製造拠点のグローバル化や製品モデルの多様化に伴い，動画を組立作業指示に用いて製品の品質を確保する動きが高まっている。しかし組立順序の設計を伴う組立動画の考案と作成の時間は，モデルの部品点数に対し階乗的に増大する。これに対しCADの部品間のアセンブリ拘束関係と部品の配置関係から組立順序と組立運動を高速生成する技術を開発した。生成した組立順序から組立動画スクリプトに自動変換し作業指示として実用化した。

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設計改善のための厚み評価方法を提案する。プラスチック部品の射出成形では，部品形状の厚みに不揃いがあると，成形時にヒケと呼ばれる歪を生じたり，湯が十分に回らない等の問題が生じやすい。これらを事前に回避するために，立体モデルの内部に球を配置することにより厚みを定義し，さらに立体モデルにおいて指定値よりも厚い部分を分類表示する技術を開発した。実際にプログラムを作成し計算実験を行うことで，本技術の有効性を検証した。

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本研究では，３次元形状の動的な状態を４次元空間中の静的な形状とした４次元メッシュモデルを提案し，サイバーフィールドの構築とその応用を目的とする．本報では，膨大な構成要素からなる４次元メッシュモデルを限られた計算リソースで利用するために，４次元メッシュモデルのストリーミング形式化を行う．また，現在の４次元メッシュモデルは必要以上に細分化されているためメッシュ単純化により計算リソースの低減を図る．

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本研究では，サイバーフィールド構築のための，4次元形状モデリング手法の開発を目的としている．本報では，3Dシーンアニメーションが発するOpenGL描画命令から，シーン内の個々の物体のボクセルモデルの分離生成と，異なるフレームのボクセルモデル間の対応付けによる物体ごとの時系列ボクセルモデルの生成手法を提案する．また，ボクセルモデル生成負荷低減のための分散システムを構築したので報告する．

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多面体間の干渉判定は，コンピュータアニメーション，ゲーム，CAD等で頻繁に用いられる重要な技術だが，ポリゴン数が増加すると判定に膨大な時間を要することが問題となっている．この問題を解決するために，粒子法とGPUを利用した高速な判定アルゴリズムの開発を進めている．本手法では，多面体の表面を覆う粒子群を定義し，各粒子とそれと交差するポリゴンの関係付けを行う．GPUを利用して粒子間の干渉を高速に判定し，その結果に基づいて干渉するポリゴンを絞り込むことで，ポリゴンデータだけに基づいて干渉判定する場合と比較して計算時間の短縮が可能となる．

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3次元光学式非接触スキャンをした際，表面スキャン点群の中にある「異常値」と呼ばれる予期しない点を，L1誤差最小化により自動的に判別し，除去する手法を提案する．従来のこの様な自動除去手法には最小二乗法を用いた手法などがあげられる．それらの手法では異常値以外の本来の形状までも変形してしまう．そこで，本手法では異常値に影響の少ないL1誤差最小化を採用する事により，より正確な異常値除去を可能にする．

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近年，CADモデラーは広く普及しているが，国産のカーネルを用いた製品は減少傾向にある．さらに，プラットフォームに依存しているソフトウェアも多く，開発効率の低下も危惧される．そこで本研究では，3次元CADデータの汎用中間ファイルフォーマットであるIGES形式のデータを入力データとするプラットフォームに依存しないオープンなCAMカーネルの開発を目指している．本報ではそのシステム概要について報告する．

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Given a 3D surface mesh M and its corresponding tetrahedral mesh (tet-mesh) T, a novel approach based on graph cut is developed to compute the segmentation of the model T into non-overlapping and compact components with perceptual meaningfulness. The algorithm is simple to implement and completely automatic,and generates a binary tree of components in which the root is the whole 3D tet-mesh T and the leaves are all meaningful sub-tet-meshes. The approach is implemented top-down by partitioning a component into two parts each time until each part is a perceptually meaningful component.

