工学部 機械工学科では、GPSなどのセンシングとAIを活用したスマートな自律移動機構の研究開発を行っています。一例として、屋外フィールドでの活用を目的とした自律移動ロボットを製作し、2021年に先進ロボット研究センターと共に初参加した“つくばチャレンジ”では自律走行80mを記録しました。

移動ロボットにおける自律走行技術の開発目的の一つとして、橋やトンネルなどの建設現場、石油コンビナートなどのような、人が車両に乗って点検・見回りをするような屋外の広範囲に及ぶ現場での作業を自動化することです。研究段階では、GPSで自己位置を計測し、周りの人や物体とぶつからないように制御しながら設定したコースを自律移動する実験・検証を街路環境で行っています。実は、GPSで正確に自己位置を測るのは、まだ難しい技術です。自己位置推定（Localization）は、ロボット自身が今どこにいて、どちらの方向を向いているのかなどを各種センサーのデータを組み合わせて推定しますが、人工衛星からの電波がビルや山、木などにより干渉を受けた場合は誤差が生じるため、あらゆる状況を想定した調整がロボット側で必要になります。そのため機械工学科では、さまざまな計測データを利用した走行制御のプログラミングにも取り組んでいます。

また風などの影響を受けない平坦な屋内で行われる実験やロボットイベントとは違い、段差や向かい風でも移動できるように、モーターやタイヤなどの駆動部にはパワーが求められます。部品選定ではその点にも考慮が必要です。将来的には、災害救助などにも役立てるようなロボットの開発も目指しています。

ロボットが進化すると、生活は快適になるでしょう。介護・福祉分野や農業分野では、ロボットによる自動化・合理化が求められていて、ロボットの進化はこの先も続いていくはずです。その一方で、人間の仕事がAIやロボットに取って代わられるという危惧もあります。しかしさまざまな技術と知識を持っていれば、ロボットや機械を指示し制御する側になれるのです。それでは制御する側の分野として、情報工学ではなく機械工学のエンジニアを目指す理由はなぜか。技術の進歩により社会構造は日々変わり続けています。生活の中でのAIやメタバース利用は日常的になり、検索エンジンを使ったり、バーチャル世界で友人と集まったり、別人格のアバターで生きる人々もいます。日本が提唱する未来社会Society 5.0は、リアルとバーチャルの世界がシームレスにつながり、“経済発展”と“社会的課題の解決”の両立を目指すとされています。しかし、もしもリアル空間の機械が壊れてしまったらどうなるのでしょう。その世界はすべて停止してしまいます。機械工学は現実世界に軸足を置き、リアルとバーチャルの世界を同時に支える大切な基盤技術なのです。

スイッチを押せば入る電気も“エネルギー”といわれる資源が“電気”になって利用される過程に、機械工学で扱うモーターやタービンが必要です。また、モノを動かすには力学などの“物理法則”を知らなくてはなりません。力学を使って実際に設計する際には数学の知識も必要になります。計算上の理屈だけではなく、実際に使う時に「どう力が働くか」「どのように動くか」を理解し制御できる知識と技術を学ぶことができるのが機械工学科の強みなのです。

機械工学科では、機械系エンジニアに必要な技術と知識を“体験型科目”と“講義型科目”で1年次から並行して学修します。工作機械を使った機械加工から、CADによる設計・シミュレーション、機械のコンピュータ制御に必要なプログラミングまで、実習を通して体得します。さらに、生産システムの構築に必要な安全性や経済性の向上法、高精度・高能率化やリサイクルの手法なども学び、デジタルツインの活用やDX（デジタルトランスフォーメーション）に対応できる、有用な機械系エンジニアを育成するカリキュラムを用意しています。

モノをつくる時、そこにどのような“価値”を持たせることができるか、ということが、より重要になっていきます。

“形をつくる”だけの機械技術は、世界の中では埋もれてしまいます。形の上に頭脳をのせる、デザインを考える、快適さを追究する。そして世界を持続させるためには環境や省資源についても考えなければなりません。付加価値やアイデアを生み出す幅広い工学的センスを身につけた、リアルの世界を支えるエンジニアが、今求められているのです。