本研究は三次元物理空間内に移動ロボットを複数モデリングし，複数ロボットによる様々な協調行動を獲得することを目的とする．自律移動の行動獲得には，人間の脳を模倣した人工ニューラルネットワーク(ANN)を採用し，そのANNのニューロン間のシナプス結合係数の最適化に遺伝的アルゴリズム(GA)を採用する．提案手法の有効性を確認するために数値シミュレーション実験で検証する．

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本研究は三次元物理空間の陸環境内に四足生物モデルを生成し，その生物モデルの様々な動作を自律的に獲得することを目的とする．自律行動の獲得には，人工ニューラルネットワーク(ANN)，歩行制御に神経振動子(CPG)，パラメータ調節に遺伝的アルゴリズム(GA)などを適用する．提案手法の有効性を確認するために数値シミュレーション実験で検証する．

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CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)はその高強度さ故に工具摩耗が著しく，現在は主としてダイヤモンドコーティング工具が用いられている．本研究では，ダイヤモンドに比べて安価なDLC(Diamond Like Carbon)コーティングエンドミルを用い，切れ刃への負荷が小さい強ねじれエンドミルによる傾斜切削の有効性を検討している．実験はDLC膜厚が仕上げ面性状に及ぼす影響をダイヤモンドコーティングエンドミルと比較しながら検討している．

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近年，航空機や自動車分野において炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の需要が増加している．これにともなって，トリミングや穴あけなどに関する研究が多く報告されているが，工具摩耗やバリ，熱影響による機械的特性の低下などを考慮した複数の加工が可能な多用途切削工具は未だ存在しない．そこで本研究では，エンドミルにダイヤモンドやcBN粒子を電着した新しい工具を試作し，CFRPの正面切削実験を行うことで，その有効性を示した．

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炭素繊維強化プラスチックのエンドミル加工では，繊維配向と工具送り方向との相対角度によって切削力などの切削特性が変化するため，仕上げ面品位の制御が難しい．本報では，繊維配向に起因する切削特性の異方性を考慮した二次元切削データを用いて，繊維の配向が一方向の炭素繊維強化プラスチックに対して，エンドミルの送り方向を変えたときの切削力をエネルギ解析法によって予測した．

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本研究は，撮像式の機上工具測定システムによる振れ測定方法を提案する。使用するシステムは，主軸エンコーダのZ相信号を利用した回転同期高速シャッター方式を採用する。この測定のために，三分探索を応用した切れ刃位置の探索方法を考案した。この振れ測定方法は，工具の取り付け角度に特段の注意を払う必要がなく，測定時間が5秒以下と短いため実用的である。

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ボールエンドミルの振れ回りを考慮して加工誤差と表面粗さを計算する時間領域のシミュレーションモデルを開発した。回転中の工具のシルエット画像を用いて振れ量と振れ方向を測定し，解析と実験により検証した結果，断続切削の高調波ではない回転周波数の高調波が，機械構造の伝達関数の実部が最小値となる周波数に近い場合，切れ刃間の振れが増大し，表面粗さが悪化することが分かった。

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ボールエンドミル加工の切削過程を理論的･実験的に解析することで，加工誤差の小さい切削方法を検討している．本研究では凹･凸球面における走査線加工について研究を行い，種々の切削条件で加工誤差を調べた．その結果，凹･凸球面とも切削位置やピックフィード方向によって加工誤差に大きな違いがあり，切削方法を適切に設定することで加工誤差の小さい高精度加工が可能になることが明らかになった．

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本研究ではラジアスエンドミルによる傾斜面加工における仕上げ面粗さについて幾何学的解析と検証実験を行ったものである。前報では等高線加工について検討を行い、実験結果との比較により解析方法の妥当性を明らかにした。本報では走査線加工について幾何学的解析ならびに検証実験を行い、前報と同様に理論値と実験値に基いて解析方法の妥当性を明らかにしている。

