立体自動倉庫は多くの生産現場で用いられており，効率的な運用が求められている．我々は組合せオークションを用いた計画段階における入出庫スケジューリング手法を提案してきた．しかし急なオーダ変更などの動的環境変化により，実現場では計画通りに生産活動を行うことが困難となる場合がある．そこで本研究では運用段階における動的環境変化への迅速な対応を可能とする再計画手法を提案し，立体自動倉庫の運用効率向上を目指す．

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本研究は，飲食サービスにおける従業員満足について需要変動に対する事前計画と段取り作業の影響を分析することを目的とする．従業員は事前に頭の中に組み立てた自身の仕事の予定や段取りの計画をリアルタイムに更新しながら仕事を行っていると考えられる．段取り通りに仕事が進むことや，事前計画とのずれによる作業効率や満足度に対する影響に着目し，従業員アンケート結果を用いて分析する．

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近年， CMMやAMといった新技術の研究では経路計画が重要な課題となっている．従来，これらの幾何情報処理は商用CAMの機能を利用して実現されてきたが，各手法固有の制約やシミュレーションによる現象の考慮，最適化の実現にはカスタマイズが可能な経路生成エンジンが必須となる．本報告では，これらの幾何処理について，商用CADのソリッドカーネルとオープンソースソフトウェアKodatunoの利用，それぞれについて著者らの事例を紹介する．

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本研究では工具カタログを対象にデータマイニングを行うことで，工具メーカーが有する暗黙知的な知見や新知識の発見を行い，切削に有意な情報を取得することで，切削プロセスを支援するシステムの提案を目的としている．本報では工具形状の特徴を表す新たな変数を導入することで，カタログ記載のラジアスエンドミルに対し，形状特徴によるクラスタ分けを行った．また明確なクラスタ分けの実現により新たな変数の有用性を提示する．

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現在，加工用データはISO6983が主流であるが，このデータは限られた情報しか持たない．STEP-NC(ISO14649)は，工具，工具経路，加工形状，加工物の情報を含み，ISO6983の問題点を解決する．本研究では，STEP-NCによる自由曲面加工のためのCNCインターフェースを構築し，STEP-NCの優位性を示す．また，高効率な加工を可能にする工具パスとしてiso-scallop法をSTEP-NCに対応させる．

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茨城大学では，金型の工程設計作業の完全自動化を目的に，GPUによる逆オフセット法と加工シミュレーションを組み合わせた，高速な加工結果の推定システムの開発を進めている．本システムのコア技術は全て公開されており，国内企業や研究機関であれば誰でも利用できる．フラットエンドミル等を用いて閉じたポケット形状を加工する際には，工具を斜め方向から接近させ少しずつ金型を彫り込む必要がある．そのためポケット形状に十分な余裕がないと工具が接近できず，形状を生成することができない．本研究では，この加工条件を逆オフセット形状に基づいて判定し，加工困難形状を識別する機能を実現したので報告する．ソフトウェアを開発し，われわれの工程設計支援システムに組み込むことでその有効性を評価した．

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近年注目を浴びる技術に3Dプリンタがある．知名度が高いものは積層造型法であるが，薄板造型では層間強度の問題から，実用的な強度を持たせることは難しい．これらの問題を解決する手段として，試料に熱可塑性CFRTPを用い，遂次成形による3次元造型法を提案した．これは，加熱軟化させた試料をハンマでの逐次的な押下により3次元形状を得る方法である．本研究では予備/成形実験を行い，成形条件や成形性の知見を得た．

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本研究では，工具経路生成時間を短縮するための手法について提案する．複雑形状の3Ｄモデルに対する工具経路生成過程において工具と工作物の干渉検出は必要不可欠であり，その計算時間短縮はCAM解はｔにおいて重要な課題である．本研究ではCAM上の3Ｄモデルを簡略化することによって工具経路生成時間の短縮化を図る手法を提案する．

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本研究は自由曲面を持つ薄板加工品のための板厚評価システムOrthrosの開発を目的としている．従来本システムでは，テクスチャを持つ製品に対して表面の微小凹凸回避のためCADデータを併用して板厚測定経路を生成していた．しかし従来法では経路生成がCADデータに依存する，CADデータと実形状データ間の誤差がある，などの問題がある．本報では実形状データのみでテクスチャの影響を受けない板厚測定経路生成方法について述べる．

