スケルトンや法線ベクトル場などの画像データの幾何学的形状特徴量を偏微分方程式を介して抽出する方法を開発する．この方法により，形状変更に伴う評価指標の変動量を変更後のデータなしに，解析的に導出できる特徴を持つ．いくつかの適用例を示すとともに，リバースエンジニアリングへの展開可能性について述べる．

近年の製造業におけるデジタルエンジニアリングの普及に伴い，製品の3次元形状データを用いて，CADモデルと比較や，設計へのフィードバックを行う現物融合型エンジニアリング技術が提唱されている．特にX線CT装置が注目を集めているが，CT再構成にはメタルアーチファクトなどの誤差があり，また計測時間が長い．本研究ではX線投影像をCADデータと位置合わせを行い，両データを活用して金属の板モノの厚さ計測を行った．

CAEモデルデータを自動生成する研究では，境界が明確で単純な特徴形状を対象とすることが多く，①PDQがばらつくCAD，②境界が複雑且つ曖昧で姿勢も不一致の特徴形状 ，③広い形状バリエーションを持つ特徴形状クラスを扱う場合に課題がある．本研究は，局所形状記述子及び基準特徴形状を用いてパラメトリックに特徴形状を探索する手法の開発を目的としている．本報では，テストモデルを用いた検証結果を報告する．

近年，X線CT装置による製品全体の非破壊検査の需要が高まっており，その一つとして可動部分を持つアセンブリ機構を計測し、組立状態での各部品の位置を同定し検証を行うものがある。このような機構にはシャフトやバネなど金属部品が存在し，明瞭なCT画像が得られず，画像のみでの正確な検査が困難である．本研究では，各部品のCADデータをX線CT画像上で位置合わせし、各部品の現物における位置を同定する方法について報告する。

本研究ではこれまでに，鋳造品の高品質計測三角形メッシュ取得のための最適計測姿勢（NBV）推定手法を提案した．本報では，計測シミュレーションに基づく提案NBV推定手法の有用性評価を行う．本手法は，CADモデルから生成した三角形メッシュに対し，本手法で推定したNBVを用いた計測シミュレーションを行い，総計測回数，計測領域の面積，計測品質（各計測三角形への計測光の入射角）により提案NBV推定手法の有用性を評価する．

高い精度が求められる自動車部品の検査において，検査ジグによる検査計測が行われている．本研究では，図面データを用いた畳み込みニューラルネットワークにより，過去の製品ビッグデータ（3次元CADデータ）から類似検査ジグデータを検索し，その類似検査ジグデータを基に，新規製品検査ジグの3次元CADデータを自動作成する．設計知識やノウハウを設計ルールとして構築し，自動車用ランプの検査ジグ設計システムを開発した．

従来の光学式モーションキャプチャは，計測容易性・ロバスト性の観点から生活空間内での運動計測への応用が困難であった．そこで本研究では，人体や製品に装着されたIMUと，被験者の身体寸法を再現したデジタルヒューマンを用いて，生活空間内での身体・製品運動をオンサイトかつリアルタイムに推定可能な技術を開発した．さらに，提案技術を応用したハンディワイパー利用時の清掃箇所の可視化システムについて報告する．

アパレル製品設計工程におけるデザイナの負担を軽減するため，布の機械特性を反映したよりリアルな着装シミュレーションが求められている．本研究では布機械特性簡易計測法，着装シミュレーションシステムを提案する．布の異方向性を考慮した引張特性，せん断特性，曲げ特性を簡易的な装置で計測し，モデルパラメータとしてシミュレーションに入力する．物体への着装を想定したシミュレーションを行い，その形状を評価する．

前回講演で述べた「今後の課題」について新たな成果が得られたので報告する。曲面論で知られているエンネパー曲面は，３次典型曲線（準美的曲線の一種）によるスウィープ曲面と考えることができる。今回，エンネパー曲面を生成するスウィープ規則が解明できた。講演では，その規則をさまざまな次数の典型曲線（準美的曲線の一種）にも適用し，ベジエ曲面やＮＵＲＢＳ曲面として構成される準美的スウィープ曲面の例を紹介する。

