技術のスプーン

科学や技術にかんすることを、ゆったり紹介します

【森北出版】振動工学の基礎【図書レビュー#1】

  今回は、「振動工学の基礎 新装版 森北出版」のレビューです。

 運動する機械には、振動現象が発生します。振動現象は、材料の破壊や騒音などの問題につながってしまいます。このような振動現象を、人間の理解できる形で体系化したのが振動工学です。振動工学という道具で、振動現象の理解を深めることができます。  この本では、振動工学の基礎をしっかり学ぶことができます。

表. レビュー内容のまとめ

レビューの項目 内容
オススメ度 ★★★★★ 5/5
こんな人にオススメ ①振動工学を初めて学習する方
②振動現象の理解が必要な技術者
前提知識 古典力学の知識
微分積分学の知識
常微分方程式レベル)
  • レビューする本
  • 図書の概要
  • 対象となる読者
  • 振動工学とは? 
  • 図書の目次
  • 前提となる知識
  • この本を学んだ後に読める本
    • 回転体の力学 森北出版
    • 回転機械の振動 実用的振動解析の基本 コロナ社
    • モータの騒音・振動と対策設計法 
  • まとめ
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【地方勤務】新入社員のクルマ購入法【最低限の基礎知識】

 この記事では、自動車購入の際に「考えるべきこと」と「最低限の知識」について紹介します。特に就職後、工場での勤務となり、車が必要な地域で生活することとなった方の参考になればと思います。
 自動車は大きな買い物です。このため、世の中には自動車の購入に関する様々な情報が公開されています。「YouTube上の自動車のレビュー」、「自動車メーカーの作成するパンフレット」、「出版社による自動車の比較」などなどです。これらの情報を有効に活用することができれば、自分の望みに近い自動車を合理的に購入することができます。
 しかし、今まで自動車の購入を考えたことのなかった人にとっては、何が最低限必要な情報か分かりづらい側面があります。私も、何が最低限必要な情報であるか、判断できませんでした。そこで、この記事では、自動車購入の際に「考えるべきこと」と「最低限の知識」について紹介します。
 私のように、大学を卒業し就職した後、工場での勤務となり、車が必要な地域で生活することとなった方の参考になればと思います*1

  • 自動車を購入することの意味
  • 買う車の決め方
  • 軽自動車 v.s.コンパクトカーv.s.コンパクトSUV
  • どのような車種があるかを知る方法
  • ディーラーには二度行く
    • ディーラー(販売店)の訪問(一回目)
    • ディーラー(販売店)の訪問(二回目)
  • お金の支払い方法
  • グレードとは?オプションとは?
  • 自動車を契約してからやらないといけないこと
    • 納車予定日の連絡をうける
    • 駐車場の契約を行う
    • 自動車の任意保険に加入する
    • 洗車用具の購入
  • ハイブリッドシステムの利点
  • おわりに

*1:私が男のため、男目線の点があります。

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【電験2種】王道の学習法/参考書【電気系以外からも】

 この記事では、電験二種における王道の学習法*1を紹介しようと思います。
 
 電気に関する仕事*2をしてる方には、電気関係の知識の習得を自己研鑽として行っている方が多いと思います。そして仕事や自己研鑽の中で、電験2種という資格を知った方も多いと思います。資格の名前を聞いたことあっても、電験2種の学習法は始めてみるまでイメージしづらい点があります。そこでこの記事では、それらがイメージできるように電験2種の王道の学習法を紹介します。また、その際に利用できる教科書やwebサイトを紹介します。
 私は機械系*3の出身であり電気系出身ではありません。このため、電気系出身でないが電験2種取得を目指す方に特に参考になればと思います。

電験二種合格までの道筋とは?

 そもそも、電験二種の合格までの道筋とはどのようなものなのでしょうか*4。下の図に、合格までの道筋のイメージをまとめています。

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電験二種合格までの道筋

 電験二種は一次試験と二次試験から構成されます。一次試験はマークシート式、二次試験は、記述式です。図に示しているように、一次試験の科目は「理論」「電力」「機械」「法規」です。また、二次試験の科目は「電力・管理」「機械・制御」です。二次試験の「電力・管理」は、一次試験の「電力」を記述形式としたような問題です。また同様に、二次試験の「機械・制御」は、一次試験の「機械」を記述形式としたような問題です。
 
 また電験二種の二次試験は、文章での説明がメインの「論説問題」と計算がメインの「計算問題」の二つに分類されます。
 
 次に、どのような知識があれば、電験二種に対応できるかを紹介します。
 

電験二種合格に必要な知識

 電験二種合格には、各科目に対応した「電気回路」「電力工学」「電気機器」「電気関係法規」などの知識が必要です。
 また「電気回路」の学習を「数学*5」なくして行うことはできません。このように、電験二種の合格に必要な知識には、階層性があります。

