人工物の価値の本質は，使用者が主観的に評価する使用価値である．即ち使用価値の向上には，設計者が機能を決め打つのでなく，人工物の機能発現の場を観察し，獲得した情報に基づき設計内容を反省する情報循環型設計が必須である．しかし既存研究において，使用価値と機能の関係は明らかでなく，設計上の論理的な反省を妨げている．本稿は循環型設計の実践を支援することを目的に，機能と使用価値に係る概念および関係を整理する．

人工物の使用価値向上には，人工物が実際に使用される場を観察し，これにより得られる情報を基に設計を反省する情報循環型設計が必要である．係る設計においては，使用価値を効果的に向上する設計変更案を選択することが求められるが，このための有効な方法が確立されていないことが本設計の実践を妨げている．本稿は設計変更が使用価値へ与える影響を評価する手法を提案し，合理性ある設計変更に基づく情報循環型設計を支援する．

変種変量生産の需要の高まりから生産準備のコストが掛けられなくなってきている。塗布工程では塗布材の粘性挙動を考慮してロボット動作を生成する必要があるが、挙動予測が困難なため現物合わせで調整が行われており、そのコストが課題である。本研究では、簡単かつ少数の実塗布軌跡データから学習可能な粘性挙動を予測するモデルを提案し、そのモデルを用いることで現物合わせ無しでロボット動作の生成が可能であることを示す。

社会の発展に資する設計の達成には，設計者により行われる創造的な思考が必須であり，係る思考を社会に広く普及させるには，その動的な過程に生じる創造性を測ることが必要である．従来の創造性評価手法は，主に設計解に対する静的な評価に留まり，設計者による創造的思考を解明する上での十分な情報を得ることが難しい．本稿では，設計過程における設計者の創造性を動的に評価する手法を構築し，創造的な思考の分析を可能とする．

製品サービスシステム（PSS）を成功裏に実装するには，PSS固有の特徴と障壁間の因果関係を把握し，それを基に対象PSSにて発生が予想される障壁を推定することで，障壁への対策を予め講じ，設計解に反映することが求められる．先行研究では，ベイジアンネットワークによりPSSの特徴と実装障壁間の確率的因果関係を把握する手法を提案した．本稿では，同手法を用いてPSSに生じ得る実装障壁を推定する手法を提案する．

近年，モータリゼーションや都市機能の郊外化により中心市街地の衰退が問題となっており活性化が急がれている．本研究では，人と自動車の結節点である駐車場においてアンケートとレシートによる回遊履歴調査を行い駐車場利用履歴と併せて分析を行うことで駐車場の利用状況の可視化を行った．また，7割以上の駐車場利用者の訪問店舗数が１箇所であったことから訪問店舗数の増加を促す店舗推薦システムの提案を行った．

設計は，仮説の生成と検証を伴う知的活動である．前例のない斬新な仮説は社会に益する創造的な解を導き得る一方，それが誤りを含む場合には重大な損害をもたらし得る．そのため設計者は，設計における仮説を正しく把握すると共に，検証結果に応じて仮説を修正し，設計者間で共有する必要がある．本研究では，設計におけるかような仮説管理を支援すべく，仮説を記述，修正する手順からなる設計仮説の管理手法を提案する．

近年注目されている人間中心設計やUXデザインなどでは，製品やサービスが使用／利用されるシーンやシナリオがアイデア生成の起点として，また生成アイデアの評価のために重要となる．本報では，複数人により製品・サービスのコンセプトデザインを行う設計実験のプロトコルを分析することにより，シーンを起点として製品やサービスのアイデアが生成されるプロセスを明らかにする研究に関して，着手している内容を報告する．

現在社会の問題の真因は，実存主義の行き過ぎを抑止出来ないことにある．この問題構造は日本においてより顕著で深刻であり，日本が他の定めるプラットフォームに身を委ねるだけで自らそれを規定することが出来ず，弱体化した真因はここにある．本講演では，新しい規範を我々が自ら発見し，それに照らしつつ正しい人工物とそれが為す人の理想的な進化を創造するプラトニックデザインの意味とその実践の鍵を提示する．

農作物減収の要因の一つとして作物病害があり，他の農作物に被害を与える病気も存在するため早期発見が必要である．しかし発見には手間がかる，新規就農者にとって見分けるのが難しい，といった課題があり，病害株発見の自動化が求められている。本研究では，玉ねぎ株を対象に畳み込みオートエンコーダ(CAE)を用いた病害株発見手法の提案行う．実験の結果、画像に前処理を施したり，CAE構造の最適化を図ることで精度が向上した．

