本研究では紫外線によるナノインプリントリソグラフィ(UV-NIL)後に電子ビーム露光ができるレジスト材料について電子ビーム描画特性を調べた。この調査はハイブリッドパタンを形成するうえで重要である。実験は、UV-NIL時の紫外線照射時間と電子線のDose量を変化させることで特性評価を行った。その結果、設計値 60 nm で電子ビーム描画したパターンが、現像後 290 nm の微細線が得られた。

近年マイクロ，ナノオーダの複雑で微細な表面構造が，特徴的な光学特性を有することから，非常に注目されている．本研究は階層的な表面微細機能構造について，その光学特性の解明と造形法の確立を目指すものである．本報では多重露光により干渉造形された表面構造を主に対象とし，複数個の正弦波の重ね合わせを用いてモデル化を行い，その光学特性を厳密結合波理論(RCWA)法によって解析した．

近年、形状自由度の高い光学素子が様々な分野で必要となっている。このような光学素子の作製には高精度な三次元測定技術が必要となっている。そこで我々はレーザーの直進性を用いた法線ベクトル追跡型非接触ナノ形状測定法を開発している。本報では、従来よりサイズが大きいΦ100 mm凹非球面ミラーを測定し、その結果について報告する。

我々は高速原子間力顕微鏡を用いることで，数秒ごとに更新される形状像を確認しながらマニピュレーションを行うシステムを開発している．これまで，高速走査でのカンチレバーのたわみ変化から画像化する手法を用いてきたが，相互作用がしばしば問題になっていた．本研究ではZフィードバック制御の導入により，マニピュレーションの再現性向上に取り組んだ．一元ナノ材料を用いた本手法のマニピュレーション結果について報告する．

レンチキュラーレンズのように表面に大きな凹凸ある場合、反射防止構造であるモスアイ構造をアディティブで形成することは難しい。本研究では、UV-NILとロールプレス法より作製された柔軟なレプリカモールドや反転型レンチキュラーレンズから、モスアイ構造を有するレンチキュラーレンズを作製した。その結果、100 nmの高さのモスアイを作製できた。さらに、元のレンチキュラーレンズと比較して反射率が減少した

電気光学変調器(EOM)は出力ビームを位相変調する光学素子で, 変位測定用の正弦波位相変調干渉計などに適用できる. しかし, 電気光学結晶の主軸と入力ビームの偏光方向の不完全な調整や変調器の温度変化により, 残留振幅変調(RAM)が発生し, 出力ビームは純粋な位相変調をなされないことが問題点である. そこで, 本研究は, 1次元および2次元変位測定用の正弦波位相変調干渉計にEOMを適用し, RAMの能動抑制方法を開発することを目的とする.

我々はこれまでに、プラズマ酸化を援用した手法により、ピット密度が低いグラフェン／SiC構造の形成に成功した。ラマン分光測定におけるD/Gピーク比より、得られたグラフェンが低欠陥であることを示唆する結果も得た。一方、応用上重要な電気的性質（移動度）については不明確である。今回は、ラマンスペクトルの2Dピークを解析することにより、間接的ではあるが、形成したグラフェンの移動度を評価する試みを報告する。

トレーサビリティを確保できるため、周波数の安定なレーザーを光源とした光干渉計は変位測定に有効である。光源周波数を正弦波状に変調する正弦波周波数変調と位相補間法を適応することでnm以下の分解能が達成される。本研究では、位相補間法に直接位相検出法を用いることでより高い分解能を目指す。数値計算ベースのシミュレーションによりその実現可能性を確認したため、本報ではリアルタイムでの変位測定について議論する。

近年、形状自由度の高い光学素子が様々な分野で応用されており、これらの光学素子を高精度に作製するにあたりナノ精度の三次元形状測定法が必要とされている。そこで、我々はレーザーの直進性を利用した法線ベクトル追跡型非接触ナノ形状測定装置の開発を行っている。本報では、装置の測定不確かさ向上のためにオンマシンでロータリーエンコーダの校正を行った結果について報告する。