 以上のことを加味して、必要な知識を分類し下の図にまとめました。実際には、各知識は複雑に関係します。例えば、電力の知識を身につけると、電気関係の法規を有機的に記憶できるようになります。

 

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電験二種に合格に必要な知識のイメージ

電験二種合格までの学習法

 過去問を中心に学習を進めることが、電験二種の合格に最も効率的な学習法です。

 電験二種では、過去問の類題が多く出題されます。また、これらの類題を解答できれば十分、合格点にいたることができます。このように、電験二種の学習では、過去問を理解し解くことができるようになることが重要です。このため、電験二種の学習は、「①過去問演習の前の土台作り」と「②過去問の演習」の2つが中心となります。これらを元にした、具体的な学習法を下のイメージに示します。

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電験二種合格までの学習法のイメージ

「①過去問演習前の土台作り」と「②過去問の演習」について紹介します。

①過去問演習前の土台作り

 過去問演習の土台作りは、電験の学習で最も重要な部分です。しかし、電験二種には基礎固めるための参考書はありません。そのため、電験三種の参考書を用いて基礎固めをすることがオススメです。
 また、電験三種の過去問をもちいて、基礎が定着したか確認することが重要です。電験三種の問題をスムーズに解けるようになれば、電験二種の過去問演習を無理なく行えるようになります。
 市販の参考書としては、「TAC出版 みんなが欲しかったシリーズ 電験三種」や「エコテクノ出版 電験三種超入門シリーズ」がオススメです。特に電気系出身でない場合*6は、電気に関連する基礎知識がありません。このため、これらの本に書いてある内容も初めは中々理解が進みません。この先の電験二種の過去問演習を考えると、電気系の内容の理解のために辛抱して何度も何度も、これらの本を読むことが重要です*7。もし、これらの参考書を周回した後も、電験二種の過去問演習が難しく感じる場合は、「電気書院 電験二種二次試験これだけシリーズ」を活用するのがオススメです。

電験3種超入門(電力・機械・法規篇)

電験3種超入門(電力・機械・法規篇)

  • 作者:裕, 池田
  • 発売日: 2018/04/01
  • メディア: 単行本

 また、電験二種の過去問の理解には、電気回路の知識が欠かせません。そのため、過去問演習前に、ガッツリ電気回路の学習を行うことが重要です。「朝倉書店 エース電気回路理論入門」は、電験二種で求められる学部レベルの知識に対して必要十分であり、非常にオススメです。

②過去問の演習(一次試験)

 過去問/解答は、電気技術者試験センターのホームページに公開されています。このため、このホームページを活用すれば、少ないコストで学習できます。
 一方、市販の過去問集/問題集に特徴的な点は、分野毎に過去問をまとめられている点や詳しい解説がついている点です。このため、このような問題集の活用は、効率的な学習に欠かせません。
   電験三種の問題を解くことができれば、電験二種一次試験の過去問演習を進めていくことができます。
 市販の過去問集としては例えば、「電気書院 電験2種模範解答種」や「電気書院 〇〇の15年間 シリーズ」があります。このうち「〇〇の15年間 シリーズ」は、テーマ別に多くの問題に触れることができオススメです。

www.shiken.or.jp

2021年版 電験2種模範解答集

2021年版 電験2種模範解答集

  • 発売日: 2021/01/26
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

電気書院 電験2種模範解答種」
 5年分の過去問が掲載された標準的な過去問題集です。

法規の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

法規の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

  • 発売日: 2020/02/27
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

電気書院 〇〇の15年間 シリーズ」
 科目ごとに販売されている。テーマ別に多くの問題に触れることができオススメ。
 

 電験二種一次試験「法規」の学習の際には、電気関係の法規が手元にある便利です。このため、「オーム社 電気設備技術基準・解釈」、「オーム社 電気事業法関係法令集」は役に立ちます*8

2020年版 電気設備技術基準・解釈

2020年版 電気設備技術基準・解釈

  • 発売日: 2020/02/17
  • メディア: 単行本

19-20年版 電気事業法関係法令集

19-20年版 電気事業法関係法令集

  • 発売日: 2018/12/26
  • メディア: 単行本

②過去問の演習(二次試験)  

