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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
＜講義の目的＞：人工衛星，宇宙ステーション，宇宙探査機などの宇宙システムを設計，開発，運用するために必要な科学技術の基礎事項を学ぶ．
＜概要＞：まず，宇宙開発の歴史，宇宙環境，宇宙利用，宇宙システムの概要を述べたうち，人工衛星を軌道に投入するためのロケットの誘導，制御について述べる．つぎに，人工衛星の軌道運動，姿勢運動，およびその制御について，基礎を講義する．
＜達成目標等＞：全体として，宇宙工学の基礎を学ぶ．深い詳細内容までは踏み込まず，幅広い内容学習を目指す．｢宇宙へ行く｣ための科学技術の概要を理解する．ツィオルコフスキーの式，ケプラー軌道を学び，人工衛星の軌道運動の基礎を理解する．さらに，ランデブ・ドッキング，衛星の姿勢安定，惑星間飛行などを学び，宇宙活動の力学について理解を深める．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
<Objective>: Learn the basics of science and technology necessary for designing, developing, and operating space systems such as artificial satellites, space stations, and space probes.
<Overview>: First, the history of space development, the space environment, space utilization, and the outline of the space system are described, and the guidance and control of the rocket for putting the artificial satellite into orbit are described. Next, we will give a basic lecture on the orbital motion, attitude motion, and control of artificial satellites.
<Goals for achievement>: Understand the basics of space engineering as a whole. We aim to offer a wide range of content without going into deep details. Understand the outline of science and technology for "going to space." Learn Tsiolkovsky's equation, Kepler orbit, and understand the basics of the orbital motion of artificial satellites. In addition, learn rendezvous docking, satellite attitude stability, interplanetary flight, etc., to deepen their understanding of astrodynamics for space missions.
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
この授業科目では、人工衛星や宇宙飛行システムの設計と開発に関する基本的なエンジニアリングの問題について、
次の4つのパートに分けて講義を行います。
（1）さまざまな宇宙ミッションの軌道力学
（2）宇宙システムの熱力学と熱制御
（3）宇宙機の姿勢ダイナミクスと制御
（4）宇宙構造物の設計、振動解析および制御
講義はすべて英語で行われます。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
In this course, the fundamental engineering issues are lectured in the following four parts for the design and development of spacecraft and space flight systems.
(1) Orbital mechanics for various space missions
(2) Thermodynamics and thermal control of space systems
(3) Attitude dynamics and control of spacecraft
(4) Design of space structures, vibration analysis and control
All lectures are given in English.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
＜講義の目的＞：人工衛星，宇宙ステーション，宇宙探査機などの宇宙システムを設計，開発，運用するために必要な科学技術の基礎事項を学ぶ．
＜概要＞：まず，宇宙開発の歴史，宇宙環境，宇宙利用，宇宙システムの概要を述べたうち，人工衛星を軌道に投入するためのロケットの誘導，制御について述べる．つぎに，人工衛星の軌道運動，姿勢運動，およびその制御について，基礎を講義する．
＜達成目標等＞：全体として，宇宙工学の基礎を学ぶ．深い詳細内容までは踏み込まず，幅広い内容学習を目指す．｢宇宙へ行く｣ための科学技術の概要を理解する．ツィオルコフスキーの式，ケプラー軌道を学び，人工衛星の軌道運動の基礎を理解する．さらに，ランデブ・ドッキング，衛星の姿勢安定，惑星間飛行などを学び，宇宙活動の力学について理解を深める．最後に，カルマンフィルタとGPSを利用した宇宙における計測法について学ぶ．
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＜Objectives＞：
We aim to learn the fundamental knowledge of space technology for designing, developing and operating space systems, such as artificial satellites, space stations, and spacecraft.
＜Summary＞：
We first mention the overview and history of space development, and learn orbital dynamics, space infrastructures, transport systems and flexible space structures. Then, we learn the basic knowledge of space navigation using Kalman filter and GPS, and attitude control of satellites.
