質問1. 貴方の勤務先についてお伺いします。
質問2. 貴方の勤務先の住所についてお伺いします。
質問3. 貴方の職種についてお伺いします。

山浦 真一

磁歪材料を応用したエネルギーハーベスト発電体の創製

本技術は、鉄コバルト系磁歪合金の逆磁歪特性を利用し、さらに衝撃付加部を組み込んで一体化させた、衝撃振動発電機である。発電促進のため、発電機内にリング状磁石を設置し、さらに磁歪合金コア材が衝撃により大きくスライドしながら固有振動を起こすため、通常の衝撃振動発電機と比較して、発電時間が長く、さらに発電力も高い点が特長である。一回の打突で30個以上のLEDを点灯させることが可能である。

神田 智子

ユーザの視線行動に適応した エージェントの視線行動の開発と評価

シャイな人間は対話相手の視線に敏感であり,注視されることを嫌うということが示されている.本研究は実験参加者の視線行動に適応するエージェントの視線行動の開発と評価を目的とする.具体的には,対話中のユーザの視線行動をアイトラッカーで取得し,過去15秒間にユーザがエージェントの目を注視していた割合を基に対話エージェントがユーザの目を注視する割合を適応させ,ユーザと類似した凝視量を保ちながら視線行動をとる対話エージェントを開発した.評価実験では,シャイなユーザグループに対話のストレスの軽減効果および対話エージェントへの親近感の向上効果が見られた.

横山 恵理

「古典×IT」でオンラインでの学びを創出

画像コンテンツを用いて効果的な学習を支援するアプリケーションを開発した。いずれもオンライン授業に対応している。提示された画像の細部を意識しつつ、ゲーム感覚で学習できる3つの機能を実現するものである。①画像(絵画資料)上に付箋を貼ることで、データ管理ができる。複数人の遠隔操作でも画面共有することが可能。②1枚の画像ファイルをピースに分割して元の絵に戻すパズル機能。アノテーション機能も付与している。③複数の画像を表示し、関係の深いものをマッチングする神経衰弱ゲーム。画像提示枚数の変化によって出題難易度を変更することも可能。

吉田 準史

製品音の分析・改善技術

我々の周りには声や楽器、飛行機の音など様々な音があります。同じ音でも心地よい音もあれば騒音もあります。製品音は騒音と捉えられやすい音ですが時には、製品の状態を知る有効な手がかりになります。このことを踏まえ我々は製品音に着目し、その音全てを低減対象とせず、必要な成分と下げるべき成分に分別しようとしています。また下げるべきには、そのメカニズムを的確に把握する技術を構築しています。そして必要な音に対しては、その音を選び出し状態認知を手助けする方法も検討する等、音が持つ可能性を踏まえた技術開発を進めています。

宇戸 禎仁

電気探査法による安全で安価なCT技術の開発

体表面電位分布を計測するために開発した小型電極アレイを用いて,簡単に体内のインピーダンス分布を低侵襲的に計測する技術の開発を行っている。通常のインピーダンスCTのように多数の電極を体表面に配置するのではなく,簡単に着脱が出来る小型電極アレイを計測に用い,地質調査の分野で使用されている電気探査法を利用して内部のインピーダンス分布の再構成を行う。現時点ではまだ,生体の計測には至っていないが,電解液中に導電性ゲルを配置することで人体のインピーダンス分布を模擬し,計測のシミュレーション実験を行っている。また,有限要素法による解析も行い,実験結果と比較を行い,測定精度が分布形状に依存して変化することなどを明らかにしている。

西口 敏司

深層学習を用いた物体領域推定のための学習データの生成支援

深層学習を用いたセグメンテーションのための学習では,物体が写っている画像を物体毎に数百枚から数千枚用意し,画像に写っている物体の輪郭情報を人手でアノテーションする必要があり,労力やコストがかかるという問題がある.一方,RGB-Dカメラは各画素に対応する距離に関する情報も同時に獲得できるカメラである.本研究では,深層学習を用いた物体領域推定(セグメンテーション)のための学習に必要な物体の輪郭情報をRGB-Dカメラを用いて人手によらずに高速に獲得する手法を開発した.

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.