ナノ・マイクロスケールの階層的な構造が有する，機械的・光学的機能が注目を集めている．本研究では，そういったスケール横断的な構造がもつ特有の形状・光学応答に着目し，新規機能性素子の創成を目指す．本法では，ナノ・マイクロ二重周期構造の造形を目的とし，干渉リソグラフィーのインプロセス干渉縞計測による，露光条件の制御を実験的に検討した．

半導体光検出器の光検出機構は，光照射下における電子－正孔対の生成に基づき，応答波長域は半導体のバンドギャップによって決定される。それに対し我々は，金属ナノ構造体の形とサイズによって応答波長域を決定できる光検出器を開発した。光照射下で励起する，金属ナノ構造体のプラズモンが生成する局所的な熱と，熱勾配によって起電力を発生する熱電変換素子を組み合わせた光検出器である。その光検出機構について議論する。

我々は、水素終端化されたSi原子層シートの作製を目指している。今回は、微傾斜Si(111)表面のステップ／テラス構造のエッジ部にAgナノワイヤを形成し、これを触媒的に援用した化学エッチングを試みた。Ag粒子の直下のみが選択的にエッチングされ、ミシン目状のナノ溝構造（深さ約2nm、幅約10nm）の形成を確認し、その局所構造を調査した。以上より、異なる原子層厚のSiシートを分離する手法の目途をつけた。

半導体素子の微細化により, ナノスケールの空間分解能で熱を検出することが求められている. 我々は，超高感度センサCSIPを用いたパッシブ型THz近接場顕微鏡を構築し, 物質表面に局在する熱励起エバネッセント波によりナノスケール熱検出を実現している．探針の先端径に依存する空間分解能を近年の10 nm以下細線に適用させるため, 本報ではAC/DC二段階の電解研磨により10 nm以下のタングステン探針の作製方法を構築したので結果を報告する.

The paper aims to show the possibility of the actuation and the measurement of mechanical step displacements of 10 picometers or less than using a designed piezoelectric (PZT) driving stage and heterodyne interferometry. In our experiment, we use a designed parallel spring stage made by LEX-ZERO (low thermal expansion material) with a high-voltage PZT actuator (0 to -1000 V) to generate mechanical displacements with a step of 10 pm or less than. For a measurement system to achieve these picometer-order displacement measurements, the proposed single phase-locked loop [1] developed on a field-programmable gate array (FPGA) platform aiming to high-resolution phase measurement is used, and a modified heterodyne interferometer with two spatially separated beams is established. Both the actuation and measurement systems are located inside a vacuum chamber for suppressing environmental fluctuations that impact the measurement results. In this paper, the design, instrumentation, and experimental results are discussed. Reference [1] T-D Nguyen, et al., Direct phase determination using phase lock loop for heterodyne displacement-measuring interferometers, Proceedings of Photonic Asia Conference, 2018.

走査プローブ顕微鏡の一種である原子間力顕微鏡(AFM)観察では、微粒子などの3次元データが取り込まれており、データサイエンスの手法を導入すると、微粒子などの特徴抽出を飛躍的に高めることができる。本講演では、基板に吸着したエクソソーム(ナノベシクル)からのデータの抽出、機械学習による放出元細胞の特定、および多変量解析による高い正答率の理由の推定について報告する。

ナノエレクトロニクスの重要性が増す中で、高度に制御された3次元(3D)ナノ構造体の形成が求められている。我々は、今回は微細加工技術(リソグラフィー)と表面科学的な表面清浄化技術を組み合わせることで、基板の表面(c軸方向)に対して垂直または傾斜角度を持つ{100}、{110}、{111}面の清浄表面、金属吸着超構造表面の作製を実現した。また立体表面の原子レベル観察をRHEED、LEED、STMにより実現しており、講演で詳細を報告する。

