最新ニューラルネットワーク・サポートベクターマシンの基礎と応用 ～PC実習付～

Ｒ＆Ｄ支援センター

技術者・研究者向けセミナーの紹介

最新ニューラルネットワーク・サポートベクターマシンの基礎と応用

～PC実習付～

会　場 :（株）日本テクノセンター研修室　【東京・新宿区】

日　時 : 平成22年3月3日(水)　13:00～17:00、　4日(木)　9:30～16:30

【講座の内容】

【受講対象】

・画像認識、文字認識、音声認識、パターン認識に携わる技術者、研究者
・機械学習、人工知能に携わる技術者、研究者
・認知科学、脳科学に携わる技術者、研究者
・データマイニングに携わる技術者、研究者
・サポートベクターマシン、遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワークの基礎を学びたい方。
・ソフトウェアコンピューティングのテクニックを身に付けたい方。

【予備知識】

・予備知識は特に必要としません。

【修得知識】

・ニューラルネットワーク、ソフトコンピューティングの考え方が理解できる。
・ニューラルネットワーク、ソフトコンピューティングのテクニックが習得できる。
・サポートベクターマシン、ニューラルネットワークの具体的なアルゴリズム
・サポートベクターマシン、ニューラルネットワークの応用例

【講師の言葉】

　パターン認識、最適化、時系列解析などに使用されている、サポートベクターマシン、遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワークなどは相互に関連した特徴を持ち、総称して、ソフトコンピューティングと呼ばれている。工学、金融などさまざまな分野で使用され、実用的なツールとして役立っています。

　本セミナーは、初心者にも理解できるように構成しました。各種の手法の基礎からその利用方法にいたるまで、実習をまじえて、一貫した手順を学び、さらに、具体的なデータを用いた演習を通じてノウハウを蓄積し、習得できるようにします。

　セミナーでは、時間的制約にため、簡単にプログラムが組めるソフトウェアパッケージ(Mathematica+Neural Networks)を用いて進めます。初めての方はもちろんある程度実務経験のある方にも有用なセミナーになると思います。

【プログラム】

Ⅰ．ソフトコンピューティング

　　1．ソフトコンピューティングとは
　　2．関数近似とパターン認識(識別)
　　3．ニューラルネットワーク
　　4．展望

Ⅱ．サポートベクターマシン

　　1．パーセプトロンの線形分離機能
　　2．サポートベクターマシンとは
　　3．カーネルの設計
　　　　a．線形な識別関数
　　　　b．非線形なカーネルへの拡張
　　4．ニューラルネットワークとの関係
　　5．具体的なアルゴリズム
　　6．例1:関数近似
　　7．例2:識別
　　8．いくつかの応用事例

Ⅲ．ニューラルネットワーク

　　1．ニューラルネットワークとは
　　2．パーセプトロン
　　3．階層型ニューラルネットワーク
　　4．動径関数ネットワーク
　　5．SOM
　　6．具体的なアルゴリズム
　　7．学習と性能評価
　　　　a．アルゴリズムの設計
　　　　b．学習誤差と汎化
　　8．例1:関数近似
　　9．例2:時系列データの予測
　　10．いくつかの応用事例

研削加工モニタリング技術の基礎と応用

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研削加工モニタリング技術の基礎と応用

会　場 :（株）日本テクノセンター研修室　【東京・新宿区】

日　時 : 平成22年3月3日（水）10:30～17:30

【講座の内容】

【予備知識】

・特にありません。関連する研削加工の基礎から講義いたします。

【修得知識】

・研削加工状態のインプロセス評価・監視を可能にする砥石作業面状態評価システムを構築し、それを適用して研削プロセスを工学的に制御する技法を修得することができる。

【講師の言葉】

　研削加工は、工具として用いる砥石の切れ刃の状態が定かでなく、またプロセス中にそれが(他の工具に比べて)大きく変化し続けるという性質を有するため、プロセスの制御・管理が難しい加工法の一つと認識されている。