接着剤塗布作業の自動化において，塗布中に接着剤がロボットに引っ張られることで目標軌道通りに塗布できないことが課題となっている．この課題に対して，ロボット軌道と接着剤軌道の関係を学習させた線形自己回帰モデルで接着剤の軌道をシミュレートし，目標の接着剤軌道に一致するような適切なロボット軌道を求める手法を提案する．実験では提案手法を適用した実機での塗布作業の結果を確認する．

産業活動のグローバル化に伴って、製品が様々な地域・文化圏で使われるようになり、様々な使い方を考慮した製品設計が重要になっている。しかし、使い方の発想は設計者の経験や知識に依存するため、それらに依らない多様な発想が望まれる。本発表では、不特定多数の個人が容易に情報を発信できるソーシャルネットワーキングサービスに着目し、そこに含まれている多様な情報を活用した、使い方の発想支援について、基礎検討を行った結果を報告する。

設計者が創造性の高い設計解を導出する過程において，新規性の高い概念が仮説的に産生されることが経験的に知られている．しかしその一方で，概念の新規性を測る評価基準が明らかでないため，創造的な設計解を導き得る概念を設計者が合理的に選択することは容易でない．本稿では，設計者による創造的な設計解の導出を支援することを目的として，設計過程において仮説的に産生される概念の新規性の評価を可能とする方法を提案する．

新しい設計概念は，しばしば，過去の設計事例に含まれる概念の組み合わせを通じて生成される．本研究ではそのプロセスに着目した設計概念生成支援フレームワークを構築する．事例知識として都市・建築設計のパタン・ランゲージを取り上げ，パタンに含まれる文脈や問題，解の概念を抽出し，深層学習の一種である文章埋め込みを用いて構造化した上で，概念操作のモデルを確立する．居住空間の概念生成を行い，有効性を検証する．

サービスの価値は顧客の利用文脈下で評価される文脈価値である．文脈価値の向上には，顧客体験の過程における意思決定を分析し，顧客の利用文脈を理解することが求められる．従来手法でも顧客体験の分析，可視化が試みられているが，それらは顧客意思決定の詳細な分析には至れておらず，顧客の利用文脈を理解する方法としては十分でない．本稿は文脈価値の向上を可能とする顧客体験における意思決定の分析・可視化手法を提案する．

自動車運転や学習などの様々なタスクにおいて，ユーザの作業を支援するための対話システムが研究されている．本講演では，これまでに講演者が取り組んできた運転支援エージェントや雑談対話システムにおける言語的配慮の設計事例を紹介しつつ，ユーザの作業を支援するための対話システムの設計において言語的配慮を考慮することの重要性について議論する．

建設業や製造業の生産現場において、脚立などの用具が用いられる場面が多く見受けられるが、これらを用いた作業中に高所から転落する労働災害が多数発生している。そこで本研究では、脚立作業を対象として、動画像解析と機械学習を活用し、作業者の重心を推定することで脚立作業の危険を検知するシステムの可能性について検討した結果を報告する。

組立作業における作業支援の一つとして，筆者らは水平作業台ディスプレイを提案してきた．先行研究では，水平作業台ディスプレイ上での視線位置推定システムが提案されたが，見てる場所による精度の違いや頭部移動に非対応な点が課題点として残った．本論文は，複数カメラを用いた視線位置推定システムを提案する．従来の課題点に対応するために，複数角度からの顔画像や頭部位値がわかる二値画像を入力とし視線位置推定を行う．

本研究は，組立作業現場における作業を対象として，作業者の要素動作ごとの熟練度を自動で判別することを目的とする．ナット締結作業の動作をモーションキャプチャで記録し，得られた動作データを分節化したのちに，要素動作ごとに一次元畳み込みニューラルネットワークに入力することで各動作の熟練度を判別する．また，Labeled LDAを用いて半自動で分節化を行うことで分節化作業者の負担軽減を図る．

本研究では、組立作業の3次元モーションデータの深層学習がどの身体部位の動作データで作業者を分類しているかを調べるために、光学式モーションキャプチャーで取得した各身体部位のデータを組み合わせた学習によって、作業者分類を行う。さらに、各身体部位の分類結果を比較し、分類精度に影響を与える身体部位を特定する。

ワイヤ＋アーク方式の積層造形法を対象に，加工パラメータのワイヤ供給速度とトーチの送り速度を可変パラメータとして積層物を作成した。この積層物を非接触測定器で測定し，断面形状を測定した．これによって，同定した二次関数を回転掃引した物を単位時間あたりの溶接ビード形状と仮定して，これに対して工具経路方向に積層造形シミュレータを用いた形状予測シミュレーションを行い，実際の積層物と比較を行った．

