学部・学科の分類 - ロボティクス&デザイン工学部

39件の研究シーズが見つかりました
大石 容一

デザインアーカイブ研究の手法と発展

2015年9月に締結した大阪工業大学と大阪市経済戦略局(大阪市新美術館建設準備室)との包括連携協定（2015.Sep.~2019.Mar.）のもと, 2021年開館予定である中之島美術館（2019年に正式名称として決定）の展示コンテンツの基となるデザインアーカイブの研究を目的とし, インダストリアルデザイン・アーカイブズ研究プロジェクト（IDAP）との共同研究及びシンポジウムの運営を行っている。発明家やデザイナー, 企業, 研究者他に聞き取りを行いながら情報を収集・編集し, デザインアーカイブとして未来に繋げることを目指す。

廣井 富

手すりの上を移動する道案内ロボット

　本コミュニケーションロボットの特徴は、手すりの上を移動することである。ケータイや地図が読めない方でも問題なく、音声とジェスチャで指示してくれる。さらに人はロボットの手を握って誘導される。この時、ロボットの腕が伸び縮み可能なシステムを構築した。これにより、人の歩行速度に応じた無理のない道案内が可能である。本研究室でアルゴリズムを開発した「測域センサを用いた人検出システム」を応用しており、複数人が存在する環境内においても対象者を見失うことがなく、動作可能である。また、ロボットと案内される人の対話が破綻している場合等にオペレータが介入可能である。その介入頻度を簡易に制御可能であり、オペレータの負荷を軽減することが可能である。

脇田 由実

人同士のコミュニケーションを支援する

会話時の声の音響的特徴（ピッチ、パワー、周波数特性など）及びしぐさの動的特徴の時間変化度合いを観察することで、会話が楽しく進行しているかそれともギクシャクしているかなどの会話の雰囲気を推定できることがわかってきました。この技術を用いた会話支援システムを構築中ですが、他にも、高齢者の理解度衰え推定、場の雰囲気盛り上げシステム、学習支援システムなど、幅広いアプリケーション展開を図っています。

横山 広充

将来的な地下街デジタルサイネージ構築のための感性評価システムの開発

　本研究は将来的な地下街デジタルサイネージ構築のための感性評価システムの開発を大きな目的としている。具体的には実際の地下空間において被測定者に脳波計を装着した状態でデザインした地図を読図させた上で経路探索実験を実施する。取得した脳波計測データと行動観察調査結果の相関などにより、デザインに関する感性評価システムを開発する。実験では可搬型脳波計を用いる。 　開発した感性評価システムは新製品の評価やデジタルサイネージなど各デザイン分野において利用者に求められるデザインの創出に寄与することを目指す。

河合 俊和

医師と協働する手術支援マニピュレータ

執刀医が手術を一人で行える，安全性に優れるソロサージェリー手術支援ロボットを研究しています． 人と同じ空間に存在し，共存協調して作業を行えるロボット技術の確立を目指して， 内視鏡下手術におけるカメラと鉗子の助手をマニピュレータが担えるよう，医工・産学連携で取り組んでいます． 医師のハイエンドツールであるオールインワンシステムのリモート(遠隔)操作型ロボットに対して， アシスタントツールであるローカル操作型ロボットLODEM(Locally Operated Detachable Endo-effector Manipulator)群は， センシング能力に優れる人と，安定した作業に優れるロボットが補完しあう，インテグレーションです．

瀬尾 昌孝

リース機器の循環型物流における需要予測と在庫最適化

出荷と撤去・回収の存在する循環型物流において，最適化技術を利用して需要の期待値を予測するとともに，突発需要等の変動を確率分布を用いて予測した．これにより倉庫や販売店など，全国に点在する数十拠点を対象に在庫最適化を行った．実際の物流システムにも採用され，実務担当者による運用からさらにコストを低減することが可能となった．