下村 修

ゼオライト型イミダゾラート構造体を利用する一液型熱潜在性硬化剤の開発

一液型硬化剤として、保存安定性に優れ低温で硬化作用を持つゼオライト型イミダゾラート構造体を合成した。これは、90℃以上に加熱することで樹脂硬化反応が高効率に促進し、作業時間短縮と省エネルギーに貢献できる。また、樹脂類とイミダゾール類の中から適当な配合処方の組み合わせにより硬化反応性の設計ノウハウを提供できる。

田中 一成

空間の「ゆがみ」と避難経路

都市居住者の認知空間を取り出し,居住者が認知するまちの姿と現実空間の差違を明らかにすることで,都市空間における「ゆがみ」を抽出することを目的としています。最終的には,このゆがみをもとに,災害時の避難経路と避難場所の設定手法を提案することを目標とします。早く着きたいと思いながら避難しつつなかなか進まない経路と,よく知っていて好きな道であっという間に着く経路がある可能性があり,広く,安全なというイメージも合わせて日常的に接する形成されている可能性をみいだしました。

本田 澄

画像認識 AI はどこを見ているの?

さまざまな画像認識AIが提案されていますが、画像のどこを見て認識しているのでしょうか?本研究ではAIの認識箇所を特定する技術であるGrad-CAMを利用して認識箇所を可視化し、どこを見て認識しているかを調べました!その結果から次の提案を考えています。1)画像認識AIの精度比較のために、人間が画像を認識している特徴的な箇所とAIの認識箇所を利用する。2)長年の経験や勘が必要な画像識別技術をAIで再現し、無意識に利用していた画像の特定箇所を明らかにする。

上辻 靖智

機能材料のマルチスケール最適設計

 材料に優れた特性を発現させる鍵は,微視構造にある.次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし,顕微鏡で観察される微視(ミクロ)スケールと機械構造物を捉えた巨視(マクロ)スケールを連成したマルチスケール構造最適設計を駆使して,数値解析主導の材料設計開発を提供する.

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.

椋平 淳

社会包摂に資する演劇事業の企画・運営

高齢化や経済格差拡大などの社会環境の変化を背景に、劇場のもつ社会包摂機能が注目されている。特に公共の劇場が提供する事業には、単に舞台関係者や芸術愛好家に訴求する要素だけでなく、広く一般の人々の幸福感増進やコミュニティ活性化に資する多様な機能が求められる。個別の演劇事業の企画・運営や統括的な劇場運営・プログラムデザインのあり方、さらには劇場を拠点とする地域貢献の方策について、実践的に探求する。

村田 理尚

熱電発電に必要な高性能 n 型熱電フィルムを開発

未利用の排熱から発電する熱電発電技術に関して、大気安定な塗布膜としてはこれまでで最も高い性能をもつ有機系n型熱電フィルムの開発に成功しました。n型半導体の材料の水分散液にエチレングリコールを添加剤として加える独自の環境調和型の手法を開発しました。多様な形状に貼り付けて利用する柔らかい熱電変換素子としてIoT社会への貢献が期待されます。

杉川 智

スケジュール変更を考慮した数理モデル

システム開発や建設業などのプロジェクトにおいて,スケジュール作成時点では,わからない不確定な事象によってスケジュールの変更を余儀なくされることがある.さらに,昨今の社会では即応性が求められるため,十分に吟味されないままスケジュールを作成し後で変更することもあります.本研究は,それらのスケジュール立案後の変更を考慮したスケジューリングモデルのための基本的な考え方,分類,数理モデルを提案します.本モデルによりスケジュールの変更をふまえた新しいスケジュールを作成すること,新しい解法を提案することが可能になります.

桑原 一成

高精度ノッキング予測モデルの開発

数値的検討により新たなエンジン技術の開発を加速することが求められている。数千の化学種と数千の素反応から構成される詳細反応モデルが記述するガソリンの着火遅れ時間の温度・圧力・当量比・EGR依存性をわずか五つの式により誤差10 %以内という高精度で再現可能な方法を確立した。この着火遅れ時間総括式を用い、最も簡素な着火予測モデルとして普及しているLivengood-Wu積分を遡り型で行うという新たな発想により、高汎用性、高精度、低計算負荷を極めて高いレベルで並立させたガソリン着火予測モデル(ノッキング予測モデル)を確立した。このモデルを天然ガス、水素、アンモニアなどの新燃料の着火予測に拡張することにより、これらの燃料を用いた新世代エンジンの開発に大きく貢献可能であると考える。

都市デザイン工学科

日置 和昭

降雨量観測に基づく土砂災害発生危険度予測・監視に関する研究

 都市デザイン工学科の地盤領域(地盤防災研究室、地盤環境工学研究室)では,近年多発する豪雨や来たるべき巨大地震により山腹斜面や土構造物が崩壊する危険度を予測・評価するためのさまざまな研究を行っています.このうち,降雨量観測に基づく土砂災害発生危険度予測・監視に関する研究を紹介します.