対数型美的曲線(LAC)の欠点はその形状を定める制御点を連続的に動かすと，不意に曲線が反転(flip)する場合が存在すると指摘されている．これは，LACの始点での接線方向を連続的に変化させた場合，始点から曲線が左回りで終点に到達する場合と，逆に右回りに終点に到達する場合が，カタストロフィックに起こるためである．端点での曲率が有限であると，正から負への曲率の変化や，それとは逆に負から正への変化において曲率の値が跳躍するためこの現象を回避することでできない. この現象を避けるために方向角で定義される曲線:τ-曲線が提案されている．本研究ではその離散化曲線である離散τ-曲線の生成法を提案する．

新興国の人件費高騰への対応や高品質維持などのために，投資額を可能な限り抑えた自動化生産ラインの設計が求められている．本研究では，マテリアルハンドリングシステムの投資額削減を図った設計法として提案されたリーンオートメーションシステムの考え方をもとに，製品の機種変更に対応する生産ライン変更の際に，機器リユースを考慮することで投資額削減を可能とするマテリアルハンドリングシステム設計法を提案する．

近年、3Rなどの資源循環によるマテリアル資源の有効活用が重要視されてきている。しかし、資源循環による資源の有効活用の度合いを定量評価する資源効率の指標は確立されていない。本開発では、既存の指標をレビューすると共に、リユースによる提供価値の変化や、材種ごとの資源影響を考慮した資源効率指標の骨格を構築した。ケーススタディとして、冷蔵ショーケースを対象に5つのシナリオを仮定し、指標の有効性を検証した。

製品のライフサイクルの様々なステージでは，保全履歴などの製品に関する様々な情報が生成される．現状では，ステージ間を横断できる製品情報の種類やその伝達・管理の方法が限られているが，様々なステージで横断的に利用できれば，製品ライフサイクル全体で生じる環境負荷の低減や，革新的なサービスの提供が進むと考えられる．本稿では，製品の情報を管理・運用する方法として注目されているLife cycle recordsの考え方と，それが活用されうる，リサイクル工場を対象としたユースケースを分析する．

製造業では、研磨や溶接等は自動化や機械化が難しく、熟練技能者の技に大きく依存する。現在、少子高齢化による後継者不足、若者の製造業離れ等が問題として挙げられ、熟練技能者に蓄積されたノウハウの継承が重要な課題となっている。本研究は、研磨加工技術の継承を目的とするものである。本報告では、オスカー研磨機におけるレンズ研磨加工において作業内容の分析を行ったので、その結果について述べる。

機械の安定稼働のため，センサデータにより機械の状態を監視し，故障を検知することが重要である．一方で，実際に機械が故障する頻度は一般には低いため，故障した際のデータは少数である．したがって，学習に基づく故障診断では，未知の故障に対する診断を行うことができない．本研究では，起こりうるすべての故障のシミュレーションを行うことにより，未知の故障に対しても故障診断を行う手法を提案する．

メカトロニクス機器では、予防保全の実施要否を決定するために運転制御用センサから得られるモニタリングデータを利用して故障兆候を検知する必要がある．しかし、モニタリングデータと故障兆候との間には、多対多の複雑な因果関係が存在する．本研究では、モニタリングデータと故障兆候との間の関係をニューラルネットワークを用いて学習することで，モニタリングデータに基づき故障兆候を検知するシステムを提案する．

機械部品の効果的なリユースのために、部品個々のライフサイクルの管理を行う部品エージェントシステムの開発を行っている。部品エージェントによるリユース促進のため、先行研究ではライフサイクルシミュレーションを用いて部品の状態を予測し、適切な保全行動を提案する仕組みを開発した。本報告では、保全行動を部品の状態の因果関係に基づいて決定する方法を提案し、その効果と問題点を検討する。

