板を振動させ空気の波を作り、さらには人の鼓膜を揺らし、音を人に感じさせるのがスピーカだ。「揺れを作り、人に振動を感じさせる」のがスピーカである。そんなスピーカの有名メーカのひとつがBOSEだ。BOSEは、そんな「揺れを作り、人に振動を感じさせる」のとは逆の「揺れを抑え、人に振動を感じさせない」装置も作っている。ノイズ・キャンセラーは、騒音を打ち消すシステムである。大きく耐えがたい騒音に対し、逆位相の音波を重ねることで、「人に騒音を感じさせない」わけだ。他にもBOSEは「揺れを抑えることで、人に振動を感じさせない」システムを作っている。ボーズ・アクティブサスペンションは「車の揺れを抑え、人に振動を感じさせないシステム」である。アクティブにサスペンションを制御することで、車体(とその中にいる乗客)に揺れを生じさせない、というシステムだ。他の自動車会社もそういったシステムの開発はずっと以前から行っている。コスト面などの課題などもあり、(セミ・アクティブ制御のサスペンション搭載車は増えているが)アクティブ制御のサスペンション搭載車はなかなか一般化してはいないようだ。ボーズ・アクティブサスペンションは、このシステムを搭載した乗用車の動き・効果が公開されていて、とても面白い。コーナリング時の挙動などが、比較画像や動画などでわかりやすく説明されている(QuickTime動画)。コーナリング時にも車体の傾き(ロール)を抑えることができているさま(QuickTime動画)を見ることができる。それどころか、たとえば下の動画の後半のように、道路の路面状況の先読みをして、”極めて”アクティブに車をジャンプさせるデモさえ行っている。現実の商品として価値を感じるかどうかは別にして、技術デモとして眺めてみれば、何度眺め直してみても本当に面白く楽しい。TVドラマに出てくる未来を目の前に「ほら、ここにあるよ」と見せられた気持ちになる。BOSEのボーズ・アクティブサスペンションの公開写真・動画などを見ると、車体を水平に保つように制御していることがわかる。荒れた路面の上でも乗客は揺れを感じないことになる。コーナリング時を考えると、車に乗っている人は左右へ揺れ動かされるような遠心力を感じてしまう。ボーズ・アクティブサスペンションのような、車体を水平に保つような制御をかけることがない場合には、つまり、カーブ外側に傾く(ロール)ような場合には、左右へ揺れ動かされるどころでなく、それと同時に、車の乗員は上下に変化する加速度を受け、上に投げ出されるような力を感じてしまう。カーブ時にカーブ外側上方に体が浮かび上がる感覚というのは、かなり気持ちが悪く・不安になるものでもある。逆にいえば、そんな感覚を受けた運転手はスピードを(車の動きへの不安から)当然落とすことになる。乗り心地はそれに比べればずいぶん良いに違いない。カーブを高速に走らなければならない特急などでは、列車車体を水平に保つのではなく、カーブ内側に傾けるような「振り子制御」を行うものもある。カーブ内側に列車の車体を傾ければ、カーブ時に外に引っ張られる遠心力が乗客の足もとの方向へと働くことになる。いうことは、振り子制御をすれば、左右に揺れ動かされる感覚が減ることになる。カーブ時に受ける感覚が、「カーブ外側上方に体が浮かび上がる」ようなものではなくて、「体が下方向に(抑え)固定される」ような感覚に変わる。乗客がより「安心」を感じるような動きにさえ変わる、ということである。それならば、車のサスペンションもそんな振り子制御をすれば良いか、というとそういうわけでもない。カーブ(コーナリング)時に「体が下方向に(抑え)固定される」ような感覚に変わってしまう、つまり、これまでとは逆に「安心」を感じるようになってしまう。これはあまり安全ではない。タイヤのグリップ性能が増したかのように、あるいは、路面に適切なハングがついているかのように運転者感じてしまったならば、コーナリング時に適切な減速を行うことをしなくなってしまう可能性が高い。