 電験二種の参考書は、  電験二種の二次試験は、「論説問題」と「計算問題」といった形式によって、学習の進め方に違いがあります。
 「論絶問題」の場合は、「電験三種」⇒「電験二種一次」⇒「電験二種論説」と進めることがオススメです。「論説問題」は、電験二種一次試験に出題される内容を記述することが主であるためです。
 一方、「計算問題」については、「電験三種」⇒「電験二種計算」と進めることがオススメです。これは、電験二種一次試験では、あまり計算の問題が出題されないためです。

 過去問集としては、「電気書院 電験二種模範解答集」があります。また、電験二種二次向け問題集の多くは、過去問をテーマ別にまとめ直したものとなっています。このため、問題集も過去問として利用できます。問題集としては「オーム社 電験二種計算の攻略」や「電気書院 キーワードで覚える二次論説」、「オーム社 電験二種完全攻略」がオススメです。
 

2021年版 電験2種模範解答集

2021年版 電験2種模範解答集

  • 発売日: 2021/01/26
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

電気書院 電験二種模範解答集」
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電験二種 計算の攻略

電験二種 計算の攻略

オーム社 電験二種計算の攻略」
 計算問題対策として最適です。「電気書院 キーワードで覚える二次論説」と合わせ、二次試験のおおよその範囲を網羅できます。
電気書院 キーワードで覚える二次論説」
 論説問題対策として有効です。「オーム社 電験二種計算の攻略」と合わせ、二次試験のおおよその範囲を網羅できます。

オーム社 電験二種完全攻略」
 計算問題と論絶問題の両方とも、おおよその範囲を網羅できます。
 「電気書院 キーワードで覚える二次論説」や「オーム社 電験二種計算の攻略」に掲載された問題と多くの被りがあります。このため、「電気書院 キーワードで覚える二次論説」や「オーム社 電験二種計算の攻略」を利用した後に、復習用の問題集としても活用できます。

学習法のまとめ

 電験二種の学習は、まず電験三種の参考書で学習することが重要です。これらの参考書で、しっかりとした基礎を固めた上で、電験二種の過去問演習を行うことが、結果的に最も効率的な学習法となります。詳細な王道の学習法の流れは上述の通りです。多くの方が*9、結果的にこの方法に行きつきます。
 電気系以外の出身であり、働かれている方の場合、取得までの期間は2年が目安だと思います。「電験三種参考書での基礎固め」と「電験二種の過去問演習」がそれぞれ1年ずつかかるイメージです。
 以下では、上述したものを含めてオススメの参考書やwebサイトをまとめております。
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オススメの資料(どうしてもイメージしづらい時)

オーム社 マンガでわかるシリーズ

 マンガで各題材が説明されています。このため、理解が進まない題材でも、比較的容易にイメージを持つことができるのではないかと思います。

マンガでわかる電気

マンガでわかる電気

マンガでわかる電気数学

マンガでわかる電気数学

マンガでわかる電磁気学

マンガでわかる電磁気学

  • 作者:遠藤 雅守
  • 発売日: 2011/08/25
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

YouTubeチャンネル Learn Engineering

 動画で、様々な機械の仕組みを解説しています。誘導電動機など、見る機会が少ない方であっても容易に機械の具体的なイメージを持つことができるようになります。

www.youtube.com

www.youtube.com

オススメの参考書(基礎固め用)

TAC出版 みんなが欲しかったシリーズ 電験三種

 電気系出身でない場合は、電気に関連する基礎知識がありません。このため、これらの本に書いてある内容も初めは中々理解が進みません。電気系の知識の理解のために辛抱して何度も何度も読むと、スムーズに電験二種の過去問演習につなぐことができます。  電気系出身以外で、電験二種*10で何をしたら良いかわからない方は、とりあえずこのシリーズから始めるとよいと思います。もちろん、はじめは理解できないことが非常に多いです。しかし何度も読んでいるうちに、電験で求められている知識の概観が掴めてきます

エコテクノ出版 電験三種超入門シリーズ

 「TAC みんなが欲しかったシリーズ 電験三種」と同様の使用法です。電気系以外の方にも分かりやすく記述してありまる。特に法規科目に関する記述のレベルは、電験に関する参考書中で最も高い*11です。オススメの本ではありますが、在庫が少ないことが多いです。

電験3種超入門(理論篇と数学・物理・化学)

電験3種超入門(理論篇と数学・物理・化学)

  • 作者:裕, 池田
  • 発売日: 2018/07/01
  • メディア: 単行本

電験3種超入門(電力・機械・法規篇)

電験3種超入門(電力・機械・法規篇)