＜Goal of study＞：
We learn the fundament of space engineering through the whole class. We learn the overview of science technologies for “travelling space”, to cover a wide range of study contents, without going into depth of details. We first understand orbital dynamics including Hohmann transfer and Rendezvous trajectory. Next, we understand space infrastructures, space transport systems, and flexible space structures. We then learn the basic knowledge of space navigation using Kalman filter and GPS. Lastly, we develop a better understanding of the attitude control of artificial satellites.
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（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
● ロボット工学技術は、宇宙開発や探査活動に役立ちます。この授業科目では、宇宙ロボティクスの課題について、
軌道サービスミッションおよび月/惑星探査への適用を中心に詳しく説明します。
● 「軌道ロボティクス」については、以下のトピックを取り扱います。
-宇宙機の角運動運動学と姿勢ダイナミクス
-自由飛行宇宙ロボットのマルチボディダイナミクスと制御
-宇宙ロボットが浮遊ターゲットをキャプチャするときの衝撃ダイナミクスと衝撃力制御
● 「月・惑星ロボティクス」については、以下のトピックを取り扱います。
-月と小惑星の探査のためのミッションとシステムの設計
-月/惑星表面での移動のためのモビリティシステムの設計と解析
-移動ロボットによる環境認識、計画、およびナビゲーション
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● Robotics technology is useful for space development and exploration activities. In this course, the subject of Space Robotics is elaborated on the application to orbital servicing missions and lunar/planetary exploration.
● As for the "orbital robotics," the following topics are lectured:
- Angular motion kinematics and attitude dynamics of a spacecraft,
- Multi-body dynamics and control of a free-flying space robot,
- Impact dynamics and post-impact control when a space robot captures a floating target.
● As for the "lunar/planetary robotics," the following topics are lectured:
- Mission and system design for Lunar and asteroid exploration,
- Mobility system design and analysis for locomotion on the lunar/planetary surface,
- Sensing, planning, and navigation of a mobile robot.
● ロボット工学技術は、宇宙開発や探査活動に役立ちます。この授業科目では、宇宙ロボティクスの課題について、軌道サービスミッションおよび月/惑星探査への適用を中心に詳しく説明します。
● 「軌道ロボティクス」については、以下のトピックを取り扱います。
-宇宙機の角運動運動学と姿勢ダイナミクス
-自由飛行宇宙ロボットのマルチボディダイナミクスと制御
-宇宙ロボットが浮遊ターゲットをキャプチャするときの衝撃ダイナミクスと衝撃力制御
● 「月・惑星ロボティクス」については、以下のトピックを取り扱います。
-月と小惑星の探査のためのミッションとシステムの設計
-月/惑星表面での移動のためのモビリティシステムの設計と解析
-移動ロボットによる環境認識、計画、およびナビゲーション
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This course provides extensive advanced lectures on space flight systems, particularly the issues not covered by Advanced Space Systems I:
・The scope of the course is the design, development, launch and operation of space flight systems for Earth-orbiting missions and/or interplanetary missions.
・Depending on the availability of the lecturers, a specific focus will be made on the topics from propulsion systems, space structures, orbital mechanics, attitude dynamics and control, and space robotics.
・Invited international lectures may be arranged.
・All lectures are given in English.
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１．目的
次世代の知能ロボットでは，外界の環境情報をセンサで取込み，知能的処理を施した上で，アクチュエータを通して再びリアルワールド環境を自律的に制御していく．このようなロボットの頭脳となる知能処理の構成要素である，センシング，３次元計測，認識，予測・推定，プラニング，制御，学習，ロボット情報通信技術を理解する．また，未来情報社会において応用されるロボットシステムを開発するためのシステム統合技術についても修得することを目的とする．
２．概要
ロボットの運動学，動力学，ロボット制御，センシング技術，ロボットビジョン，予測・推定，プラニング，学習など知能処理の基本手法と共に，ロボットシステムを構築するためのシステム構築手法を講述する．
３．達成目標等
ロボット制御，センシング，３次元計測，認識，予測・推定，学習，プラニングなどの基本手法を理解し，これらを組み合わせたロボットシステムの構築技術を修得する．
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For intelligent robots, many tasks are required such as sensing the environmental information, intelligent processing for the sensed information, controlling the robot itself in the real world environment autonomously.