干渉計の参照アームにおいた電気光学素子により正弦波状に位相を変調させ高速度カメラにより面内変位を計測できる干渉計を2色化した。原理・実験・応用に関し報告する。

近年病院では認知症患者の予測不能な行動を把握するために，離床センサの導入が行われている．しかし，現在のセンサでは瞬間的な状態しか取得できず，患者の状態を常に正確に把握できていない．そこで本研究では深度センサを用い，深度変化を元に患者の状態や動向を連続的に把握する監視支援システムの開発を行っている．本報では，看護師や面会などの第三者の侵入検出と，侵入による患者認識の誤動作抑制を行ったので報告する．

一般に小売店の定点カメラ映像には顧客が商品を持ったり購入を迷ったりする様子が捉えられている．これらの映像を解析することで商品への注目度や宣伝効果などが測定できると考えられる．本研究では定点カメラ映像から3D CNNを用いて顧客行動を検出し解析を行う．具体的には「商品を持つ」行動を学習したモデルで行動認識し，その結果から，商品関心度を示すと考えられる商品を持った回数と持っている時間について評価を行う．

現在各業種で，高齢化による後継者不足等，技術継承の難化が問題となっており，技術・技能の継承手法の開拓が急務となっている．本研究では，スマートグラスと呼ばれるARデバイスを用いて初心者に対し作業支援を行うことで，指導者の負担を減らすことを考えている．本報告では指導者が行っている作業の確認を，作業者の視野カメラ映像に対しテンプレートマッチングを用いて行ったことを報告する．

事故などによって廃炉になった原子炉の内部には、放射線を発する核廃棄物や燃料デブリなどの人体や環境に影響を与えるものが放置されており、人がその場に入って作業を行うのは非常に危険である。しかし、VRであれば危険性は無く、コンピュータで作成した実環境と同じ仮想環境で繰り返し訓練することができる。本研究は、VRを用いて、実際に体を動かして練習できる廃炉作業向けシミュレーションシステムの実現を目指す。

本研究では手話認識の自主学習への応用を試みる．学習者は認識モデルが正しく認識するまで試行錯誤し，正しい手話動作を学習する．しかし，既存の認識モデルは手話の正誤判定のみを返し手話のどの要素が誤っていたかの情報は返さない．そこで手話の重要な要素である手形，手の軌道を個別に特徴抽出し，認識，誤り指摘を行う深層学習モデルを提案する．提案モデルは要素の一部のみが違う単語も分類可能であり精度は66％であった．

切削加工においてコストを抑えて高い加工精度を維持するためには適切な工具保全が重要であり、工具状態を観測して寿命の正確な時間を推定する必要がある。本報では、エンドミル工具による切削加工実験のプロセス状態を薄型AEセンサを用いて取得し、得られた弾性波を機械学習することで予知保全に有益な情報の抽出を試みる。また、診断対象の状態を再構成誤差として算出し、プロセス時に運用可能な状態診断システムの構築を目指す。

ロボットなどに利用される機構には，シリアルリンク機構とパラレルリンク機構がある．パラレルリンク機構は，シリアルリンク機構に比べ，作業エリアは狭いが，高出力，高剛性が期待でき，その一つに3自由度球面機構がある．3自由度球面機構は，関節の回転軸が１点で交わる特徴を有し，この点を中心に3自由度の回転運動をする．本研究では，3自由度球面機構の運動学計算について提案し，試作モデルによる動作確認を行う．

オフィスビルなどの中央管理方式下の空調環境ではオーバーシュートや空調の時間遅れなどが起きやすく電力に無駄が生じやすい．本稿では将来の室温変化量を深層学習を用いて予測し，時間的に早い段階から空調を管理することで上記のような無駄電力削減を目指す．実際に，作成した予測モデルにより季節ごとの室温変化の特性を含めた学習が可能であることがわかった．