福原 和則

イノベーションを誘発するワークプレイスの設計

製品開発を行うワーカーのための新しい環境を構想するにあたっては、単なる「箱モノ」の設計を超えたプロセスを共有することが重要である。場としての環境を設計する行為を会社やチームそのものを構築する行為ととらえ、「デザイン思考」の方法論を取り入れて検討することが重要である。内容の検討に加えてプロセスも合わせてマネージメントすることが求められる。

井上 剛

生体電位計測を用いたアプリケーションの創出

ヒトの体からは臓器の活動や筋の収縮に伴い微弱な電気信号（生体電位）が発生しています．医療現場で病気の判断等に用いられていたこれらの電気信号は，近年の計測技術の発展によりより日常での計測が可能になりつつあります．生体電位の計測結果からはユーザの状態，例えばどのくらい心拍が変動しているか？どのくらい筋力が発揮されているか，などが定量化できるため，この定量値を基づいて自然な形でユーザを「推定・理解・予測」する様々なユーザ支援アプリケーションの実現が可能となります．

三浦 慎司

製品特性を伝える展示区画のデザイン

印刷・製造機器メーカーの営業所内ショールームの一画において自社製品（ＵＶプリンタ）の展示デザインを計画、設営した。ＵＶプリンタの製品特性をもとにデザイン検討、試作を重ね、来訪者の視覚に加え触覚からの情報により製品の魅力を伝えるデザインとした。展示デザインの変更前後に視線計測を取り入れた検証を行い、視覚から触覚体験に促すデザイン計画の達成を確認した。

朽木 順綱

景観に配慮した祇園祭祭礼時の仮設休憩所のデザイン

毎年７月に催される伝統行事，祇園祭においては，「山」や「鉾」と呼ばれる大型の山車を保有する「山鉾町」の各所で，神事や祭事などの様々な催しが行われる。２０１７年より本研究室で運営協力を行っている岩戸山町もそのひとつであり，２０１９年においては，「岩戸山」に隣接し，祇園囃子を演奏する「囃子方」が演奏の幕間に休憩や準備を行う休憩所を木製テントで実現することを設計，設営することとなった。計画にあたっては，規模に見合う主要骨格の設計や，構成部材の選定，搬送，組立手順のみならず，山鉾や京都の伝統的景観だけでなく，駒形提灯や露天などの祭礼独特の空間演出にも調和するよう検討，試作を重ねた。

朽木 順綱

主観・客観融合型の共創的VR／ARブラウジングシステムの構築

本研究は，VR／AR空間の閲覧経験を，実在の空間経験へとより近づける試みとして，VR／ARコンテンツを閲覧する際に，これまでのゴーグル等による閉鎖的，主観的視点だけでなく，公開性のある客観的（他者による）視点とを融合させた閲覧システムの構築を試みるものである。具体的には，仮想上に存在する建築物を，それぞれの閲覧端末ごとの視点に合わせて表示内容を変化させるシステムや，ある個人が端末を通して閲覧している内容を他者が共有したり，閲覧しているユーザー全体の位置関係を俯瞰するシステムなどの開発である。

倉前 宏行

マルチスケール・マルチフィジックス有限要素解析法

金属材料の機械的特性は，材料の微視的な多結晶構造，特に優先方位や結晶粒径に大きく依存する．微視結晶構造制御に基づく高機能材料の創製のためには，熱的影響を含む材料の加工過程における塑性変形過程の結晶集合組織発展の非線形解析手法と加工プロセスパラメータの最適化の確立が必要である． 本研究においては，塑性変形誘起の集合組織発展に加え，熱的負荷による動的再結晶を解析可能なマルチスケール熱・結晶塑性有限要素解析コードを開発した．これにより自動車用ボディ板材のAl合金板材の圧延創製過程のプロセス最適化が可能となる．

福原 和則

図面分析による建築設計プロセスの解明

優れた建築を検証する方法は、建築が現存する場合は現地調査が基本であるが、設計図面分析もまた、建築特徴を包括的にとらえるという点において有効である。結果としての設計図面は、作品の特徴を後世に伝えてくれる。一方で検討途中の図面もまた、検討プロセスの記録として重要な価値を持つ。何時、何をどのように検討したか。その解明は作家研究の枠を超えて普遍的な設計方法探求のヒントとなる。