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本研究では視覚障害者が地球儀に触れて情報を認識できるように，凹凸をつけた地球儀を作成するシステムの開発を行った．普段点字を使用している視覚障害者にとっては点の認識度が高いため本研究では凸形状の点により地図を作製するが，球体への点位置のマーキングを正確に行うのは手作業では困難なため，ロボットによりマーキングを行う．そのため，地理データからOpenCAMカーネルKodatunoを用い，ロボット動作プログラムの自動生成を行った．

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遊星歯車機構は，機構の複雑さゆえに振動が大きく，騒音レベルが高いなどの問題が顕在化してきている．これまで行われた研究ではいずれかの要素を固定しており，3軸駆動を行っているものはみられないばかりか，瞬間中心を用いてプラネットギアの運動学を考えた研究もほとんどない．そこで，本研究では3軸駆動を扱い，機構学から瞬間中心のセントロードに着目してプラネットギアの動力伝達メカニズムの理論を構築した．

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電界系アクチュエータの主な故障要因は電極間の絶縁破壊であるが，故障時にも残存する電極を活用することでシステムの最低限の機能を維持できる可能性がある．本発表では，多相電極群を有するフィルムで構成される静電フィルムモータを用いたグリッパを題材として，モータ故障時に残存電極を利用してシステムの機能を維持する方法を議論する．

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ジャイロ発電機では、ジャイロ効果を用いて入力振動から発電した電力をロータの自転用モータに整流して帰還させ、ロータの自転速度を増やし、発電量を増大させる。この正帰還による増速を試作機において確認することができた。本研究では、より省スペースでの発電を考え、現行よりも小型のロータを採用し、フィードバックによる増速の検証を行い、発電機の小型化を図った。

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自転車の姿勢の安定化に対し、ジャイロ機構を用いることで遠心力や反作用を用いた制御方法よりも少ないエネルギで制御を行うことができる．これまで理論計算とシミュレーションで検証を行ってきたが，本研究では車輪の付いていない実機サイズの実験機を用いて，ジャイロアクチュエータにより自転車が停止状態で直立可能であることを検証する．

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本研究では手のひらへの圧力刺激による擬似的な力覚提示の実現を目的としている．被験者実験においては力覚提示と同時に手のひらへ圧力刺激を提示した場合と，力覚提示のみの場合の二通りで被験者の感覚量を比較し，手のひらへの圧力刺激で擬似的な力覚提示が可能であるかを評価した．また，手のひらへの圧力提示の際に，刺激部の面積などの各要素がどう疑似力覚提示の効果に影響するのかについても予備実験を行い考察した．

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近年，指先に硬軟感の提示を行う装置の研究が進められており，様々な分野への応用が期待されている．指先に対する硬軟感提示の先行研究では，指先と対称物体との間の接触面積や圧分布をメカニカルなデバイスで再現することにより柔軟感が提示できることが示されている．一方，そうした柔軟触感を手掌部に提示しようとする研究は報告例が少ない．本研究では，手掌部を対象とした硬軟触感の提示手法について検討する．

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非音声な環境音は,研究が進んでいる母音ベースの音声と異なるため既存の音声認識技術をそのまま適応することができない．本報告では人間の身の回りの環境音の中で，定常的な音として聞こえる音，例えば水流音，のスペクトルに複数の揺らぎの成分が存在していると仮定し,それをそれぞれの成分に分割し統計的手法を用いて分類する手法について述べる．

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本研究の目的は、超音波振動によるスクイーズ膜効果を用いた触感呈示装置の開発と触感呈示時の指先接触状態、板振動条件の解明である。本論文においては、有限要素法解析を用いて、特定の振動モードで高い振幅を有する振動呈示装置を開発し、解析結果との比較を行った。また、作成した振動呈示装置を用い、スクイーズ膜効果呈示時における指先接触状態の観測を行った。

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本研究の目的は、スクイーズ膜効果を用いた触感呈示装置の設計・製作である。スクイーズ膜効果は振動している面に指を近づけた際に、空気の膜が指と振動面の間に生じそれにより摩擦力が減少する現象である。実験ではアクチュエータの振動周波数をいくつか変更しそれにより生成するスクイーズ膜の触感を評価した。

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チタン合金Ti-6Al-4Vなどの難削材は、電解研削によって高速で鏡面に加工できる。また、電解研削中に高周波振動を砥石に伝搬させると電解反応が促進され能率のより高い電解研削が可能であることから、Ti-6Al-4Vの加工に超音波援用電解研削を適用することを提案した。本報では、砥石に軸方向の超音波微振動を付与しながら電解研削することを試み、研削抵抗や面粗さに及ぼす加工条件の影響を明らかにした。