  • 作者:裕, 池田
  • 発売日: 2018/04/01
  • メディア: 単行本
 

オススメの過去問集 

オーム社 電験二種 計算の攻略

 電験二種二次試験は計算問題と論説問題の二つに分類されます。このうち、計算問題の過去問を分野ごとにまとめなおしている問題集です。
 この問題集は解説も丁寧で分かりやすいため、二次試験の計算問題対策に非常に適しています。後述の「電気書院 キーワードで覚える!電験2種二次試験論説問題」と合わせて学習することで、おおよその出題範囲を知ることができます。
 ある程度の難易度であるため、この問題集の学習には、「電験三種用の参考書による基礎固め」が前提条件となります。

電験二種 計算の攻略

電験二種 計算の攻略

電気書院 キーワードで覚える!電験2種二次試験論説問題

 電験二種二次試験は計算問題と論説問題の二つに分類されます。このうち、論説問題の過去問を解説している問題集です。
 前述の「オーム社 電験二種 計算の攻略」と合わせて学習することで、広範囲の学習を行うことができます。掲載されている過去問が少し古いという問題点もあるため、直近5年分の過去問が掲載された過去問集などと併用することが無難です。
 この参考書を用いてスムーズに学習を行うためには、「電験三種用の参考書による基礎固め」と「電験二種一次試験の電力科目の過去問演習」を行っている必要があります。

オーム社 電験二種完全攻略 二次試験対応 過去問240問を体系的に学ぶ

 電験二種二次の問題を分野ごとにまとめなおしている参考書です。内容はコンパクトにまとまっているため、大学で電気系を専攻していた方などは、短い時間で対策できて適していると思います。一方、逆に大学で電気系を専攻していなかった場合は、解説がコンパクトで分かりづらいことが多いかもしれません。特に二種二次試験で計算問題を得点源としようとしている場合は、前述の「オーム社 電験二種 計算の攻略」で学習を進めることをオススメします。
 この問題集で学習を行う上で、計算問題に関しては「電験三種用の参考書による基礎固め」を行っている必要があります。また論説問題については、それに加えて「電験二種一次試験の電力科目の過去問演習」を行っている必要があります。

電力の15年間 電験2種一次試験過去問マスタ

 電験二種一次試験の電力の過去問を15年分、分野ごとに掲載している過去問集です。
 電力科目は、解答のために多くの知識を必要とする科目です。基本的な知識は、電験三種用の参考書で身に着けることができます。しかし、それらの参考書に記載の少ない分野もあります。このため、電力科目に関しては過去問を多く解くことが重要です。
 また、電験二種二次試験「電力・管理科目」の対策は、電験二種一次試験の「電力科目」の知識が前提となります。このことからも、電力科目の多くの知識に触れられるこの過去問集はお勧めです。

電力の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

電力の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

  • 発売日: 2020/02/27
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

 他にも、知識が重要となる法規科目などについても、多くの過去問に触れることがオススメです。

法規の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

法規の15年間 2020年版 (電験2種一次試験過去問マスタ)

  • 発売日: 2020/02/27
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

オススメのwebサイト

日本電気技術者協会 音声付き電気技術解説講座

jeea.or.jp  HPに無料で情報が公開されています。基本的な事項を理解する際の助けとなります。

電気の神髄

denki-no-shinzui.com  元電気機器(変圧器)で第一種電気主任技術者の方のメーカーの方のHPです。HPの著者の理解のレベルが高く、理論面に関しては市販の参考書よりも信頼できる面があります。参考書で式の導出の背景が分からない際などに参考になります。

オススメの参考書(必要であれば利用)

朝倉書店 エース電気回路理論入門

 電気回路に関する、学部レベルの入門書です。簡単な微分方程式やベクトルの知識があれば学習を進めることができます。
 電験の学習では、「フェーザ表示」や「テブナンの定理」などの知識が前提とされます。しかし電気系の専攻以外では、中々このような知識に触れる機会は少ないと思います*12電験の問題や参考書も、これらの知識を前提としています。このため、この教科書で学習しておくことで、電験の学習がかなりスムーズになります。

オーム社 電気設備技術基準・解釈

 電験二種一次試験「法規」の学習の際には、電気関係の法規が手元にあると便利です。法規の中でも、「電気設備技術基準(電技)」に関する知識は必須となります。このため「オーム社 電気設備技術基準・解釈」などの電気設備記述基準を掲載した本は、法規の学習に不可欠です。
 また、「オーム社 電気事業法関係法令集」は電気事業法を掲載しており、同様に役に立ちます。ただし、こちらの本に関しては、購入しなくても合格することはできると思います。