In this course, students will understand intelligent information processing for intelligent robotics such as sensing, three-dimensional measurement, recognition, prediction, planning, control, learning, and ICT for robotics.
現代物理学のあらゆる分野において量子力学の考え方が必要不可欠である。この講義では量子力学Iに引き続き、量子力学の基礎概念を学習する。
To understand modern physics ranging from elementary particle physics to condensed matter physics and cosmology, the concept of quantum mechanics, which describes the law of Nature in the microscopic scale, is an indispensable ingredient. In this lecture we learn the basic concept of quantum mechanics continuing the lecture course of Quantum Mechanics I.
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ロボットは，多自由度の知能化機械である．本講義では，ロボットシステムを構築する際に不可欠な，ロボットマニピュレータのモデリングと運動制御の基礎について学ぶ．講義は，Kevin M. Lynch, Frank C. Park著の "Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control" （関連URL参照）を用いて行う．ロボティクスIの内容を基礎として，この教科書の後半部分，特に運動計画，運動制御，マニピュレーションについて学習する．
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A robot is an intelligent mechanical system with multiple degrees of freedom. In this lecture, students will learn the fundamentals of modeling and control of a robot manipulator. Most of the lecture is given based on a textbook, "Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control," which is authored by Kevin M. Lynch and Frank C. Park and known as one of the best textbooks in robotics. Following Robotics I, the last half of the textbook will be taught, especially on motion planning, control, and manipulation in robotics.
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※この科目では、必要に応じて、Classroomを使用して講義資料の提供やレポート提出を行います。
※また、状況に応じて、ZoomかGoogle Meetを利用したオンライン講義とする場合もあります。オンライン講義などの詳細についてはClassroomのお知らせに記載します。
１． 目的
スマートフォンをはじめとして、IoT(モノのインターネット)やAI（人工知能）などが急速に普及・発展することで、私たちの社会は今後大きな変革を迎えようとしている。その基盤を担う電子デバイスの原理や材料的特徴を理解することが本講義の目的である。
２． 概要
「量子・統計力学」、「固体物性学」で学んだことを基礎にして、現代社会を支える半導体をはじめとする電子材料のバンド構造や伝導特性、電子デバイスや光学デバイスへの応用について理解することで、利用される材料の特性を深く理解し、その根底にある電子物性を軸とした材料的特徴を掴むことの重要性について学ぶ。
３． 達成目標等
以下のような能力を修得することを目標とする。
・ 本学科の学習・教育目標のＡ、Ｃに関する能力を含めて修得する。
・ 結晶の周期性が生み出すバンドの概念や、半導体や金属の電気伝導、磁場中での電子運動などを理解する
・ 半導体をベースとした電子・光デバイスの基礎を学び私たちの社会のどのように役に立つのかを理解する
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The class code in Google Classroom for this course is "bqq53pw".
*In this course, Classroom will be used to provide lecture materials and submit reports as needed.
*Online lectures may also be given via Zoom or Google Meet, depending on the situation. Details on online lectures and other details will be provided in the Classroom announcement.
1. Objective
With the rapid spread and development of smart phones, the Internet of Things (IoT), and artificial intelligence (AI), our society is about to undergo a major transformation. The purpose of this lecture is to understand the principles and material characteristics of the electronic devices that play a role in the foundation of our society.
2. Outline
Based on what we have learned in "Quantum and Statistical Mechanics" and "Solid State Physics", we will understand the band structure and conduction properties of electronic materials such as semiconductors, which support modern society, and their applications to electronic and optical devices. We will learn the importance of grasping the characteristics of materials based on their electronic properties.
3. Objectives
This course aims to provide students with the following abilities.
In this course, students are expected to acquire the following abilities.
To understand the concept of bands created by the periodicity of crystals, electrical conduction in semiconductors and metals, and electron motion in magnetic fields.
To learn the basics of electronic and optical devices based on semiconductors and to understand how they are useful in our society.