Advanced Collaborative Research Organization for Smart Society (ACROSS)早稲田大学 スマート社会技術融合研究機構

情報技術でモノやコトが繋がる時代に、エネルギーシステムはカーボンニュートラルを達成するため大変革の途上にあります。本研究所ではサステナブルなエネルギー利用を可能にするため、複雑にネットワーク化されるエネルギーシステムを双方向で利活用するためのマネジメントシステムを再定義します。同時に、物理量だけのセンシングだけではなく、さまざまな事象からデータを生成するセンシングシステムとマネージメントシステムがフィードバック構造を保持することで、スマート社会の基盤となる人工システムの設計論を構築し、カーボンニュートラル社会を目指します。

研究目的

制御技術を基本としたエネルギー・産業プロセスの最適システム構築・評価手法に関する理論構築およびアプリケーションの開発

研究対象

エネルギーシステムの解析・設計　最適化モデリング手法　プロセスデバイス・プラント　自律移動3次元計測アプリケーション

①サステナブルな人工システムの設計論

サステナブルなエネルギー利用を実現するためにも，カーボンニュートラルなエネルギーシステムへの変革が必要です．
エネルギー利用の時空間領域での偏在や変動を解消するためには，不確定な再生可能エネルギー入力とエンドユーザとの間に貯蔵要素を配し，複雑なネットワークを適切に運用するためのマネージメントシステムの実装が必要です．エネルギーマネジメントシステム（EMS）の統一的な情報モデルの基本要件を明確化し，ドメインに応じた適切なアーキテクチャ構築の指針を明らかにします．例えば，数千軒以上の家庭用エネルギー資源をアグリゲーションする問題では，大規模数理最適化問題を解く必要があります．量子計算を模擬するハードウエア上に実装する情報モデルを構築し，その性能検証を進めています．また，プロセスや装置毎のシミュレーションモデルから，最適化問題用のモデルを自動導出し，工場全体を最適化する数理計画問題への帰着手法を開発しています．この他，国際標準化活動にも積極的に参加し，2020年からIEC TC65/JWG14にてFEMS(Industrial Facility Energy Management System)の標準化に貢献しています．

②プラントの状態推定・異常予兆検出および自動健全性評価システムの研究

地熱発電は発電コストが低く、安定的な発電が可能な再生可能エネルギーのベースロードを担うカーボンニュートラルな電源として期待されています．しかし，地下深くの地熱貯留層の状態は常時計測は困難なため，坑井から噴出する熱水・蒸気の状態変化を予測することが難しいという本質的な問題があります．地熱発電の導入拡大に向けた研究をNEDO事業「地熱発電導入拡大研究開発」の「地熱発電高度利用化技術開発」として進めています．この事業を基盤に，AIやIoTを利用した地熱発電の利用率向上を図るための様々な予測・異常予知検知および計測技術を開発して設備の最適運用および健全性評価を自動化を促進するシステムを研究しています．

③3次元計測技術とAIによる新しいセンシング技術の研究

ダイナミックマップは，自動運転のインフラとして必要不可欠な3次元地理情報インフラです．これを生成する国内最初のモービルマッピングシステムは早稲田大学と企業との共同研究成果として生まれました．本研究所では，ダイナミックマップの自動的なアップデートシステムの構築に着手しています．開発中の，簡単に車載可能なデバイスで，衛星測位情報と正確な時刻情報を同期し，センサが捉えた画像特徴量を複合します．これによりセンサの自己位置・姿勢を迅速に同定しながら，画像中の地図標識などの対象地物を物体検出するシステムを構築しています．

これまでの研究成果は　reseacrhmap　を参照してください

所長

天野　嘉春 (理工学術院教授)

研究所員

天野　嘉春　理工学術院基幹理工学部教授
齋藤　潔　理工学術院基幹理工学部教授
田邉　新一　理工学術院創造理工学部教授
林　泰弘　理工学術院先進理工学部教授
村田　昇　理工学術院先進理工学部教授
若尾　真治　理工学術院先進理工学部教授
鷲津　明由　社会科学総合学術院社会科学部教授

客員上級研究員（研究院客員教授）

瀧口　純一　スマート社会技術融合研究機構客員上級研究員（研究院客員教授）

招聘研究員

鈴木　太郎　千葉工業大学
吉田　彬　株式会社やまなしハイドロジェンカンパニー

喜久井町キャンパス　41-5-102室　天野　嘉春

〒162-0044　東京都新宿区喜久井町17
【E-mail】 [email protected]
【WEB】 https://www.amano.mech.waseda.ac.jp/hp/