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機械工学の
学問分野解説
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ロボットはどこまでできる?

機械工学

この前ニュースでロボットが歩いていてすごいと思ったけれど、マンガやアニメでは空だって飛べる。実際、今はどこまでできるの?

  • ということで、ロボットがどこまでできるようになってきたのか、いろいろな研究を教えて!
  • 「ロボット」と一口に言っても、大きな視点で見ると工場で働く産業用ロボットや、ドローンなんかも「ロボット」と言える。だから、ここでは「人型ロボット」について考えてみようか。
  • はーい。
  • 例えばロボットダンスって知っているかな?
  • うん!カクカク動くダンスだよね。上手な人がやると、かっこいいんだよねー。
  • そう、あのカクカクした動きをぼくたちは「ロボットのよう」と考えているわけだけど、それだけ人間の自然な動きを再現するのは難しいんだ。具体的に言うと、「握手できるロボット」や「演奏できるロボット」が研究されているね。
  • 握手?それってそんなに難しいことなの?
  • 握手の動作をロボットに説明できる? 例えば距離感はどう測るの? 手は、地面からどれぐらいの高さにあればいい? 背の高さに左右されないことがポイントだよ。
  • むむむ。地面から何センチって決めるわけにはいかないのかぁ。
  • そうなんだ!さらに、ロボットと人間の違いを考えると、実はまったく同じようにする必要は無い場合もあるんだよ。「折り紙を折れるロボット」を研究する中で、「4本の細い棒を微細に個別制御することで簡単な折り紙ができる」ことがわかったんだ!人間と同じ手の形である必要はなかったわけだね。
  • えーすごい!
  • 夢ちゃんがニュースで見た「歩行」は、どうやって実現していると思う?
  • うーん、モーターとか?
  • その通り!モーターやアクチュエーターが力を出して、各パーツに働きかけることで、バランスよく歩くことを実現できるんだ。各パーツの動きを全体的に把握してちゃんと動くようにすることを「制御」と呼ぶ。こうした分野に興味がある場合は「制御工学」「システム工学」などで調べてみるといいかもしれないね。
  • わかりました!
  • ちなみに、動いているロボットを見るだけじゃなくて、数式や物理学の「運動の法則」といった理論も重要になるから、あわせて押さえておこうね。
  • は、はい……。
  • あとは、「受動歩行」という考えで研究されているロボットもあるよ。なんと、プログラムに頼らずに、自然に足が曲がったり伸びたりして歩行するロボットなんだ。
  • 人間のように、なめらかな膝がポイントになっているというから、人間の身体自体の知識も重要になるかもしれないね。こうした関節の動きを再現する上でも、工学的なアプローチが役に立つんだ!
  • ど、どういうこと? なんだか、研究できるテーマがすごいたくさんあるなぁ。
  • 「状況を判断して、最適な行動をする」ためには、いろいろな研究が必要になってくるんだね。
  • そっか!ところで、動きだけじゃなくて、ロボットの「心」はどうなの?
  • 文字数ガ足リナイノデ続キハWebデ。
  • これもWebだよ!? 昔のロボットみたいになっちゃった。

32 機械工学

ものづくりの基礎を支える技術や理論を学ぶ

「ものづくり」の基盤を支えている重要な学問領域で、ものをつくるための技術やその原理・方法論を系統立てて研究し、機械や生産のためのシステムを構築するためのテクノロジーを学ぶ学問です。材料の強度や特性、新素材の開発などを行う「材料系」、エンジンや発電プラントを研究する「熱・流体系」、部品の設計や製作・加工について学ぶ「設計・製作系」、機械の制御技術などを開発する「計測・制御系」の4つの分野に大別されます。

研究対象のスケールも種類も多種多彩

研究対象は自動車やロボット、工作機械、精密医療機器、人工臓器、マイクロマシンなど、そのスケール・種類ともに多彩なことと、異分野の研究と連携が進んでいることが特徴です。研究成果はものづくりだけでなく、医療福祉、環境問題、エネルギー分野などで幅広く活用されています。

将来 自動車や造船、家電といった機械関連、重工業などが挙げられますが、機械工学の知識は各方面の生産技術で生かせるため、食品・繊維など多様な製造業でも活躍できます。研究開発職としての就職を希望し、大学院へ進学する人もいます。
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