切削加工後の金型表面の磨き加工は熟練と多くの時間を要するためロボットを用いた自動化が進められている．しかしティーチングや専用工具が必要となり，磨きの自動化に充分に対応できていない．そこで本研究では汎用のファイバーブラシを5軸制御し，工作機械上で磨きを行うCAMシステムの開発を目的とする．本報では，半球形状の凹面を対象に等高線と走査線の工具経路を生成する手法について検討したので報告する．

形式手法は、システム構築の首尾一貫性に関する証明可能性や、実現するシステムの機能安全性の観点より注目されている。我々は、リアルタイムOSに適用したシリアル通信デバイスドライバのモデルを形式手法B-Methodによる記述を試みている。昨年度までのClassical B(Atelier B)での試みに加え、並行分散システムの記述に指向したEvent-B(Rodin)を採用したので報告する。

岩手県にある鍾乳洞（龍泉洞）の水中領域の調査のため遠隔操作水中探査機（ROV）の開発が日本洞穴学研究所より要求されている．龍泉洞は狭く入り組んだ水路や陸路が存在するため小型かつ陸路走行可能なROVが必要である．よって本研究では水陸両用の推進器としてアルキメディアン・スクリューを採用しROVの機体，制御系の開発，推進器の性能評価試験を行った．結果水中での移動速度が0.026m/sでありまた陸路での移動も可能であるとわかった．岩手県にある鍾乳洞（龍泉洞）の水中領域の調査のため遠隔操作水中探査機（ROV）の開発が日本洞穴学研究所より要求されている．龍泉洞は狭く入り組んだ水路や陸路が存在するため小型かつ陸路走行可能なROVが必要である．よって本研究では水陸両用の推進器としてアルキメディアン・スクリューを採用しROVの機体，制御系の開発，推進器の性能評価試験を行った．結果水中での移動速度が0.026m/sでありまた陸路での移動も可能であるとわかった.

本稿では会津大学で開発されているロボット遠隔操作システムについて報告する．遠隔操作ロボットではカメラビューアーによって操作されることが多いが，作業空間での位置や姿勢が分かりにくいため，直感的な操作が困難であった．我々が開発した現実包含仮想空間と呼ばれる手法では，実際のロボットの関節角度などを三次元ビューアーに表示することによってロボットの操作性を向上する．

本研究では，複雑冗長ロボットを災害現場等における瓦礫中の探査など狭隘な環境下で使用することを目的として，周りの環境とロボット自身の身体情報を把握しながら，動作させる仕組みを開発する．本稿では，複雑構造ロボットの姿勢を効率的に計算する手法として，ヤコビ行列のプレコンディションによる逆運動学計算法を用いた，多関節を有する複雑構造ロボットの姿勢・形状制御のシミュレーションを行い，その有用性を検証する．

労働力不足による農業の生産性低下に対応すべく，その形式知化が求められている．形式知化のための面的な農場環境情報の取得を目的として，センシングロボット群の適用を試みた．それらの農場内の配置と移動制御に関して，畝などの障害物の回避のための斥力ポテンシャルの付加や均等に分散配置するための位置構成を目的とした重み関数の導入を試みた被覆制御の検討を行った．農場へのロボット群の被覆制御の適用の見通しを得た．

異なる目的を持つ自律的なエージェントが一つの環境内で複数の群れを形成するとき、それぞれの群れが持つ目的を達成するための振舞いや他の群れとの遭遇による振舞いの変化などの様々な相互作用によって、デッドロックなどの問題が発生すると考えられる。その結果、エージェントには自律性と調和性を両立した行動の獲得が求められる。本研究では、複数の異なる目的を持つ群れ集団の行動獲得のための方法論を提案する。

ニューラルネットワークを多層化したディープラーニングを用い，顔画像の生成と変換を行う．はじめに，ネットワークによる顔画像の生成可能性を検証するため，U-Netを用いて顔特徴点を基に生成したデフォルメ画像を用いた顔画像の生成を行う．次に，2者間の顔画像変換の可能性を検証するため，CycleGANを用いた顔画像の相互変換を行う．

災害発生時には被災者の救助活動が必要となり，多くの救助者が救助活動を行うのが効率的である．この効率化には，被災者や救助者への支援物資を迅速に運ぶことが求められ，この運搬を自律ロボットが行うことで救助者の負担が軽減される．本研究では，運搬ロボットが障害物を回避しながら目的地まで到達する自律走行の獲得を目的とする．自律走行には進化学習を用い，数値シミュレーション実験で提案手法の有効性を検証する．

