本研究では、絞り加工前後の薄板形状の対応付けを目的としている。第1報では、その解決策として、厚さ情報を持ったメッシュデータをパラメータ化する手法を提案した。本報では、第1報で提案した理論をCT画像から得られた実際のデータに対して適用し、薄板形状の対応付けの結果を紹介する。

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工業製品の生産において、製品誤差を把握することは非常に重要である。近年、CTを用いた工業製品の計測が活発に行われるようになってきており、CTの計測データを用いて、部品の誤差を評価することが可能になる。本研究は、多数部品のCT計測データを扱って、誤差の評価する手法を提案する。

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本研究は、製品モデルのデータ品質保証に関して、モデル記述に曖昧さの無いSTEP技術を用いた品質基準表現を提案している。現在のPDQガイドラインは測定方法に関する体系化が不十分な為、効率的に開発ができないという問題がある。そこで本報告では、検証アルゴリズムの効率的な開発の為、PDQ検証項目を測定方法に基づき体系化し、アルゴリズム記述が容易である等価変換プログラム言語を用いて検証アルゴリズムを開発する。

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前報までに、2次元のクロソイド曲線の定義式を3次元に拡張し新たに定義した3次元クロソイド曲線を用いて、G2連続となるように自由な点列間を補間し、かつ補間点における曲率、接線などの各値を制御する補間手法を提案し、機械設計への応用の可能性を示した。本報では、3次元クロソイド曲線の曲線としての幾何的特性を詳しく調査していく。

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同次処理を導入することにより,多面体ソリッドモデラの安定化を実現することができる.同次処理では除算をおこなうことはない.同次処理と可変倍長整数演算を組み合わせることにより,無誤差で演算をおこなうことが可能になる.また,同次処理では点と面の双対性を利用することができる.点と面に関する双対な処理を同一のプログラムで実現することができるため,プログラムの縮小,アルゴリズムの簡潔化といった利点が得られる.

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協調設計を行う際に,ある製品モデルを多数のユーザが読み出し·編集·保存した時に,他のユーザのデータとの整合性が失われる問題が生じる.これを防ぐために,1ユーザの編集部分を複数のユーザが同時に更新しないような排他制御を検討する必要がある.協調設計を行うために,製品モデルの部分形状による排他制御、さらに設計者が更新したフィーチャの拘束の伝播について検討を行う.

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2次元図面には、省略図や断面図など、簡潔な表現を用いることが多い。このような特質は、例えば自動3次元化の問題等においては、幾何学的でない理由で除外されてきたが、本研究では、人が図形を学習するように、コンピュータが図形を学習する手法を考案し、具体的な成果をいくつか発表する。

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本研究では、CADにより作成した形状に実際の金属の質感に近い金属光沢を表現させるために、レイトレーシングを用いての表現方法の検討を行った。この方式は、光線の経路を精密に追跡することで物体表面の屈折率、反射率、透明度などの情報を細かく表現することができるレイトレーシングを用いることで、形状の表面に金属特有の光沢や映りこみの表現を行い、実際の金属の質感に近い形状を表現する方法を検討する。

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In order to create artistic industrial products viewing from 3 dimensional points, which could not be achieved with the past design method, 3D-CAD system should be evolved into more instinctive system.

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デザイナは意匠設計の際,意匠性,機能性,コンセプト性を直感的に評価しながらデザイン解を模索する.しかし,デザイナの知識や経験を中心に創発されるため,その枠を超えたデザイン解を導き出すことは難しい.本研究は,意匠性と機能性の評価とともに,製品企画段階で示されている製品コンセプトに形状がどれほど適合しているかといったコンセプト性評価も同時に行う手法を提案する.そして,提案した手法をボトル形状のデザインに適用した,形状設計支援システムを構築する.システムの実行例から,多様性を持ちながらも高い総合評価を得た形状群が導出され,システムの有用性を確認した.

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筆者らは,断面スケッチから自動的に3次元形状を構築するシステムを開発してきた.一般的に,デザイナは,一つのスケッチ線を決定するために何本ものラインを描き,その中から満足度の高いラインを選び出している.このプロセスを筆者らが開発した3次元形状モデリングシステムでも可能とするために,本研究では,複数描いたスケッチ線の中から自動的にデザイナの満足するラインを抽出する手法を提案する.