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プラントを計測した点群の中から特定のパターンを持つ規格品を検出し、その位置と寸法パラメータを同定する手法を開発したので、その手法について報告する。

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Bilateralフィルタはその簡単さと特徴保存機能により近年非常に注目されている．本研究では，入力画素数に線形比例する計算量で，Bilateralフィルタを精度保証付きで近似する新しい高速計算法を提案する．本計算法は次元拡張と高速ガウス変換に基づいている．本計算法の応用としてノイズ除去とHigh Dynamic Range画像合成の結果を紹介する．

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近年のデジタルエンジニアリングにおける、物体の三次元計測データからの表面再構成の手法は、データを単なる点群と解釈して処理してきた。最近普及しつつあるライン式三次元レーザースキャナでは、データは点群でなく折れ線群として出力される。従来手法では、これらの折れ線群も点群として処理してきた。本研究では、折れ線群を点群としてではなく直接処理を行う、高速かつ高精度な表面再構成に関する手法を提案する。

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本論文では，構造解析を模した，X線CT画像上での，セグメンテーション手法を提案する．対象領域に対し，輝度値から物性値を見積もり，これを用いて引張り試験を模すことで，構造的に弱いひずみの大きい箇所を見つける．そして，ひずみの大きい部位を境界面と見做すことで，セグメンテーションを行う．本手法では，従来困難であった，輝度値の変化の少ない画像においても，セグメンテーションを有意な箇所で行える．

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非接触３次元計測機の発達により，メッシュモデルから整形された高品質な3DCADモデルを再構築するリバースエンジニアリングが重要となっている．本研究では，3次元形状のCADモデル構築によく使われる回転型フィーチャをメッシュモデルから自動的に認識し，その定義データを抽出することで，設計者がCADシステム上で定義する場合と同様に定義された高品質なフィーチャ認識型3DCADモデルを構築可能なアルゴリズムの開発を目的とする．

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設計初期段階での決定は製品ライフサイクルの後の段階に大きな影響を与えるため，その段階で意味のある解析を行い設計指針を得ることが重要である．既存の設計初期段階での変形解析手法は連続体解析に基づく手法がほとんどであり，破壊等を伴う解析への適用は難しい．本研究では，連続体から不連続体までの挙動を統一的に解析可能な個別要素法を用い，設計初期段階において変形挙動解析を行いながら形状生成を行う手法を提案する．

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複合加工機用CAMシステムはいくつかあるが，たとえば工具経路を生成するために部品を一つずつ選択しなければならないといった問題があり, 加工プログラムを作成するのに時間と労力がかかる．そこで本研究では自己干渉を考慮しつつ，3次元CAD上で定義された素材形状・目標加工形状を使うことにより，ターニングとミリングにおける工程設計を行い，5軸制御を考慮した加工プログラムを自動的に生成するCAMシステムを開発した．

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消費者ニーズの変化に伴い製造分野においても製品の多様化，複雑化が求められ，複数の自由曲面で構成された製品形状が増えている．本研究では，このような形状に対し加工対象となる領域を分割し，分割領域単位での加工を実現したことで，工具経路算出時間の短縮が可能となった．また，加工中の工具姿勢変化を加工対象となる形状全体で考慮したシステムを開発したことにより，様々な形状に対し，良好な加工結果を得ることができた．

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プレス金型設計のために、製品データに開いた穴を埋める必要がある。従来穴埋め面は周辺面との接続性条件から、数学的に曲面式を求めていた。しかし、作られる形状に物理的な根拠がなく、適さない形状を作ることもある。我々は、製品の穴周辺に鋼板を押当てて作られる形状が、プレス金型の穴を埋める面に適していると考え、鋼板の変形をCAEシミュレーションにより求め、その結果から曲面を作成する手法を考案し、実現した。

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本研究ではこれまで，大規模・複雑な形状モデルの直感的理解を目的とした，3次元ユーザインタフェースを用いた部分切断モデル表示システムを提案してきた．本報告では，時間コヒーレンスを利用したモデル情報の部分更新，並びに，注目部分からの距離と切断部分の移動速度に基づくモデル単純化による，部分切断モデルの生成・表示の効率化手法を提案する．

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機械部品のCTデータの計算機処理においては，CT値に基づいて部品の材質の構成を正しく把握することが必要である．そのための従来手法として閾値処理やフィルター処理などが挙げられるが，それぞれに問題点がある．本研究では，機械部品の2次元CT画像において，エッジ点抽出と拡散を組み合わせることにより新たなマルチマテリアルセグメンテーション手法を提案する．

