LSIなどの電子素子（デバイス）は半導体材料の表面に微細な電子回路を構築することによって形成されています。現在、この電子回路の構成要素を、ナノテクノロジーを用いて百万分の一ミリメートル程度にまで小さくし、これによる電子デバイスの小型化、高性能化、省電力化が図られています。本研究室では、このような技術の基礎となる固体理論、特に固体表面の理論的研究を行っています。具体的には、固体表面上に構成されたナノサイズの構築物（分子歯車や原子細線など）についての第一原理計算を基礎とした計算機シミュレーションに力を注いでいます。

電気自動車・住宅機器のモータードライブシステムの高性能化について研究しています。この研究は、学問的にはパワーエレクトニクスと呼ばれる電気電子分野の研究の一つです。具体的には、永久磁石を使ったモーターとそれを駆動するインバーターを制御するマイコン上の制御を研究し地球環境に負荷をかけない省エネルギーシステムを目指しています。

　超伝導体を応用することにより、これまでにないような大きな出力重力比をもつ超伝導モーターの開発が可能となります。我々の研究室では、薄膜高温超伝導ワイヤーを超伝導電機子に応用することにより、ジェットエンジンのように10kW/kgの出力重量比を超えるような高エネルギー密度を持つ超伝導モーターの開発を行っています。

　適応同定機能や推論機能などのインテリジェント機能を有する制御システムについて、設計法およびその数理的解析の研究を行っています。現在、産業界には、数多くのサーボコントローラが使用されており、生産の効率化、高精度化のためにサーボ技術の改良が強く望まれています。摩擦やバックラッシュのようなものは非線形であり、かつ、サーボ動作時に変動するため、従来のPID等の制御手法では有効に補償できない。そこで、外乱ロバストな制御手法、すなわち、外乱の元となる非線形要素の特性を考慮して、変動する外乱を推定して自動補償を行う方法について研究を行っています。
　さらに、知能機能を持つロボットの開発を行い、特に、自動的経路生成、遠隔操作、環境認識などの電力設備自動点検等の飛行ロボットの実現をし、実用化をしています。

高温超電導線は、液体窒素温度にてその電気抵抗が消失し、銅線の100倍以上の電流密度を持つという特長を持っています。よって、この高温超電導線にて電気機器を作製すると、非常に効率が良く小型のものにすることができます。低炭素社会に貢献できる機器として、その実用化が期待されています。本研究室では、この高温超電導線を活用した電気機器の開発に関する研究をしています。例として、高温超電導線を巻線とした高温超電導変圧器を用いた小型・軽量の大電流電源の開発をしています。また、超電導機器の運転状態の健全性を監視するシステムの開発や超電導マグネットを用いた重粒子線回転ガントリーの開発などもしています。

可視光通信

とは、LED光等の人間が識別可能な光の点滅を利用したディジタル情報通信技術であり、特に、受信機にカメラ等のイメージセンサを用いたシステムを「

イメージセンサ型可視光通信

」と呼びます。この可視光通信技術を

高度道路交通システム(ITS)へ応用

する研究に特に注力してます。具体的には、交差点にあるLED信号機や車両のLEDブレーキランプを送信機に、車載カメラを受信機に用いた路車間及び車々間可視光通信システムの開発（下図参照）を行っています。本システムが実現すれば、

信号機等に交通整理や道路情報を提供する役割を付加

でき、

交通安全や安全運転支援に寄与

すると考えています。

これまで、痙性を呈する疾患の筋緊張評価として、アシューワースの方法が用いられてきたが、筋を他動的に動かしたときの抵抗感によって評価するため、実施者の主観が入ってしまう。そこで、下腿の振り子（ペンドラム）運動を動画像計測することにより、下腿部の動きをモデル化し、これをコンピュータ上でシミュレーションすることで、下腿における痙性の程度を客観的に評価することを目指す。

「下腿に２つの加速度計を装着し、その出力から下腿運動を計測するシステム」このシステムでは下腿運動の角加速度出力が直接得られる。モーションキャプチャー（動画像計測）では角度出力が得られるため、角加速度出力を得るためには、２階微分が必要となってしまう。

動画像の揺れ補正や画像符号化、移動物体検出などにおいては、カメラの移動によって生じるグローバルモーションを撮影した画像から推定することが必要とされています。このグローバルモーションを、画像中に様々な移動物体が存在しているような状況でも、画像処理によって高精度かつ高速に推定する方法について研究を行っています。

イオン伝導体の分光学的研究およびそれを用いた応用研究（イオニクス、フォトイオニクス、水素貯蔵材料等に関する研究）を行っています。
　主な研究内容：
　（１）超イオン伝導ガラス（SICG）の光学的特性（屈折率、光吸収）
　（２）ペロブスカイト型プロトン伝導体の赤外吸収（OH結合）