　そこで本講義では、研削特性に最も直接的で大きな影響を及ぼす「砥石作業面状態」に着目し、その計測方法およびそれに基づいた研削加工のインプロセス・モニタリング手法について学ぶ。まず研削加工の基礎を再確認した上で、各種の砥石作業面状態の評価方法について概説する。その後、インプロセス評価への適用が可能な高速レーザ変位計を用いた砥石作業面プロファイルの計測方法を紹介し、それに基づいた作業面状態の定量的評価法を詳細に説明する。さらに、研削抵抗や仕上げ面粗さなど各種の研削特性と作業面状態の評価結果の関係について実験結果に基づいて検証した上で、最後に実践的な研削加工プロセスのインプロセス評価・監視手法について紹介する。

【プログラム】

Ⅰ. 研削加工の基礎

　　１．研削加工の概要
　　２．研削砥石
　　３．切れ刃と切りくず
　　４．研削の力学
　　５．研削温度
　　６．仕上げ面粗さ

Ⅱ. 砥石作業面状態とその各種測定手法

　　１．研削に伴う砥石作業面状態の変化挙動
　　　　a. 目こぼれ
　　　　b. 目づまり
　　　　c. 目つぶれ
　　２．研削特性と作業面状態の関係
　　　　a. 研削抵抗に及ぼす影響
　　　　b. 研削温度に及ぼす影響
　　　　c. 仕上げ面粗さに及ぼす影響
　　３．作業面状態の各種測定手法
　　　　a. 間接的測定法：引っ掻き痕の解析による方法
　　　　b. 間接的測定法：砥石半径減耗量測定による方法
　　　　c. 直接的測定法：触針法
　　　　d. 直接的測定法：電子顕微鏡を応用した方法
　　　　e. 直接的測定法：光学測定法
　　　　f. 工作物との干渉による信号を検出する方法

Ⅲ. 高速レーザ変位計を用いた砥石作業面プロファイルのオンマシン測定法

　　１．作業面プロファイル測定システムが具備すべき条件
　　２．選定したレーザ変位計の基本特性
　　３．作業面プロファイル・オンマシン測定システムの構成
　　４．測定誤差要因とその対策
　　５．作業面プロファイルのオンマシン測定性能

Ⅳ．作業面状態の定量的評価法とその妥当性

　　１．作業面状態の統計的評価法
　　２．パターン認識法を応用した作業面状態変化の定量化法
　　　　a. 目こぼれを伴う研削への適用
　　　　b. 目づまりを伴う研削への適用
　　　　c. 目つぶれを伴う研削への適用
　　３．作業面プロファイルに基づく切れ刃密度の定量化

Ⅴ. 研削加工プロセスのインプロセス評価・監視法

　　１．作業面プロファイル測定のインプロセス化
　　　　a. インプロセス化の課題点とその対策
　　　　b. 作業面インプロセス測定結果の妥当性
　　２．実研削作業への作業面状態インプロセス評価法の適用
　　　　a. 実験方法および条件
　　　　b. 鉄鋼材料の湿式研削に伴う作業面状態のインプロセス評価
　　　　　(1)砥石摩耗の進行
　　　　　(2)作業面状態の変化挙動
　　　　　(3)研削抵抗との対応関係
　　３．着脱式作業面状態評価システムとその応用
　　　　a. 着脱式評価システムの構成
　　　　b. プロファイル測定結果の妥当性の検討
　　　　c. 研削に伴う切れ刃密度変化のオンマシン測定
　　　　d. ドレッシング過程における切れ刃密度変化の測定例

Ⅵ. 今後の展望

　　１．作業面状態の定量的評価の課題点
　　２．研削プロセスの制御・管理への適用に向けて
　　３．スキルフリー研削の実現を目指して

CMOSイメージセンサの基礎とその応用

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CMOSイメージセンサの基礎とその応用

会　場 :（株）日本テクノセンター研修室　【東京・新宿区】
日　時 : 平成22年3月2日（火） 10:30～17:30

【受講対象】

・デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載、セキュリティ、ロボット、医療、検査技術、人工視覚への応用をお考えの設計・開発・研究部門の技術者