本研究は，自由に移動可能な無人搬送車（Automatically Guided Vehicle, AGV）を三次元物理空間内に複数台モデリングし，一台で運べない様々な大きさや形状の荷物を複数台のAGVでお互いの仕事を助け合いながら運搬する自律協調行動の獲得を目的とする．この行動の獲得には，機械学習の人工ニューラルネットワーク（Artificial Neural Network, ANN），このANNの結合荷重の最適化に粒子群最適化法（Particle Swarm Optimization, PSO）を採用する．この提案手法の有効性をシミュレーション実験で検証する．

ヒトの脳神経系は未知な領域がまだ多く，近年，工学がヒトや動物の神経系を解明する研究が盛んである．特に脳神経系や筋骨格系を計算機上に数理モデル化する研究は医学に大きな貢献をなす．本稿では，ヒトの立位姿勢維持のための制御系の解明を目指したシステム同定研究を紹介する．生理学的側面について説明し，それに対する設計の観点に基づいたシステム同定のアプローチと考え方を解説する．また，システム同定結果を紹介する．

多くの工学的最適設計問題は, 複数の評価指標を同時に向上させたい要求があり，多目的最適化問題として特徴づけられる．多目的最適化問題を解く手法として，進化型多目的最適化アルゴリズムであるMOEA/Dは, 数学的ベンチマーク問題において良好な結果をみせているが，工学的最適設計問題にも適用し，性能を確かめる必要がある．本研究では, 工学的最適設計問題に対するMOEA/Ｄの適用法を提案し，NSGA-IIと性能の比較を行い，有用性を示す.

製品・サービスがもたらす価値の考え方が，提供者起点の交換価値から，価値受給者の文脈に基づく文脈価値へと移行している．デザイン思考は，製品・サービスの文脈価値を高める手段として，人間中心設計の重要性を主張しているが，その実現手法は実践的手法として十分に整理されてはいない．本稿では文献調査により，製品・サービスの文脈価値の実現において考慮するべき要素を整理し，より実践的な人間中心設計の手法を提案する．

製造業のサービス化に際しては，ビジネスモデルのみならず，企業組織の改革が求められる．しかし，既存研究のサービス化に係る要件分析は，ビジネスモデルに関する要件整理に留まっており，外部環境影響や企業組織に関する分析の不足により，サービス化に必要な指針を得るには不十分である．本稿では，サービス化に必要な要件を企業の組織改革の観点で整理し，サービス化戦略の立案を支援する包括的なフレームワークを提案する．

専門性の高い相談内容に対応する必要のある中小企業向けコンサルタントでは，クライアントへのサービス提案や問題察知を勘や経験に依存しているため，安定したサービス提供のための支援システムが必要となる．支援システムの第一歩として，コンサルティング企業に蓄積されたテキストデータを解析することにより，クライアント企業で発生する問題を予測する手法を提案した．本稿では，提案手法を実現場に適用しその有効性を検証する．

サービス普及には外部性が関わり，人同士の相互作用が大きな意味を持つ．企業間においても企業に属する人同士での交流からサービスが普及・拡散することもある．本研究ではサービスの普及に重要な企業を特定することを目的に，同じ組織に所属する企業同士を結合した企業間ネットワークを構築し，企業間ネットワーク上で影響度最大化問題を解く．計算機実験の結果，サービス普及に影響を与える企業を明らかにした．

本研究では、観光のための情報収集・現地の疑似体験のため、ドローンとネットワークカメラを組み合わせた観光疑似体験システムの開発と有効性の検証を行う。 システムはドローンに搭載したと仮定したwebカメラを手動で移動させることで構成した。検証には事前に収録した紹介動画と本システムでの疑似体験とを比較し、その結果、リアルタイム・操作性による案内の理解度、分かり易さの評価が向上することが確認できた。

製品・サービスがもたらす使用価値を持続的に高めるには，価値受給主体の価値判断に関わるコンテキストの時間的な変容を把握することが求められる．しかし，主体のコンテキストの時間的な変容は複雑な構造と過程を有し，設計者によるその把握は容易ではない．本稿は，コンテキストの変容プロセスの形式化により，設計者がより容易に価値受給主体のコンテキストの時間的な変容を把握することを可能とする手法を提案する．

製品とサービスの高度な統合により高い付加価値をもたらす製品サービスシステム(PSS)が注目されている．多様化する顧客ニーズを充たすPSSを提供すべく，様々な顧客要求分析手法が提案されているが，それら手法の共通点，相違，適正，課題は現時点で十分には明らかにされていない．本稿では，既存のPSS設計で用いられている顧客要求分析手法を調査することにより，これら手法を類型化し，今後の研究課題を明らかにする．