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デザインの発想支援を目的とし,自由曲線どうしの類似を評価し,類似度を指定することにより自動的に類似曲線を構築する方法を提案する.曲率分布を調べ,自由曲線どうしの曲率の差異により,意図した曲率分布となる類似曲線を構築する.

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本研究は、デザイナーが発案時に描く手書きスケッチ画像を入力とし、3次元メッシュモデルデータベース内から、このスケッチに類似した投影画像を有するメッシュモデルを効率的に検索する手法を提案する。効率的検索のために、スケッチに描かれた輪郭画像に対しては複素フーリエ変換、内部稜線画像に対しては局所画素パターン符号化を用いてそれぞれ特徴量を計算し、それらの類似性に基づいて検索を行う。

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第1報、第2報では、キーフレーム法によって生成されるキャラクタのモーションに対し、生体が持つゆらぎを付加する方法について述べた。第3報では、アニメーションに多用される誇張された動作に注目し、キーフレーム法によって誇張された動作を生成する方法について検討する。

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前報では、テンセグリティモデルの静定計算の安定化や変形手法の拡張を目的として、静定計算アルゴリズムの改良や制御骨格による骨格変形を提案し、従来との比較に基づきその有効性を確認した。本報では、本手法の頑健性及び直観的な変形インタフェースを利用した新たな形状設計支援の実現を目的として、任意の三角形メッシュの切断シミュレーションを実現する手法を提案するものであり、本稿ではこの成果と有効性を論じる。

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工業製品の意匠デザインを3次元で直接行うことの重要性が認識されているが,従来の3次元CADは形状表現としてNURBS曲面を含んだ境界表現を用いているため,意匠デザインで必要な柔軟な形状操作が難しい.そこで本研究では陰関数で表現した新しい手法の球密度分布法を用いて意匠デザイン支援を目的とした研究を進めている.本手法により,デザイナーは容易に複数形状を組み合わせて滑らかな形状案を作成することができる.

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制御点ごとに与えた重みとガウス関数の標準偏差によって空間の変形を定義するGFFDでは、複雑な曲面を滑らかに変形することが可能である。本報ではこの利点を生かし、人体の関節形状を骨格の変形にしたがって変形させることで、直感的な変形が実現できることを示す。

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情報家電の開発において、開発期間を短縮するために、形状と挙動を同時に評価できる仮想3Dモデルの適用によるプロトタイピングは非常に効果的である。我々は、国際標準規格であるSTEPをベースとした形状·挙動連携プロトタイピングシステムを開発し、ベンダー非依存の形で挙動·形状データを幅広く活用できる枠組みを構築した。本稿では、このシステムの核である挙動モデル、及びそれを適用したアプリケーションを紹介する。

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近年,意匠設計における製品のエルゴノミクス評価の必要性が高まっている.本研究は,多様かつ高精度なデジタルハンドモデルを用い,最低限のユーザ·インタラクションによって基本把持姿勢を生成し,ユーザインターフェイスに対するハンドの挙動をシミュレーション·評価するシステムの開発を目的とする.本報では,システムの機能構成,及び基本把持姿勢生成機能について述べる.

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リバースエンジニアリングは測定データから数値モデルを構築する技術であるが,従来は,数値モデルの構築において,オペレータに対して幾何を認識するプロセスを要求していた.本報では,測定データとして,離散的位置および法線データを用いることにより,自動的に幾何関係を分析·認識するとともに,数値モデルとして構築する方法について述べる.

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光造形装置は試作開発の現場では、迅速、高精度精度、低コスト等のメリットから使用頻度が多くなってきているが、最終的な仕上げは真空注型、塗装にたよっているのが現状である。本研究は、試作現場の後工程に貢献するスケルトン、エナメルの指定色のダイレクト造形が可能な光造形システムの開発と指定色の色材の管理手法を報告する。

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従来,CG(Computer Graphics)での布地表現は,テクスチャマッピングという手法がとられてきた.この方法は拡大すると画像がぼやけ,質感を表現することができない.そこで,布地を構成している糸を一本毎から作成し布地テクスチャを生成,その3次元形状の布地テクスチャをソリッドテクスチャ方式でマッピングを行い布の質感を表現する.また,パラメトリック曲面に対してのマッピング方法を提案する.