工作機械の加工時間を大幅に短縮させるために，複数の主軸でひとつのワークピースを同時に加工できる新しい工作機械の構造を提案する．この機械構造は，互いに平行に配置された直進軸と垂直軸の2軸により駆動される複数の主軸を持ち，垂直軸周りに回転するワークテーブルをもつ．本論文では，提案する工作機械に用いるための工具経路を生成するアルゴリズムの構築と，試作機の設計案を示す．

工作機械の各直進軸の誤差運動を個別に測定するには，複数の測定器と多くの手間が必要である．本論文では２方向の直進位置決め誤差測定と一度のオープンループレーザトラッカ測定を行うことで，直進２軸の誤差運動を一度に同定する方法を示す．オープンループレーザトラッカはレーザ干渉計のレーザ光の向きを回転テーブルによって制御し，主軸につけた鏡までの距離を測定する機器である．また実験による測定結果を示す．

5軸工作機械の運動誤差をユーザーが定期的に測定し，補正を行うことを目的として，形状精度が較正されていないアーティファクトとタッチプローブを使う方法を提案する．実用化されているものは，直進3軸の運動誤差は小さいと仮定し，旋回2軸の幾何誤差を評価している．本研究では，自己較正法を基礎として，直進軸及び旋回軸の誤差を同時に同定する方法を提案する．提案法を同じ機械で一ヶ月に１回実施し，経時変化を観察した．

The five-axis machine tools have been increasingly used among all fields of manufacturing, and the research related to geometric errors is the most non-negligible subject of five-axis machining accuracy. According to the shape generation theory, the geometric error model is established through the D-H matrix of each geometric error to achieve the coordinate transformation. In this study, the authors propose a modification of the previous geometric error model, through the additional workpiece coordinate transformation. The simulation results of cubic-machining test show that it is necessary to consider the workpiece coordinate system to make the proper error reflection onto the simulated machining surface.

5軸マシニングセンタで、立方体工作物上の各面に正方形3x3の9平面を加工することによって、組立誤差が各正方形の段差に及ぼす加工精度を幾何学的に求める。組立誤差による加工面への影響を形状創成理論でシミュレーションし、機械構造における各誤差要因の影響度を評価する。さらには、加工誤差に起因する組立誤差を推定するため、加工時の工具傾斜角度を定めることを試みる。

近年の製造業では多品種少量生産の傾向が顕著であり，複合加工機をはじめとする工程集約型の高能率加工が注目されている．しかし，NCデータの生成に用いるCAMソフトウェアでは加工条件などの工程情報の決定に多大な労力と時間を要しており，加工開始までの準備時間の短縮が求められている．そこで本研究では，認識された加工フィーチャを基に工程情報の決定を自動化する作業設計支援システムを開発し，有用性を検証した．

航空機部品などの複雑形状加工の荒加工工程では，材料が除去される過程を通じて工作物の剛性を確保し，高い加工精度を達成する必要がある．このため，トポロジー最適化により加工途中の工作物の剛性を確保するための工具経路生成手法を提案してきた．本研究では，これまでの2.5次元形状加工を3次元形状加工へと拡張した工具経路生成手法を考案し，ケーススタディの結果により提案手法の有用性を確認したので報告する．

多品種少量生産における生産リードタイム短縮には，CAMシステムと連係した工程設計支援（CAPP）システムの開発が不可欠である．そこで本研究では，多軸・複合加工機に向けて，複雑な加工対象の単純形状へ簡略化して加工フィーチャの種類の増大を避けながら，工作物の把持替えや複数箇所の同時加工を可能にし，設計者の意図を加工順序や加工工程へと反映できる加工フィーチャ認識方法を組み込んだCAPPシステムの開発状況を報告する．