運行速度が厳密に守られている列車と違い、車の速度制御に対する運転者の自由度が高い車では、車の運転者の感覚に対し「車の状態」のフィードバックを適切に与える必要があるわけだ。車の状態に応じて、適切に「不安」「安心」を運転者に感じさせるのが安全なサスペンション設計である、ということなのだろう。感じさせた方が良いかどうかは、判断が分かれるところだと思う。運転手と同じように車の揺れを感じた方が良いかもしれないし、それとは逆に、車の素直な状態を感じる・知ることもなくただ安心して乗車していることができた方が良いのかもしれない。違った方が良いということになりそうだ。車の(少なくとも)運転席が車体と独立に「振り子制御」されるような自動車を作れば良い、ということである。そんな運転席と乗客席が独立に動く「振り子制御」自動車はいつか登場するだろうか?それとも、「運転手(席)」というもの自体が未来の車には存在せず、運転はすべて自動で行われるようになっていて、そんな各席独立「振り子制御」などそもそも必要なくなっているのだろうか。「周りの騒音が大きな場所で、集中してPC作業をしたい」と思うことがあります。そんなときに、ふとこんなことを思いつきました。やったことはとても簡単、SimuLinkを使って、サウンド入力の逆位相の音をスピーカーから出力するモデルを作ってみたわけです。一言で書けば、サウンド入力×-1の音声をサウンド出力するだけのモデルです。1分クッキングで作った「サウンド入力の逆位相の音をスピーカーから出力するモデル」が下中央で、(試しに動かした時の)下左画像はサウンド入力の波形で、下右画像はサウンド出力画像になります。両者ともオートスケールなので、一見するとDCレベルが違っているように見えますが、DCレベルは同じです。(そもそもDC成分はサウンド入出力では無視されますし)PC周囲の騒音を逆位相の音波で消せたか・・・というと、その効果は全然わかりませんでした。大雑把な計算では、低音騒音は消せそうな気がしたのですが、1分クッキングのアクティブ・ノイズ・キャンセリング・モデルでは何の効果もありませんでした。作る」という楽しい課題がここに生まれたのです。以前「鉄道車両の設計と制御におけるシミュレーション技術」という川崎重工の技術紹介を聞いたことがある。これが、実に様々な点で面白かった。新幹線の振動/揺れが気になることが多かったので、たとえばこういった記事をはじめとして、新幹線の振動抑制制御について、とても気になっていた。台車の左右加速度を計測する加速度をフーリエ変換しパワースペクトル密度にする人間の振動に対する各周波数に対する感度をかけ、さらに積分することで「乗り心地」指数(レベル)を算出するということだった。(講演を聞きながらメモした内容を信じるなら)「乗り心地」評価値はISOで決まっているらしい。下に描いたらくがきが、そのフローの概略をメモしてみたものになる。ちなみに、このような「乗り心地」評価値を用いながら、客車を支える空気バネの電磁弁を開閉することでセミアクティブ制御したり、客車下中央に位置する動揺防止制御用アクチュエータでアクティブ制御を行っている、という。ちなみに、加速度センサからのFB制御だけでなく、ATCの地点情報を用いてFF制御を行っている、というあたりも面白い。...鉄道もなかなか面白い。鉄っちゃんの気持ちが、少しわかるような気がしてきた。ソルバ/ツール連携」に関する現状の問題を、講演者が整理した上で、聴衆になげかけた部分にもあった。ヴェンデリン・ヴィーデキング)のニューモデル、パナメーラはラグジュアリークラスの量産車として初めて、つまり世界的に見ても前例のない5つの革新的技術を採用しています。ストップ機能、オンデマンド制御によって空気の量を調節できるようにしたアクティブエアサスペンション、アクティブエアロダイナミクスを実現するマルチステージ式の可変リアスポイラー(パナメーラターボに搭載)などです。Hirabayashi)ムダサイエンティスト(他称)。