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工業製品や金型等の表面にはテクスチャと呼ばれる三次元形状が付加されている。テクスチャはCGの分野でも用いられているが、細部の再現性に欠けてしまう。そこで本研究では、ユーザが表現性の高いテクスチャを簡便に生成可能な表面テクスチャCADシステムの試作を行った。本CADシステムでは、6つのパラメータを入力することにより、任意の表面テクスチャの生成、表示を可能にし、幾何学形状へのマッピングも可能にした。

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これからのものづくりでは、本来製品が持っている機能や性能を犠牲にすることなく、大幅に環境影響を削減することが要求される。このためには、循環型の製品ライフサイクルを実現する設計が必要となる。この設計例として、ユニット型PCが提案されている。本研究では、ユニット型PCを対象として、その環境負荷削減効果と経済性を動的に評価し、ビジネス可能性を検討する。

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リユースを伴う循環型製品の設計において,リユース対象ユニットに適切な長さの物理寿命を付与させておくことは環境負荷低減の点で重要である.本研究では,リユース対象ユニットおよびそれを内在する循環型製品に関する価値および需要の時系列変化がリユース対象ユニットの最適な物理寿命に及ぼす影響を考察する.そのために離散型シミュレーションモデルを構築し,最適な物理寿命分布に関する統計的性質を導く.

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近年,深刻化する環境問題を背景に循環型生産システムの構築が求められている.しかし,その根幹を担う製品ライフサイクル設計を行うには適切なライフサイクル戦略を行うことが不可欠である.そこで,本研究では製品及び部品単位の物理的な寿命及び価値的な寿命を推定し,それに基づいてライフサイクルオプションを決定する手法を提案する.また,携帯電話,乗用車,電気掃除機を例題として取り上げ,同手法の有効性を検証する.

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製品のライフサイクルにネットワークエージェントを適用し,実際の各部品に貼り付けるような形で部品個々を管理する部品エージェントシステムの開発を行っている.部品エージェントは,部品状態を監視しながらネットワーク上を移動することで,部品自身がその情報を管理する機能を実現する.本稿では,部品エージェントを用いて,消費者の製品に対する部品交換などの選好を考慮しながら,部品リユースを支援する手法を提案する.

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設備の構造および機能の解析に基づき,劣化とそれによって引き起こされる故障を解析することで,設備の構成品が持つリスクを算出する.このリスクに基づく構成品の重要度と適用可能な保全技術を考慮に入れることで,合理的なメンテナンス計画が立てられると考える.以上のメンテナンス計画の策定を論理的に行える解析手順を提案した.また具体的な事例として,駅に設置されたエスカレータに適用し,その有効性を評価した.

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製造拠点の中国への移転と、これに伴い拡大するエネルギー消費、廃棄物の増大により、アジア圏全体での持続可能性実現が課題となっている。本研究は日本の製造業において中国を中心としたアジア圏というグローバルな循環を前提として、その経済面、環境面での有効性を明らかにすることを目的とする。本報告では、現状のグローバル循環に関する研究を整理した後、簡潔なコストモデルをベースとした、われわれの研究方法を紹介する。

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製品をユーザ間で循環させる方法として中古市場活性化がある。中古市場活性化により、ユーザが購入する製品の品質と価格により多くの選択肢が生まれるだけでなく、品質要求に対して多様なユーザが存在する場合には、製品の設計寿命までその製品が使用される割合が高まる。本研究では、中古品の質、量、価格の3つの側面から中古市場を製品ライフサイクルの視点から分析し、中古市場が経済的に成立するための条件を明らかにする。

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With the increasing consumption of electrical and electronics equipment (EEE), waste of EEE has become a major source of the waste stream with huge environmental impact. Many countries have realized the importance to properly manage the WEEE and some have launched related regulations, such as HARL[1] in Japan, WEEE[2] and RoHS[3] directives in Europe. To reduce the economic impact of these directives on manufacturers and to sustain their competitiveness on the market, life cycle design of EEE is required. In this paper, an Artificial Nerve Networks analysis is employed to probe into the life cycle design of EEE taking into consideration of the environmental impact and economic cost, and compliance with the directives is discussed. [1] HARL: Home Appliances Recycling Law [2] WEEE: Waste from Electrical and Electronic Equipment [3] RoHS: Restriction of Hazardous Substances Directive

