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機械システム工学専攻では、機械系分野と電気系分野の基礎を身につけ、“システム”全体を把握した上で物を設計・製作できる専門家の育成をめざして、最先端の研究と教育が行われている。そのため本専攻では機械システム全般をカバーする学科目として、制御情報システム学科目、強度設計システム学科目、計測電機制御学科目、熱流体システム学科目、ロボティクス学科目および宇宙システム学科目を設置し、各分野の最先端の研究を担う教員が研究指導にあたっている。具体的には、機械システム工学およびそれに関わるコンピュータを用いた高度な計算工学を基盤とし、高度な機能を実現する制御技術、機械・構造物等の強度予測と評価技術、熱力学・流体力学及び伝熱工学に関連する機器やシステムの設計技術、ロボットシステムの設計と開発、ロボットの運動計画と制御、小型ロケット用エンジンの研究開発、先進衛星システム技術，新たな宇宙構造物の創出などを主な研究対象としている。そして、これらの研究を通して、研究機関や企業の研究開発の場において、様々な分野の専門家と協力して社会に貢献できる人材の育成を目標にしている。

機械システム工学専攻では、東京都市大学からはもちろんのこと、全国のさまざまな大学・学科に在籍する機械システム工学に興味ある皆さんや、システム設計・計測制御・ロボット工学・宇宙工学について最先端の素養を身につけたいと考えている人達など、それまでに受けた教育の如何に関わらず、意欲のある皆さんと一緒に研究に取り組んでいきたいと願っている。

●: 工学一般、特に機械システム工学の基本的素養のもとに、材料強度学、伝熱工学、流体工学、電気・電子工学、計測自動制御・情報工学、ロボット工学、航空宇宙工学などの高度な知識を備え、機械システム統合を遂行できる能力を持つ学生を養成する。
●: 単に、技術的な素養のみならず、人文的ならびに社会的な素養を兼ね備え、様々な要素を包含する実社会の状況に対応し、地球的な視点から社会に貢献できる人材を養成する。
●: 国際人として通用する、高度な専門性・独創性と倫理性、および英語によるコミュニケーション能力を備えた人材を養成する。
●: 専門性の高い研究能力を備え、指導者になりうる人材を養成する。

制御情報システム

機械システムを対象としてコンピュータを用いた高度な解析、制御を行うことによって、高い性能を有するシステムを開発している。実績のある油圧関連の研究では、油圧の特性を生かしてハイパワーの動力、力、速度、位置に関する制御の問題を扱う。車両型多脚ロボットなど高速移動車両の制御と画像計測では、コンピュータを利用した最新の高度な制御手法の研究を行う。

建設作業ロボットの自在関節を実現する6自由度パラレルリンク

強度設計システム

本学科目では機械・構造物等の強度に関する研究活動を行っている。具体的には、各種の材料に対する種々環境（腐食、高温、宇宙など）条件下の強度、疲労によるき裂の挙動やそのシミュレーション、量子ビーム（Ｘ線、シンクロトロン放射光、中性子線）を利用した材料中の残留応力測定ならびに材料の変形・破壊機構解析などに関する研究である。

研究テーマ例
・金属ガラスの変形挙動解析
・単結晶中残留応力解析法の開発
・TRIP鋼の相応力解析
・X線回折を用いた転位密度解析

レーザー照射部直下の微小部残留応力分布をシンクロトロン放射光を用いて非破壊測定

計測電機制御

1 ) レーザ光の応用計測

イ．レーザ光による表面および内部帯電計測システムの開発

ロ．レーザ光2次元画像ロックインアンプの開発

2 ) パルス超音波計測の応用

イ．パルス超音波による固体材料中の電荷分布の計測

ロ．宇宙機帯電計測システムの開発

3 ) 3次元電磁界強度分布測定装置の開発

イ．2次元ロックインアンプを使った電磁界強度分布測定

ロ．電磁界強度分布測定によるイメージング装置の開発

電子線照射下の内部帯電計測

熱流体システム

熱力学・流れ学及び伝熱工学に関連する現象で工学的に重要な諸問題について研究を行う。研究対象は内燃機関を主とする熱機関、流体機械、電子機器等であり、エネルギー問題やITに直結する現代のキーテクノロジーを扱っている。
さらに、こうした工学的応用問題の解決に不可欠となる高精度計測技術や数値解析技術の開発といった基礎研究にも重点を置いている。

ディーゼル機関の燃焼で発生した熱が冷却水へ逃げる様子

ロボティクス　Robotics

実世界に働きかける機能を持つ知能化システムであるロボットの運動制御を研究します。現在は、人型ロボットの全身協調による作業動作の実現と人間の姿勢維持に基づく高度なバランス制御、MMMコンセプトに基づくホームロボットの開発、不確定な作業条件下における双腕ロボットの自律的な動作生成とその運動制御を主な研究課題としています。また、これらの基本となる、拘束を考慮した多体系の運動制御や振動抑制理論の研究には多くの実績があり、それらを適用した宇宙ロボットシステムの開発や、高効率かつモデル変更の容易な高速動力学シミュレータの開発にも取り組み、独自のロボットシステムの実現を目指しています。

人型ロボットの全身協調による壁面清掃作業

宇宙システム

宇宙システム工学として、人工衛星やロケットシステムなどを研究対象とし、実験やシミュレーションを中心とした解析を行うことにより、宇宙システム工学に必要な応用解析力を養う。また、新型人工衛星モデルや新型ロケットエンジンシステムなどを開発・設計することにより、実践的な設計開発能力を養成するとともに、宇宙環境下における人工衛星用材料の特性評価を行うなど、実用的な研究も実施する。

ケーブル構造で保持されたメッシュで反射面を構成する展開型アンテナの開発

本専攻の修了生は、就職先において、研究開発部門、開発設計部門、生産技術部門に所属する人が多く、技術の中枢を担う第一線のエンジニアとして皆大いに活躍している。求人業種としては機械や電機の製造企業が主で、特に自動車関連業界、一般機械器具・精密機械器具業界、電気・電子・情報通信機器業界に加え情報サービス業界など、日本経済を支える基幹産業から毎年多数の推薦依頼が寄せられている。