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» 2019年08月09日 11時00分 公開

人工知能ニュース:振動環境発電を最大化する磁石の配列を組み合わせ最適化で導出

富士通研究所は、組み合わせ最適化問題を高速で解く次世代アーキテクチャ「デジタルアニーラ」を活用し、環境発電で使用する磁気デバイスの最適な設計解を求める技術を開発した。

[MONOist]

 富士通研究所は2019年7月19日、北海道大学と共同で、組み合わせ最適化問題を高速で解く次世代アーキテクチャ「デジタルアニーラ」を活用し、環境発電(エネルギーハーベスティング)で使用する磁気デバイスの最適な設計解を求める技術を開発したと発表した。

 振動を電力に変える環境発電デバイスは、永久磁石とコイルから生じる電磁誘導を利用してエネルギーを変換する。効率的に発電するには、磁石の磁束密度がコイルに対して最大になるように2次元(平面状)に並べる必要がある。しかし、並べ方の組み合わせは膨大で、最適な磁石の配列を求めるのは難しかった。

 今回、磁石の向きを3ビットの変数で表現し、さらに目的関数(値を最大化すべき関数)を導入することで、2次元の磁石配列の最適解をデジタルアニーラで求めることに成功。10×10個の2次元配列を数秒で最適化できることを確認した。従来の計算方法と比べて、磁束密度の大きさは17%、環境発電デバイスの発電効率は16%向上した。

photo 2次元配列磁石の最適解イメージ 出典:富士通研究所

 この技術は、磁束密度の分布状態の制御が必要なリニアモーターにも応用できる。今後、富士通のデジタルアニーラのテクニカルサービスの1つとして、2020年度の実用化を目指すとしている。

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