狙い現在IoTの次の技術として、スマートフォンなどの情報機器を介さず人に情報を直接入出力する技術が研究されています。視覚(目)、聴覚(耳)を使う情報伝達は現実世界の情報入手手段として重要であるため、現状のヘッドマウントディスプレイやイヤホン型デバイスとは別の形(視覚・聴覚を使わない情報伝達)が望まれます。本研究では、腕時計のように普段の生活を妨げずに、ユーザー・外界の情報をセンシングし、皮膚(触覚)を通してユーザーに必要な情報を提示できるデバイスの実現を目指します。インフルエンザなど人獣共通感染症が代表例ですが、畜産動物や伴侶動物の健康は、公衆衛生等の我々を取り巻く環境の健全性と密接に関係しています。内容このテーマでは、触覚を起点とした人の情報処理について基本的な内容の理解から、皮膚から情報を入出力するためのセンサ・アクチュエータやアルゴリズムの開発を行っていく予定です。一つのアプリケーションとして、ユーザーの身に迫る健康リスクを触覚を通じて直観的に認識してもらうためのデバイスを研究します。ウェアラブルデバイスとしての小型化・無線化を含む構造設計や生体(人)とのインターフェースの部分の構造についても検討したいと考えています。北海道などにある共同研究機関で、試作したセンサを使ったフィールド実験を実施したいと考えています。2.産業AIの考え方に基づく製品ライフサイクル・マネジメント狙い21世紀は、地球の持続可能性実現に貢献するものづくり、すなわち、持続可能なものづくりを目指さなければならない。マネジメントすることである。その中でも、この研究テーマは、製品ライフサイクルの設計を支援する計算機環境を構築することを目的とする。具体的には、製品とそのライフサイクルを計算機上でモデル化し、設計者の設計作業を支援し、シミュレーションにより評価するというサイクルを実現することを目指す。例題としてアジアの複写機市場におけるライフサイクル設計を扱う予定である。近年のネットワーク、ビッグデータ、IoT、AIなどの発展によりものづくりの在り方が大きく変わろうとしている。これは製品の一生(ライフサイクル)のマネジメント分野においても同様である。使用中の製品の状態がわかれば、適切なメンテナンス、アップグレードにより価値寿命を伸ばすことができ、また、使用済み製品のリマニュファクチャリングなどが可能となる。この研究テーマでは、最近、「産業AI」と呼ばれ始めている、産業分野で活用できる信頼できるAIの手法を用いて、製品ライフサイクルのマネジメントを行う手法を開発する。内容この研究テーマでは、これまで当研究室で開発してきたライフサイクル設計支援システム、ライフサイクルシミュレーションシステムをベースにその拡張をはかる。具体的には、新製品、メーカーによる再生品、中古品などが競合するアジア市場において、製品の循環バランスを評価しながら、ライフサイクルを設計するための方法論を提案し、計算機上で実装する。複数製品ライフサイクルのモデリング、市場競争のモデリングがポイントとなる。プログラミング能力の獲得が期待される。この研究テーマは新しい研究テーマであり、まずは、産業AIの手法として、モデルに基づく推論や機械学習の手法を用いながら、機械の劣化状態を把握し、予防保全を行う方法と、製品回収後にリマニュファクチャリングを行う方法を開発する。AIに関する知識、プログラミング能力の獲得が期待される。教員1名が指導し、企業や他研究室と共同研究を行う。economy)」というコンセプトが提唱されています。そこでは、リユース、リマニュファクチャリング、シェアリングなどの手段を用いて、資源の利用価値の最大化を目指しています。本研究では、次世代のものづくりを議論するための方法論として、製品循環システムを対象としたシナリオシミュレーション手法を開発します。具体的には、いくつかの耐久消費財(自動車、エアコン、携帯電話など)に着目し、様々な社会状況を想定した製品ライフサイクルシナリオを作成し、環境性・経済性の両面から評価します。持続可能な社会に向けた新しいものづくりのあり方の議論の中で、国連が提唱している「持続可能な開発目標(SDGs)」や、気候変動問題の解決を目指した「パリ協定」がキーワードとなっています。私たちの社会が長期的にどのような将来を目指すのか(ビジョン)、および、そのビジョンに向かってどのような道筋をとるべきなのかは、必ずしも明らかではありません。)を巻き込んだ参加型ワークショップを用いて、中長期的な政策・戦略の立案を支援するためのシナリオデザイン方法論を開発します。協働した参加型シナリオデザインワークショップを実践します。本研究テーマでは、将来の不確実性が製品循環システムに及ぼす影響を分析するため、様々な将来社会の状況を想定したシナリオの作成・評価を支援するための方法論とシステムを開発します。定量的な評価のために、製品使用寿命を含めた種々のデータを収集・分析します。