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Ti-6Al-4V has been widely applied in the aerospace, medical, chemical and many other industries in recent years, because its inherent superb mechanical and chemical properties can well satisfy rigor industrial application requirements. However, also as a typical difficult-to-machine material, great attention was consistently attached to its turning process, and ultrasonic assisted machining lubrication techniques were used to improve its machinability. Nevertheless, ultrasonic was mostly superimposed along the direction of the cutting speed in the existing techniques so the turning process was restricted by a ″critical cutting speed″, eventually limiting the material removal rate. In this paper, the attention is paid to the turning of Ti-6Al-4V under elliptical ultrasonic lubrication where the ultrasonic vibration is superimposed in both radial and feed direction in the base plane. The fundamental turning characteristics of Ti-6Al-4V is researched by experimentally investigating the effects of vibration amplitudes and depth of cut on the machining characteristics such as cutting force, cutting temperature and surface roughness under the in-base-plane ultrasonic lubrication. This paper reports the results of our preliminary research.

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微小な金属部品を精度良く冶金的接合する方法として超音波接合の可能性に関して検討した。本報では、主として自動車用に用いられるアルミニウム合金板（A6022、t=1mm)を接合する際の接合状況に関して検討した。検討内容は、接合強度、接合界面の状況、形状精度、実用性などとした。その結果、まだ基礎的なレベルではあるが、その状況を明らかにすることができた。

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超硬合金、次世代半導体基板などの高硬度脆性材料に対する加工能率を向上させるための手法として、半径方向に超音波振動する砥石を製作し、同砥石による研磨手法を検討している。本報では、超音波振動電着砥石における工具摩耗状況や目詰り状況などに関して調査した。その結果、超音波振動が、それらに及ぼす影響を明らかにすることができた。

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放電プラズマ焼結(SPS)により作製した銅タングステン電極材料を、V形状単結晶ダイヤモンド切削工具を用い、超音波楕円振動切削により加工した。楕円振動の有無、タングステンの粒子径及び組成の違いが切削特性に及ぼす影響について調べた。

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超音波振動の１周期中の応力変動を詳細に検証するには，十分に高い周波数帯域を有する測定手法が必要がある．透明部材の内部応力分布を可視化する光弾性法を適用する．超音波振動に同期したパルスレーザを発光源として，超音波振動援用切削中の超音波帯域の周期よりも十分に短い15ナノ秒の時間分解能で被削材内部応力分布の変動を観察した．本報では被削材の弾性変形を考慮した加工現象について考察する．

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近年，耐熱合金等の難削材の高能率・高品位加工の要求が高まっている。本研究では，それを実現する手段として超音波振動切削に着目し，第１報では，加工中の切削抵抗測定及び加工点可視化からその有用性を示した。本報では，超音波振動切削中の工具内部温度を測定し，加工条件との関係について調査したので報告する．

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A new method for monitoring of elliptical vibration cutting process is proposed in this research by utilizing internal data in the ultrasonic elliptical vibration device without external sensors such as dynamometers and gap sensors. The internal data utilized here are change of resonant frequency, applied voltages and electric currents flowing through the piezoelectric actuators of the vibrator. Cutting experiments were carried out at various cutting conditions with a sharp tool and a slightly worn tool, and the internal data were acquired during machining. By analyzing the data, it is clarified that the internal data are correlated to cutting forces in the elliptical vibration cycle, which reflect the state of cutting process such as tool wear, chipping of cutting edge and structural displacement.

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産業用ビジョンシステムの物体認識アルゴリズムを自動設計する研究が進められている．しかしながら，そのアルゴリズムは撮影環境に影響を受けるにも関わらず，自動設計研究においては考慮されていない．本研究では照明強度とカメラ距離という撮影環境と，アルゴリズムに含まれる前処理パラメタと識別機を同時に設計することを目的とする．具体的には，最適化問題として定式化し，実験ベース最適化を用いて解法を行う．

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昔のモノクロ写真中にある顔に自動で着色するアルゴリズムを開発する。色の付いたモデル3次元の顔モデルを作成し、モノクロ写真の顔の向きに合わせ、色を転送することで、明るさの情報だけに頼るのとは違い、顔のみ肌色で着色できる。本研究は現在手動で行なわれているモノクロ写真の着色時間を短縮する一助となり、色を付けることで写真の臨場感や迫力を高められる。