田中 耕司

流域治水の思想を踏まえた新たな河川整備への挑戦

これまでの河川の開発は、治水・利水計画規模に対して必要な施設を建設してきました。しかし近年、これらの計画を超過する洪水・土砂災害が発生し、激甚化しており、現状の整備水準や将来の計画では“まち”を守れないきれない時代に,じわじわと突入しています。 これからの我が国は、洪水・氾濫の発生を許容できる粘り強い“まち”が求められます。本研究では水害特性を過去から読み解き、将来を高精度に予測し、その変化に適応した“まちづくり”を考究し、提案します。

藤本 哲生

コンクリート表面遮水壁型ロックフィルダムの耐震性能評価手法の確立に向けた研究

 都市デザイン工学科の地盤領域(地盤防災研究室、地盤環境工学研究室)では,近年多発する豪雨や来たるべき巨大地震により山腹斜面や土構造物が崩壊する危険度を予測・評価するためのさまざまな研究を行っています.このうち,コンクリート表面遮水壁型ロックフィルダムの耐震性能評価手法の確立に向けた研究を紹介します.

杉本 賢二

夜間光データを用いた人間活動の把握

covid-19の世界的大流行により,各地で人々の移動や行動が制限されている.本研究では,人工衛星により観測された夜間における地表面の輝度を表す夜間光データを用いて,施設別に感染拡大前後の輝度変化率を算出した.夜間の輝度は社会経済活動と密接な関係があることから,輝度の変化によって影響度合いを把握できる.その結果,東京都では輝度が減少した地域が多い一方で,大阪府や愛知県では増加しているなど,西高東低となる地域的な偏りが顕著となった.また,すべての施設で輝度が減少した割合が多く,covid-19による様々な萎縮が広範に及んでいることを明らかにした.

井上 晋教授,大山 理教授,三方 康弘教授,今川 雄亮講師

新設&既設橋梁の性能評価に関する研究

 工学部都市デザイン工学科・コンクリート構造学研究室,コンクリート工学研究室ならびに橋梁工学研究室は,八幡工学実験場・構造実験センターにて,1) 新設橋梁,2) 維持管理,3) 想定外(火災),4) 長期挙動の4テーマに関して,自主研究,企業との委託,共同研究を行っています.  ここでは,その研究成果の一部について紹介します.

山口 行一

マルチエージェントを用いた避難シミュレーションツールの開発

近年、豪雨災害や地震災害が連続しています。対象地域から来街者全員が円滑に避難を完了できるかについては、個人ではなく、群集としての避難行動を把握する必要があります。本研究室では、地域に応じた防災・減災メニューの検討を支援するため、群衆を対象とした避難シミュレーションを取り込んだ、複数の避難誘導案や施設整備案の効果を比較・評価するパッケージを構築しています。

井上 晋教授,大山 理教授,三方 康弘教授,今川 雄亮講師

構造実験センターにおける大型供試体を用いた橋梁の性能評価

 八幡工学実験場は,大阪工業大学が,学内の教育・研究活動の活性化のみならず,産・官・学の各方面との交流により社会や技術の発展に寄与することを目的として設立されたものです.本実験場は,1986年12月に構造実験センターとしてそのスタートを切り,その後,水理実験センター,高電圧実験センターを併置して今日に至っています.広大な実験場の敷地内には特色ある各種の大型実験設備・装置が設置されており,これらは実験場設立の趣旨にしたがい,学内の教育・研究はもとより,学外の関係各方面との綿密な連携のもとに行われる各種の委託研究や共同研究に役立てられています.また,このような学外との交流は実験場で学ぶ学生にとって貴重な体験となっています.
 ここでは,構造実験センターに設置されている主な実験設備・装置を紹介するとともに,その設備・装置を用いて取り組んでいる研究について紹介します.