顧客ニーズの多様化を受け、高付加価値製品を顧客ごとに受注し、しかも大量生産品並みの生産性で提供することが求められている。工作機械の生産現場は、マスカスタマイゼーションが求められる超多品種少量生産の典型例と言える。本講演では、スマートファクトリーを構成する知能化技術を備えたスマートマシンと、IoTを活用し、人と自動化技術を組み合わせた自社工場におけるスマートファクトリーの構築事例を紹介する。

直動ガイドにおける微小ストローク時には玉が複雑なスピン運動をしていることが明らかになっている。この現象を利用することで、潤滑不良を解決するきっかけになると考えられる。本研究では、微小ストローク時の玉の挙動を観察し、スピン運動の中心となる回転軸を明らかにすることを目的とする。本報告では、微小ストロークでも自転角度や接触状態によってスピン運動の回転軸が異なることを明らかにした。

直動転がり案内は疲労が軌道面両端に集中することが知られているが原因は明らかでない．前報にて運転中のボールブッシュに対し測定を行い，軌道面両端部で接触面圧が中央部に対して大きいこと，その原因と推察される転動体の不安定挙動を確認した．本報では潤滑剤であるグリースを変化させ測定を行った結果転動体挙動に違いが生じ，特にちょう度の低いグリースが不安定挙動を低減する傾向が見られたため報告する．

FEMにより直動ガイドの解析を行うことは，転動体と軌道面の接触箇所が非常に多く解析コストが膨大となるため現実的ではない．そこで，これまで高精度化および合理化に取り組んできた解析手法である負荷分布理論を直動ガイドの計算に採用し，装置を構成するその他の部品をFEMによりモデル化した解析手法を考案した．本報では解析例を交え，考案した手法の概要と考察した内容について報告する．

位置決めの高速化，高精度化が要求される工作機械において，ボールねじの熱変形は精度の低下を生じるため，熱変形の抑制が要求されている．ボールねじの熱変形を抑制するため，線膨張係数の小さなCFRPを鉄系材料と組み合わせて用いることで，ねじの熱変形抑制が期待できる．本研究では，有限要素法による解析，および実際にCFRPを適用したボールねじを用いた性能評価により，熱変形抑制を確認している．

近年，工作機械は自動化され一括管理される傾向にあるため，工作機械に故障が生じると製品の生産や品質管理に大きな影響を与える．そこで本研究では，工作機械主軸の温度や振動などを総合的に判断し，故障を未然に防ぐシステムの開発を目指す．本報では異常の一つとしてベアリングの潤滑不良を対象とした試験を実施し，異常を特徴付けるパラメータの選定およびベアリングの潤滑不良に伴うパラメータの時間的推移について考察する．

高減衰かつ低熱変位の主軸の開発のために，炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）と鋼を接着して製作した円筒試験片のねじり強度試験を行った．しかし，強度および破壊形態がＣＦＲＰの一般的なせん断強度を用いた予想と異なった．本研究では，短冊状試験片を用いて炭素繊維および樹脂，配向，積層がＣＦＲＰの層間せん断強度に与える影響を調査する．また，有限要素法解析を用いて，ＣＦＲＰ硬化時に生じる残留応力を評価する．

超精密工作機械には，空気静圧スピンドルが広く利用されている．微細回転工具による加工用途に代表されるように，スピンドル回転数が高速回転域に達すると空気の粘性に起因した発熱が顕著になる．高い加工精度の実現を目指し，本研究では比熱，熱伝導率が大きく冷却性能に優れた水を冷却流体とする軸心水冷構造を有する空気静圧スピンドルの開発を目的にして，その熱特性をシミュレーションによって評価した．

平面研削盤のテーブル軸切り込みの実現を目指し油圧シリンダを電動サーボモータで駆動されるＨＳＴシステムを用いて速度指令に間欠的な速度パルスを与えることにより慣性質量2tonのテーブルを静止摩擦2kN以上の条件にてサブミクロンの位置決め精度が得られたので紹介する。

マルチタレット型複合加工機のような，多軸化された工作機械の大型鋳物を設計する際には，有限要素法を用いた熱変形解析を行い，熱剛性の高い鋳物構造を設計している．現在では内部構造の薄肉化・軽量化が進んでいる．同時に設計のスピードアップに合わせた効率の高い解析技術の必要とされており，解析と設計が交互に繰り返されるような，設計者が運用できる解析手法が求められ，本研究では，実験結果と解析結果とを比較した．