白髪 誠一

盲導犬とユーザーの快適な歩行の実現に関する研究

　建築構造設計において利用される構造解析方法に基づくデザインをプロダクトデザインに応用することについて研究を行っている。 　本研究は，プロダクトデザイン研究室（赤井准教授），兵庫盲導犬協会と共同で盲導犬とユーザーの安全で快適な歩行を実現するために，歩行時の盲導犬とユーザーの負荷の定量化を行い，その負荷を軽減するハーネス，盲導犬からの情報をより的確にユーザーに伝達するハーネスの開発を目的にしている。

谷口 浩成

底背屈と回外内動作を提供する足関節の関節可動域訓練装置

拘縮とは，関節の柔軟性が失われた状態であり，発症前に予防することが重要である．拘縮の予防方法として，理学療法士による関節可動域（Range of Motion : ROM）訓練が実施される．しかし，高齢者の福祉施設や，通所リハビリテーションの事業所など，介護の分野における理学療法士の不足が指摘されている．そこで本研究室では，理学療法士に代わってROM訓練を行う運動装置の開発を行っている．本研究では，独自に開発した空気圧ソフトアクチュエータを用いることで，足関節のROM訓練やストレッチ運動など多様な動作を実現できるリハビリテーションシステムについて紹介する．本アクチュエータの柔軟性を利用することで，患者に対して安全で予防に必要な多様な動作を提供できる点が特長である．

赤井 愛

深海エレベーター

『深海エレベーター』は音と光を用いた空間型教材です。深海は実際に訪れることが困難で、かつ光が届かない場所であることから、晴眼児、視覚障がい児双方が対等な状態で体験や学びを共有し、楽しむことができるテーマと言えます。 16台の指向性スピーカーと4台の低音用スピーカーを用いた音像の定位や移動と、アルゴリズミックデザインによる光の表現を活用し、水深3000ｍに至る海の世界を表現、さまざまな深度で現れる海中生物の生態を感じ、学ぶことができる新たな体験を創出しました。

瀬尾 昌孝

二次元画像1枚からの表情変化動画像のリアルタイム生成

深層生成モデルを用いて，1枚の二次元顔画像から表情変化動画像の自動生成を行った．現状，動画像のサイズは500×500pixel程度だが、超解像度、ネットワーク規模削減手法を組み合わせることでリアルタイムの生成を実現した．本研究はビデオ会議システムにおけるアバターの自動生成を想定して行っており、今後は応用システムの開発に取り組む予定である．

鎌野 健

大野関数の解析的性質について

画像の関数を大野関数といい，互いに双対なインデックスに対する大野関数は，複素関数として等しいことが知られている．特に0以上の整数点での値を考えると多重ゼータ値の理論における大野関係式が導かれるため，それは大野関係式を補完したものであるといえる．本研究では，大野関数が積分表示を持つことを示し，それにより大野関係式の補間の別証明を与えた．

瀬尾 昌孝

深層学習における判断根拠の理解可能な潜在変数空間

深層学習は精度の高い処理を実現できるものの，判断根拠の理解が困難になりがちである．判断根拠が理解できないままでは実応用上問題が発生するケースも多い．例えば医用データ解析など，答えを誤った際の被害が甚大となる分野では現在でもこのような手法の全面利用が法律上規制されている．これに対し，本研究では潜在変数空間のdisentanglement化手法を応用して，目的とするタスクに関係の無い特徴を排除することで，判断根拠の理解が容易な潜在変数空間の獲得を実現した． 本報告では実応用を想定した課題として，撮影環境の大きく異なる顔画像における表情認識などを扱う．この課題では被験者情報以外にも照明や化粧など，表情認識に関係の無い様々なバリエーションを持つデータベースを構築し，学習に際して表情認識に不要な特徴を取り除く手法を開発した．本手法を応用することで，表情認識精度と判断根拠可読性の向上を実現した．