西堀 泰英

Wi-Fiパケットセンサーデータとトピックモデルによる人々の活動の特徴抽出

人流調査にも用いられるWi-Fiパケットセンサーデータに,文書データの解析手法であるトピックモデルを適用し,主に中心市街地等の人が集まる場所での人々の活動の特徴を抽出する手法です.この手法を用いてコロナ禍前後の人々の活動の特徴(通勤通学や週末夜の繁華街の活動など)を抽出し,それらの変化を把握することができました.この手法は,対象エリアの複数個所に設置したセンサーで継続的に取得したデータがあれば適用することができます.

田中 一成

空間の「ゆがみ」と避難経路

都市居住者の認知空間を取り出し,居住者が認知するまちの姿と現実空間の差違を明らかにすることで,都市空間における「ゆがみ」を抽出することを目的としています。最終的には,このゆがみをもとに,災害時の避難経路と避難場所の設定手法を提案することを目標とします。早く着きたいと思いながら避難しつつなかなか進まない経路と,よく知っていて好きな道であっという間に着く経路がある可能性があり,広く,安全なというイメージも合わせて日常的に接する形成されている可能性をみいだしました。

建築学科

権 淳日

新型建築構造システムの開発

特定国の文化や環境を考慮した新型建築構造システムの開発に取り組んでいる。例として,地震多発国の中国では震災地域復興の一環として政府側より罹災者に支援住宅を提供してきており,支援住宅の建設には軽量鉄骨構造が良く使われたが,利用者から断熱性や遮音性などに関する苦情があったため,施工性の良い従来の軽量鉄骨構造と断熱性および遮音性に優れた軽量コンクリートを合成した軽量鉄骨軽量コンクリート構造システムを新たに提案した。

向出 静司

想定を超える大地震下における鋼構造建物の倒壊余裕度の向上

建築基準法の想定を超える大地震に対して,建築物は耐力を保持できる変形域を超えて耐力劣化し,倒壊する懸念がある.本研究者は,一般的な鋼構造ラーメン骨組を対象に,(1)超大変形域に至るまでの構成部材の破壊実験を通じて,その耐力劣化性状を把握すること,(2)超大変形域の挙動を考慮した建物全体の地震応答解析により,その倒壊性状を把握すること,(3)倒壊メカニズムに基づいた倒壊余裕度の評価方法を提案すること,などを実施している.

本田 昌昭

地域資源の活用による都市・地域更新の手法 2

 現在、日本は拡大・成長の時代から、縮小・成熟の時代へと突入したと言える。もはや、スクラップ・アンド・ビルドによる都市更新の時代ではない。本研究室では、これからの時代における都市更新の手法について研究を行っている。身の回りに多く蓄積された「建築ストック」の活用を前提とし、さらには、成長の時代に蔑ろにされながらも命脈を保っている「地域性」を発見・増幅することによって、これからの「共同体」のあり方についても研究・提案を行っている。

河野 良坪

木造密集市街地における防災シミュレーション

わが国には歴史的な都市や、戦後の大都市への人口集中で形成された地区など、木造密集市街地が数多く存在し、そのような市街地は災害に対して脆弱です。ここでは、京都市の歴史地区を対象として、火災を想定した防災シミュレーションを行っています。そのシミュレーションは、火災時の延焼性状を防火対策別に示すもの、CFD(Computational Fluid Dynamics)を用いて火災時の煙流動を解析したもの、マルチエージェント(Multi-Agent)を用いて避難行動を予測したものです。

林 暁光

高力ボルトを用いた鉄骨部材接合部の性能評価

従来の鉄骨構造の接合部設計では、剛接合とピン接合のどちらかで設計されている。本研究は高力ボルトと接合金物を用いた接合部の実態を剛接合でもピン接合でもないグレーゾーンの接合部として捉え、ありのままの姿で半剛半強の接合として検討している。具体的には耐震設計で必要とされている接合部力学性能指標のうち、接合部の初期剛性や耐力、復元力履歴特性およびエネルギー吸収能力の評価精度の向上を目指している。