ごみ発電は，安定した電力を供給できることから，その果たす役割が期待されている．ごみ焼却時に発生する蒸気をエネルギ源として発電を行っており、電力の供給を継続的に行うため，蒸気流量が安定になるよう制御する必要がある．本研究は，ごみ焼却設備に取り付けたセンサから得られる時系列データをもとに，因果関係分析手法を適用することにより，蒸気流量の安定制御支援を図るものである。

サイバーフィールド構築では，広域なフィールドを3次元計測した点群データを用いて仮想環境を構築し，様々な作業を効率化することを目的としている．本講演では，我々が継続的に調査してきたレーザスキャナの性能評価から，その性能がどのように推移してきたかを示す．また，レーザスキャナの性能向上によって可能になってきた形状抽出手法や劣化検出手法について論じる．

近年，橋梁などの土木構造物の維持管理に対してＩＣＴ技術を用いて効率化する動きが盛んである．本研究では，BIM国際標準を拡張した橋梁維持管理情報モデルを提案し，点検現場で使用するためにweb配信するシステムを開発する．本報では，2次元損傷図から得られる情報を3次元橋梁モデルに蓄積させるために，2次元損傷図と3次元橋梁モデルとの，幾何要素を用いた対応付け手法について述べる．

点群データを設計部門が利用するワークフローでは，点群データを設計利用するための準備工数短縮，および点群からの3D-CAD構築の工数短縮が大きな課題である．本稿では点群データを3D-CADアズビルト化する際のボトルネックを解消する以下のような特徴を持つツールの開発について記した．(1)モデル化済み配管ソート機能(2)3D-CAD vs点群データ照合ツール(サンプルデータで14%の合致部，5%のCAD未入力部を抽出)(3)3D-CAD点群データロード機能

ダイナミックマップのための基盤地図構築のためにMMSのデータが期待されており、本研究では、MMSの点群データの中から道路地物を自動認識することを目的としている。本報では，MMSの多視点画像と点群、および車両位置を使用して標識を認識する手法を提案する。本報では提案アルゴリズムの詳細と、性能評価試験の結果について述べる。

移動計測データを用いた線状物体の検出は，道路周辺の電線や通信線の管理に必要となる．点群を連結して電線を検出する問題については，これまでいくつかの手法が提案されてきた．しかし，道路周辺に存在する線状物体は複数が近接していることが多いため，電線上の点を誤って接続をしたり，複数の電線を同一の線状物体として検出する問題があった．そこで本研究では，移動計測で取得した画像と点群の両方を用いることで，線状物体の検出率を向上させる方法について検討する．

本研究では，点群上の曲率計算と深層学習に基づく樹種判別手法を提案する．提案手法では，計算した最大/最小主曲率を値としたグレースケール画像を作成し，これを深層学習に利用することで判別を行う．この手法では，樹幹が傾いている場合，枝葉が多い場合でも，安定に樹皮形状を反映した画像を作成でき，それゆえ高い判別結果が得られる．国内人工林の大半を占めるスギとヒノキを対象とした実験より，その有効性を検証する．

点群データを用いた樹木の幹枝のモデリングを行うことにより，その樹木の特性を把握することができる．既存の樹木モデリング手法では，葉の分布によって枝と葉が混在してしまい検出に失敗する場合がある．本研究では枝葉の検出の精度向上と安定化を目的とする．本稿では，葉を除去することにより葉の分布によらない樹木のモデリング手法を検討する．また，その結果について定量的な評価を行う．

複数個所から計測した大型構造物や樹木の点群では，剛体レジストレーションを行う．しかし系統誤差やレジストレーション誤差が原因で詳細形状の凹凸が消滅することも少なくない．前報では，柱状物体に対し，垂直軸の傾きなどの3次元的なずれは正確であると仮定し，切断点ごとに非剛体レジストレーションを行う手法を示した．本報では，3次元的なずれも考慮した，より高精度な非剛体レジストレーション手法を検討する．