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本研究では，高能率で高精度なマシニングセンタ加工を目指すソフトウェアの開発を行っている．具体的には，マシニングセンタに読み込むNCデータから工具経路の直線部とコーナ部を識別し，さらにコーナ部の凹凸と各コーナの曲率半径を求め，そのコーナ半径に応じた最適な送り速度に変更できるソフトウェアを開発した．加工現場で使用されているNCデータで検証した結果，切削時間が85%に短縮できた．

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微細金型の高精度化や複雑形状化，低コスト化などを実現させるべく，金型用焼入れ鋼の極小径エンドミル加工の高度化に取り組んでいる．本研究では，底刃と外周刃が切削に関与する段切削時において，加工の不安定要因となった工具底刃の損傷を抑制させるため，工具形状に着目し，刃先ギャッシュ付き工具及び左ねじれ工具（右刃）を試作し，検討を行った．

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薄肉リブ形状のエンドミル加工は被削材剛性が低くなるため、びびり振動が発生しやすく、加工精度と加工効率の改善が求められている。本報ではアルミ合金の薄肉リブ形状の切削加工において、切削部周囲に切削液を冷凍固化することによる加工能率と加工品質の優位性を実験的に示す。また極低温チラーを用いたコールドチャックを試作し、薄肉リブ形状を加工した結果、高さ15mm、板厚0.4mmの加工ができたことを示す。

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チタン合金の切削加工では鋼材の切削と比較して生産性が低いだけではなく、潤滑油の性能や工作機械の剛性などの諸要因が加工性能に大きく影響を与えるため、適切な切削条件の設定が困難である。本研究では、チタン合金のエンドミル加工における切削抵抗の大きさ・方向と工具摩耗との相関に着目し、工具摩耗の進行を切削抵抗解析により予測し、適切な切削条件を効率良く探索できる手法を確立することを目的とした。

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　傾斜プラネタリ加工とは，工具を傾斜させて偏心した後，工具主軸の自転運動と偏心軸による公転運動を合わせて穴あけを行う加工方法である．利点として，通常の穴あけ加工に比べて，ばりや層間剥離が少ない点，切削力が低減されることが挙げられる．先行研究では，CFRPに対して実験計画法により最適加工条件を明らかにした．　本研究では，実験計画法を用いてチタン合金(Ti-6Al-4V)に対する最適加工条件を求める．

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放電加工において，電極材料は加工速度や電極消耗などの加工現象に影響を与えることが知られている．一方，放電加工は，絶縁性の加工液中で極間距離が数十umと非常に狭い空間で生じる現象であることから，放電現象の直接観察は非常に困難である．そこで，本研究では，導電性，光透過性を有するSiC単結晶材料を用いて放電加工を行い，SiCを通して極間の様子を観察し，電極材料を変化させ，放電発生位置の分布を調査した．

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放電加工では，加工液に一般的に放電加工油または脱イオン水が用いられる．両者では，加工速度は脱イオン水を用いた方が速く，加工面性状は放電加工油の方が良好であることが知られているが，その要因は未だに解明されていない．そこで，本研究では両加工液中で単発放電，連続放電を行い，両関係を調査した．さらに，透明体電極を用いて極間を直接観察し，加工液が加工特性に及ぼす影響を調査した．

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放電加工では，加工液が気化して生成した気泡が，連続放電中の極間の多くを占めることが知られている．この気泡は放電ごとの極間の冷却を妨げ，加工の安定を損なっている可能性がある．そこで，本研究では加工液を大気圧以上に加圧する加圧放電加工法を開発し，気泡体積の減少による加工特性の向上を図っている．本報では，単発放電時の気泡挙動を電極側面から観察し，圧力が気泡挙動に与える影響を調査した結果を述べる．

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超硬合金を放電加工で成形すると，加工面に微小穴やクラック等の表面欠陥層が形成され，金型の早期破損の原因となる．この対策として，本研究室では形彫り放電加工機上で表面欠陥層を完全に除去することのできる技術を提案している．本研究では，形彫り放電加工において重要となる，電極形状の工作物への転写性に着目し実験を行った．