寺地 洋之

市民協働型ワークショップをふまえたリノベーションデザインの実践と考察

 大阪府枚方市にある菅原生涯学習市民センター・菅原図書館の1F空きスペースを、企画設計や施工段階で市民が参加し、市民・運営者・設計者などが協働しながら議論や提案を重ね、空間をリノベーションに導いたプロジェクトである。研究室がワークショップをリードするためのコンセプトや設計案を作成し、それをもとに空間の方向性や運営方針を地域の市民と管理運営者などと一緒になって考える市民協働型ワークショップを複数回行いながらデザインした。参加された市民のみなさんは小学生から高齢者まで幅広く、活発な意見交換がなされた。また、木材を積極的に活用することをふまえ、次代を担う小学生とその家族を林業の集積地である奈良県川上村を訪ねて林業体験なども実施した。施工段階でも小学生たちの木材などに接するセルフビルドも行うことで素材や空間への愛着・大切さを体感できる取り組みも行なった。地域の市民にとって、職場でも学校でもない、新しい学びやつながりが体感できる場づくりを目指して、木材をふんだんに使った「コミュニティスペースMOKU(モク)」を完成に導いた。完成後も協働型は維持され、使用方法なども話し合いながら空間の利用が促進されている。この経験をふまえ、2020年にはセンター内の菅原図書館のエントランス部のリフォームデザインの提案依頼を受け、設計第1研究室が設計を行い施工が完了した。コミュニティスペースMOKU(モク)とあわせてこの空間も市民が気軽に立ち寄れ本に出会える新たな場所を創出している。

河野 良坪

地下街における火災発生時の煙流動と連動した避難計画に関する研究

 日本の大都市の中心駅周辺では地下街が形成されている場合が多い。特に大規模の地下街は利便性が高い反面、安全性に課題を持っているため、防災に関する研究対象としてよく取り上げられる。しかし、その多くが津波・高潮被害についての研究となっており、火災発生時の避難に関しての研究、特に即地的なシミュレーションを扱った研究は少ない。発災から地下街利用者へ被害が及ぶまでのスピードは非常に速く、予め綿密な避難計画を立てることは非常に重要である。地下街は高齢者や車椅子利用者も多く、介助者も含めた行動特性は避難計画において考慮されるべきであるが、こうした条件下での避難シミュレーションに関する研究はあまり見られない。  本研究では、地下街火災を対象にCFD解析とマルチエージェントシミュレーションを連携させた避難計画の手法について研究する。

藤井 伸介

集合住宅リノベーションにおける現代的な住まいの提案

集合住宅においては、時代の変遷や家族構成等の変化により、従来のn L D K型プランから現代の住まいに対応できる空間への再編が必要とされている。更にCOVID-19の影響により、テレワークを行うスペースや趣味を楽しめるスペース等、社会や生活空間に対するイメージが大きく変化し、従来のn L D K型プランとは異なる新しい住まいのあり方に関する提案が求められている。実在する集合住宅1室のリノベーションを行い、現代的な住まいのあり方を提案する(7案)。

今川 光

関西地域の住宅における温熱環境と快適性及び居住者行動に関するフィールド調査

人間が多くの時間を過ごすであろう建築内の快適性構築は重要である。本研究では関西地域の実際の住宅において、温湿度計などによる「物理環境自動測定」と居住者に快適性と行動習慣を回答してもらう「アンケート申告」を同時実施する「フィールド調査」を1年以上行い、居住環境のデータセットを構築する。このデータセットを統計解析することで、居住実態を解明するとともに、季節に応じた適切な温熱環境や居住者行動を提案する。

権 淳日

地震から私の家を守ろう!

昔から甚大な地震被害に見舞われた日本では,地震から人命や財産を守るための努力を怠らず続いてきて,現在の耐震技術は世界の最先端となっている。これらを踏まえ,地震により被災した建物を対象として,実験および解析に基づきその損傷量や残存耐震性能を評価する。また,近年の地震被害事例で頻繁に報告されている基礎部分の耐震性能評価に取り組んでいる。

寺地 洋之

ものごとの強み弱みと顧客ターゲットに着目したアイデア発想技法

我々が開発した[ニーズデザインメソッド]は「強み・弱みカード」「5x5x2マトリックス」「アレンジカード」「ペルソナシート」の4点を使います。メソッドの進行は大きく2段階に分かれます。まずはものごとの強み・弱みをあきらかにする第1フェーズ、次に第1フェーズであきらかにした強みをさらに強めるアイデア抽出と弱みを反転させて強みに変えるアイデア抽出の第2フェーズです。  KJ法を使った会議などで、無地のカードや付箋を配られて、「思いつくことを書いて」と言われて困ったり、書き出したカードのグルーピングに迷ったことがある人は多いと思います。我々が開発した[ニーズデザインメソッド]は、思考を整理整頓し記述を誘発しやすく、記述漏れがおきないシステムが組み込まれています。そしてアイデア発想が自然に導かれ確実にステップアップするシステムを構築しています。