2020年版 電気設備技術基準・解釈

2020年版 電気設備技術基準・解釈

  • 発売日: 2020/02/17
  • メディア: 単行本

19-20年版 電気事業法関係法令集

19-20年版 電気事業法関係法令集

  • 発売日: 2018/12/26
  • メディア: 単行本

電気書院 これだけシリーズ

 過去問が丁寧に解説されています。このため、電験三種レベルから電験二種二次試験レベルへの橋渡しに最適です。
 「電験二種 計算の攻略」などの二次試験の問題集を読んでも、なかなか理解できない場合に利用を検討してみるといいと思います。
 機械・制御の論説問題は出題が少ないため、購入は不要と思います。

電気書院 電験2種電気数学

 電験二種の数学関係でつまずいた場合に良いと思います*13

電験2種電気数学 改訂2版

電験2種電気数学 改訂2版

  • 作者:紙田 公
  • 発売日: 2013/10/31
  • メディア: 単行本

コロナ社 フィードバック制御入門 システム制御工学シリーズ

 二次試験の機械・制御で古典制御の問題を選択することを考えている方にオススメの教科書。内容としては、試験の出題範囲と比較して必要十分となっています。大学の学部生向けの教科書のため、ややオーバーワーク感はあります。

ナツメ社 モータ技術のすべてが分かる本

 機械科目では、モータの問題が多く出題されます。イラストが多いため、モータの構造のイメージがあまりつかない際に参考となります。

オーム社 大写解 高圧受電設備:施設標準と構成機材の基本解説

 イラストや写真などで、設備について初歩から丁寧に説明されています。このため実務で高圧受電設備に関わっていなくても、これらの設備のイメージを掴めるようになります。

大写解 高圧受電設備: 施設標準と構成機材の基本解説

大写解 高圧受電設備: 施設標準と構成機材の基本解説

  • 作者:田沼 和夫
  • 発売日: 2017/01/26
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

電気学会 保護リレーシステム工学

 重電メーカー社員らによる図書です。保護リレー(継電器)についてイメージを掴めるようになります。図書全体を理解するのは、ややオーバーワーク気味です。しかし、保護リレーに関する問題の理解の際には、手元にあると心強い一冊となります。

保護リレーシステム工学

保護リレーシステム工学

  • 発売日: 2002/03/01
  • メディア: 単行本

図説 6kV高圧受電設備の保護協調Q&A 電気現象から見た地絡・短絡の解説

 保護リレー(保護協調)について書かれた本です。実務的な内容も多く、電験の出題範囲から外れる内容もありますが、地絡/短絡保護の理解を大きく促進してくれます。

EnergyChord 徹底解説 電動機・発電機の理論

 電動機・発電機の理論について解説してあります。電験三種レベルの知識があれば読めると思います。この本に記載されている内容が理解できれば、電験二種二次試験の機械・制御の回転機の問題はほとんど解けるようになります。

OHM大学テキストシリーズ

 大学学部生向けのテキストシリーズです。分野によって内容の質にばらつきがあるように思えます。
 「白井康之著 電気機器学」に関しては、内容がまとまっており質が高いと感じます。
 

OHM大学テキスト 電気機器学

OHM大学テキスト 電気機器学

  • 作者:白井 康之
  • 発売日: 2017/08/26
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

OHM大学テキスト 電力システム工学

OHM大学テキスト 電力システム工学

  • 作者:石亀 篤司
  • 発売日: 2013/12/13
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

電気学会 発電・変電/送電・配電

 手元に置いておくと安心します。電力科目の問題の理解ができないときは、参考になります*14

発電・変電

発電・変電

  • 発売日: 2000/06/01
  • メディア: 単行本

送電・配電

送電・配電

丸善出版 電力技術の実用理論 発電・送変電の基礎理論からパワーエレクトロニクス応用まで

 手元にあると非常に安心します。理論に関してこの本の信頼感は計り知れません、同期機の突発三相短絡試験の理解などに生かせる場面はありました。しかし、そもそも活用の場面は少なかったです。また価格が高いです。

オーム社 電気工学ハンドブック

 

 辞書です。分からない点があると参照できるます。電験二種合格を考えると、問題集の解説を理解するのでも結構な時間を使います。このため、試験の合格だけを考えるなら、この本の出番はあまりないと思います。高いです。

電気工学ハンドブック(第7版)

電気工学ハンドブック(第7版)