本研究は，MMS計測点群からの建物3Dモデルの自動生成を目的とする．前報では，地面・電線除去および高さレイヤごとに推定した建物占有領域の重複度評価により，個々の建物セグメントを抽出した．しかし，建物低層部の一部や側面部が正しくセグメンテーションされない問題があった．そこで本報では，セグメント間の接続度評価により，建物低層部における正確なセグメンテーション手法を提案する．

近年，広域3次元計測技術が発展している．これにより，都市全体を点群として網羅したデータの取得が可能となった．しかし，取得された点群データは，膨大な量の構造物を含んでいる．膨大な点群データを活用するには，各構造物を正しく分類することが必要である．本研究では，電柱に注目し膨大な点群データからディープラーニングにより構造物を検出しラベル付けを目的として行った．結果，領域内の電柱９１本中７１本検出した．

工場などの大規模施設に大型機器を搬入する際、搬入経路および機器の姿勢を検討し、搬入の可否の検証を事前に行う必要がある。しかし、建築用CAD等を用いる従来手法では、この検討と結果の確認に多くの労力を要するため省力化が求められている。そのため本報告では施設内部の計測点群データをもとに姿勢計画を短時間で行い、AR（拡張現実）表示によって計画結果の可否を確認する支援システムの開発について述べる。

高炉のような大型構造物の壁面を構成するレンガなどでは，劣化診断作業の効率化のために，固定式レーザスキャナから取得される点群が有用である．これまでに，壁面に発生する劣化や亀裂などを行う手法を報告した．本報では，点群に基づく劣化検出に関して，定量的な精度検証と信頼性評価を行う．また，その結果に基づいて，様々な計測条件下における劣化検出のためのパラメータについて検討する．

大型構造物において，点群データから鋼材の境界を自動検出する手法が求められている．既存手法を用いた平面抽出による鋼材検出では，隣接平面と繋がる場合や単一平面内で複数平面に分割される場合がある．また，鋼材に歪みがある場合，曲率のため平面抽出が困難であり，平面の分割にも繋がる．本研究では三次元点群を用いて鋼材の境界を正確に自動検出する手法を検討し，それによる鋼材検出手法を目指す．

近年，大量の画像から3次元形状を復元できるStructure from Motion (SfM)技術を保守や点検作業に活用することが期待されている．しかしながら，生成されるSfMモデルは，撮影位置に依存して，穴が生成される場合や，平面度の劣化した形状が復元される場合がある．そこで本研究では，SfMによる高品質なas-isモデル生成を可能とする最適な撮影計画の開発を目的とする．本報では，最終的に生成されたSfMモデルの品質低下要因の分析と，その対策法を実験より考察する．

近年，文化財を後世に残す取り組みの一つとして，高品質なCG機能を備えたゲームエンジンとVRデバイスを用いた３次元計測点群のデジタルコンテンツが注目されている．しかし，３次元計測点群は大規模でありゲームエンジンを用いた際の描画速度が低くなってしまう．本研究では，詳細度制御をシェーダで実現することで描画速度の高速化を行った．Unityの詳細度制御機能との比較を行い描画結果の改善と十分な描画速度を実現した．

数値制御機械の動作計画においては，計算機での幾何形状処理が必須となる．例えば刃先経路導出では，ガウジの発生を抑制するため逆オフセット法により仮想的な面を生成する手法が広く用いられている．また，近年の工作機械の多軸化や，垂直多関節型ロボットを利用したNC加工，CMMでは座標情報の生成に加えて，多自由度の姿勢計画が必須となる．本報ではこれらの課題に関する幾何形状処理について紹介し，今後の展望について述べる．

ジェットエンジンのブレードに代表される薄肉形状部品の仕上げには切削加工が多用されており、切削に伴う切削抵抗による弾性変形が加工精度にもたらす影響の低減が課題となっている。そこで、本研究では、同時５軸制御加工において、ボールエンドミルによる工具姿勢の変化によって生じる切削抵抗の変化に注目し、ブレードの変形を最小化する工具姿勢を計算シミュレーションによって計画するシステムの開発を行った。