本田 昌昭

地域資源の活用による都市・地域更新の手法

 現在、日本は拡大・成長の時代から、縮小・成熟の時代へと突入したと言える。もはや、スクラップ・アンド・ビルドによる都市更新の時代ではない。本研究室では、これからの時代における都市更新の手法について研究を行っている。身の回りに多く蓄積された「建築ストック」の活用を前提とし、さらには、成長の時代に蔑ろにされながらも命脈を保っている「地域性」を発見・増幅することによって、これからの「共同体」のあり方についても研究・提案を行っている。

機械工学科

原口 真

メカトロニクス技術を活用したリハビリテーション機器の開発

メカトロニクス技術や機構設計を活用したリハビリ介助機器を研究開発しています.脊髄損傷者向けの階段昇降可能な車椅子や,高齢者などを対象とした持ち手が移動可能な新型歩行器,起立動作のリハビリ支援装置,免荷式アシストスーツといった,使用者の移動を支援する機器をはじめとして,脳卒中患者向けの上肢リハビリ支援装置や手指リハビリ装具,ALS患者用の下衣着脱システムの開発も行っています.

羽賀 俊雄

高速ロールキャスターによるアルミニウム合金板の鋳造

ロール周速30m/min以上,冷却速度2000℃/s以上でアルミニウム合金板が鋳造可能な双ロールキャスターと単ロールキャスターの開発を行ってきた.溶湯から直接薄板の高速鋳造が可能であるため,省工程・省エネルギーの利点がある.また,高い冷却速度によりリサイクル材に含まれる金属間化合物を微細粒状化し,不純物を部外化することができる.つまりアップグレードリサイクルが可能になる.また,中心線偏析は,双ロールキャスターに特徴的な欠陥であるが,これを解決するためにスクレイパーを装着した単ロールキャスターを開発した.

羽賀 俊雄

通孔ポーラス材の簡単な作製方法

半凝固状態を利用してアルミニウム合金の通孔ポーラス材を簡単・安価に作製することができます.半凝固状態で中子棒を引き抜くだけで,通孔ポーラス材を作製できます.孔形状は例えば“L”字型も可能です.通孔の最小径の実績は0.5mmです.平行な通孔だけではなく,異なる方向の通孔も開けることができます.従来のポーラス材より長い通孔を開けることができます.直径5mmの通孔では長さ500mmの実績があります.

吉田 準史

製品音の分析・改善技術

我々の周りには声や楽器、飛行機の音など様々な音があります。同じ音でも心地よい音もあれば騒音もあります。製品音は騒音と捉えられやすい音ですが時には、製品の状態を知る有効な手がかりになります。このことを踏まえ我々は製品音に着目し、その音全てを低減対象とせず、必要な成分と下げるべき成分に分別しようとしています。また下げるべきには、そのメカニズムを的確に把握する技術を構築しています。そして必要な音に対しては、その音を選び出し状態認知を手助けする方法も検討する等、音が持つ可能性を踏まえた技術開発を進めています。

桑原 一成

高精度ノッキング予測モデルの開発

数値的検討により新たなエンジン技術の開発を加速することが求められている。数千の化学種と数千の素反応から構成される詳細反応モデルが記述するガソリンの着火遅れ時間の温度・圧力・当量比・EGR依存性をわずか五つの式により誤差10 %以内という高精度で再現可能な方法を確立した。この着火遅れ時間総括式を用い、最も簡素な着火予測モデルとして普及しているLivengood-Wu積分を遡り型で行うという新たな発想により、高汎用性、高精度、低計算負荷を極めて高いレベルで並立させたガソリン着火予測モデル(ノッキング予測モデル)を確立した。このモデルを天然ガス、水素、アンモニアなどの新燃料の着火予測に拡張することにより、これらの燃料を用いた新世代エンジンの開発に大きく貢献可能であると考える。

伊與田 宗慶

抵抗発熱を用いた溶接・接合技術

 近年の自動車産業では,車体重量の低減を目的として,車体構造部材に対して強度レベルのが高い高強度鋼板の適用が推進されている.中でも,強度レベルが1000MPaを超える超高強度鋼板が開発され,またその適用が期待される一方で,その接合部において剥離強度である十字引張強さの低下が懸念されている.そこで超高強度鋼板抵抗スポット溶接継手の接合強度向上に寄与する抵抗スポット溶接手法について開発を行った事例を紹介する.

