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[期末プロジェクト] LEGO EV3に基づくライントレーシング及びマテリアルハンドリングロボットシステムの設計と実装

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本プロジェクトでは、LEGO MINDSTORMS EV3プラットフォームをベースとしたインテリジェントなライントレーシング及びマテリアルハンドリングロボットを設計・実装した。複雑なコースにおける多分岐路の識別、動的ライントレーシング、特定マテリアルの把持要求に対応するため、本システムは低層運動制御に離散時間システムに基づく改良型比例-微分(PD)制御アルゴリズムを導入し、差動駆動運動学モデルと組み合わせることで、ロボットの滑らかで適応的な軌道追従を実現した。マクロ経路計画とタスク実行においては、ブール論理と有限状態機(FSM)に基づく決定性決定木モデルを構築し、「センサのブラインド化」、「交差点の誤判定」、「偽陽性終点」といった典型的な工学的課題を解決した。本稿では、本システムの制御理論の基礎、アルゴリズムの数学的導出、ソフトウェア・ハードウェア協調設計について詳述し、制御論の歴史及び関連する実証研究と併せて、直線、楕円、8の字の複雑軌道における異なるコントローラの性能比較を行う。同時に、組込みシステムの物理的特性(CPUスターべーション、PWM制御応答など)に対し、低層の計算資源最適化策を提案する$^{[1]}$。
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ドット積から内積空間へ:線形代数、信号処理、AIの背後にある統一された言語

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ドット積から内積空間へ:線形代数、信号処理、AIの背後にある統一された言語 (From Dot Product to Inner Product Space: The Unified Language Behind Linear Algebra, Signals, and AI) 要約 (Abstract) **内積(Inner Product)** は、線形代数、関数解析学、信号処理、機械学習、量子力学にわたって共有される核心的な代数構造である。本論文は「内積」を唯一のテーマとし、有限次元ユークリッド空間におけるドット積(Dot Product)から出発し、内積空間の公理、直交分解(Orthogonal Decomposition)、最小二乗射影(Least-Squares Projection)、ヒルベルト空間(Hilbert Space)、フーリエ級数と変換(Fourier Series and Transform)、畳み込み(Convolution)、離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform)、ウェーブレット解析(Wavelet Analysis)、自己注意メカニズム(Self-Attention Mechanism)、カーネル法(Kernel Method)、そして量子力学における状...
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漢字の逆設計 — 字源から見る電子工学の本質

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漢字の逆設計 — 字源から見る電子工学の本質 **著者:** 吳瀚慶 **所属:** 慶熙大学校 電子情報工学部 **資料ダウンロード:** [1] Hanja_Reverse_Engineering.pptx [2] Hanja_Reverse_Engineering.pdf [3] 漢字의 逆設計 - 字源으로 보는 電子工學의 本質.pdf 抄録 本論文は、電子工学の基礎となる核心概念を漢字の字源から逆設計し、先端 IT 技術の背後にある歴史的・物理学的な認知過程を考察する。甲骨文から産業革命の隠喩を経て現代の閉ループシステムに至るまで、専攻知識の多くは漢字語に符号化されている。漢字は単なる記号ではなく、人類の認知史が蓄積された基盤であることを示す。 1. 序論:名前に刻まれた成功の隠喩 学問の本質を探究する前に、命名の意味を見直すことは重要である。筆者の名「吳瀚慶」の「慶」は祝賀の心を表し、いわば"成功事象"の創出を示す。工学徒として日常や実験室で接する専攻語彙の語源に着目した...
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歴史を変えた分子:フェノール (Phenol) はいかに現代医学と物質産業を再編したか

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歴史を変えた分子:フェノール (Phenol) はいかに現代医学と物質産業を再編したか 1. 要旨 現代文明の進展の中で、フェノール (Phenol) は過小評価されがちな、しかし決定的な物質です。もともとは悪臭を放つコールタール (Coal Tar) に含まれる産業廃棄物にすぎませんでしたが、医学と産業の地図を深く塗り替えました。ジョセフ・リスターがこれを病棟に導入する以前、外科手術は感染と賭ける「ロシアンルーレット」に等しく、医療の外ではフェノール樹脂の中核として20世紀のプラスチック時代の幕を開き、さらにビリヤード台の上では意外にも象の生存と人間の娯楽の均衡を保つ役割まで担いました。本稿では、フェノールが取るに足りない化学副産物から出発し、人類の生存率と資源消費の軌跡を変えた重要な転換点へとどのように変貌したのかを論じます。 2. 発見史と化学的背景 フェノールの出自は卑小でした。19世紀初頭、ロンド...
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[実験レポート] 回転慣性の測定と角運動量の保存

