潜水艇に高効率な「無線充電」を実装させたい！
目標金額を達成しました！
本プロジェクトは目標金額300,000円に達しました！ご支援くださった皆様にこの場を借りて心から御礼申し上げます！
皆様のご期待を胸に日々の研究に邁進していきます。デモ装置もあと少しで完成のところまで来ています。初めてのお披露目は3月１２日、立命館大学で開かれる電子情報通信学会総合大会のワイヤレス給電コンテストになります。ご興味があるかたはおいでください。まだチャレンジ期間が残っておりますので、引き続き応援いただければ幸いです。余剰分は、より高性能な測定機器の購入費用へ充てさせて頂きたいと考えております。
挑戦者の自己紹介
二神大
潜水艇に「無線」で「充電」する仕組みを！
深い海の底を這う無人潜水艇……そのイメージは皆さんどこかでご覧になったことがあると思います。新しい燃料資源を採掘したり、地震に関連する地底情報を得たりするため、無人潜水艇を海底に送り込むシーンが増えています。大きなバッテリーを積んで海底数1000メートルまで降り、海底情報を細かく収集するのが潜水艇の役割です。ただし、このバッテリーによる活動時間はおよそ8時間程度です。一般的な海底調査（海底2000メートル程度）では、沈降と浮上に片道2時間もかかるため、海底で調査にかけられる時間はわずかです。資源の発掘や地底情報の取得には、膨大なデータ収集が必要なので、バッテリーによる電力の供給では非常に効率が悪いという問題があります。そこで私の研究では、海水中で「無線」で潜水艇に充電をする研究をしています。最近では海底に発電所を建設する試みも始まっています。海底に充電スポットとなる「基地」を設置し、潜水艇へむけた無線充電が実現できれば、潜水艇の潜水時間は延び、調査効率が格段に向上することが期待できます！
無線充電は「電磁誘導」の応用
無線電力伝送は、ケーブルを使わずに電力を伝える技術です。無線電力伝送のベースとなる仕組みは、いつかの理科の授業で見かけた「電磁誘導」です。コイルの輪に、磁石を出し入れして豆球を点灯させるあの実験です！磁石を近づけるとコイルの周りの磁界が変わります。磁界が大きくなると、コイルはその変化を嫌がって磁界を打ち消すような流れで電気を発生させます。これは逆のこともいえます。コイルに急に電気を流すとコイルの周りでは電気の流れに応じた磁界が発生します。海中無線電力伝送では、実際に磁石を出し入れするわけではありませんが、電磁誘導の仕組みを発展させ、磁界を用いて電力を基地側から潜水艇側へと送ります。
効率的に電力を届ける方法を求めて
私の研究では、最も効率的に「磁界」を発生させる方法、そこから無駄なくエネルギーを「電力」に変換させる仕組みを研究しています。さらに、海の中で潜水艇と基地との距離が離れていた場合もきちんと充電できるように、その方法も調べています。これまでの研究では、数cm以上の距離があるとほとんど充電ができませんでしたが、私たちの直近の研究では、15cmの距離があっても送った電力の85％を充電することに成功しました。実際の海底で潜水艇を充電基地に向かわせることを想定すると、より遠い距離でも安定して充電ができるようになれば実装への大きな一歩となります。より長距離で高効率な充電システムを実現できるように、ワクワクしながら研究を進めています。
研究費サポートのお願い
今回私がacademistにチャレンジをしたのは、以下の２つの理由からです。
「電気的特性測定器を購入したい！」
「専用デモ環境を作りたい！」
私たちの研究では、できる限り海底に近い実験環境を再現し、その中でさまざまなパターンで無線伝送のデータを取っています。私がいる龍谷大学の周りには海がないため、現在実験に使う海水は手動で”水”と”塩化ナトリウム”から塩分濃度3.6％の液体を作り、保存しながら使用しています。保管と実験を繰り返していると、注意を払っていても電気的性質が変わってしまう可能性があります。
研究計画
| 時期 | 計画 |
|---|---|
| 2015年01月～2015年03月 |
実験準備
|
| 2015年04月 | 実験による確認 |
