宮田研究室 Miyata Lab.
スマート化の基盤・応用技術開発により
建築の新たな価値を探求します
IoTや深層学習の発展に加え、カーボンニュートラリティやGX等の社会背景も相まって建築分野において運用時の高機能化が期待されるようになってきています。スマートビルでは、モノとしての建築を人へのサービスのインターフェースと捉え、デジタル世界にモデルを構築・データを蓄積し、様々なアプリケーションによってその価値が常に向上することを目指します。
宮田研では、スマートビル実現のために、デジタル世界のモデル(建築設備システムのエミュレータ)開発や、データドリブンな制御アルゴリズムの開発などを中心に研究活動を実施します。
※宮田研は2023年11月1日発足の社会連携講座「スマートビルシステム社会連携講座」によって設置される新しい研究室です。社会連携講座の幹事研究室である赤司研と共同で活動を行います。
以下のプロジェクトは参考まで、これまで宮田が取り組んできた研究プロジェクトです。
空調システムの制御挙動を表現できるシミュレーションを独自に開発しています。
このシミュレーションを用い、システムに問題が生じた場合のデータ(不具合データセット)を生成したり、最適制御の検討に用いたりします。
シミュレーションを用いて作成した高品質なデータセットを用い、不具合の原因を深層学習により直接診断します。手法の一層の高度化・産業化が求められている課題です。
電力系統の状況に応じた制御(デマンドレスポンス)や、隙間風を防ぐために室圧を中立化する制御など、様々なスケールの最適制御アルゴリズムを開発しています。不具合検知・診断と同様、深層学習などの様々な手法の適用を試みています。
システムの意味構造をプログラムで記述し、活用する可能性を検討しています。コンピュータサイエンスの分野から建築設備分野に近年入ってきたテーマで、今後の技術展開の鍵を握る課題です。
大学を構成する一員として、建築物のデータ分析やシステム構築の知見を活かし、キャンパスのGX化やサステイナビリティ活動にも取り組んでいます。
進学を検討されている方へ:
私自身修士課程に入るまでプログラミング未経験でした。現在はシミュレーションや深層学習・セマンティクスなど、プログラミングが前提の研究が中心で未経験の方は不安かと思いますが、研究活動を通して大いに成長していただければと思います。
主宰研究者:宮田 翔平
研究グループHP:建築GX研究グループ
プレスリリース:【プレスリリース】スマートビルシステム社会連携講座開設
Exploring new value in architecture
by developing fundamental and applied smart technologies
In addition to the development of IoT and deep learning, coupled with social backgrounds such as carbon neutrality and GX, there is a growing expectation for higher functionality during operation phase in the building sector. Smart buildings regard architecture as an interface for services to people, and aim to build models and accumulate data in the digital world to constantly improve their value through various applications.
In order to realize smart buildings, Miyata Lab will conduct research activities focusing on the development of models (emulators of building services systems) in the digital world and data-driven control algorithms.
*Miyata Lab is a new laboratory established by the “Smart Building System Research Initiative,” a Social Corporation Program inaugurated on November 1, 2023. Miyata Lab will work jointly with the Akashi Lab, which is the organizing laboratory of the Social Corporation Program.
The following projects are for reference only and are research projects that Dr. Miyata has been working on.
A simulation that can represent the control behavior of an Heating, Ventilation and Air-Conditioning (HVAC) system has been developed originally.
This simulation is used to generate data when problems occur in the system (fault datasets) and to study optimal control.
Using high quality datasets generated using the simulation, the causes of faults can be directly diagnosed using deep learning. This is an issue that requires further advancement and industrialization of the methodology.
Optimal control algorithms are being developed for various scales, such as control based on power system conditions (demand response) and control that neutralizes room pressure to prevent drafts. As with fault detection and diagnosis, various methods such as deep learning are attempted to be applied.
We are investigating the possibility of describing and utilizing the semantic structure of a system in a program. This theme has recently entered the building equipment field from the field of computer science, and is a key issue for future technological development.
As a member of the university, we are also involved in campus GX and sustainability activities, using our expertise in building data analytics and system architecture.
For those looking for opportunities (Message from Shohei Miyata):
I myself had no programming experience until I entered the master’s program. Currently, my research focuses on simulation, deep learning, semantics, and other research that requires programming. Therefore, I think that those with no experience may feel uneasy, but I hope that you will grow a lot through your research activities.
Principal investigator: Shohei Miyata
Research group website: Building GX Research Group
Press release for the Smart Building Research Initiative:Establishment of a Social Corporation Program for Smart Building Systems by the University of Tokyo and Nine Private Business Entities