工作機械の高速・高精度化には動的主軸試験が欠かせない．インパルス加振試験は最も一般的な動的主軸試験だが，回転する主軸に適用できず加工中の主軸動特性を同定できない．そのため，この問題を解決する非接触動的主軸試験への期待は大きい．本研究では渦電流ブレーキによる非接触動的主軸試験を提案する．本報では，提案手法をマシニングセンタに適用し，従来手法と比較することで提案手法の有用性について検討する．

工作機械のびびり振動を防ぐためには工作機械の正確な動特性の解析が必要で，インパルス加振試験により行われている．しかし，工作機械においては静止中と動作中で動特性が異なり，動作中の工作機械への加振は危険であるため不可能である．そこで本研究では高速掃引正弦波加振を応用し，切削抵抗が正弦波状になる試験片を切削することによる加振方法を提案する．また，インパルス加振試験の結果と比較，検討する．

近年，工場の製造工程において，設備可動率の向上を狙いとし，機械や加工の異常を早期に自動検知する技術が求められている．本研究では，加工異常の一つである「びびり振動」に着目し，ミーリング加工中の加工音から機械学習手法を用いて，びびり振動を自動検知する技術に取り組んだので，その結果を報告する．

工具の動特性が支配的と思われる突き出しの長い工具を用いた加工においても、取り付けた機械が異なると加工結果が異なることがある。これは、工具に比べて振動量の小さい支持構造体が工具の動特性に影響を与えていると考え、その原理の解明を試みる。本報では、支持構造体の形状を単純化し、形状のパターンと、構造体間の接合の状態を変化させたときの工具の動剛性への影響を調査した。

旋盤で円筒状の工作物を加工するとき,心押台の支持力によって,工作物の形状が変化する．本研究では三点法を用いて旋盤で加工した工作物を測定し,その真円度，ラジアル振れを求め,心押し台の支持力が工作物に及ぼす影響について検討した．その結果，旋盤のチャック側と心押台側とで工作物とラジアル振れとの関係に違いが見られ,その原因は加工時の背分力およびそれに伴う心押台側の偏心であるとわかった．

近年自動車などのプレス金型加工では、リードタイム削減のために切削工程の高速、高精度化の要求が高まっている。金型の品質で重要となる形状精度と面品位には、NCデータの品質や工作機械の運動精度が影響する。特に面品位を悪化させるNCデータの点群の乱れを実切削前に良否判定することは困難であり、課題となっている。本稿では加工面品位の予測に基づき、加工パスの良否判定の検討を行ったので報告する。

切削加工では工具たわみから所望の加工精度が得られない問題がある．高精度加工を実現するには，工具たわみのリアルタイム検知技術の開発が求められる．本研究では，旋削工具に配置した複数のひずみゲージにより，加工中の工具ひずみ分布を求めることで，リアルタイムに工具たわみを算出可能な検知技術を開発した．加工試験により本技術を用いて工具たわみ起因の加工誤差評価と補正を行い，加工誤差低減が可能なことを確認した．

工作機械では多くの場合，支持ジャッキの長さを調節（レベル調節）し，各直進軸の真直度や直角度の補正を行う．これまで，作業者が水準器の測定値をもとに経験的に作業を行ってきた．本作業をモデル化し，各ジャッキの支持荷重からレベル誤差を推定する方法を提案した．本報告では，支持荷重の測定誤差がレベル誤差の推定に与える影響を検討し，荷重の測定誤差がある状態においてロバストにレベル調節を行う方法を報告する．

母材となる超硬工具の表面にダイヤモンド薄膜を被覆したダイヤモンドコーテッド超硬エンドミルを用いた超硬合金の直彫り加工により得られた仕上げ面を評価した．被削材には2種類の超硬合金を用い、その仕上げ面を表面形状，抗折力により評価した．比較のために直彫り加工面に加え，放電加工面，研磨加工面も評価対象とした．表面粗さは直彫り加工面より研磨加工面が優れていたが，抗折力は直彫り加工面が最も良好であった．

超硬合金は代表的な切削工具材料であるが，希少金属を材料とするため使用量の削減が求められている．本研究では切削工具材料に求められる特性を有するTiB₂-TiN焼結体に着目した．粒径の異なる2種類のTiB₂-TiNをチップ形状に加工し，工具先端温度と切削抵抗を測定することで切削加工特性を調べた．その結果，焼結体の粒径小さいほど工具先端温度と切削抵抗は低くなることが分かった．