  • 発売日: 2013/09/26
  • メディア: 大型本

おわりに

 この記事では、電験二種のオススメの学習法と参考書を紹介しました。この記事が電験二種の学習の手助けとなることができれば幸いです。

cat2tech.hatenablog.jp

cat2tech.hatenablog.jp

cat2tech.hatenablog.jp

*1:合格を目指す、多くの電験受験者が結果的に行うことになる学習法です。

*2:電力、インフラ、エンジニアリングメーカー、重電メーカー、工場の設備管理など

*3:機械系の修士修了です。例えば、このブログでも、次のような機械工学用の教科書の紹介をしております。

cat2tech.hatenablog.jp

*4:正確な情報に関しては、電気技術者試験センターHPを参照ください。

*5:微分積分、ベクトルなど

*6:私は、電気系でなく機械系です。

*7:私は、「電験三種超入門」を1年半で5周しました。

*8:実務でも役に立つのではないかと思います。

*9:大学時代の同期が2名電験二種の取得を目指しています。私と同期2名は結果的に「電験三種参考書で学習」+「電験二種の過去問演習」を上述の参考書や過去問集で行っています。

*10:三種も含む

*11:個人出版の参考書のため、文章の途中で卑猥な文言が入っていることがあります。しかし、法規科目の範囲にはそのようなものはありません。

*12:機械系の私は、この本を学習するまで知りませんでした。

*13:私は利用しておりません。

*14:ネットで検索すると知りたい情報が出てくることが多いですけれども…

【フワっと入門】機械学習のオススメ教材【雰囲気だけ知る】

 昨今、時代の寵児となった技術があります。その技術とは、AI(Artificial intelligence、人工知能)、機械学習ディープラーニングです。以下、これらを代表してAI技術と呼びます。
 多くの情報を取得可能となり、多くの計算が可能となった現代において、これらの技術は重要な役割を果たしています。現代では、これらの技術を生業とされている方も多くいるようです*1
 しかし、AI技術を生業としていない方であっても、AI技術に接する機会は多くなってきました。今回は、そのようなAI技術を生業としていない方が、フワっとAI技術を勉強するときに役立つ教材を紹介します。

AI技術とはどういうもの?

 AI技術は、大雑把にはコンピュータによって問題解決を行う技術のことです。この技術は、コンピュータによる計算が要です。ムーアの法則*2とも表現されるような、昨今のコンピュータの高性能化に後押しされ、AI技術は性能を伸ばしています。こうした高性能化によってAI技術が、実用的に多くの問題を解決できるようになりました。このことが浸透し、AI技術にスポットライトをあびるようになっています*3

AI技術の前提知識

 次にAI技術を学ぶ上で前提となる知識を紹介します。AI技術のベースとなる知識は、主に線形代数微分積分学統計学です。これらのうち、特に線形代数学の理解が、
 これらの技術を学んでいると、AI技術もフワっと学んでいけると思います。  これらの内容が未習の場合は、まずYouTubeチャンネルのヨビノリなどで学ぶとよいと思います*4。ヨビノリの中の「中学数学からはじめるAI(人工知能)のための数学入門」という動画を見た後に、線形代数学シリーズの動画を利用して学べばAI技術のベースとなる知識は見につきます。

www.youtube.com

www.youtube.com

 また、このブログの以下の記事も、線形代数学や微分積分学の勉強を進める指針として役に立つと思います。

cat2tech.hatenablog.jp

フワっとAI技術を学べる教材

 ここから本題ですが、AI技術について学べる教材を3つ紹介します。

Coursera Machine learning

www.coursera.org

 Couseraはオンラインで受講可能な講義サイトです。いくつかの講義は無料で公開されています。スタンフォード大学のAndrew ngさんによる講義”Machine learning”も無料で公開されている講義の一つです。
 この講義を受講することで、AI技術の基礎的な概念である「教師あり学習/教師なし学習」「線形回帰分析/ロジスティック回帰分析」「ニューラルネットワーク」「サポートベクトルマシン」「交差検証」「Kmeans法」「主成分分析」などを網羅的に理解することができます。これらの概念を理解しておくと、大抵のAI技術の思想をフンワリ把握できます。めちゃくちゃ役に立ちます。
 この講義では、「AI技術に関する座学」と「AI技術に関する計算」の二つから構成されます。講師は英語で喋りますが、日本語の字幕が有志によって提供されています。このため、日本語話者でも無理なく受講可能です。また、「deepl」などの翻訳サイトを用いることで、英語の文章による情報も無理なく理解できると思います。
https://www.deepl.com/ja/translator
 「AI技術に関する計算」はOctaveとよばれる無料のソフトウエアで行われます。Octave線形代数学に関する計算が行いやすいソフトウエアです。このソフトウエアの使い方に少し躓くかもしれませんが、そこを乗り越えればこの講義は非常にスムースに進めることができると思います*5
 具体的な受講の方法等は、以下のQitaの記事などを参照してください*6
Coursera Machine learning のレベルについては以下の記事が参考となります。 qiita.com