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金型は磁性工作物であることが多く，磁気研磨によって仕上げを行う場合，強磁性材粒子が工作物表面に磁気吸引されて残留するなどの問題点が指摘されている．更に，磁性工作物の溝内面研磨においては，強磁性材粒子が溝エッジ部へ集中することによって，溝内面の研磨が不十分になるという問題がある．本報では，溝内面における磁気研磨特性を明らかにして，各種溝内面の研磨メカニズムについて考察した．

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本研究では磁気混合流体を用いた平面研磨における表面粗さや研磨量，断面曲線に及ぼすパルス磁場周波数の影響を調べた．その結果，磁場周波数が0.1Hzの場合，研磨量の割合が高く，断面曲線においても半径方向に広い範囲で平滑化されことがわかった．

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The purpose of this study is to find out an effective method to elevate the surface precision and homogeneity by improving the polishing trajectory of magnetic brush. Plane magnetic abrasive finishing is a kind of precise polishing method which uses the magnetic abrasive particles as the cutting tool. The moment of magnetic brush is a key factor affecting on finishing results, while movement is relatively simple in conventional process. In this paper complex polishing trajectory of magnetic brush has been modified and studied by use of newly designed experiment device. The linear movement of workpiece, the rotation and revolution or movement in XY coordinate plane of magnetic brush can be realized by this device. In comparison with conventional method, variation regularity about surface roughness and the material removal are been studied. According to experimental results for polishing trajectory of magnetic brush, a lot of characteristics have been summarized. The results show that studies on polishing trajectory of magnetic brush are more valuable and the experimental researches are consistent with theoretical analysis. In addition, the accuracy of plane magnetic abrasive finishing can be elevated in terms of the reasonable planning for polishing trajectory of magnetic brush.

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高周波発信器用水晶振動子など水晶デバイスの需要の高まりとともに，極薄水晶ウェーハの能率的なダメージレス加工法が求められている．本研究では，磁気感応性流体の一種である磁気混合流体（MCF）に砥粒を混合したスラリーを作成し，ディスク状磁石外周面に吸着させて水晶ウェーハに押し当てて回転させることにより，半固定砥粒による水晶ウェーハの薄片化加工を試みた．本報では，本加工法の基本的な加工特性について報告する．

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複雑な加工形状を持つ機能部品の加工誤差を解析するために，物理モデルを測定して得られた測定点群から数式モデルを構築するリバースエンジニアリングが活用されつつある．本研究では，測定離散点群から数式モデルを自動で構築するシステムの開発を目的とし，以下の４つの手法を提案する．(1)測定誤差の平均化，(2)測定データの三次元格子化，(3)形状に応じた格子点のセグメンテーション，(4)NURBS曲面構築

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リバースエンジニアリングの重要課題であるセグメンテーションについて、我々は平面プロキシを使うことでＣＡＤモデリングに近い面構成を得ることができた。本報告では新たに（擬似）曲面プロキシを導入することによって、(1)誤差計量の最小化法によって出来たセグメントパターンの検証、(2)生成曲面の削減効果の２点について取り上げる。

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部品点数が数千点に上るような大規模アセンブリＣＡＤモデルの読み込みには莫大な時間がかかるため、モデルの軽量化が必要となる。本研究では、形状特徴毎に可視率を算出し、閲覧上不要と判定されたアセンブリモデル内部の部品、形状特徴を削除することでモデルを軽量化する手法を提案する。今回の報告では,可動部品の位置・姿勢変化後の可視性変化をも考慮し、モデルの外形形状を不変に保つ軽量化手法を報告する。

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現在，製品の設計分野において，開発・設計の上流から一貫して3次元CADモデルを用いることによる効率化が要求されている．製品の構想設計や工程設計では，3次元モデルの類似検索が有効である．よって，3次元CADモデルのアセンブリ構造を特徴として抽出し，構成部品毎の特徴と組み合わせることにより，アセンブリ間の類似性評価手法を提案する．本報では、アセンブリの検索性能を向上させ，前報との比較を行う．

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三次元CADシステムは優れた形状定義機能を有しているが，三次元CADシステムの活用においてはシステム操作や形状定義手順に多くの意識が割かれるため，設計者の発想が阻害されることや，操作が簡単ではなく熟練を要する点が解決すべき課題とされている．そこで，本研究では，設計プロセスの構想段階から活用できる設計者の発想を阻害しないスケッチ入力を基礎としたCADインターフェースが提案する．