上田 悦子

優美な動作のモデル化とその応用

本研究では，人間特有の「優美な」と形容される動作に着目し，過去から議論されてきた優美さ特徴の定性的表現を人間の動作計測と解析により定量化し，モデル化することで優美なロボット動作の実現を目指している． 身体が作る「線」や「面」の時間的な形状変化に着目して「優美さ」特徴のモデル化手法を提案し，印象評価結果と比較することで手法を検証していく．

中山 学之

生体の運動制御メカニズムを取り入れた人と親和性の高い介護支援ロボット

人間の神経系や筋骨格系の構造は長い進化の過程で日常生活を行うのに適した形に最適化されてきたものと考えられています。本研究では進化の過程で生物が獲得してきた運動制御メカニズムをロボットに取り入れることにより，動力を使用せずに人やモノの自重を支持できる機械式自重補償装置や，脳の運動制御メカニズムを取り入れた環境適応制御，小脳－大脳基底核をモデル化したニューラルネットワークによる予測的な環境認識・最適行動生成を実現する研究を行っています。

大須賀 美恵子

ICT・ロボティクスのウエルネス分野への応用

心拍や呼吸，目の動きや脳波，筋電などを人に負担をかけずに測る技術と，それらから人の意図や気持ちを推定する手法の研究をしています．これらの人を測る技術とバーチャルリアリティなどの情報通信技術とロボティクスを組合わせて，さまざまな人のwellbeing(幸せ)に役立つシステム・サービスを提供します．

福原 和則

商業建築のファサードにおける工芸材料（信楽焼陶板）の活用

建設の機械化や合理化が進む現在の建設現場では、1990年代を境に職人や技術者による手づくりの仕事が激減している。日本の美意識や工芸技術に裏打ちされた繊細な建築表現は、一部の特殊建築に限定され、いずれは職人が姿を消して、その技術は二度と再現できないことが懸念される。人間の五感に訴える手づくりの風合いを現代後方に取り入れる接合方法を考案して、日本の伝統を感じさせるファサードを構築する。

姜 長安

非把持双腕ロボットによる摩擦力補償無しでの抱きかかえ制御

本研究では，力学的な本質を失わず，3次元運動を2次元運動に簡略化し，要介護者を二つの関節を持った3リンクの物体とみなす．そして，非把持双腕ロボットアームとリンクの間の静止摩擦を利用し，3リンク物体がロボットアームから滑り落ちないための安定領域を求め，その中に摩擦力が最も小さくなる姿勢を求める．得られた最適な角度を用いて，ロボットの抱きかかえ制御を行い，3リンク物体の安定支持が実現できることを示す．

西應 浩司

人間の視覚行動からみた都市空間の設計基準

建築や都市は生活基盤として、人間に対し大きな心理的影響力を持っています。基本的な人間の移動方法を考えれば、そのデザインは歩行によって我々が得た空間能力に関する研究成果が生かされたものとなるのが理想的だと考えられます。 研究室では、空間能力を司り評価を行う脳機能の左右差や個人差を検討する事から、人間が理解しやすい建築空間、都市空間をつくるための方法を、人間の視覚行動を計測したデータや、脳波計によるデータをもとに探ります。

横山 香奈

ハワイにおける日系移民の成功要因に関する一考察

　ハワイでは、日系移民が他のアジア系エスニックグループに比して突出した成功を収めた。成功した背景理由として、「日本人は勤勉で我慢強かったからだ」と精神論に終始することが多いが、調査の結果、それ以外にも多角的要因が寄与していることが示唆された。 かつて海外へと移り住んだ日系移民の一例を参考に、今後、日本においても移民の教育問題について検討したりするなど、多方面に還元できるような研究に繫げていくことを目指す。

松井 哲也

教師役のロボット・バーチャルエージェントのデザイン

オンライン授業や教室で、人間の教師に代わって授業を行うロボット・バーチャルエージェントのデザインについて、探索的に実験研究を行う。特に、教師役のロボット・バーチャルエージェントの「外見」「発話」と、「教える科目」との相互関係に着目し、教える科目に応じてロボット・バーチャルエージェントをデザインするためのメソッドを提案することを目指す。