自動車用大型プレス金型の製作においては、高効率な切削工具の利用による加工時間の短縮が課題とされている。これに対して、近年、ブルノーズエンドミルやバレルエンドミルといった非球面状の切れ刃を持つ異形状工具の利用が注目されている。本報告では、これらの異形状工具を用いた大規模金型の仕上げ加工を対象として、走査線経路の座標導出を高速に実施する新しい並列演算手法について述べる。

CFRPへのプレス成形の適用が成形コスト低減の手段として期待されている．しかし，成形時の繊維の引き込みによって発生する，繊維の余剰や不足による成形品の剛性の低下が問題である．欠陥抑制ためには，プレス成形に適した予備成形品(プリフォーム)が必要である．本研究の目的はプレス成形用プリフォーム材のCAD・CAMによる設計・製作方法の開発であり，本報ではトウプリプレグを用いた成形実験と成形品の評価を行った．

機械設計において厚みは最重要なパラメータの一つである．そのため機械設計用のＣＡＤシステムでは，部品形状の厚みを容易に確認できる技術が望まれている．本研究では，従来の厚みの可視化手法とは異なり，立体内部に立体のスケルトンに基づく逆距離場と呼ばれる空間を構成し，これを利用して立体の厚みを可視化する手法を実現した．この逆距離場を利用して，立体の薄肉形状を検出し可視化するシステムを実現したので報告する．

近年，生産能率の向上を目的とした加工機の多機能化が進んでいる．しかし，従来のCAMはシームレスに複数の機能を利用できない．そのため，多機能化した加工機へのCAMの体系的な対応が望まれている．本研究では，加工機の構成要素を反映するメインプロセッサにより，駆動軸と付与機能を併用した加工を行うことを目的とした，CAMフレームワークの開発を行う．

切削シミュレータはボクセルと呼ばれる微小な立方体を基本概念とし，その集合で工具，工作物を表現するのが一般的であり，高速化に関するさまざまな研究が行われている．本研究では従来のボクセルでなく，多角形のポリゴンを使用し，CG分野の技術であるVattiクリッピングを用いてニアリアルタイム切削シミュレータを開発する．本報では，この切削シミュレータ開発における構想，将来性に関して報告する．

金属粗化と射出成形からなる成形接合は，軽量性や材料選択性の高さから特に注目される接合技術である．金属表面粗化方法として，レーザ加工や化学エッチングなどナノ～マイクロオーダの微細凹凸を形成する様々な方法が提案されている．本研究では数十ナノの領域での孔サイズ制御を目的として陽極酸化処理を用いて樹脂との接合を行っている．本報では，電子顕微鏡などを用いてナノ構造の樹脂転写性や界面の元素分布などを評価した．

フッ素エラストマーと熱可塑性樹脂とを一体成形することで、高い機能性を有したシール材の製造が試みられている。しかし、フッ素エラストマーと熱可塑性樹脂とは、分子構造や融点、硬化温度が互いに異なることから接合が極めて難しく、また、界面形状のコントロールも難しい。そのため、一体成形を行うには、高度な金型の温度制御技術が必要と考えられる。そこで、本研究では、上型と下型とが独立して温度制御できる多層圧縮成形用誘導加熱・冷却金型を用いた、フッ素エラストマーと熱可塑性樹脂との多層圧縮成形プロセスについて検討を行った。その結果、高密度ポリエチレン製の成形板とフッ素エラストマーとを二段階に分けて成形する二段階成形を行うことのより、乱れのない直線状の界面を有した多層成形品が成形できること、また、高密度ポリエチレン側の金型温度の上昇に伴い、両者の間に十分な接合状態が得られることが明らかになった。