ケーススタディとして、2050年ごろまでの日本および東南アジア地域を対象として、将来の社会状況に応じた製品循環システムの変化を動的に分析することを目的とします。プレゼンテーション能力の獲得を目指します。指導には教員1名があたり、外部の研究機関と協働します。本研究テーマでは、実社会のステークホルダーを明示的に巻き込み、様々な意見や知識を取り込むことによって、望ましい将来ビジョン、および、ビジョンに向けたロードマップを含む「シナリオ」を作成するための方法論を提案します。シナリオ作成ではバックキャスティングという考え方を用いることとし、かつ、当研究室で開発してきた「持続可能社会シナリオシミュレータ」というシステムを利用します。コミュニケーション能力、論文作成・プレゼンテーション能力の獲得を目指します。研究機関等と協働で進めます。狙い微細なノズルから噴流する食塩水などの電解液を通して電流を流すと、マスクなしでジェット直下のみを選択的に加工できる。同一の装置上で行える。電流密度により仕上げ面粗さを制御し、表面の選択的なテクスチャリングも可能である。回転軸にジェットを当てることにより、ターニング加工も可能にある。そこで、30年度は電解液ジェット加工を用いた微細加工を行うほか、5軸制御により複雑な3次元曲面へのテクスチャリング加工を可能にする。微細放電加工機を用いて2枚の微細ギヤが噛み合った状態のキャビティをステンレス箔に加工する。そのステンレス箔を射出成形機に取り付け、微細なプラスチックギヤの射出成形を行う。微細ギヤが付着したステンレス箔を再び放電加工機に戻し、あらかじめ放電加工したギヤボックスに、放電加工で使った工具電極をエジェクタピンとして用いて微細ギヤを挿入する。ステンレス箔の加工、ギヤボックスの加工、プラスチックギヤの組立てをすべて同じ機械座標上で行うので、全自動でプラスチック製のマイクロマシンの加工と組立てが行える。30年度は、まずギヤ直径0.8mmのマイクロギヤポンプを製作し、マイクロ流路の流体制御を試みる。用いて、電流パルス幅を数ナノ秒のオーダに短縮する。放電加工を用いた軸成形における微細化限界である直径0.8ミクロンを超える微細加工を実現する。・加工装置を5軸制御化する。・試作した5軸加工機を用いて、タービンブレードなどの3次元曲面上に微細パターンの加工を行う。・マイクロギヤポンプの製作とポンプ性能の評価。・マルチフィジックスシミュレーションによるマイクロキャビティ内のプラスチックの流動解析。狙い現在腹腔鏡下手術は低侵襲な手術法として多く行われている一方、手術に熟練を要します。そこで、工学的に支援するために様々な手術支援ロボットが開発されています。操作はあくまで医師が行っているため、依然として医師の技量によるところが大きいことが問題となっています。そこで我々は、腹腔鏡下手術において多くの時間行われているカウンターアトラクション作業に着目し、熟練した術者の操作を力学的に解析し、それを手術ロボット制御に展開することを目指しています。本研究では、手術中での計測を可能とするために、簡便かつ高精度なシステムを目指します。鉗子位置計測は画像および慣性センサによる計測、操作力は歪みゲージによる計測を行います。国立がんセンター医師との共同研究で実施します。reentry)を蛍光色素と高速度カメラを用いて計測し,電気刺激制御をおこなうことでスパイラルリエントリダイナミクスを分析し制御することを試みている。この研究成果を臨床展開するためには、心臓内で電位計測あるいは治療のための電気焼灼を行うには複雑なカテーテル操作が必要である。2次元のX線透視画像や、最近では3次元ナビゲーションシステムによる画像をもとにカテーテル操作を支援するシステム実現に対する基礎検討を行う。腫瘍摘出手術時に伴う最大の問題点の一つに腫瘍の取り残しが挙げられる。腫瘍の取り残しは、がんの再発や転移につながる重篤な問題である。この問題を解決するために、抗がん剤を含むスマートハイドロゲルを創製し、がん部位でのみ発する熱をトリガーとしたゲルからの抗がん剤リリースによるがん部位選択的治療システムを構築することを目的とする。がん部位で光を熱に変換可能なプローブを用い、得られた熱量に応答して性質が変化する高分子の設計および合成を行う。薬剤放出挙動についての調査を行う。vivoでの評価を行う予定である。狙い産業用のX線CTスキャナーによる形状計測が普及し始めている。ここでは、X線CTスキャナーから出力される3次元ボリューム画像を利用した、機械設計・製造などのエンジニアリングのための新しいアプリケーションについて研究を行います。ボリューム画像によって部品の欠陥や寸法を検査する画像解析の自動化や、ボリューム画像から部品を抽出するリバースエンジニアリングのためのセグメンテーションの高精度化・効率化について研究を行う。3次元スキャニング技術が発達し、デジタルカメラや光学式スキャナーなどによって3次元情報が比較的容易に取得できるようになってきた。自動化に関する研究X線CTの画像を用いた部品の検査は広く行われているが、作業者の目視によるところが多く、自動化が遅れている。