In the manufacturing industry, three-dimensional (3D) geometric models are used to represent and analyze cutter-workpiece engagement (CWE). But the dynamic state of the milling process is always represented by the position and shape data of a series of discrete snapshots. Comparing to 3D geometric methods, 4D geometric modeling enables to static and integrated representation of, variable shape, position and orientation of target objects. In other words, 4D models is continuous in time, cutting 4D model into 3D slices can achieve all states at this breakpoint.Authors proposed a strategy for realizing CWE analysis and representation based on 4-dimensional (4D) mesh models. It computes the subtraction between workpiece occupied region (WOR) and tool accumulated volume (TAV). WOR and TAV can represent a still workpiece in spatio-temporal space and the history of tool occupation during the machining process. The basic idea of 4D set operation is to distinguish parts of a model is in or out of another one, then union them to the set operation result. Therefore, the algorithm finds, segments, classifies and combines these parts to construct new meshes. After that, the set operation result enables to be achieved and used to estimate processing surface in CWE analysis.

電気流体力学現象とは，絶縁性液体に高電圧を印加すると流動が発生する現象である．この現象を利用すると，液体中に電極を配置して電圧を印加するだけで流動が発生することから，機械的可動部を使用しないポンプの小型化を構築できると考えた．本研究の目的は陽極上において電荷密度が一定値，一様分布していると仮定し，ANSYS CFXを使用した流れの数値シミュレーションを行い，圧力差と電圧，電荷密度の関係を調査する．

工務店では一戸建て住宅を建築する際，紙ベースの設計図面を使用している．紙図面から目視認識により建具の見積りを行う作業は，作成者にとって大きな負担となるだけでなく，人為的なミスの発生に繋がっている．本研究では，CNNのマルチモデル手法により，建築図面に記載されている建具記号を自動認識する手法を提案し，99.7%の認識精度を実現した．また，独自に自信度のパラメータを導入し，システムの実用化を目指した．

身体運動の力学解析に耐えうる個人適合人体モデルを，CT計測で作成することは時間的に困難である．本研究では，ボディスキャナで得られた個人別表皮メッシュ形状に，標準人体FEMメッシュモデルを変形適合させ，個人適合人体モデルを高速かつ一定精度で自動生成可能な手法を提案する．本報では，変形操作の改良を行い，内蔵を含むモデルの適合性向上を図り，また重心位置比較による適合精度検証を行った結果を報告する．

アパレル産業では、デザイナ・パタンナの負担を軽減するため、布の特性の違いを反映した着装シミュレーションが必要とされている。本研究では、織物の機械特性を現場に導入可能な小型で簡易な測定方法で測定し、その測定値に基づいて静的・動的な着装シミュレーションを実現するシステムを開発した。同シミュレーションシステムにより，機械特性の異なる織物による衣服デザインの評価を行った。

本研究では，平面多項式Beizer曲線の制御点について，曲率変化が単調となる領域をGPUを用いて可視化する手法を提案する．曲線の曲率は，平行移動や回転を行っても変化せず，拡大縮小でもスカラー倍にしか変わらない．よって，曲率変化の単調性は，平行移動・回転・拡大縮小をおこなっても変わらない．本研究では，この性質を利用し，曲線の標準形によって曲率単調領域の可視化を効率化する手法についても述べる．

本研究では，3次多項式Bézier空間曲線の特定の制御点について，曲率変化が単調となる領域をGPUを用いて可視化する手法を提案する．制御点は，視点から制御点までの奥行が一定の平面内で動くものとし，その平面内で曲率変化が単調となる領域を可視化する．従って，視点位置が変更すると，曲率単調領域の見え方も変化する．本手法により，3次多項式Bézier空間曲線について，曲率変化が単調となる制御点の領域を確認しながら曲線形状を変更することが可能となる．

κ-曲線は、ローカル曲率極値軌跡に入力点を通過する2次Bezier曲線列からなる、最近発表された補間曲線です。ただし、それらの補間は平面曲線のみを処理できます。そこで、本研究では、この表現をκ空間曲線と呼ばれる新しいスキームで空間曲線を処理する方法に拡張することができる方法を提案した。

対数美的曲線をBezier/B-spline曲線で高精度に近似する手法を提案する．対数美的曲線は曲率対数グラフ(LCG)が傾きαの直線で表され，αは曲率の2階微分で与えられる．提案手法では，高次のBezier/B-spline曲線を利用して，αの最適化計算を行うことにより，高精度の近似曲線を生成する．LCGの直線性に基づく最適化手法や低次曲線による従来法との比較により，提案手法の有効性を示す．