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本研究ではKinectを用いて、非接触かつ無拘束で呼吸を検知し、呼吸停止や呼吸異常を早期発見するためのシステムを提案する。Kinect V1とKinect V2を使用して、システムへの適用可能性に関する検討を行う。その結果、Kinect V1はKinect V2に比べると、計測信号に含まれるノイズが少ないことが確認され、Kinect V1の方が適していると考えられた。

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我々は，セル生産方式における組立作業の情報支援システムの１つとして，作業台とマニュアル表示用のディスプレイが一体化した水平作業台ディスプレイを提案し，作業者の視点位置に応じた情報提示位置の遮蔽回避機能を実装してきた．水平作業台ディスプレイは，他の情報提示手法に比べて視線移動距離が短縮でき，作業者の精神的負担が小さいことが示されている．本発表では作業者の頭部の位置と方向を計測し，それらに応じて情報提示を行うことで，さらなる視線移動距離の短縮を図り，その有効性を示す．

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マルチスリット光を照射するレーザプロジェクタとCMOSカメラを組み合わせた超小型距離画像センサを構築し，視差とスリット光像のぼけ計測との２つの手法を用いることで，より広い測定範囲で利用可能なロボットハンドの指先などに搭載するシステムを提案している．

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研磨作業は熟練した職人の技術と感覚が必要となるため自動化が困難とされている．本研究では，産業用ロボットを用いた研磨作業の自動化を目指し，画像処理を用いた研磨面の評価に取り組んできた．本報では，粗さの向上に伴う研磨面の写像性の向上に着目し，パターンマッチング等に用いられる類似度を用いた評価手法について検討した．最後に，様々な粒度の工具を用いて実験を行い，本手法の有用性を確認した．

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三次元実装半導体には基板に設けた微細な穴に銅を充填したTSVが多く必要となる。サブミクロン領域が撮像可能なナノフォーカスX線源が開発されたものの、欠陥を含めた形状推定を迅速に行うには多くの課題がある。本研究では、CTではなく1枚の透過画像をもとに幾何形状の簡易なモデル推定を行うことでTSVの形状推定を高精度かつ高速で行うシステム構築を目的とし、モデル因子と再現性や誤差の関係等を明らかにした。

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警察では銃器事件の対策強化を推進している。発射弾丸の異同識別は比較顕微鏡を用いた目視検査により行われているが、この方法は、専門的な技術・知識を有することが必要とされる上、鑑定に数日かかる場合もある。その負担を軽減することが課題であり、異同識別の効率化と定量化を目的として、画像の類似性評価手法を検討中である。本報告では線条痕の強調に関して得られた結果を報告する。

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Ceramic Matrix Composite (CMC) 材は，航空産業を中心に近年，注目されている先進材料である．CMC材はセラミックス繊維束から作られる構造材と，空隙を満たすマトリクスから構成され，その高い強度は，繊維束を規則正しい方向に配置することで実現されている．したがって，CMC材の強度を保証するために，内部の繊維束方向の欠陥を非破壊に検出する技術は重要である．本稿ではCMC材の3次元X線CT画像を入力とした繊維束配向の検査法について報告する．

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ナノインプリントリソグラフィは、表面ナノ構造を樹脂転写で求める方法である。近年、ロール金型を用いたロールナノインプリント技術も開発されている。このロールナノインプリント技術を用いて反射防止構造（モスアイ構造）を作製することが可能である。その際、レプリカモールドを用いることにより安価に簡単に複製することも可能である。

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我々は，電子顕微鏡内で動作可能なマニピュレータの開発を行ってきており、これまでに細胞やラットの組織の解剖ツールを開発してきた。しかしこれらのツールで扱える力が弱く、骨壁を含むような組織の解剖は困難であった。本研究では眼科手術用のマイクロ鉗子および剪刀を有するマニピュレータを開発し、顕微解剖に適用したので報告する。骨壁を含むラット内耳の蝸牛の顕微解剖を行った例を示し、本装置の有用性について述べる。

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シリコン平滑基板上ナノ異物を高感度，高速，非破壊で検出する方法として，我々は不活性揮発性液体を計測プローブとする新しい概念の光学的手法を提案している．本報では提案手法に大きく影響を与えると考えられる液相プローブの物理的な挙動について理論解析を行うとともに，基礎実験により，計測基本特性の解析を試みた．

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プラズモニクスについて概説するとともに、その有機EL素子と有機薄膜太陽電池への応用について述べる。有機EL素子において金属陰極に2次元凹凸構造を導入することで、励起子の再結合により励起された表面プラズモンのエネルギーが取り出せることを示す。類似の構造を背面電極に導入することで有機太陽電池の変換効率が向上することを示す。また、ITO電極が表面プラズモンの働きにより金属電極で置き換えられることも示す。