フッ素エラストマーは、耐熱性や耐油性に優れているために、Oリングなどのシール材として利用されてきた。Oリングの品質は、作業者の技能に依存する部分が多く残されている。そのため、製品の局部的な強度低下や外観不良などに対しては、技能者の試行錯誤に基づく抑止対策が実施されていることが多く、抜本的な解決策が講じられていないのが実状と言える。粘度特性などの基本物性に関しては、各種試験機により蓄積されつつあるものの、その一方で、圧縮成形過程における金型内のフッ素エラストマーの溶融から流動、硬化の一連の現象が明らかにされていないこと、すなわち、フッ素エラストマーの圧縮成形加工現象の実証的な解明が遅れていることが、上記の主な原因と考えられる。そこで、本研究では、電磁誘導加熱・冷却圧縮成形金型と着色マーキング法とを用いて、金型内におけるフッ素エラストマーの溶融から流動、硬化の一連の挙動について検討を行った。その結果、フッ素エラストマーの予備成形体を金型内にセットしてから圧縮を開始するまでの経過時間が、樹脂流動と硬化の挙動に影響を及ぼすことを明らかにした。

ショートショットなどの射出成形品の形状不良について、オンラインで判別できるシステムに活用できる可能性のある画像解析手法を用いて基礎的な実験を行った。故意的に形状不良品を製作し判別の精度について検討を行った。

熱溶解積層法３Dプリンタを用いた積層造形について検討を行った。供試材料としてCFRP（短繊維、母材はポリプロピレン）を用い、微細形状を有する試験片を造形対象とし、実験計画法に基づいて積層条件を変化させて積層造形終了後の製品の状態を評価した。熱溶解積層法３Dプリンタを用いた微細形状の積層造形がどの程度実現できるのかについて試みた事例を紹介する。

粉末床溶融結合法とミリング加工を組み合わせた積層造形法によるマルエージング鋼の詳細観察を行い，造形プロセスを考察した．メルトプールを顕微鏡観察した結果，内部に向かって等軸晶組織が観察された．造形物方向の硬さはおよそ370-400HVであったが，上面のみ320-340HVであった．造形物中にはマルエージング鋼の凝固組織とは異なる丸状，角状異物を確認した．これらはTiO₂，TiNであり，金属粉末と切削工具のコーティング層に由来すると推定した．

鋼粉末のパルス通電溶着による金型補修技術の開発を想定し，鋼基材上に同種材の粉末を堆積させておき，専用電極を押し当ててパルス電流を通電し，粉末を溶着，積層させる実験を行った．一回の押し当てにおいて，電極の先端径が小さいほど，溶着部は小さくなるものの，溶着組織の欠陥が減少する傾向が見られた．また，押し当て時間が増加するほど，き裂の生成や熱影響部の増加が見られた．

省エネ、低コストを狙いとした、アルミ鋳造品を1か所の湯口から同時に多数個鋳造する重力鋳造法である「Hプロセス」は砂型を使用する工法のため、生産性の更なる効率化のためには指向性凝固の制御が課題となる。そのため、前報では砂型の厚みを部分的に変化させて温度計測し、指向性凝固へ与える影響について報告した。本報では砂種等の組合せを変化させ、指向性凝固へ与える影響について検証した結果を報告する。

熱処理時の変形量はその後の加工工程に大きな影響を与える．事前に変形量の想定が可能となれば，後加工時間の短縮が望める．本研究では，冷間ダイス鋼であるSKD11を対象とし，円柱素材の熱処理による変形量に及ぼす寸法比(直径/長さ)の影響を、実験と熱処理シミュレーションにより検討した．その結果，寸法比と変形量には明らかな相関がみられ，寸法比が大きいと変形量が小さくなることがわかった．

固溶化熱処理を施したNi基合金を対象にバニシング加工の基本特性を検討した．DLC薄膜を被覆した先端が半球状の超硬工具を高速で回転させ，その回転軸を対称面法線方向から傾斜させることで，加工部にしゅう動作用を発現させた．バニシング加工により表面粗さが向上し，押付力が表面粗さに及ぼす影響を明らかにした．加えて，表面層断面の硬さより，押付力の増加に伴い硬さ及びその影響深さが増加することを明らかにした．