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製造業において3次元CADソフトが広く利用されている。現在，3次元CADソフトには様々な機能が追加され，多機能化が進んでいる。そのため，コマンド数が膨大になってきており，ユーザーが所望のコマンドを見つけにくくなっている。本研究では，学習機能によりユーザーの操作履歴を学習し，同ユーザーが次に選択する可能性の高いコマンドを画面上の選択しやすい位置に表示できる３次元モデリング支援ソフトを開発した。

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自動車内装部などの表面には，見栄えや触感の向上，滑り止めなど様々な目的で絞が施されている．本研究では，絞デジタルデータを用いた切削による加工を目的とする．ポリゴン化した形状データに対しCGの技術であるImage Quiltingを3次元に拡張Displacement mappingを施すことにより絞を生成し，切削加工により製品の金型へ絞形状を付与するシステムを開発した．

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本研究では，プラスチック製品の加飾法の一つである革シボについて，そのデザインから加工をコンピュータで支援する方法について検討している．本発表では，現状技術のレベルを見るためのフィージビリティースタディーを行ったので，それについて報告する．ここでは，シボの凹凸データを合成し，高品質表示を行い，さらには金型の直彫り加工によって試作品を作成した．

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本論文は，木目模様をデザインするためのデジタルシステムの開発について述べている．前報までに提案した自然環境条件を基にした樹木の生長シミュレーション技術と線分電荷を用いたデジタル樹木生成技術を基礎とし，実用化に堪えうるより自然な木目模様を生成するために，より精密なデジタル樹木構築の方法を提案し，それに合わせて実用化に向けたデザインシステムの構築を行い，そこから得られるデジタル木目模様を検証する．

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前報では、本手法における形状モデリングの操作子となる骨格について、疑似的な剛性を表現するための計算モデルとシミュレーションアルゴリズムを提案し、有効性を示した。本報では、シミュレートした骨格から三角形メッシュの表面形状を設計するためのアルゴリズムを新たに提案し、その有効性を論じる。本手法では、これらを組み合わせることで、骨格に基づく直観的なメッシュモデリングを実現する。

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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，製品の把持操作姿勢を求め，UI操作時の手指動作をシミュレーションするシステムの開発を目的とする．本報では，動力学シミュレーションを用いた新たな把持姿勢生成手法を開発したので報告する．

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人間の手は製品の把持や操作を行う為，手の構造・動作を高精度に再現可能なデジタルハンドモデルは製品の仮想エルゴノミック評価に有用である．本報告では，MRIから手骨と手表皮を抽出すると共に，手指の運動と表皮の形状を再現するデジタルハンドの手骨リンクモデル及び表皮変形モデルを構築する手法について新たに提案する．また，デジタルハンドと製品モデルを用い製品把持時接触面を高精度に再現する手法を提案する．

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本研究では動物などの毛皮を３次元CGによるリアルタイムアニメーションとして表現することを目的とする．従来のシェル法を用いた毛皮の表現に対して，毛の揺れ，柔軟性、癖付けなどを考慮した毛皮の運動モデルを導入することで，動物のCGモデルをよりリアルに表現することができる．本手法を用いたシステムを実装し，実験によりリアルタイム性および，描画品質の評価をおこなう．

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前提条件の異なる複数のサブシナリオを記述することは，様々な将来を描くという点で持続可能社会シナリオにとって本質的に重要である．本報では，前報までに定式化したシナリオの根拠を用いて，既存のシナリオにおける新たなサブシナリオの作成を支援するための手法を提案する．すなわち，既存シナリオの根拠として抽出される前提条件を部分的に変更することにより，異なる結論を持つサブシナリオを容易に作成可能とする．

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これまでに持続可能社会を描いたシナリオ作成手法が数多く提案されてきたが，計算機支援されていなかった．そのため本報では，シナリオをトップダウンで作成するための支援方法論を提案する．シナリオの基本構造を表現するための方法として，因果ネットワークを用いる．この因果ネットワークの詳細化過程としてシナリオ作成プロセスを定式化する．これによってシナリオを効率的に作成することができる．

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循環型社会の実現に向けて，環境調和型製品を提供することが重要となる．そのために，製品にサービスを付加して製品サービスシステムとすることやその提供方法の変更が効果的である．しかし，製品サービスシステムと環境負荷削減の関係は必ずしも明らかでない．本講演では，製品サービスシステムと環境負荷削減方法をそれぞれ分類し，それらの関係を明らかにすることで，環境調和型製品サービスシステムの設計法の提案を行う．

