほか著，ISBN-13 978-4-06-155794-9，講談社，231ページ，2011. 
・改訂新版 電子工作の素，後閑哲也著，ISBN-13: 978-4297124090，技術評論社，384ページ，2021.
・Arduinoをはじめよう 第4版，Banziほか著，ISBN-13: 978-4814400232，オライリージャパン，280ページ，2023.

・はじめてのロボット創造設計 改訂第2版，米田坪内大隅著，ISBN-13: 978-4061565234，講談社，282ページ，2013. 

順番はこの通りではない（初回のガイダンス・イントロダクションで呈示する）
1. ガイダンス・イントロダクション
2. センサ，アクチュエータ，コントローラからなるシステムの基本構成
3. ロボットシステム，センサ・アクチュエーションシステム，センサシステムの構成要素
4. センサの物理学的あるいは化学的な原理
5. センサの信号をコンピュータシステムへ取り込む際のアンプの役割と原理
6. デジタルデータをアナログ信号に変換する方法と仕組み
7. センサの信号をコンピュータシステムへ取り込む際のアナログ信号をデジタルデータに変換する仕組み
8. デジタル電子回路の基礎と信号のレベル，ノイズ，閾値
9. デジタル論理回路を用いたAND, OR, NOT論理演算，加算回路，半加算回路
10. デジタルの順序回路，コンデンサによる記憶とフリップフロップによる記憶回路
11. カウンタ，レジスタ，シフトレジスタ，エンコーダ，デコーダ回路
12. 化学的原理に基づくセンサ
13. 物理的原理に基づくセンサ
14. センサ，コントローラ，アクチュエータからなる統合システムの基本的なデザインと設計法
15. 総合的確認。到達度評価

単位取得希望の前提として対面授業7回以上の受講を原則とする．なお成績評価点はあくまでも「成績評価方法」に従う．

工学部（東京大学工学部／東京大学大学院工学系研究科／東京大学大学院情報理工学系研究科／慶應大学大学院理工学研究科）だけでなく，工学系大学研究所（東京大学先端科学技術研究センター），人工知能系大学研究所（東京大学次世代知能科学研究センター／東京大学Beyond AI研究推進機構），文理融合型情報学系大学院（東京大学大学院情報学環・学際情報学府），医学部（東京大学医学部），看護学科（東京大学医学部，東北大学医学部，東京都立看護専門学校），大学内産学連携部署（東京大学産学協創推進本部），IPA未到ソフトウェア開発事業での未到プロジェクト開発者，政府系組織（日本医療研究開発機構(AMED)）等の勤務経験・研究経験・講義経験を活かし，センサの原理から開発方法論，センサシステム実現法に関する授業を行う．

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Python 3.
Chat GPT, Copilot あるいはGemini.
また，場合によっては一部C言語，C++言語，C#言語，Aruduino言語，Processing言語を用いた説明を行う場合があるがPython以外については必要な場合はいずれも講義中に解説するので事前知識やPCへのソフトウェアインストールは不要である．

状況に応じてシラバス内容に変更の可能性があり，その際には基本的には講義中，場合によってはLETUSを通じて告知する．


                                           

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