検査の基本的な原理は、欠陥のない部品(ゴールデンパート)の画像との比較であるが、実際にはゴールデンパートは存在しない。本研究では、多数の部品の画像からゴールデンパートの画像を合成する手法について研究を行う。3Dプリンタや複合材料などの、複雑な内部構造(マイクロストラクチャ)をもつ部品の検査技術についても考えます。〇セグメンテーションに関する研究また、セグメンテーションについては、本研究室で開発しているソフトウェアがあるので、新しい境界検出手法や、より効率の良い領域指定の方法などを開発して、ソフトウェアの拡張を行う。具体的なテーマについては、下記のURLにしめしたPDFファイルを見て下さい。このプロジェクトは大竹研究室と連携して行います。上述のような装置を使用して、その性能や特性について評価します。○アプリケーションの創出その評価に基づいて、適当な装置を選択し、特徴を活かしたアプリケーションを考えます。アプリケーションとしては、例えば、エンジニアリング分野の部品などの3次元計測や、デザイン向けの人体の3次元計測などを考えています。○プロトタイプの実装と評価このようなアプリケーションを実現するプロトタイプソフトを作成し、評価実験を行います。具体的なテーマについては、下記のURLにしめしたPDFファイルを見て下さい。このプロジェクトは大竹研究室と連携して行います。4月~5月:3次元モデリングとプログラミングの学習6月~7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション。6月~7月:先行研究調査およびプロトタイプによる検証.初期プレゼンテーション。9月~12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション。9月~12月:アルゴリズムの開発・実験および評価.中間プレゼンテーション。1月~2月:実データによる実験.論文執筆.最終プレゼンテーション。1月~2月:実データによる実験.論文執筆.最終プレゼンテーション。狙い現在、AR,VR分野においては、臨場感のあるゲームや操縦シミュレーションを実現するために手や腕、足などさまざまな人間の動きを検知するモーションキャプチャーセンサデバイスが必要です。指などの関節や腕の動きは、通常のフレキシブル基板などが耐えられる数%の伸びではなく10-30%程度の非常に大きな伸びに耐えなければならないという大きな問題がありました。そのため、高い伸縮性を有するセンサや配線を研究開発が必要となっています。現在、自動運転に向けて、人の運転状態をモニタリングするスマートカーシートの開発が求められています。レベル4までの高度自動運転においては、危険時にドライバーの判断が求められるため、その認知状態をカメラだけでなくカーシートにより多重に検知することが求められています。カーシートは非常に柔軟なクッションと布から構成されており、座圧などを検知するセンサにも従来にない柔らかさと高感度差が求められます。この課題を解決するために、3次元プリンタ―等による3次元立体構造とMEMSセンサを融合したセンサ製造技術を開発します。本テーマでは、高い導電性とフレキシブル性を持つ有機導電性ポリマーを電極材料とし、伸縮性に優れたニット基板の上にパターニングしセンサを試作する技術を開発します。この技術をもとに、ニット上の柔らかいひずみセンサを用いたセンサグローブやセンサウェアを試作し、手の指や腕の動きを検知することを目指します。福井県工業技術センターと共同で行います。本テーマでは、3Dプリンタ―などで作った繊維状基板の上へMEMSセンサチップや導電性ポリマーやポリフッ化ビニリデン(PVDF)など圧力センサ材料の印刷、実装を行う技術を開発し、カーシート状で人の健康状態、動きを検知する圧力センサ電子テキスタイルシステムを実現します。このとき、高い柔軟性を持つマイクロ構造の提案とその特性のモデリングを行います。新しい構造に適した製造プロセスの開発を行います。カーシートメーカーと共同で行います。狙いこれからのものづくりでは、製品にサービスを載せて提供することが求められます。遠隔保守サービスなどは、こうしたデータを活かした典型的な現場サービスです。(CPS)というコンセプトで、人々の日常生活や工場内に浸透してきています。本テーマでは、こうした潮流の中、従来の設計工学やシステム工学の手法を応用しながら、製品サービスシステムの設計方法とデータ利活用に関する基礎的研究を行います。それらの成果を既存のサービス用CADシステム上に実装し、利用可能とします。情報技術の発達により双方向コミュニケーションが容易となったことで、消費者(コンシューマ)は多様な価値を生み出す共同生産者(プロシューマ)としての新たな役割を期待されるようになりました。観光サービスでは、旅行者の行動が中核となるとともに、個人旅行者は自身で観光プランの計画をも行います。