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講義概要/Course Information

2024/07/19 現在

科目基礎情報/General Information

授業科目名 /Course title (Japanese)	機械知能システム学専攻基礎
英文授業科目名 /Course title (English)	Fundamental of Mechanical and Intelligent Systems Engineering
科目番号 /Code
開講年度 /Academic year	2024年度	開講年次 /Year offered	全学年
開講学期 /Semester(s) offered	前学期	開講コース・課程 /Faculty offering the course	博士前期課程
授業の方法 /Teaching method	講義	単位数 /Credits	2
科目区分 /Category	大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅰ
開講類・専攻 /Cluster/Department	機械知能システム学専攻
担当教員名 /Lecturer(s)	菅　哲朗、孫　光鎬、村松　大陸
居室 /Office	東4-304（菅）、西2-205（孫）、西8-617（村松）
公開E-mail /e-mail	tetsuokan@uec.ac.jp（菅）、guanghao.sun@uec.ac.jp（孫）、dmuramatsu@uec.ac.jp（村松）
授業関連Webページ /Course website	（数学パート：孫担当分）はGoogle Classroom、（力学パート：菅担当部分）Web Class 2023 機械知能システム学専攻基礎 (力学パート)、（電磁気学パート：村松担当分）Google Classroom
更新日 /Last update	2024/04/04 03:20:05	更新状況 /Update status	公開中 /now open to public