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我々は、溶液中の酸素分子を水分子に還元する能力を持つグラフェン触媒を用い、次世代半導体の表面を金属汚染フリーで平坦化するプロセスを提案している。これには、高性能のグラフェン触媒が不可欠である。本発表ではまず、液中で分散性が高い還元グラフェンを得る手法を紹介する。また、グラフェン中への異種元素（N原子）のドーピングも試みた。そして、得られたグラフェン系触媒の酸素還元活性を電気化学測定により調査した。

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SiC表面上にグラフェンを形成すると、その過程でSiC表面にピットが形成されるという問題がある。我々は既に、室温プラズマ酸化を援用した手法により、低ピット密度のグラフェンが得られることを見出した。本研究では、プラズマ酸化によって形成されるSiC表面上の副生成物を赤外・ラマン分光やXPSにより分析した。そして、プラズマ酸化後のSiCの表面状態と、その後に形成されるグラフェンの膜質との相関を考察した。

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Berkovich圧子を備えたナノインデンテーション装置によるシリカナノ粒子の圧縮試験法について検討した．圧子の走査によりダイヤモンド基板上に配置したシリカナノ粒子の位置を特定できることを確認し圧縮を行った．その結果，独立した単一粒子の圧縮が可能であることを明らかにした．また，Conical圧子で同様の試験を行った際に得られた挙動と比較した．

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高精度の自由曲面測定を目指し，試料の法線ベクトル情報を利用する測定器を開発している．本手法は試料の理想曲面データを利用し，回転および直進ステージを制御し，レーザ光を動作させることで，試料をスキャンする．物理的な参照面を用いないため，自由曲面測定の可能性があるが，上記の理想曲面が擬似的な参照面として機能する．擬似参照面が形状導出結果に及ぼす影響，およびその影響の逐次計算による低減手法を報告する．

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表面プラズモン共鳴や表面プラズモンポラリトンに関する研究開発において、貴金属材料に代わる材料の検討が進められている。その一群に窒化金属膜が挙げられている。著者らは、このうち窒化チタン薄膜に注目し、平坦で薄く、結晶性の良い薄膜の形成を目指して、パルスレーザー堆積法による製膜研究を開始した。本講演では、各種製膜条件により生成されたTiN薄膜についての膜質やプラズモン材料としての特性評価の結果について報告する。

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Continuing our work on aesthetic curves and surfaces, in this report we present novel results on the comparison between the log-aesthetic surfaces obtained by the conventional energy methods and out proposed method.

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本研究では，鋳造品の計測メッシュから機械加工面と鋳肌面を分離し，それぞれを必要精度でモデリングすることによる，鋳造品の迅速なリバースエンジニアリング(RE)の実現を目的とする．本報では，高品質な自由曲面パッチ生成のための鋳肌面メッシュの滑らかな境界生成手法と，REで生成したCADモデルの機械加工応用支援のための曲面フィッティング精度に基づく機械加工平面の法線および機械加工円筒面の軸の整列手法を提案する．

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エッジ保存画像フィルタはCG，CADや画像処理応用で重要な道具である．本研究では，高速且つ高品質な新しいエッジ保存カラー画像フィルタを提案する．我々のフィルタは，線形Ridge回帰と呼ばれるモデルと高速なL1ガウス畳み込みに基づいている．この回帰モデルの目的関数は，画像統計量へ線形平滑化フィルタを適用する事で最小化される．そこで線形計算複雑度かつ高近似精度な定義域分割法を平滑化フィルタへ用いる事で，高速且つ高品質なフィルタを実現した．

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陰関数から等値面を抽出することは、幅広い分野で必要とされている。等値面の表現方法としては一般的に三角形メッシュが用いられるが、曲面を精度よく近似するためには多くの要素が必要である。本研究ではこのような問題を解決するために三角形Bezierパッチを用いて等値面を生成する手法を提案する。また、提案するアルゴリズムは法線付きの点群を用いて表面の角を精度よく再現することができる。

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任意のオフセット距離における3次元オフセット形状の高速な導出や，あるオフセット距離における複数立体の干渉程度判定等への利用のため，オフセット距離を任意に選択可能とする可変オフセット形状を作成する必要がある．本研究では，可変オフセット形状として，基準となる3次元凸形状三角形メッシュモデルからのオフセット距離を第4 軸と定義し，4次元空間中の四面体形状より表現される4次元メッシュモデルとして定義する．

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