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超硬合金における炭化タングステンの粒径(以下WC粒径)は，その機械的性質に大きな影響を及ぼす．しかし，WC粒径が超硬合金の放電加工にどのような影響を与えるかについては，解明が不十分である．そこで，本研究ではWC粒径が加工特性や加工機構に及ぼす影響を調べることを目的とした．具体的には，微粒・粗粒タイプの超硬合金の加工速度を調べ，粒径による加工機構の違いを明らかにした．

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Si3N4セラミックスにナノカーボンストラクチャを配合した材料は機械的強度や靱性が向上するとともに導電性が変化する．また，SPSによる作製によって異方性が生じる．そこで，本研究室ではSi3N4複合材料の放電加工特性に対し導電率と異方性が及ぼす影響を調べることを目的とした．Si3N4複合材料に対し放電加工を行い，補助電極の有無による加工特性を比較した．結果，放電加工特性は被加工物の導電率に依存することがわかった．

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本研究では，新しい放電加工仕上げ技術として，高い耐食性を有するクロム粉末を用いたクロム粉末混入放電加工によって加工面へのクロム含有層の形成を試み，その加工面の表面特性について実験的検討を行った．まず，クロム含有率および表面性状等を考慮し最適加工条件を求めた．そして，その最適加工条件により加工を施した放電加工面において，表面硬度，撥水性，および耐食性の向上を評価した．

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計測時間の短縮，S/N比の向上のため，中性子ビームを高精度に集束する素子が求められている．我々は，電解加工領域を局所化できる吸引ノズル型電極を数値制御走査することで，中性子集束用非球面金属ミラー基盤をサブミクロンオーダの形状精度で創成するプロセスの開発を目指している．本報では，数値制御電解加工および表面粗さ改善プロセスにより400ミリ長楕円面ミラー基盤を作製した結果を報告する．

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電解液ジェット加工は，電解加工の一種であり，電解液をノズルから噴出し，噴流直下のみを選択的に加工することができる．ノズルを走査させることで，任意形状を加工することができ，高電流密度下では表面粗さのよい光沢面が，低電流密度下では微細な凹凸を持った加工面を得ることができる．本研究では，機能性表面を局所的に形成し，工作物，電流密度，電解液を変化させ，加工面の表面特性の評価を行った．

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In this paper, a novel electrochemical machining (ECM) method to create holes with complex internal features was presented, in which a tool electrode with non-uniform surface resistance was adopted to shape the inner surface of the hole. The modeling and simulation of creation process of hole with complex internal features was carried out to investigate the electric potential distribution on the electrodes′ surface and in the electrolyte, and the evolution of the shape of inner surface of the hole. Effect of surface conditions of the tool electrode on the shape of the inner surface was also discussed. A prototype of the tool electrode with non-uniform surface resistance was fabricated to verify the feasibility of the proposed method. Simulation results showed that the proposed ECM method has the potential to create holes with complex internal features with relatively simple control system.

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電解加工は機械加工が困難な材質においてなめらかな表面に仕上げられることが一つの大きな特徴である．しかし，電解加工中に起きる放電がその表面性状を悪化させてしまう．透明な半導体であるSiC単結晶ウェハを電極に用い，極間を直接観察することで電解加工中における放電現象を解明する．

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電解加工は電解液中で加工を行うため，加工精度が低い．しかし，本研究室が提案した電解液吸引工具を用いて加工を行えば，工具直下以外の領域では電解作用が生じない．このため，加工精度の向上が期待できる．本研究では，電解液吸引工具を用いて深穴加工を行い，加工精度を調査した結果を報告する．

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This report describes a servo feeding control system used in micro electrochemical machining with the electrochemical induction feeding method. In the previous study, it was shown that the electrochemical induction feeding method developed by the authors can easily obtain ultra-short pulse duration voltage by using a feeding capacitance to couple a pulse power with electrodes. In order to avoid short circuit in the several micrometers working gap with the ultra-short voltage pulses, a servo feeding control system was developed according to the characteristics of electrostatic induction feeding method. The design principle and machining characteristics of the servo feeding control system will be investigated in this report. Experiments showed that with the servo feeding control system stable machining can be obtained without short circuit occurring, and much deeper micro-holes can be machined with good accuracy and without tool wear.

