2022-12-12 早稲田大学,東北大学,科学技術振興機構,愛知工業大学
ポイント
- 少数のセンサーで複雑な現象を計測する技術が昨今注目を集めていますが、効率良く効果的に最適なセンサー位置を決定するための既存の計測手法は、コストや計測精度に難があり実用化に課題が多く存在していました。
- 一度に全センサー位置の最適な組み合わせを選択する新たなアルゴリズムを開発しました。この新たな計測手法を用いて、ノイズを多く含む実験データで精度検証を行い、その有効性を実証しました。
- 新たな計測手法の課題となる計算コストを低減するため、量子インスパイアード技術である富士通の「Ｆｕｊｉｔｓｕ Ｑｕａｎｔｕｍ－ｉｎｓｐｉｒｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎｎｅａｌｅｒ」(以下、「デジタルアニーラ」)を用いたことで、高速に解を得ることができました。
早稲田大学 大学院創造理工学研究科 修士課程の井上 智輝（いのうえ ともき）と同大学 理工学術院 教授の松田 佑（まつだ ゆう）、ならびに東北大学 流体科学研究所 教授の永井 大樹（ながい ひろき）と同大 大学院工学研究科 博士課程後期の伊神 翼（いかみ つばさ）、愛知工業大学 工学部 教授の江上 泰広（えがみ やすひろ）らの研究グループは、センサー位置最適化問題を解消するため、従来研究されてきた方法論とは全く異なるアプローチで、60万点強の空間点データからなる多自由度の現象を、数十から数百点でのデータ情報を基に表現するための位置選択アルゴリズムを開発しました。また、実際にノイズを多く含む実験データへの応用を行い、その有効性を実証しました。さらに、組み合わせ最適化問題を高速に解く量子インスパイアード技術である富士通の「デジタルアニーラ」を用いることで、高速に解を得ました。
本研究成果は、オランダのエルゼビア社が発行する「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」に２０２２年１２月８日（木）（現地時間）に掲載されました。
本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。
研究費名
科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 個人型研究（さきがけ）
「計測技術と高度情報処理の融合によるインテリジェント計測・解析手法の開発と応用」
（研究統括：雨宮 慶幸）
研究課題名
圧縮センシングを活用した高精度空力診断システムの構築 ＪＰＭＪＰＲ１８７Ａ
研究代表者名（所属機関名）：松田 佑（早稲田大学）
研究費名
東北大学 流体科学研究所 一般公募共同研究：Ｊ２２Ｉ０２０
研究課題名
構造化照明を用いた高精度ＰＳＰ計測手法の開発
研究代表者名（所属機関名）：松田 佑（早稲田大学）、永井 大樹（東北大学）
＜論文タイトル＞
- “Data-Driven Optimal Sensor Placement for High-Dimensional System Using Annealing Machine”
- ＤＯＩ：10.1016/j.ymssp.2022.109957
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
松田 佑（マツダ ユウ）
早稲田大学 理工学術院 教授
永井 大樹（ナガイ ヒロキ）
東北大学 流体科学研究所 教授
江上 泰広（エガミ ヤスヒロ）
愛知工業大学 工学部 教授
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林 ゆう子（シマバヤシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
＜報道担当＞
早稲田大学 広報室 広報課 猪俣
東北大学 流体科学研究所 広報戦略室 内村
科学技術振興機構 広報課
愛知工業大学 法人事務局広報課 中條