【予備知識】

・特になし。基礎から講義を行います。

【修得知識】

・イメージセンサに関する半導体工学の基礎
・イメージセンサの基本

【講師の言葉】

　CMOSイメージセンサの応用分野は、今や一般的なデジタルカメラやビデオカメラだけでなく、車載、セキュリティ、ロボット、医療など様々な分野への展開が急速に進んでいます。CMOSイメージセンサを理解するためには、基本的な半導体物性からプロセス、回路、システムまでのかなり広範囲な知識が必要となります。本講座では、このような広範囲にわたるCMOSイメージセンサ分野の基本特性の理解に必要なエッセンスをできるだけ平易に解説します。

　まずCMOSイメージセンサを理解するために必要な最小限の半導体物性からトランジスタの基本動作まで電荷とポテンシャルの観点からそのイメージを掴めるように解説をします。またそれをもとにCMOSイメージセンサの特性に関係するLSIプロセスのポイントを説明します。代表的な画素構造から周辺回路構成までを説明した後、幾つかの課題やCCDとの比較について触れます。最後に応用例を幾つか紹介します。

　本講座を通じて、CMOSイメージセンサの基本事項について把握して頂き、今後の開発への一歩として頂ければ幸いです。

【プログラム】

Ⅰ． CMOSイメージセンサ理解のための半導体基本事項

　　１．電子とその流れ：バンド、不純物、ドリフトと拡散
　　２．フォトンとその流れ：エネルギーと波長、吸収係数、量子効率

Ⅱ． 基本となるデバイスとプロセス

　　１．PN接合とフォトダイオード
　　２．MOSキャパシタとMOSFET
　　３．プロセス概観

Ⅲ． 画素構造と特性

　　１．3T-APSと4T-APS
　　２．暗電流，ノイズ
　　３．光学特性

Ⅳ． 応用例

　　１．CMOSイメージセンサの特徴とCCDとの比較
　　２．産業応用・医療応用

【質疑応答】

筋電図の基礎とユーザビリティ評価 ～デモ付～

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筋電図の基礎とユーザビリティ評価　～デモ付～

会　場 : （株）日本テクノセンター研修室　【東京・新宿区】
日　時 : 平成22年3月2日（火） 10:30～17:30

【受講対象】

・工業デザインの実務者
・製品開発部門のリーダー
・生理計測の入門者
・自社製品の評価方法に迷っている方

【予備知識】

・特にありませんが、例えば自社製品の使い勝手についての問題点の知識があると、実感を持って受講できると思います

【修得知識】

・表面筋電図の測定・解析方法
・筋電図によるユーザビリティの評価方法
・ユーザビリティに配慮した製品デザインの現状

【講師の言葉】

　ものづくりのパラダイムシフトにより、工業デザインには量的な性能よりも、ユーザビリティ（使いやすさ）が求められています。筋電図は人間の運動や生理的負担を知るために古くから使われている電気生理学的方法で、近年はユーザビリティの客観的評価方法としてデザインプロセスに取り入れられてきています。

　本セミナーでは、筋電図の基礎から応用までを事例紹介を交えて具体的に解説します。また実験デモンストレーションを体験していただくことで、筋電図によるユーザビリティ評価の考え方から実施方法までの全体を修得することを目的としています。

【プログラム】

Ⅰ．筋電図の基礎

　　　１．筋骨格系の解剖学
　　　２．活動電位の発生メカニズム

Ⅱ．測定方法

　　　１．生体電気用の電極
　　　２．双極誘導と単極誘導
　　　３．筋電図の周波数帯域
　　　４．アンプの仕組み
　　　５．較正方法
　　　６．A/D変換器によるPCへのデータ取込
　　　７．正しい波形とノイズの見分け方

Ⅲ．波形処理方法

　　　１．積分筋電図
　　　２．実効値解析
　　　３．周波数解析
　　　４．APDF（振幅確率密度関数）
　　　５．MVC（最大随意収縮）による較正方法
　　　６．その他の方法