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レンズアレイ型の製造は，切削または研削を用いて，要素レンズを１ずつ創成加工するのが一般的である．このように機械加工で多数のレンズ形状を創成するのには長い加工時間が必要であり，効率化が求められている．そこで，我々は，放電加工によって金型の要素レンズを一括で高効率に創成すること検討している．本報では、新たに球電極を提案し，球面レンズアレイ型の放電加工実験を行ったので報告する．

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放電加工機主軸に電極球をつり下げ，工作物を傾斜させて曲がり穴を加工する技術において，従来のワイヤに加え，チェーンおよび箔でつり下げる方法を試み，加工特性を比較した．直径5.5mmのCuW球を線径0.35mmの銀チェーンないし厚さ0.01mmの銅箔でつり下げた場合，加工条件を最適化することでZn合金に30mm以上の穴加工を行うことができた．工作物を傾斜させて曲がり加工を試みたところ，チェーン，箔は柔軟にたわみ，45°の曲がり穴が加工できた．

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油空圧機器の管路の形成には一般にドリル加工が利用され，管路の形状は折れ線状となる．例えば，３本の直穴から構成される折れ線状の管路の形成は，２本の直穴を貫く第３の直穴を止め栓で塞ぐという手法が用いられる．しかし，空間的な制約により第３の直穴を加工できないことがある．そこで本研究では，穴の内面からの穴を放電加工により創成する簡便な装置を考案した．本稿では，この装置の基本構成と適用結果について報告する．

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Micro electrical discharge machining (EDM) is extensively used in high precision machining of conductive materials. In realizing the process, relaxation pulse generator is commonly utilized in micro EDM machine in order to achieve low discharge energy. Studies show that effective flushing and holes with high aspect ratio can be achieved if tool is rotated at very high speed. However, this is difficult to be realized using relaxation pulse generator since the power supply to the tool must be connected using brush and can cause vibration at high speed rotation. On the other hand, electrostatic induction feeding method allows tool to be rotated up to 50 thousand rpm without vibration because the electrical feeding is carried out by electrostatic induction. However, since small capacitance is formed in the narrow gap between feeding electrode and tool electrode holder, discharge energy per pulse is too small and insufficient to conduct rough machining. By controlling the duration of discharges, the discharge energy can be increased without limit by using the same small feeding capacitance. With this, numbers of small discharges are allowed to occur at the same location and thus size of discharge crater can be enlarged. In this study, crater size, removal volume per discharge crater and material removal rate (MRR) using controlled pulse train method were investigated and compared with the relaxation pulse generator under the same discharge energy.

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近年，単結晶ダイヤモンドは半導体デバイスへの利用が期待されている．しかし，現在の加工法では，平滑で歪みのない面を得ることは困難である．そこで我々の研究室では紫外光励起と機械的作用を複合させた研磨法を考案した．本研究では，石英とダイヤモンドを接触させた際の除去メカニズムの解明を行った．マイクロプラズマによる除去の証拠をAFMにより測定し，雰囲気を制御した際の研磨レートと発光現象の観察を行った．

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近年，ダイヤモンドは，次世代パワー半導体デバイス用基板や切削工具，超硬合金金型の代替型などの幅広い分野での応用が期待されている．しかしながら，ダイヤモンドは高硬度で，化学的に不活性なため，加工が困難であり，高能率・高精度加工技術の開発が求められている．われわれは，無機酸化物プレートとダイヤモンド間のトライボケミカル反応を効果的に実現するために，紫外光照射と加熱を援用した研磨法を新たに提案している．本報告では，提案手法を用いたダイヤモンドの加工特性について報告する．