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ライフサイクル設計においては，製品のライフサイクル戦略を決定した後，その戦略に基づいて製品設計を行うことが有効である．一方でライフサイクル戦略もまた，製品の機能や構造，素材，寿命などと整合性の取れたものでなければならない．本研究では，ライフサイクル戦略を実現するように製品設計を行うための設計環境を提案する．3DCADをベースに製品設計とライフサイクル戦略策定，およびそれらを評価するための環境を構築する．

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工業製品の製造において、使用済製品から取り出した部品をリユースは、新品部品を使用した製造よりも環境負荷の低減に有効である。一方、持続可能な成長のためには、効率の概念の考えに基づいた環境効率を向上させていくのが大事である。本研究では、工業製品がクローズドループおよびオープンループで循環していく場合を想定し、リユース部品の物理寿命分布が環境効率に及ぼす影響を調べ、最適な物理寿命分布について考察する。

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本研究は、家電製品のライフサイクルにおける消費者の分解の可能性について調査したものである。更に、分析結果に基づき、家電製品の分解性設計への要求事項についてまとめたものである。

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本研究では日本に広く自生し成長が極めて速いことから持続再生産可能な材料として注目されている竹に注目し，これを応用したサスティナブルな生産システムを提案している．前報では，マシニングセンタを用いた高品質竹繊維の抽出工程において，機上計測を用いることで繊維抽出の高能率化を図ることができることを明らかにした．本報では，得られた竹繊維のみを用いてホットプレスにより自己接着成形体を製造した．

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本研究では，コストの削減，装置の小型化や簡略化を目指し，遊離砥粒を用いない小型超音波衝撃加工装置を製作し，それを用いた加工法の可能性を検討した．高速で振動させたダイヤモンド工具を直接ガラスに押付けることにより超音波加工を行う装置を開発した．実験結果より，静荷重，工具の振幅，工作物の送り速度などの加工条件が加工表面の形状など，加工特性に及ぼす影響が明らかなった．

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ダイヤモンド電着工具によるガラスの穴明けでは，加工くずの排出がスムーズに行われないと目詰りとなりスラスト抵抗が増大する．本研究では，加工液に超音波振動を付与することにより加工穴底部でキャビテーションが発生することに注目し，超音波キャビテーションを加工くず排出に応用した穴加工について提案している．本報告では，同効果を付与する専用装置の開発と，ガラスの穴明け事例について報告する．

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タンタルは非常に高い耐食性や高温強度，生体への適合性等の優れた特性を有するため，近年需要が増加している．本研究では微小径ドリルによる切削性を評価するため，超音波スピンドルを使用した超音波振動切削と慣用切削について比較実験し，超音波振動の付加による切削性の向上について検討した．

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周波数41kHzで工具軸方向に超音波振動しながら2万min-1以上で回転する超音波スピンドルを用いて，ガラス，セラミックスおよび超硬合金などの硬脆材に対して微細な穴，および溝加工を行った．その結果，超音波振動を援用することにより加工能率や加工精度が向上することを明らかにすることができた．

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本研究では、超音波楕円振動切削を利用し、鉄鋼材料の三次元内部情報を自動的に取得するシステムを開発した。鉄鋼材料の鏡面状断面を超音波楕円振動切削法により創出し、その断面を顕微鏡により観察する。この観察を多断面に渡り行うことで内部構造の三次元データを取得する。断面生成と観察はすべて自動運転で高精度に実施可能である。本システムにより、ミクロン精度の分解能で介在物と亀裂の観察を行ったので報告する。

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工具剛性の高いと考えられる負のすくい角の工具を用いて、超音波加振ヘール加工をSKD材の加工に適用した場合の効果について残留応力の改善効果に関して検証した。

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鋼材の超音波振動旋削（外丸削り）を行って、被削面に圧縮残留応力が発生することを示し、その原因が超音波振動無付加の旋削と比較して歪速度が大きいことによる降伏応力の増大、切削温度の低下による引張応力の低下、および超音波振動するバイトの被削面に垂直な付随的な振動モードによると考察した。また、この圧縮残留応力は錆発生の抑制につながると考察した。

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