Coursera Machine learningの具体的な内容については以下の記事が参考となります。

qiita.com

ゼロから学ぶDeep Learning

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

  • 作者:斎藤 康毅
  • 発売日: 2016/09/24
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

 次に「ゼロから学ぶDeep Learning」という書籍です。この本では、「ニューラルネットワーク」「ディープラーニング」について学ぶことができます。この本の特徴は、python*7を用いて実際に、少しずつディープラーニングを作成できる点です。このため、ディープラーニングニューラルネットワークのイメージがつくようになります。
 

自然科学の統計学(基礎統計学

自然科学の統計学 (基礎統計学)

自然科学の統計学 (基礎統計学)

  • 発売日: 1992/08/01
  • メディア: 単行本

 この本は、フワっと度合いがちょっと低いです。説明もあまり親切ではないですし、興味が無い分野は消化不良になるかもしれません。ただし、この本には自然科学分野で使う統計的な手法がある程度網羅的に紹介されています。この本の良さは、この網羅度合いです*8
 網羅されていることによって、実際に統計的な手法が必要となったときに、「そういえば、こういう時に使えそうな手法があったな」っと参考にすることができます*9。世の中にある手法をある程度、網羅的に知ることができる点で非常にオススメです。
 また、姉妹書として「統計学の基礎」や「人文・社会科学の統計学」があります*10

統計学入門 (基礎統計学Ⅰ)

統計学入門 (基礎統計学Ⅰ)

  • 発売日: 1991/07/09
  • メディア: 単行本

AI技術をフワっと学んだ方が良い理由

 最後になぜ、AI技術をフワっと学んでおいていいのかについて紹介します。
 AI技術を分野外の人でも把握しておいたほうが良いのは、AI技術が特別な技術ではなく当たり前の技術になろうとしているからです。例として、iPS細胞に代表される幹細胞の話題を紹介します。
 多能性幹細胞(以下、幹細胞)は、条件次第でどのような種類の細胞にもなれる細胞です*11。例えばiPS細胞が、幹細胞の一種です。幹細胞が、ある特定の機能を持つ体細胞になることを分化といいます。幹細胞を用いることで、様々な組織や臓器を模倣することができるのではないかと考えられています。このため将来的に再生医療や病態モデル、薬の検証にiPS細胞をはじめとした幹細胞が用いられることが期待されています。
 しかし、幹細胞の利用には技術的な問題点がいくつかあるようです。そのうちの一つが、幹細胞の分化の状態のモニタリングです。以下の研究では、幹細胞のモニタリングのために、新設計のデバイスと既存のAI技術を組み合わせて用いることを提案しています。ここでの既存のAI技術とは、サポートベクトルマシン(SVM)です。

"A microfluidic impedance flow cytometer for identification of differentiation state of stem cells - now published in Lab on a Chip"

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/lc/c3lc41321g

 なおデバイスは、PDMSとよばれる透明な樹脂と金の電極を有するガラス基板を組み合わせて作成したマイクロ流体デバイスです*12。論文の主題と関係なく話はそれますが、マイクロフルイディクス(マイクロ流体力学)に関しては、以下の記事をください。

cat2tech.hatenablog.jp

 他にも、オープンアクセスな論文としては以下のようなものもあります。この論文では、ips細胞のコロニーの管理をするために、AI技術の適用を検討しています*13
 

www.hindawi.com

 iPS細胞の「初期化」と「分化」の過程の後に、細胞を分類する必要が生じます。この分類を解決する手段として、AI技術というものは活用されているのです。iPS細胞に関する研究は、医学や生物学に属するものです。このような分野でもAI技術が用いられていることからも、AI技術が特別な技術ではなく当たり前の技術になろうとしていることが分かると思います。

おわりに

 今回は、AIの門外漢がフワっと入門できるAI技術の教材を紹介しました。今回の記事が、役に立てばと思います。

cat2tech.hatenablog.jp

cat2tech.hatenablog.jp

*1:googleで働くデータサイエンティストのかたの人気ブログなどもあります。https://tjo.hatenablog.com/

*2:半導体の微細化が指数関数的に進展するという経験則。コンピュータのCPUは半導体で作成されている。このため言い換えると、コンピュータの性能が時間経過に対して指数関数的に向上するという経験則。

*3:トップ棋士を破ったAlpha Goは有名です。

AlphaGo - Wikipedia

*4:このブログで紹介してまくってますが

*5:Octaveの使用方法については、適宜ググるしかないと思います。

*6:私は以下のQitaの記事などを参照して、Couseraの概要等を把握しました。

*7:プログラミング言語の一種、Anacondaというものを環境を一括でインストールするとwindowsでもpythonを利用できるようになります。

*8:また、回帰分析の数式的な展開も習得できるのも良い点です。

*9:私は研究室に所属して際に、良く参照していました。

*10:どちらの本も持っていますが、人文・社会科学の統計学を読んだことはありません。統計学の基礎は、非常に役に立ちます。

人文・社会科学の統計学 (基礎統計学)