パルスレーザを用いたcBN工具刃先成形は研削による成形に比べて表面欠陥が少ないため、工具の機械的摩耗を抑制できることが期待される。これを用いてcBN工具の刃先を成形し、物理的および化学的表面状態の調査と焼入れ鋼加工に適用した場合の性能について調査した。

切削工具に微細テクスチャを付与することで，切削加工特性が向上するという報告がされており，このテクスチャリングには短パルスレーザが多く用いられている.一方で，電解加工は短パルス電源を用いることで狭ギャップでの高精度加工が可能であり，テクスチャを表面に一括で付与できる．そこで，電解加工によって超硬工具表面へ微細ディンプルテクスチャを付与し，その旋削加工特性を調査した．

チタン合金などの難削材の切削加工では，工具や切削条件を同一にしても工具の摩耗進行速度には大きなばらつきが生じることがしばしばみられる．そのばらつきの要因の1つとして，工具系や工作機械の剛性が考えられる．そこで本研究では工具系の動剛性に着目し，工具系の共振点付近で切削速度を変化させることにより，逃げ面摩擦やすくい面摩擦の速度依存性を調査した．

切削力からは工具摩耗やびびり振動などの異常を検知することができる．しかし，従来の動力計にはコスト面などの問題があり一般には普及していない．そこで本研究ではIoT向けの半導体ひずみセンサーをバイトに貼り付け，従来の動力計に比べ簡便かつ高精度に切削力を測定することを目的とし，センサー出力から切削力への換算方法についての検討を行った．また，センサー出力により得られた切削力の精度についての検討を行った．

近年，様々な切削用の解析ソフトが市販されている．しかし，市販されている解析ソフトの多くは，計算に使用している材料特性が不明瞭であり，基礎研究に不向きであるという問題があった．本研究では，高温，高ひずみ速度での材料試験を実施し，計測した材料特性を用いて，二次元切削の有限要素解析を行った．解析結果と実際の二次元切削の結果を比較し，検討を行った．

材料の塑性変形や微小な破壊現象などを評価する技術として非破壊検査の手法の一つであるアコースティックエミッションがある。本研究では切削プロセスの状態を監視し，各種外乱に対して常に正常あるいは最適な状態に維持することが可能なシステム開発を目標としている．本報告では，AE計測，切削力測定，高速度カメラで構成する実験システムの構築を行い，各基礎データからAE発生源を検討した結果，得られた知見を報告する．

高硬度材切削加工は，高硬度軸部品（歯車やスプライン）へのニーズが高く，低コスト化や環境保護への効果が期待できる．しかし，表面粗さなどに課題があり，高硬度材切削加工の製造ライン全体への実用化は進んでいない．そこで表面粗さ向上のために刃先にホーニングを施したバイトを製作し，バニシング効果による表面粗さ向上への効果を実験により確認した．その結果，最大高さ粗さ2.0μm以下にできることが確認できた．

本研究は金属表面へのプラズマ照射による切削性の改善について検討している．SUS304のプラズマ照射部の低速二次元切削では無照射部に比べ，照射部の切削抵抗が増加することを確認している．一方で，濡れ性の測定ではプラズマ照射により無照射部に比べ接触角が激減し，その後，時間経過に伴い増加する傾向を確認している．以上より，プラズマ照射後の時間経過に伴う切削抵抗と接触角の関係からプラズマ照射の効果を調査する．

NiTi合金は形状記憶特性，超弾性と良好な生体適合性を持つことから幅広い分野で応用されている．その製品の製造に切削加工が必要であるが，NiTi合金の難削性が非常に高いことが問題とされている．本報では予加熱がNiTi合金の切削特性への影響を調査した．その結果，予加熱切削の切削力が室温切削より低下したことが判明し，その原因は予加熱による材料強度と超弾性効果の低下であると考えられる．

NiTi合金は形状記憶と超弾性の性質を有し、特異な機械的特性を示す。また切削加工では著しい工具摩耗を引き起こし、仕上面が劣悪なことから難削材料であることが知られている。NiTi合金の切削加工に関する研究例は極めて少なく、本研究では表面性状を悪化させる仕上面のうねりに注目した。切削加工によって生じる数μm程度の結晶粒界段差が仕上げ面の悪化させることがわかり、その生成要因について検討した。

チタン合金の切削加工では工具刃先に溶着現象が生じ工具寿命が著しく低下することが知られている．本研究では，Ti-5Al-1Fe（等軸組織）とその組織を微細針状化したものおよび粗大針状化したものに対して旋削加工を行い，組織の異なるTi-5Al-1Feの被削性について評価した。