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**Download Files:** Moment of Inertia & Angular Momentum Conservation.pptx Moment of Inertia & Angular Momentum Conservation.pdf 1. Versuchstitel Das Thema dieses Experiments ist **Messung des Trägheitsmoments und Erhaltung des Drehimpulses**. 2. Versuchsziel Durch Messung der Winkelbeschleunigung eines rotierenden starren Körpers (Rigid Body) soll das **Trägheitsmoment (Moment of Inertia)** des Körpers experimentell bestimmt werden. Durch den Vergleich des experimentell erhaltenen Wertes mit dem theoretisch aus der geometrischen Struktur berechneten Wert sollen die dynamischen Prinzipien der Rotationsbewegung verstanden werden. Außerdem soll experimentell bestätigt werden, dass der **Drehimpuls (Angular Momentum)** erhalten bleibt, wenn kein äußeres Drehmoment auf das rot...
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外国人が行ってみたい韓国の隠れた魅力的な都市5選

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外国人が行きたい韓国の隠れた魅力都市5選 1. チームメンバー:Yulduz(リーダー / 発表者)、吴瀚庆(司会 / 発表者) 2. 参考資料: PPTファイル:ダウンロード PDFファイル:閲覧 原稿:確認する 3. 内容紹介: こんにちは。「省察と表現」の授業発表チームです。 今回のテーマは「外国人が行きたい韓国の隠れた魅力都市5選」です。 韓国旅行といえば、ソウル・釜山・済州島を思い浮かべる人が多いですが、 私たちは留学生の視点から、まだあまり知られていない魅力的な地方都市を選びました。 近代の歴史を感じられる街から、ロマンあふれる港町、 そして自然と伝統が調和した癒しの場所まで—— これらの隠れた都市をご紹介します。 4. カードニュース:
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ESP32 滑走路進入灯デスクトップオブジェ

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ESP32 滑走路進入灯デスクトップオブジェ 本プロジェクトは、民間航空滑走路進入灯光システムを高い再現性で模擬したデスクトップ型インテリジェントオブジェである。ESP32 マイクロコントローラとハードウェアシーケンス論理回路(NE556+CD4017)を組み合わせることにより、実機に近い視覚効果を実現するとともに、世界各地の空港に対する METAR および TAF 気象通報をリアルタイムで取得・表示することができる。 1. 要約 本プロジェクトの目的は、装飾性と機能性を兼ね備えた航空テーマのデスクトップオブジェを設計・実装することである。ハードウェア面では、2 層 PCB の積層構造を採用し、NE556 デュアルタイマおよび CD4017 カウンタにより、20 チャンネルのランニングライト(いわゆる「ラビットライト」)と 48 チャンネルの常時点灯進入灯をハイブリッド駆動するとともに、輝度および点滅周波数をハードウェア的に...
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抵抗、コンデンサ、インダクタとインピーダンス

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はじめに 本文では、交流回路における抵抗、キャパシタンス、およびインダクタンスのインピーダンス特性とその物理的意義について体系的に解説する。フェーザ表示および周波数領域解析を通じて、これら3つの素子のインピーダンス公式を個別に導出し、電圧と電流の間の位相関係およびエネルギー変化の法則を明らかにする。また、抵抗、容量性リアクタンス、および誘導性リアクタンスの数学的表現と周波数特性を比較・総括し、読者が「交流を通し直線を阻止する」「直線を通し交流を阻止する」といった古典的な法則を直感的に理解することを助け、後続のフィルタ、回路共振、および交流解析などの応用における理論的基礎を築く。 --- 1. インピーダンスの基本概念 1.1 定義 **インピーダンス**は、交流回路において回路素子が電流の流れを妨げる能力の総称である。これは、抵抗(エネルギーの消費)とリアクタンス(エネルギーの蓄積と放出)の...