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従来、製品の分解順序は組立順の逆順で製品の形状に依存した順序である。しかし、部品を素材として再利用する場合には元の形状をとどめたままである必要はないので切断により効率的に分解できる可能性がある。さらに、材料の処理方法が変わる可能性があることから、部品情報は動的であるので、その時々に応じた切断部品候補を出力するシステムを開発する。

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循環型生産においては、市場から回収された中古製品を効率的に利用して製品の製造を行うことが重要となる。しかし、市場からの回収製品はその量や種類、品質などの変動が大きく、予測困難であることから循環型生産を効率的に実現するのは困難である。本研究では、このような条件下における適切な生産システムの運用条件を導出するための計算機シミュレーションならびに順逆工程統合型工場の概念設計とプロトタイプ試作を行う。

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著者らのグループは,セル生産システムを知能化,機械化して人間作業者を情報面,物理面の両面から支援するシステム“Attentive Workbench”を提案している.AWBの構成要素である自走式トレイ群は,物品の搬送を担当するが,搬送対象物の大きさや形によっては複数のトレイが集まって大きな形態を生成し,協調搬送を行う.この形態生成を効率良く行うヒューリスティクスを提案し,その有効性を検証する.

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本研究では,卓上作業支援システムAttentive Workbench(AWB)において,ユーザが必要としている物体を自走式トレイによってユーザの手元まで搬送するという支援を扱う.本稿では,ユーザの指差しから,必要としている物体を正確に推定するためのアプローチの一つとして,ユーザの過去の行為系列に基づいた自走式トレイの配置手法を提案する.力学的モデルを用いることによって,初期配置から大きな移動をすることなく誤推定率を低減するような配置が可能になった.

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人の生産活動の支援には,人の状態をモニタして支援状況にフィードバックすることが必要である.副交感神経活動は作業者の快適性や集中度の指標として用いられており,本研究室では呼吸位相領域での心拍変動を解析することで高精度に副交感神経活動を評価する方法を開発し,その有用性を示してきた.本報では本研究の作業現場への応用の観点から,作業下で用いることのできる高精度な測定,解析手法について検討する.

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機構の設計において、設計期間の短縮や開発コストの低減のためには、設計の初期段階において計算機上で機構の挙動を予測することが重要である。しかしヒューマンインターフェースなどの設計において実際の感触が重要となるが、これを計算機上で確認する手法が現在確立していない。本研究では機構の挙動を力覚で表示する手法の開発を行う。

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Conventional robotic behaviors are directly programmed depending on the designer′s personal experience. With this method, it is difficult to create new behavioral designs. In this study, the authors aim to establish a new method of designing robotic behaviors by operating underlying evaluation functions in mathematical forms that can generates behaviors in computer calculations. The characteristics of the method lie in the process of obtaining the evaluation function from a model behavior, which is opposite to the conventional process in which a predefined evaluation function generates the optimum behavior. This method is composed of two stages: (1) acquiring the evaluation function and (2) synthesizing the acquired evaluation functions and creating a new behavioral pattern from them. Our simulation shows that some evaluation functions of generating behaviors are synthesized using this method.

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既報において,手溶接作業における安全かつ能率的な技能習得に,複合現実感技術を用いたシミュレータが有効であることを述べた.シミュレータの習得効果やコストパフォーマンスをより向上させるためには,視覚呈示や聴覚呈示等のデバイス性能が被訓練者の動作に対してどのような影響があるかを検討する必要がある.本報ではその第一段階として,実作業とシミュレータ作業の動作を定量的に比較する.

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作業現場では効率の良い生産システム構築が求められており、作業管理が重要視されている。そこで、作業把握のために作業者の位置、方向が必要となるが、本研究ではBluetoothを用いて、屋内での人の位置、方向を検出する手法の検討、システムの開発と評価を行っている。近年小型化が進んでいる無線端末を固定局として屋内に配置し、ユーザーが持つ移動局との間で伝搬減衰を計測することにより、位置、方向の推定を行う。