自由曲線の形状一意性定理では，3 個の制御点で定義される自由曲線の形状が一致する条件を示した．この定理によれば混ぜ合わせ関数が見かけ上異なっていても，それらの関数がある仮定を満たせば再パラメータ化により完全に一致することがわかる．本報告では，3 個の制御点で定義される自由曲線を高次化し，4 個の制御点で定義される自由曲線が形状一意性を満足する条件を求めるとともに，具体例を示す．

独自のイオンソースを用いた表面処理装置を開発した。撥水性のあるフッ素樹脂ＰＴＦＥの表面にイオンを照射することで、極表面のフッ素原子と炭素を離脱させる。この加工した表面にヒドロキシル基（-OH）ラジカルを付与することで、ヒドロキシル基と炭素を結合させ親水性のある表面を実現した。水接触角は10度以下を実現し、表面に発生するヒダの形状と水接触角の長寿命について説明する。

独自のイオンソースを用いた表面処理装置を開発した。5G/6Gの高速通信用基板の基材として注目されているフッ素樹脂（PTFE）に表面改質を施し、銅鍍金とPTFEを密着させた。PTFE表面に発生するヒダの形状とPTFEと銅鍍金との密着性の関係を説明する。銅鍍金したサンプルにおけるピール強度は1.0N/mmを実現し、基板の伝送損失の特性は90GHzにおいて-8db/cmであり、優れた性能を示した。

レーザによりぬれ性を局所表面改質した石英基板表面における液体挙動を明らかにすることを目的に研究を行った．まず1枚の基板上に幅1mmの親水部を形成し，液滴を滴下したところ，自発的に改質部のみをぬれ広がることを確認した．次に1mm幅の親水部を形成した2枚の基板を対向させ，直線や折線のパターンに対して基板間隔と流量をパラメータとして実験を行い，基板間に内部構造を有する2.5次元的なパターン形成の可能性を示した．

本研究では，オーステナイト系ステンレス鋼を目標の形状へ切削加工すると同時に表面改質を行い，部材の耐久性を向上する加工技術の開発に取り組んでいる．その一環として，種々の条件で旋削加工したSUS304に対し応力腐食割れ試験を実施した結果，我々が検討した加工条件の範囲においては，SUS304の耐SCC性を向上させる効果があり，旋削加工によって誘起された表面変質層が大きな役割を持つことを明らかにした．

マグネトロンスパッタリング法とアニーリングを重畳し成膜を行うことで六方晶窒化ホウ素薄膜の合成に成功した．Cu基板上に900℃を超える温度で成膜を行った．このサンプルについて電子顕微鏡で断面観察を行ったところ，基板表面に対して平行な平面構造が配列されていることが確認できた．また，ラマン分光分析では六方晶窒化ホウ素の面内振動に起因するピークも見られ，六方晶窒化ホウ素の合成が確認できた．

我々は超高周波大気圧プラズマCVDを用いた高機能なSi薄膜の低温形成を研究している。現在Si膜の形成にはモノシラン（SiH₄）が用いられているため、真空排気系が必須な複雑なプロセスとなる。そこでモノシランの代替材料として有機Si原料であるテトラメチルシラン（Si(CH₃)₄）を用いた。本研究では含有C濃度が十分に低いSi薄膜の形成に向けて水素混合比と投入電力による原料ガスの比エネルギーが炭素含有量に及ぼす影響を議論した。

イオンビームアシスト蒸着（IBAD）法は，成膜中のイオン照射（イオンミキシング）により，蒸着原子と基板原子の混合層（ミキシング層）を形成する特徴があり，これにより密着性の高い薄膜を得られる方法として知られている．本研究では，IBAD法により超硬基板上にTiN薄膜を成膜し，イオンミキシングが薄膜の機械的特性と基板との密着性に及ぼす影響を明らかにした．

生産現場でのIoT，DX（デジタルトランスフォーメーション）やXR技術の応用が期待されている．これらに基づく高速・高精度化だけでなく，SDGsの提唱から省エネ・環境配慮型工作機械にさらなる注目が集まる中，工作機械への適用に向けて本研究室で取り組んでいる研究内容を紹介させていただく．また，新たなびびり振動回避手法の提案についても報告する．

本研究では，工作機械の衝突時の挙動を調べ，衝突負荷軽減処理の効果を確認する．衝突現象のシミュレーションモデルを作成し，機械にダメージを与えない範囲で衝突実験を行い，シミュレーションパラメータを同定する．また，いくつかの条件でシミュレーションと実機動作の比較を行いシミュレーションモデルの妥当性を確認する．その後，実機では行えない条件でシミュレーションを行い，衝突負荷軽減処理の効果を確認する．