| 2015年04月〜2015年06月 | 実際の無線電力伝送モデルへの応用 |
| 2015年07月 | 実験による確認、損失をメカニズムに対応した新規構造の提案、課題の抽出 |
リターンの説明
2015年5月開催の学会で発表する最新の研究内容について、できるだけ難しい用語を使わずにまとめたレポートをお渡しします！
研究まとめレポート（PDF）
0人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
私の研究のキーワードである「モササウルス」と「眼」に関するオリジナルイラストを作成しました。
モササウルス壁紙（２点）
6人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
研究まとめレポートに加えて、実際に私がその内容について解説をしている動画をお送りします。
研究まとめレポート（PDF） / 解説動画
2人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
私たちの研究分野で、非常によく使われる「マクスウェル方程式」をエコバックにします！電磁気に関する現象は、すべてこの4つの式で説明されます。この式に反したデータは命取りになるのでヒヤヒヤしますが、一方で「迷ったらここに還る！」という原点でもあります。皆さんも、ぜひお守り感覚で身につけていただければ嬉しいです！ また、二神チャンネルでは電気電子工学の面白さをお伝えするために、最新の研究内容や研究生活のさまざまなシーンを動画で面白おかしくご紹介させていただきます。
研究まとめレポート（PDF） / 二神チャンネル視聴（動画） / オリジナルエコバック
2人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
細部までデザインにこだわったオリジナルTシャツをお送りします。実はデザインの配置や単語にも細かい意味が込められています。イラストを見て、いくつ分かりますか？お送りする際には、込められた意味の簡単な解説も添えて、お届けします！
研究まとめレポート（PDF） / 二神チャンネル視聴（動画） / オリジナルＴシャツ
7人のサポーターが支援しています （数量制限なし）
二年間を通じて集めた、海中無線伝送に関するあらゆるデータとまとめた修士論文を贈呈します。論文の謝辞欄にはご支援いただいた方のご氏名を記載させていただきます。40枚以上にわたる大掛かりな論文となる予定ですが、私の二年間の集大成となる大切な一本となるので気合を入れて執筆します！
研究まとめレポート（PDF） / 二神チャンネル視聴（動画） / オリジナルエコバック / オリジナルＴシャツ / 修士論文（印刷版）
5人のサポーターが支援しています （限定 5 個）
普段の潜水艇実験で使用しているミニチュア潜水艇を、配線済みでお渡しいたします。実際に無線充電を実施するには特殊な電源が必要ですが、ラジコンとして動作させることは可能です。 ※動作させるには、別途単”5”電池が必要です。 ※100kHz、正弦波、20V程度が出力可能な電源をお持ちの方であれば実際に無線充電を実施することも可能です。ただしEMC問題については未検討ですので自己責任でお願い致します。
研究まとめレポート（PDF） / 二神チャンネル視聴（動画） / オリジナルエコバック / オリジナルＴシャツ / ミニチュア潜水艦
3人のサポーターが支援しています （限定 3 個）
当サイトは SSL 暗号化通信に対応しております。入力した情報は安全に送信されます。
研究まとめレポート（PDF） 他
0
人
が支援しています。
（数量制限なし）
モササウルス壁紙（２点） 他
6
人
が支援しています。
（数量制限なし）
解説動画 他
2
人
が支援しています。
（数量制限なし）
オリジナルエコバック 他
2
人
が支援しています。
（数量制限なし）
オリジナルTシャツ 他
7
人
が支援しています。
（数量制限なし）
修士論文（印刷版） 他
5
人
が支援しています。
（限定 5 個）
ミニチュア潜水艦 他
3
人
が支援しています。
（限定 3 個）