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日常生活において個人に適切な行動支援等のサービスを提供するためには、日常的に装着可能なセンサによるユーザ状況認識が重要な課題である。そこでBluetooth通信機能を組み込んだ腕時計型運動計測装置及び足圧センサシューズを開発し、リアルタイムセンシングにより行動認識を行ない、その状況に応じてプッシュ型情報を提供するウェアラブルシステムを構築して、ユーザーの行動状況推定精度をあげるための検証を行った。

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現在ロボットや介護システムなどの分野において「ヒトに優しい」対話や動作という観点に配慮したシステムが開発されつつある。本研究では、人間の潜在的な感情要素に関与すると考えられる脳波信号を用いてアームロボット駆動するシステムを作成した。内在化した状態を動作として視覚化した場合の動作解析を2次元空間連続画像として解析し、空間周波数の時系列変化の観点から見る側の視覚的および心理的効果に与える影響について考察を行った。

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近年,これまでの規格開発の努力により,多数のSTEP規格が誕生してきた.しかし,STEP規格においては,EXPRESS言語による記述が必須となっており,STEP規格によるデータベース実装の妨げになっている.そこで本研究では,EXPRESS-UMLモデル変換ツールによってEXPRESSモデルからUMLモデルを作成し,データベースを実装する方法に関して,例題を通し有効性,問題点などを検討·報告する.

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製品データを交換するための製品モデル間の対応付けのためには、モデルの要素の間の基数関係も正しく対応付ける必要がある。本報では、正しい対応付けのための基数関係を表示する機能を実現し、データ変換仕様記述言語EXPRESS-Xコードを基数にも対応するように生成する機能を開発したので報告する。

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加工技術情報の標準的な情報構造とXMLでの記述方法、サイト連繋機能、溶接加工事例記述ツール等についてこれまで検討してきた。本発表においては、この溶接加工事例をデータベースに構築し,その利用手法について説明する。実際のユーザ現場での事例データベースの構築方法,筆者らが開発した事例データベースの構築とWeb公開方法,そして両方のユーザ利用について考察した結果を述べる。

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本研究は中小製造業を対象とした企業内情報のモデル化とそれに基づく情報処理システムの開発手法を提案する。我々はこれまで、ソフトウェア部品(コンポーネント)の組み合わせに基づくシステム開発環境の研究を進めており、提案手法では情報のモデル化とシステム開発とを効率化するコンポーネント群とデータ構造について述べる。さらに、本手法でモデル化された情報の共有と有効利用を実現した開発事例を紹介する。

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従来の加工データは加工と作業情報が分離しているため,情報の管理·再利用が困難であり,加工情報の統合と共有化が望まれている。本研究では加工情報の統合と共有化を目的とし,前報ではフィーチャベースで加工,環境情報を記述するCNCデータモデル(ISO14649)を利用し,さらにXML表現に対応したCNC加工システムを提案した。本報は製作した加工システムを検証し,その有用性ついて検討する。

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既知の知識のみからでは解を導出困難であるような創造的設計においては、新たな知見の導入や発想により、知識の拡張をすることが必要となる。著者らはこれまでに創造的設計を総合的に支援する計算機環境の開発を目指し、前報では、意味に基づく知識処理を実現するための知識スキームを提案した。本報では、前報で提案した知識スキームに基づく、RDF/XMLを用いた知識記述形式の提案を行う。さらに提案形式により知識記述を支援する知識エディタの実装状況を報告する。

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既知の知識のみからでは解を導出困難であるような創造的設計においては、新たな知見の導入や発想により、知識の拡張をすることが必要となる。著者らはこれまでに、創造的設計を総合的に支援する計算機環境の開発を目指し、アナロジーによって複数の異なる知識群間において新たな知識を獲得するための知識統合手法の提案を行ってきた。本報では、知識の意味を考慮した構造的類似性判定を実現するために、深層格による知識表現に基づく概念のマッチング手法を提案する。さらに本手法を実装したプロトタイプにより、その妥当性·有効性を検証する。

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本研究室ではSOMを用いで文章の類似検索を行なっている。単語の属性は日本語語彙体系を用いて、2715次元の属性値を与えている。この属性数を使用度の少ない属性を切り捨て、問題点の処理時間の削減を行なう。これまで文章の類似度を単語の頻出度で求めていたが、ここに構文解析を用いて係り受けを考慮する。解析した文章をXMLで記述し、これを文の単位でまとまった構造にし、文単位での文章のSOMによる検索を試みた。

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