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ダイヤモンドは，高硬度，高熱伝導率，耐環境性など優れた特性を有し，様々な分野での応用が期待されている．高硬度かつ熱的，化学的に極めて安定な材料であるため，その加工が困難であり高能率，高精度な加工技術の開発が求められている．本報告では，われわれが提案，開発している溶媒中でのダイヤモンド基板の平滑化加工法の加工特性について， 加工能率，加工精度，結晶面方位などの観点から調査した結果を報告する．

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砥粒を用いることのない触媒作用を援用した新たな平坦化加工法として，触媒表面基準エッチング法 (CAtalyst-Referred Etching ;CARE) が開発された．加工液には純水，触媒には白金を用いており，本加工法を酸化亜鉛，サファイア，水晶に対し適用した結果，加工後表面に1バイレイヤー高さのステップテラス構造を有する幾何学的かつ結晶学的に高度に規定された表面の作製が可能となった．これら金属酸化物材料の加工条件依存性について報告する．

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近年，一部の用途において光学素子やその金型にはシングルナノ精度が求められはじめている．本研究では，X線集光素子を製作するために必要な，シングルナノメートルの精度を有する形状計測装置の開発を目指している．本研究では，校正された平面参照面と複数の1nm分解能レーザプローブを用いて，ステージの運動誤差を除去可能な形状計測装置を提案している．本発表では，基礎実験からその達成可能な測定精度の検討結果について報告する．

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回転楕円ミラーは高性能なX線集光素子として知られているが，内径が小さく非球面三次元形状を持つため，内面の加工と計測が困難である．これまでの研究で，我々はHe-Neレーザーを用いた，位相回復法による形状計測を提案してきた．本発表では，誤差解析シミュレーションにより得られる位相回復精度を算出する．また，得られた知見をもとに提案手法で回転楕円ミラーの形状計測を行い，その結果について検討する．

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市販のレーザ干渉計に搭載可能なφ100 mm（有効径90%），λ/100（約6.3 nm）精度の超高精度平面基板を開発した．フィゾー干渉計などで平面基板を利用する場合，高精度に研磨するだけでなく，装置に組み込んだ状態で要求精度を達成しなければならない．そのため，平面基板の保持機構や自重たわみによる変形を解析し，保持機構を含んだ平面基板を開発した．また，既に開発した超高精度形状測定装置を用い，開発した平面基板の精度を実証した．

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1枚のミラーにより2次元集光が可能な部分回転楕円面ミラーによる硬X線ナノ集光を目的とし，部分回転楕円面ミラーの作製システムの開発を進めている．ナノ集光ミラーには1nm単位の形状制御と0.1nm(RMS)オーダーの表面粗さが要求される．高精度スティッチング干渉法に基づくミラー形状評価と，回転球ヘッド型とノズル吐出型の高精度非球面加工法を利用し，ミラー表面の形状修正加工を実施した．

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集光光学系と組み合わせたX線ポンプ・X線プローブ実験を実現するため，我々は硬X線自由電子レーザー (XFEL) パルスの分割・遅延光学系であるオートコリレータの開発を行っている．空間重複した2つのパルスを供給するためには各結晶素子に極めて高い角度精度が要求される．本発表では，放射光施設SPring-8における試用実験で本光学系の高精度アライメント手法の検討やスループットを計測した結果について報告する．

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近年，日本のX線自由電子レーザが発振され様々な実験が行われているが，高密度光子場を生み出すには集光技術が必要不可欠である．我々は，位相回折格子によるTalbot効果を利用したSingle grating interferometerによって集光波面を正確に計測し，集光素子の作製誤差やアライメント誤差を検出することを提案した．この干渉計を用いてXFEL集光ビームの波面計測を行った結果，波長の10分の1以下の精度で波面収差の検出に成功した．