講義情報/Course Description

主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters）	大学院生としての基礎学力の定着と学習意欲の向上のために、数学・力学・電磁気学を主体とする講義と演習を行う。学部における関連科目の復習とその大学院での展開を概説し、大学院科目への橋渡しを行う。 In this course, lectures and exercises of mathematics, mechanics and electromagnetism are given to have graduate school students acquire basic academic skill and enhance motivation to learn further advanced subjects.
前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters）	【力学に関して】 力学第一および演習，力学第二および演習 【数学に関して】 なし 【電磁気学に関して】 なし
前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters）	微積分やベクトル解析などの基礎数学，関数論，工学解析および演習，機械力学および演習，電磁気学第一，電磁気学第二, 物理学概論第二（電磁気学部分）
教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters）	講義中に参考書を紹介するが、以下はその例である。Examples of text books: 数学関連 　後藤憲一他：数学演習（共立出版） 　東京大学教養学部統計学教室：自然科学の統計学（東京大学出版会） 　C.M. Bishop: パターン認識と機械学習 上・下（シュプリンガー・ジャパン） 力学関連 　小出昭一郎：　解析力学（岩波書店） 　H.Goldstein, C. Poole, J. Safko：古典力学（上）（吉岡書店） 電磁気学関連 　桂井誠「基礎電磁気学」（オーム社） 　松田豊稔，宮田克正，南部幸久「電波工学」（コロナ社） 　松木英敏「生体電磁工学特論」（コロナ社）
授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters）	本講義は、以下の英語タイプで実施いたします。 Bb：説明：英語と日本語併用／教材・資料：英語と日本語併用 This lecture will be provided in the following English type classification. Bb: Explanation: English and Japanese/Slides and Handouts: English and Japanese 講義は、数学（５回）、力学（５回）、電磁気学（５回）で構成される。数学と力学については、毎回演習問題を出題し、その解答のレポート提出を求める。電磁気学については、５回目の講義で問題を出題する。その問題に対する解答をレポートとして提出すること。；The lecture course is composed of mathematics (5 weeks), mechanics (5 weeks) and electromagnetism (5 weeks). For mathematics and mechanics, students are required to submit reports to answer some questions given every week. For electromagnetism, a quiz is presented at the 5th lecture class. Students need to submit a report to answer the quiz. 数学;mathematics （１）　　線形代数応用１：行列演算／対角化／固有値解析など;Applied Linear Algebra (1):　Matrix operation / Diagonalization / Eigenvalue analysis （２）　　線形代数応用２：最小二乗法／解空間の幾何学など; Applied Linear Algebra (2):  Least-square method / Geometry of solution space （３）　　解析学応用：多変量（ベクトル）の微分積分／関数行列／拘束条件付き最適化など; Mathematical Analysis Application: Vector differential and integral calculus / Function matrix / Optimization problem with a constraint condition （４）　　統計解析応用１：分散共分散行列／相関／正規分布とその性質など; Statistical Analysis Application (1):Variance-covariance matrix / Correlation matrix / Gaussian distribution （５）　　統計解析応用２：特異値分解／主成分分析と次元縮約など; Statistical Analysis Application (2):Singular value decomposition / PCA / Dimension reduction 力学: Mechanics （６）　　一般化座標による運動の表現: Expression of motions in generalized coordinates （７） 　Lagrangeの運動方程式の定式化: Lagrange equations of motion （８） 　変分法 – 汎関数の変分とEulerの方程式 -: Variational calculus - variation of functional and Euler equation （９） 　質点系の振動と最適解の導出 – 振動モードと変分問題 – : Vibration of system of particles - vibration mode and variational problems （１０）　剛体の運動 – Euler角による姿勢表現とコマの運動 -: Motion of rigid body - Expression of Euler angles and motions of a top 電磁気学; Electromagnetism: （１１）　マクスウェル方程式と電磁波 (クーロンの法則，電気に関するガウスの法則) / Maxwell's equations and electromagnetic waves (Coulomb's law, Gauss's law for electricity) （１２）　マクスウェル方程式と電磁波 (磁気に関するガウスの法則，ファラデーの法則，アンペールの法則) / Maxwell's equations and electromagnetic waves (Gauss's law for magnetism, Faraday's law, Ampere's law) （１３）　電磁波の通信応用 (伝送線路，フィルタ，アンテナ，電磁環境) / Telecommunication applications of electromagnetic waves (Transmission line, Filter, Antenna, EMC) （１４）　電磁波の医療応用 (生体電気特性，非侵襲計測と治療，電磁曝露) / Medical applications of electromagnetic waves (Bioelectrical properties, Nom-invasive measurement and treatment, Electromagnetic exposure) （１５）　電磁波の計測・解析法 (高周波計測，誘電計測，数値電磁界解析) / Measurement and simulation methods for electromagnetic waves (High frequency measurement, Dielectric measurement, Numerical electromagnetic field simulation)
実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters）	講義の内容を、適宜復習すること。 Review the contents of lecture afterwards.
成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters）	提出されたレポートを採点し、成績評価を行う。; Evaluation is performed based on marked scores of reports. 数学に関しては、線形代数と多変量解析の基本的手法を身につけ、具体的な問題に適用できることが単位取得の必要条件である。A necessary condition for the acquisition of a credit is to understand the basics of Applied Linear Algebra and Mathematical Analysis and be able to apply for some practical problems. 力学に関しては、「解析力学」の基本的手法を身につけ、具体的な問題に適用できることが単位取得の必要条件である。: A necessary condition for the acquisition of a credit is to understand the basics of analytical mechanics and be able to apply for some practical problems. 電磁気学に関しては、「Maxwell方程式」の意味を理解し、いくつかの典型的な電磁気現象の問題が解けるようになることが単位取得の必要条件である; A necessary condition for the acquisition of a credit is to understand the meaning of Maxwell’s equations and become able to solve typical problems of electromagnetic phenomena.
オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters）	質問は随時受け付けるが、事前にアポイントを取ることが望ましい; Students can visit to ask questions any time, but making an appointment of the visit in advance is recommended.
学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters）	線形代数、解析、統計は全ての工学分野における基礎となるものです。確固たる基礎力を身につけると同時に、その応用範囲の広さを体感してください。（孫）; Linear algebra and Statistical Analysis are the foundation for all engineering research field. Try to learn the basic skills and know the area of application range. 解析力学により見通しがすっきりする現象が多々あります。物理を解析する目を養ってください。:There are many phenomena which can be clearly understand through the help of the analytical mechanics. We encourage you to cultivate good "eyes" to analyze physics surrounding you. （菅） マクスウェル方程式は電磁気現象を記述する基本方程式系です。この美しい理論がどのように構成され応用されているのかを学んでください。（村松）; Maxwell's equations are a basic set of equations to describe electromagnetic phenomena. Try to learn how the elegant mathematical theory is constructed and applied. (Muramatsu)
その他 /Others	Nothing in particular.
キーワード /Keywords	固有値，最適化，多変量解析，一般化座標系，Lagrangeの運動方程式，Euler方程式，可積分性，マクスウェル方程式，電磁波； Eigenvalues, Optimization, Multivariate analysis, Generalized coordinates, Lagrangian equations of motion, Euler equation, Integrability, Maxwell's equations, Electromagnetic waves