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宇宙に“My人工衛星”を打ち上げて、やってみたいことは? どんどん身近になる宇宙!

■学問⼤分類︓地球・環境・エネルギー
■学問⼩分類︓宇宙・地球学
■提供︓東京都市大学(旧校名:武蔵工業大学)

大学が超小型人工衛星を打ち上げ、宇宙を利用できる時代に

今、注目を集めているのが大学やベンチャー企業による超小型人工衛星や小型ロケットの打ち上げです。これまでも気象衛星やカーナビに位置情報を送るGPS衛星など、私たちの生活と宇宙は深い関係がありましたが、そこに宇宙開発をビジネスとする民間企業がぞくぞくと参入しており、いろんな宇宙の使い方を模索しています。たとえば流れ星を人工的につくる、宇宙ゴミを回収する、といった事業などはすでに始まっています。10年後には、人工衛星によって宇宙から月を眺めるお月見や地球を舞台にしたイベントを宇宙目線で楽しんだり、自分の人工衛星を飛ばして、宇宙から自分の欲しい映像を撮影したり、といったことも可能になるかもしれません。かつては人工衛星やロケットに使う部品を調達することは大変でしたが、現在は質の高い部品や周辺機器を学生や民間企業の社員が手に入れやすくなっています。宇宙をパーソナルに使える時代がすでに始まっています。

流体力学、機械、工学、建築…。様々な知識が必要な宇宙工学

東京都市大学の宇宙システム研究室では、渡邉力夫准教授が非燃焼型ロケットエンジンの開発を行っています。現在の主流は燃焼を利用する燃焼型。それに対して水液体窒素ロケットエンジンは、液体窒素の気化膨張圧力を推進力源とする非燃焼型であり、安全でコストも低いロケットエンジンです。超小型の次世代型人工衛星の要素技術の研究も進めており、例えば宇宙で展開するアンテナをどのようにロケットで運ぶのが安全で効率的なのか。膜状の太陽電池パネルをどのように宇宙空間で強度を維持させるか。難易度の高い条件に対応できる技術を研究しています。渡邉准教授はこれらの要素技術の開発において、東京都市大学ならではの強みがあると語ります。「流体力学、機械、工学、建築など様々な分野の研究や技術が必要となるのが宇宙開発であり、多くの研究室と協力しています。理工系・建築系の学生が研究室や学部の垣根を越えて協力することができます」。

宇宙開発はアイデアとチームワークが鍵になる

東京都市大学ではTAC(TCU Aerospace Community)という宇宙科学教育プロジェクトを発足。数値流体力学が専門の渡邉力夫准教授のほかに天文学や宇宙機熱構造、宇宙線物理学などの研究者が集い、文理融合の宇宙教育を始めています。将来は東京都市大学による超小型人工衛星の打ち上げを目指しており、すでに他大学との共同研究による超小型人工衛星の打ち上げも計画しています。今後の宇宙システム研究室での学びにおいて一番大事なことは「宇宙で何をしたいのか」を自分の頭で考えることだと渡邉准教授は語ります。「10年後、宇宙で何をしたいのか。どんな世界を見たいのか。ぜひそのアイデアを聞かせてください。民間による宇宙開発は始まったばかりです」。今後、宇宙工学の素養を持つ人材がより必要にされます。幅広い分野の人材がプロジェクトを進めていく宇宙開発。研究室が協力しあう東京都市大学なら、宇宙におけるチーム作りも学べます。

未来の健康診断は椅子に座るだけ!?心電図を計測して個人を識別する技術を研究中!

■学問⼤分類︓工学・建築
■学問⼩分類︓電気工学
■提供︓東京都市大学(旧校名:武蔵工業大学)

時間の確保や医療費負担の問題を「無意識」「無自覚検査」で解決

心電、心音、体温、呼吸、脳波、血圧、X線の吸収率。こうした生体情報(バイタルデータ)の計測・診断は、病気の予防と早期発見、健康管理に欠かせない手法と言えます。しかし、日々の暮らしのなかでカラダの疲れやストレスを感じていても、仕事を持つ人や育児中の人が検査時間を確保するのは簡単ではありません。さらに検査にはお金もかかるため、健康診断という形で年に一度、まとめて検査を受けるだけ、という人がほとんどであるのが現状です。

では、椅子に座ったり、浴槽に浸かったり、ベッドに横になったりするだけで、生体情報の収集と診断ができればどうでしょう?蓄積されたデータが検診機関に送られて分析され、疾患が発見された場合には本人に精密検査を促すメールやメッセージが送られる。そんな、ユビキタス社会にふさわしいスマートな検査システムが実用化されたら、医療と健康管理のあり方が大きく変わると思いませんか?

人のカラダからデータを取り出して解析し、役立つ形に変える

東京都市大学・理工学部医用工学科でそんな研究を行っているのが、京相雅樹教授が主宰する生体計測工学研究室。取り組んでいる代表的なテーマとしては「心電図を用いた個人識別に関する研究」があります。これは椅子に座るだけで心電図を計測し、個人を識別するという試みで、システムが実用化されれば循環器系に関する「無自覚」「無意識」の健康モニタリングが可能になります。

また、心電図は一卵性双生児でも個人を識別できる(現在の識別率は97%)という特徴を生かし、ドアノブを握っただけでロックが解除できるシステムの開発にも取り組んでいます。主な研究テーマは「在宅医療」「在宅健康管理」ですが、生体計測と生体信号解析を組み合わせることで日常生活にもさまざまな変革をもたらすことができると考えています。どちらの技術もまだ実験段階ですが、開発した技術がどこに使われているのか分からない状態になることが目標だそうです。

パソコンと机は1人1台。居心地のいい場所で、解決力、発想力、創造力を身につける

実験は信号の測定、解析、評価というサイクルで行いますが、アプローチの方法はさまざま。信号測定装置を自作する人もいますし、抽出したデータを解析するためのプログラミングに集中する人もいます。

研究室は「就職先に早く順応できるように」という京相教授の思いを反映し、机を人数分完備。気の合う同級生だけではなく、先輩・後輩ともコミュニティを形成して研究活動を進められるようにしています。研究に没頭できる環境ながら全員の居場所があり、笑い声が絶えません。

「ほとんどの学生が、健康管理や医療に関わる仕事に興味があり、目的が明確なので成長は早く、就職活動の成果にも表れていますよ」と京相教授。課題解決力、発想力、創造力を身につけて、医療機器メーカーや電気・電子メーカーの医療部門やヘルスケア部門で活躍しています。今後も重要性が増す健康を支える仕事。あなたも医用工学で社会に貢献してみませんか?

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