近年，切削加工において高速，高精度に加工することに加えて，加工面が高品位であることが重要になってきている．しかし，面品位については評価方法が定まっておらず，通常は加工面の比較写真や見た目によって評価している．本研究では，レーザを照射し反射した光量の平均値，ばらつき量によって面品位を評価する方法を提案する．ピックフィードを変えて加工したワークに対して面品位を評価し，表面粗さとの関係について研究した．

５軸制御工作機械を用いてボールエンドミルによる傾斜加工を行う際，切削力や加工面性状は工具の傾斜方向や角度，ピックフィード方向によって変化する．本研究は，ボールエンドミル傾斜加工における切削メカニズムとその影響の解明を目的としている．本報では，主に傾斜方向・角度およびピックフィード方向の違いが加工面に及ぼす影響について考察した．

同時5軸エンドミル加工では曲面形状の創製に際して，加工面品質の一定化が難しい．そこで，本研究では5軸制御工作機械の直進2軸と旋回軸を同期させ，工具とワークの切削点での送り速度ベクトルFcを一定にすることで加工面品質向上を目指す．軸の同期誤差や半径減少量に起因する形状誤差の補正のため，新たな8の字状加工パスを提案し，円柱形状の創成を行い評価した結果を報告する．

位置決め技術は，高速高精度化する工作機械，半導体製造装置，産業用ロボット，測定機などの様々な産業機器の基盤技術であり，位置決め技術を支えるサーボ技術への要求が益々高くなっている．本稿においては，産業機器の振動制御に対する実用的なサーボ技術について，筆者の考える開発の世代分けと開発経緯を整理し，幾つかの有用な制御法の紹介と合わせて今後への期待を述べ，開発に携わる方々への一助とする．

振動を抑制させない加減速指令の設計方法はこれまでにも検討されているが，位置決め時間の増大を招くことがあった．本研究では，加減速中の躍度変化のタイミングと振動振幅との関係を振幅マップとして表し，位置決め時間を増大させずに躍度が変化するタイミングを適切に設計して振動を抑制する方法を提案する．提案する方法を実際の工作機械の加減速指令に適用した結果，位置決め時の振動を効果的に抑制できたので報告する．

This paper investigates the mechanical and electrical power losses in the feed drive systems driven by an AC servo motor and a ball-screw. The electric power consumption of the servo motor has been measured for several velocities and loads and the efficiency map has been drawn. The velocity dependent power consumption of each component; bearings, ball-screw nut, and linear guides has also been identified. Four ball-screws differing for the lead and the preload have been tested. Finally it is clarified that the total power consumption of the system is determined as a balance of the mechanical and electrical power losses.

生産プロセスの自動化を見据えた長期的な工作機械精度の補正維持のため，筆者らは工作機械にリニアスケールを複数配置した工具端精度測定システムを開発した．本システムを用いた測定実験から，リニアスケールの線膨張が測定精度の低下をもたらすことが課題と判明した．本論文では，リニアスケールの温度と線膨張の関係をレーザー干渉計を用いた測定で明らかにし，温度補正を加えることで安定した測定が可能である結果が得られた．

本研究は，一体化ヒンジ機構を用いたX-Y-Yawの3自由度平面位置決め機構と，平行板ばね構造によるZ軸機構から成る，ストロークが1×1×1 mmの超精密4軸位置決め機構によって，低侵襲の触針式表面形状測定と，十分な針圧下でのスクラッチ加工が可能な表面微細形状測定・加工システムの実現を目的としている．本報では，スクラッチ加工の基礎実験について述べ，加工中の位置決め性能について検討している．

①線径が20μmの2本の超極細ワイヤを，直径0.500mmの極細ピンに密着させて巻き付け，ワイヤをピンに半田付けすることで製作したピッチ40μmのマイクロねじと，②２本の超極細ワイヤを直径0.523mmの極細ピンに密着させて巻き付けて細管に挿入し，ワイヤを細管の内側に半田付けすることで製作したピッチ40μmのマイクロナットを製作し，これらを組み合わせたマイクロ送りステージを開発した．本報では，ステージの構造・動作・位置決め精度について報告する．