本テーマでは、この観光プランニングを対話的に支援する手法に取り組みます。評価という構成により研究を進めます。このテーマにより、工業製品における設計開発の方法、サービスに関する工学的知識、プログラミング技術、および問題解決思考の習得を目指します。指導には教員1名があたり、民間企業との共同研究を含みます。新しいことに挑戦したい人をお待ちしています。データの解析、支援アルゴリズムの実装、評価という構成により研究を進めます。このテーマにより、多変量解析、サービスに関する工学的知識、プログラミング技術、および問題解決思考の習得を目指します。指導には教員1名があたり、首都大学東京との共同研究、および社会実装に関する活動を含みます。新しいことに挑戦したい人をお待ちしています。狙いX線は波長が10nm以下の光です。X線を使用するためには、様々な種類の光学素子が必要となります。その中でも、波長の異なるX線を分離可能なグレーティング素子は、原子や分子の種類を見分けるのに必要になります。本研究室では、X線用のグレーティング作製技術の開発を行ってきました。グレーティング間隔は1μm程度であり、波長430nmのHe-Cdレーザーによる干渉露光により作製しています。本テーマでは、これまで開発してきた露光光学系に改良を加え、干渉縞間隔を任意に変更可能な露光光学系の設計、構築を行い、露光実験、グレーティング作製までを行います。「測定できないものは作れない。精密工学分野において、頻繁に使われる言葉である。超精密加工分野においては、測定された形状データに基づき加工が行われるため、使用する測定器の測定精度が最終的な形状精度を決定する。本研究室では、X線をナノ集光可能な回転体ミラーの開発に取り組んでいる。作製された回転体ミラーは50nmレベル形状精度を確認しており、これまで大型放射光施設SPring-8、X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて、世界で始めてミラーによる軟X線のナノ集光を実現した。本テーマでは、回転体ミラーの寸法を高精度に測定するため光学的手法を用いる。シミュレーターを開発しその解析結果に基づき、回転体ミラーの3次元形状計測法を提案、確立する。前半では、干渉露光光学系を設計するための光学シミュレータを作成し、それに基づく光学系の構築を行います。後半では、実際に構築した光学系による露光実験を行い、シミュレーションとの比較し、改善を行い、実際にグレーティング作製を行います。・光学(特に、波動光学、フーリエ光学、X線光学)・プログラミング・機械制御となります。研究テーマと連携して進めます。実際に高強度レーザーを用いた光学系の構築、マイクロ構造の作製、評価などを行うので、様々な光学技術、ナノテクノロジーを研究を通して学ぶことができます。本卒論研究の前半では、ミラーの寸法に着目した高精度3次元計測システムを開発し、その方法を構築し、測定精度を評価します。それに基づき加工や電鋳プロセスの高精度化を行います。研究テーマと連携して進めます。本研究を通じて、極限の精度を目指したものづくりとを学ぶことができます。(わかりやすく書かれています。狙い高齢者の転倒による骨折は寝たきりの状態に直結することが多く、大きな社会問題となっています。このような転倒防止を未然に防ぐために、小型ハイパワーの新原理圧電アクチュエータの開発とそのシステム構築を研究しています。このような歩行アシストシステムを評価するためには、歩行動作そのものの理解が不可欠であり、モーションキャプチャや分散型MEMSセンサからの信号をAI解析し、高齢者歩行の矯正方法を確立することを目指します。デバイス応用に向けて活発に研究されています。ポリマー材料は圧電効果と異なり、強い非線形性を持つ電歪効果であり、基礎方程式の確立が未だになされていません。そこで、本研究では、圧電方程式の導出法を出発点として、電歪効果を定量的に評価、比較検討する概念を確立し、当該研究分野の研究推進に貢献します。各年齢層の歩行状態をモーションキャプチャや分散型MEMSセンサから時系列データとして計測を行います。これらの計測結果をAI解析して特徴量を抽出し、年齢と歩行状態の相関関係を導出します。この知見をもとに、パッシブな歩行アシストシステムや新規アクチュエータによるシステムの装着による効果を定量的に評価することを実現します。研究指導には教員1名+研究員1名、大学院生1名があたます。教員を含めて先輩・後輩が自由に討論し合える環境です。圧電現象は、2つの線形方程式によって電界、電束密度、ひずみ、応力が結びつけられ、圧電定数や電気機械結合係数が評価指標となります。本研究では、非線形となる電歪現象を表現する基礎方程式を確立して、これを実験的に検証します。この研究によって電歪材料を統一的に評価できるようにすることで次世代デバイス研究の基礎構築を目指します。本研究はフランスINSAとの共同研究となる予定です。受入教員一覧にもどる。