Ⅳ．測定時のコツ

　　１．電極の装着方法
　　２．測定対象の筋の見分け方
　　３．オンライン処理による工程削減

Ⅴ．ユーザビリティとは

　　１．ISOによる使いやすさの定義
　　２．筋電図による評価方法
　　３．ユーザビリティが評価された製品例

Ⅵ．実験方法論

　　１．ユーザビリティ評価のための実験計画の立て方
　　２．タスクと実験条件の決め方
　　３．インフォームドコンセント
　　４．統計的手法による有意差検定

Ⅶ．実験デモンストレーション

　　１．受講者を被験者とする筋電図測定
　　２．製品間のユーザビリティの比較

ディジタルPID制御系設計の基礎＆実践講座

Ｒ＆Ｄ支援センター

技術者・研究者向けセミナーの紹介

ディジタルPID制御系設計の基礎＆実践講座

会　場 : （株）日本テクノセンター研修室　【東京・新宿区】
日　時 : 平成22年3月1日 (月)　13:00～17:00、

　 2日 (火) 　9:30～16:30

【受講対象】

・各種プラント・装置・機器の制御系のエンジニアリング、研究・開発、設計、試験調整、現地調整、メンテナンスなどに関係する技術者

【予備知識】

・基礎知識としては、制御に関する一般的基礎知識およびラプラス変換に関する基礎知識があれば、望ましい。

【修得知識】

・PID制御を個別最適化できる完全２自由度PID制御および各種PID制御のディジタル化実装について基礎から実践技術まで修得でき、内容を十分理解すれば「PID制御の達人」レベルに成れる。「PID制御」に関する開発力、エンジニリング力、設計力、試験調整力、現地調整力、メンテナンス力、サービス力を大きく向上・高度化でき、制御全体を俯瞰できるようになる。

【講師の言葉】

　制御には「外乱抑制」と「目標値追従」の２つの基本制御機能がある。しかし、従来の１自由度PID制御では、この２つの基本制御機能を同時に最適化することができず、二律背反状態になってしまう。この二律背反の二兎を追って「外乱抑制特性」と「目標値追従特性」を独立して最適化できるようにしたのが完全２自由度PID制御である。この講座では、まず完全２自由度PID制御について、シミュレーションを交えて、動きを確認しながら詳しく説明する。つぎに、ディジタルPID制御系設計で必須となる各種ディジタル化演算方式を説明し、ディジタル化で陥りやすい問題点や実装上の留意点などを紹介したのち、「推奨PID制御ディジタル化演算方式」および「本質継承・速度形ディジタルPID演算方式」などに関してシミュレーションを交えながらわかりやすく詳解する。

【プログラム】

Ⅰ． PID制御の２自由度化(PID制御の個別最適化へ)

　　１．自由度PID制御の限界
　　２．自由度PID制御とは？
　　３．部分２自由度PID制御
　　４．完全２自由度PID制御

Ⅱ．ディジタルPID実装化技術

　　１．各種PID制御のディジタル化
　　２．ディジタル積分を料理する
　　　　ａ．制御周期Δt依存性の主犯は？
　　　　ｂ．制御周期Δt依存性の小さいディジタル積分方式は？
　　３．ディジタル微分を料理する
　　　　ａ．各種ディジタル微分演算式
　　　　ｂ．推奨するPID制御のディジタル化演算方式

Ⅲ．シミュレーション実習

　P制御、PI制御、PID制御から完全２自由度PID制御まで、合計１８テーマのシミュレーション実習を行い、動きを確認して理解を深めます。

　・「実習テーマ」
　　１．各種PID制御の比較シミュレーション
　　２．１自由度と２自由度PID制御の比較シミュレーション
　　３．各種PIDパラメータ値調整体感シミュレーション
　　４．α(比例ゲイン２自由度係数)の効果のシミュレーション
　　５．β(積分時間２自由度係数)の効果のシミュレーション
　　６．「統合PID制御」を実感して見よう！！
　　７．目標値ランプ状変化時の応答比較シミュレーション
　　８．PID制御の制御周期Δtと制御特性との関係シミュレーション
　　９．偏差PID,PI－D,I－PD制御のシミュレーション
　　10．本質継承形と一般形の応答比較シミュレーションなど合計１８項目