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近年大きく発展したX線光源の性能を極限まで引き上げるためには，非常に高い形状精度を持った集光素子が必要となる．我々は，次世代X線ミラー作製のためにイオンビーム加工が有望であると考え，その加工システムの開発を行ってきた．本発表では，静電偏向制御によるイオンビーム加工の加工精度を評価した．実験の結果，優れた加工精度が得られ，非球面ミラーを高精度に作製可能である事が示唆された．

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高性能LSI用基板として用いるSOI基板の表面Si層には高い膜厚均一性が求められ、2018年にはP-V値で1.0 nmを下回るとされているが、既存の手法による実現は困難である。この均一性と高スループット化を実現するため、我々は多電極型大気圧プラズマ発生装置を用いた犠牲酸化法を考案した。今回、各電極直下でのプラズマの制御方法と、数値制御酸化実験を検討した結果について報告する。

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PCVMは大気圧下で電極直下に発生させた局所的なグロープラズマを用い、数値制御により任意形状を創成する超精密加工法である。現在我々はPWM制御をPCVMに適用する事で電極-試料間に投入する平均電力を制御し、任意形状を高精度に創成することを目標としている。本報では PWM制御適用時における加工量および基板温度の平均電力依存性を調査した結果を報告する。また基板温度上昇に伴う加工量誤差の抑制方法について報告する。

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中性子は、電荷を持たない粒子であり、物質に対する透過力が大きく、多くの軽元素に対する感度が高いなど、非破壊検査や物質構造解析に有用なプローブである。こうした中性子線の性質を説明すると共に、検出や集光に必要なデバイスの性質について説明する。また、中性子線を用いたイメージングや回折・散乱実験についても紹介する。

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現在まで，二重位相子回転型偏光計によって分光ストークスパラメータのイメージングを可能とした．ここで，分光による位相子の波長依存性もキャリブレーションを可能とした．今回，この偏光計を６軸自由度のアーム型ロボットに取りつけ，傷検査を試みたので報告する．

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本研究では，ラジアル偏光を集光したときに発生する光軸方向に振動するz偏光を用いることで，光軸方向の偏光特性を測定する3次元偏光計の構築を目的としている．z偏光は集光点でのみ発生するため，試料を3次元的にスキャンすることで3次元測定を可能にする．本報告では，試料の光軸方向の偏光特性による偏光状態の変化を調べるために，ｚ偏光を偏光光学素子に入射したときの偏光状態の変化を測定した．

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構造物の検査のためにひずみ計測による評価が求められている．計測方法に位相シフトデジタルホログラフィを用いた手法があるが，一般には面内方向の感度は低い．そこで撮像素子を8個用いた小型計測装置の開発を行った．入射光と撮像素子の角度の関係から求まる感度ベクトルの数を増やすことで計測精度が向上することが期待できるためである．本研究では，この装置を用いて撮像素子の個数と計測精度の関係を調べる．

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単一参照ビームと単一単色撮像素子の単一露光で色情報と3次元画像情報を記録可能なディジタルホログラフィを提案する。off-axis型の光学系配置を用いて複数波長情報を一枚のホログラムに多重記録し、干渉縞の空間周波数の波長依存性を利用して空間周波数面で分離する。コンパクトな系でシングルショット計測を実施できる利点がある。狭い帯域に対しては、ディジタル信号処理を駆使して帯域拡張を試みる。提案法の実現可能性を実験により示し、結果について議論する。

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In this work we present a solution for a specific problems, by combining optical flow and stereo vision techniques, we obtain a three dimensional object tracking system capable two follow lateral, radial and depth changes varying in time. The optical flow algorithms allows the study of displacements varying in time and by using a stereo vision system we can retrieve the coordinates of the objects observed in the three axes (x, y, z) and therefore the reconstruction of such objects. Experimental results will be presented.

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