🧱 Physical-First 工学と 🧠 知能制御アーキテクチャ

半導体／制御／AI の統合設計思想

🔗 https://samizo-aitl.github.io/

❓ なぜ Physical-First 工学が必要なのか

  • 🤖 AI や制御がブラックボックス化している
  • 📐 数式・モデル・実装が分断されている
  • 🧩 半導体・制御・AI が別々に語られている

👉 工学システムには
因果的・階層的な構造 が不可欠

🏗 工学システムの階層構造（概念）

  • 🧱 Physics（物理・材料・デバイス）
    材料特性・構造制約・実挙動
  • 📐 Models（数理モデル・等価回路）
    意味を持つパラメータ化
  • 🎛 Control（PID・FSM）
    実時間安定性・決定論的制御
  • 🧠 Intelligence（LLM）
    診断・判断・再設計（監督層）

👉 各層は
責務・時間スケール・役割が明確に分離

🧭 各レイヤの役割分担

  • 🧱 物理（Physics）
    材料特性・デバイス挙動・構造制約
  • 📐 モデル（Models）
    数理モデル・等価回路・パラメータ化
  • 🎛 制御（Control）
    PID・FSM による実時間安定性
  • 🧠 知能（Intelligence）
    LLM による診断・判断・再設計

👉 「賢さ」は 最外層にだけ置く

🧪 Samizo-AITL における実装対応

  • 🧱 Edusemi-v4x
    物理・デバイスモデル／半導体プロセス
  • 🎛 EduController
    PID・FSM による制御設計
  • 🧠 AITL Framework
    LLM による監督・再設計レイヤ

👉 各教材は
同一構造の異なるレイヤ切り出し

🧱 物理・モデル層（Physics & Models）

  • 材料特性・デバイス物理
  • コンパクトモデル／等価回路
  • 物理的意味を持つパラメータ

❌ ブラックボックス近似
❌ AI による直接フィッティング

👉 意味を失ったモデルは使わない

🎛 制御層（PID & FSM）

  • PID による実時間フィードバック制御
  • FSM による状態・モード管理
  • 決定論的・説明可能な振る舞い

❌ 実時間制御への確率的判断導入

👉 安定性は 数学と構造で保証

🧠 知能層（LLM）

  • 上位監督としての意思決定
  • 故障解析・性能診断
  • 制御器の再設計・パラメータ調整

👉 実時間制御ループの外側で動作
👉 人間の思考を拡張する位置づけ

🔁 AITL：閉ループ知能制御アーキテクチャ（概念）

  • 🧱 Physics / Model
    状態・モデルを定義
  • 🎛 Control（PID・FSM）
    制御入力で物理を駆動
    状態・ログを上位へ送信
  • 🧠 LLM（Supervisor）
    診断・再設計・調整指示
    （※ 制御ループの外側）

👉 人の思考力 × 機械の信頼性

🧪 実装・Proof of Concept

  • 🧩 V–I 制御 ASIC（SKY130）
  • 🔢 固定小数点 PID／FSM 実装
  • 🧮 SystemDK × FEM による設計検証

👉 物理モデルから
👉 シリコン実装まで一貫

🎓 Samizo-AITL が提供する価値

  • 🧱 物理起点で説明可能な工学設計
  • 🎛 知能監督付きの決定論的制御
  • 📘 モデルから実装まで再現可能な技術教育

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