人文・社会科学の統計学 (基礎統計学)

  • 発売日: 1994/07/01
  • メディア: 単行本

*11:詳しくは、例えば以下のNikonのサイトを参照ください。

www.healthcare.nikon.com

*12:オープンアクセスではないので、私はアブストラクトしか読めないため想像ですが、典型的なマイクロ流体デバイスの作成方法と思います。

*13:詳細に関しては、翻訳サイトdeeplなどを利用して、ご確認ください。www.deepl.com

【学部一年向け】機械系学科で学ぶこと【勉強方法】

 今回の記事では、機械系の工学科で学ぶ上で学部一年の間に習得しておいたほうがよい最低限の事項を紹介していこうと思います。

 機械系学科としては、例えば機械工学科、航空宇宙工学科などがあります*1。これらの学科で大学一年生で学んだほうがよい 事項に関して簡単に紹介します。

  • 機械系学科で学ぶこととは
  • 機械系学科で学部一年生で学ぶこと
  • 基本的な物理学
    • YouTubeチャンネル「ヨビノリ」
    • EMANの物理学、物理のかぎしっぽ
    • 物理学入門コース(岩波書店
  • 基本的な数学(線形代数学/微分積分学)
    • チャート式シリーズ大学教養 線形代数/微分積分
    • マセマシリーズ
    • これならわかる工学部で学ぶ数学
    • Math book(数学:物理を楽しむために)
  • おわりに

*1:他にも、機械〇〇コースなどの形で学科内のコースとして、存在することもあります

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【他分野から】電験三種に独学で(オススメ参考書)

 今回の記事では、私が電験三種取得のために行っている勉強法や参考書を紹介します。電気工学専攻出身(電気系)でない人*1で、電験三種の取得を目指している方の参考になればと思います。

 電験三種は、第三種電気主任技術者の略称です。大まかに言えば、ビルの電気関係の設備の管理などを行うために必要な資格です。試験を受験するために必要な条件は特にありません。電験三種の試験を受けて合格すれば、誰でも電験三種を取得することができます。
 大学を出て、電力会社に就職する人電力会社に設備を納めるメーカーの人は、業務にこの資格(電験三種)が不必要であっても、会社で取得を推奨されることがあると思います。今回の記事が、電気工学専攻出身(電気系)でない私と同じ立場の人が、電験三種を学習をする際の参考となればと思います。

  • 電験三種とは
  • 電験三種の概要
  • 電験三種の科目毎の学習の順序
  • 電験三種の勉強に役立っている参考書
    • 電験三種超入門(電力・機械・法規篇)
    • 日本電気技術者協会 音声付き電気技術解説講座
    • 徹底解説 電動機・発電機の理論
    • 史上最強カラー図解 最新モータ技術のすべてがわかる本
    • 大写解 高圧受電設備
    • エース 電気回路理論入門(エース 電気・電子・情報工学シリーズ)
    • 電験三種過去問題集
    • 電磁気学 物理テキストシリーズ4
    • OHM大学テキストシリーズ
    • オーム社 マンガでわかるシリーズ
  • まとめ

*1:例えば、機械系、材料系など出身

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技術士一次試験の対策法(確実な合格のために)

 この記事では、技術士一次試験の勉強法について紹介します。

 技術士一次試験は、日本技術士協会が主催する試験です。技術士一次試験に合格した後、技術士二次試験に合格すると技術士になることができます。この技術士は、機械や電気電子など技術分野ごとに20ほどの部門に分かれています。このうち技術士一次試験は、主にこの各技術分野に関する大学卒業程度の知識を有しているかを確認する試験です*1。この技術士一次試験は、誰でも受験することが可能な試験です。

 今回は、この技術士一次試験の試験の内容やそのための対策法、陥りやすい点について簡単に紹介します*2

  • 技術士一次試験とは
  • 適性科目の対策法
  • 基礎科目の対策法
  • 専門科目の対策法
  • 専門科目「機械部門」の対策法
    • 材料力学
    • 機械力学(解析力学
    • 制御工学(古典制御)
    • 熱工学(熱力学・伝熱工学)
    • 流体力学
  • おわりに

*1:技術士二次試験では、技術を元にした実務経験が問われます。

*2:実際に令和元年度 (2019年度) の技術士一次試験の機械部門を受験し、合格した経験から各点について紹介します。

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