カムの輪郭を半径が一定（R，r：R＞ｒ）で中心角がαの２つの円弧と，円形を基礎円とする２つのインボリュート曲線弧で構成した定幅カムを考案した．本報では，この定幅カムを正方形の内枠にはめ込んだ正方形軌跡の確動カム機構について，中心角αおよび半径（R，r）を変えたときの変位特性を理論的に解析した．また，楕円形を基礎円とするインボリュート曲線弧を用いた定幅カム機構を考案したので，その結果について報告する．

本研究では微細加工が可能な集束イオンビーム（FIB）に着目し，これを用いた単結晶ダイヤモンド工具の開発を検討している．本報ではこれまでの技術を応用して，エンドミル工具にテクスチャを作製し，アルミニウム合金，NiPの2種類の材料に対して加工実験を行い，テクスチャの効果について検討した．

コーティング工具の評価方法の代表的な評価方法の1つとして摩擦摩耗試験法がある．しかし従来の方法では同一箇所で摺動を行うため，常に刃先が移動していく実切削を再現した評価が困難である．本研究では，旋盤の送り機構を用いた摩擦摩耗試験法の提案を行い，種々の切削環境下でTiN，TiAlN，AlCrNの3つのコーティング膜に対する影響を調べるとともに，実際の切削との相関性の検討を行った．

FIB加工によって単結晶ダイヤモンド表面に変質層が形成される．本研究では，顕微ラマン分光法を用いて，深紫外光照射による加工変質層の構造変化の過程に着目する．酸素雰囲気中において深紫外線照射することによって，加工変質層のエッチングが観測される．その酸素濃度依存がエッチング速度に影響を及ぼすことを明らかにした．発表では，深紫外光照射による加工変質層の構造変化のプロセスについて，およびエッチング後の表面構造について考察する.

ダイヤモンド砥石を用いたロータリー研削によるウエハ加工における、微視的な加工面損傷機構について顕微Raman分光断層イメージング法を用いて調べた。砥粒切り込み深さを軸方向と周回方向の各成分に分解したモデルを基に、砥粒番手、砥石およびウエハ回転数を制御したサファイアウエハ加工面を準備し、同一ウエハ上の半径方向に沿った加工変質層内の損傷発生挙動を系統的に分析した。脆性、延性、仕上げ面の分析結果についても示す。

異常検知技術は様々な分野に適用されているが，トライボロジー分野における摩擦・摩耗遷移のその場判定は僅少である．そこで，レーザ光源による散乱光分布をデジタル画像処理する手法で，摩擦・摩耗遷移のその場判定が実現できると考えられる．本研究ではレーザ散乱光分布の画像取得により対象とする表面性状の特徴値を抽出するための基礎資料を得る目的で，画像処理による評価項目の選定と評価を行った．

45パーマロイ材は飽和磁束密度が高く，抗磁力が小さいため，高性能の磁気デバイスに多く使用されている．本研究においては，H₂SO₄溶液と比較しながら，Na₂SO₄電解酸化水を用いて，45パーマロイ材の圧延材の表面粗化処理について検討を行った．その結果，Na₂SO₄電解酸化水は，H₂SO₄溶液と比べ，加熱処理前後の試料片表面を均一に粗化できる．また，Na₂SO₄電解酸化水は，生成から一週間以内ならば，その粗化作用は時間経過に関係なく，ほぼ一定である

振動援用切削による表面テクスチャが乾式すべり時のなじみに及ぼす影響を評価した．第３報として，振動援用切削により黄銅プレート上に面積密度の異なる複数のテクスチャを製作し，その後に塑性盛上りを除去した場合とそうでない場合ですべり摩擦挙動がどう異なるか評価し，塑性盛上り除去が摩擦特性の向上に有効なことを明らかにした．