工作機械の競争力を強化するためには，加工の高速・高精度化が要求される．ツールを高速回転させる高精度，小径深穴ホーニングでは，ツール剛性不足による振動や破損により，高速加工の実現は困難である．本報では，ワークを適切に保持することで，ワークの振動を抑制する治具を提案する．本治具を用いた加工では，加工精度を維持したまま，4倍以上の高速加工を実現した．

ワーク検査時間の短縮や段取り替え時間の短縮を目的として、加工機上で測定を行う機上測定システムへの要望が高まっている。本稿では、光源に波長掃引光源を適用して試作したSS-OCT方式ディジタル光センサと数値制御装置とを連携させた機上測定システムについて述べる。本機上測定システムで金型を模擬して加工したワークを測定し、形状誤差を解析した結果について報告する。

同時５軸加工されたワークの形状測定は三次元測定機（ＣＭＭ）で行われることが多いが、ＣＭＭのコストや段取り替え時間削減を目的とした機上計測への要望が高まっている。本報告では、波長掃引方式光センサと数値制御装置を連携した５軸工作機械向けの機上計測システムについて述べる。本機上計測システムでブレードを模擬したワークの測定を行い、ＣＭＭの測定結果と比較するとともに機上計測の誤差要因についても考察する。

工作機械の工具先先端の誤差の測定は精密な加工のために必要不可欠である．提案する機内に光周波数コムを入れTCPの誤差を計測する手法は，1分以内での素早い計測が可能だが，計測毎に計測点が異なりロバスト性に欠ける．本研究では，計測データから計測点の差異を検出し，補正により精密な測定を行う手法を提案する．実験による検証により，提案する補正手法を用いることで，ロバストな測定が可能であることが実証された．

薄肉円筒工作物の機械加工では、工作物の振動特性の変化により加工不良が生じる。加工不良を防ぐため、加工前に工作物の固定不良を検出したい。現在、締付トルクを用いた管理が主流だが、締付状態が一致しない場合がある。ワーク周波数応答を直接測定し管理するために、締付条件に応じて着目する周波数帯を明らかにしたい。そこで、クランプの締付強度と固有振動数に着目し、締付状態と周波数応答変化の関係を調査した。

高精度な工作機械の設計には，機械要素間結合部が高剛性・減衰性であることが求められる．接触面の突起高さにばらつきがあるとき，せん断力が加わると弱い接触部に局所的な滑りが生じ，減衰効果を生むと考えられる．そこで，試験片に水平方向荷重を負荷したときの各突起の変形挙動をシミュレートすることで局所的な滑りが生じる条件を調査した．また，局所滑りが試験片の剛性，減衰性に与える影響についても調査した．

本研究では，半径方向力と回転トルクを同時に発生させる主軸モータを使用する．これにより，主軸の回転運動と主軸の軸心の位置制御を行い，内筒形状を高精度に加工できる高機能主軸の開発を目的とした研究を行っている．まず，主軸先端点の位置制御に必要な制御モデルを構築し，さらに外乱オブザーバを用いて外乱(切削抵抗)の推定を行い，外乱推定値をフィードバックして実際の外乱を相殺できる制御系を実装した．

多軸工作機械で高精度加工を行うためには，工作機械誤差の影響を最小化することが必要である．一方，デジタルツインを用いると，実空間における現象を仮想空間で再現できる．本研究では，多軸工作機械のデジタルツインを用いて工作機械誤差の影響を導出し，その影響を最小化する方法の提案を目的とする．本報では，その基本的な考え方とNCデータを修正することにより工作機械誤差の影響を最小化する方法について述べる．

生産現場では事前試験や過去のデータ等を基に工具寿命を設定している。しかし、設定した工具寿命に比べて短寿命の場合、不良品を生産し続けてしまう。そのため、SDGs達成に向けて工具状態の定期的な確認が必要不可欠である。そこで、本研究ではNC旋盤に搭載したカメラを用いて、逃げ面摩耗幅の自動測定の検討を行った、その結果、従来の測定方法と同等の結果が得られ、適用可能であることを確認した。

NC工作機械での加工では，CAD/CAM間や工作機械へのNCデータ受け渡し時に変換誤差や計算誤差が発生する可能性がある．そこで本研究では，3DCAD上のモデルから工具経路を算出し，工作機械の制御系に直接制御することで，ソフトウェア間での誤差を無くし，加工精度を向上させることを目的とする．本報告ではTCP/IP通信を用いて工具経路を工作機械に受け渡し工作機械の直接制御する手法を提案する．