松島 栄次

新しい熱物性値測定法

未来の発電所となる核融合炉では,数十億度の超高温プラズマを閉じ込める構造材料として傾斜機能材料が,宇宙旅行を実現するためのロケットエンジンでは,数千度の燃焼ガスを噴射する構造材料として炭素繊維強化炭素複合材料が開発されています.どちらの材料も,【熱が加えられたとき,どのような応答をするのか?】を調べることが重要です.そこで,伝熱工学研究室では,そのような最先端の材料内を熱が伝わる速さとその測定法を研究しています.

牛田 俊

自己組織化マップを用いた模倣による小型ヒューマノイドロボットの動作制御

 日常生活の中で活躍するロボットには, 周囲の環境に合わせ臨機応変に動作することが求められる. ロボットに臨機応変な動作をさせるには, ロボットに他者の動作を模倣をさせることが有効である. ロボットは模倣により, 事前にプログラミングされていない新たな動作を獲得する. 本研究では, ロボットが人間のように新たな動作を獲得するシステムを構築することを目的とし, 自己組織化マップ (SOM: Self-Organizing Map) とモーションキャプチャシステムを用いて, 他者の動作を模倣させることにより, ヒューマノイドロボットの高度な動作制御の実現を目指す.

横山 奨

樹脂製マイクロ流体デバイスの量産に向けた拡散接合装置の開発

本技術は、主に金属の接合に用いられていた拡散接合を高分子樹脂に適用することで、医療用ディスポーザブルマイクロ流体デバイスの安価な量産の実現を目標としています。拡散接合は、母材を溶かすことなく接合界面を一体化するため、接合により透明性を損なうことはありません。さらに、多少の凹凸や切削痕が残っていても接合可能です。加工面への後処理も不要で、多種多様な高分子樹脂に対応可能です。現在、商用利用を目指して試作機を開発しており、テストサンプルとしてPMMA製のマイクロ流体デバイスの接合に成功しています。

山浦 真一

磁歪材料を応用したエネルギーハーベスト発電体の創製

本技術は、鉄コバルト系磁歪合金の逆磁歪特性を利用し、さらに衝撃付加部を組み込んで一体化させた、衝撃振動発電機である。発電促進のため、発電機内にリング状磁石を設置し、さらに磁歪合金コア材が衝撃により大きくスライドしながら固有振動を起こすため、通常の衝撃振動発電機と比較して、発電時間が長く、さらに発電力も高い点が特長である。一回の打突で30個以上のLEDを点灯させることが可能である。

橋本 智昭

融液内対流のモデル予測制御

融液内対流を制御する手法としては,るつぼの回転速度の調整,るつぼ側面の温度調整,磁場の印加などが制御入力の候補として考えられる.融液の対流現象を表現するための基礎方程式として,融液を非圧縮性流体と仮定すると,質量保存則から導かれる連続の式,運動量保存則から導かれるNavier-Stokes方程式,温度の拡散現象を表すエネルギー式,濃度の拡散現象を表す物質拡散方程式が挙げられる.これらの基礎方程式で記述される熱流体システムに対して,モデル予測制御系設計法が確立されている.

上田 整

弾性数理解析による材料設計

数理固体力学は材料・機械・建築・土木工学に限らず、広い応用分野の様々な現象に対応しているが、その応用の根幹となるのは「線形弾性力学」である。この弾性力学は応用の目的や現象に合わせて基礎微分方程式を解くことに帰着される。  本研究室では、苛酷な使用条件下にある機械・構造物の材料設計および安全性・信頼性評価を目的として、材料の電気・熱・力学的挙動を解明している。恩師から頂いた言葉「弾性体の平衡の問題においては、非常に一般的な大定理を打ち立てるよりは、種々の特解を求めて集積することで知識はもたらされる」を胸に、以下に示すような破壊力学解析を実施し、弾性数理解析の学問分野の確立を目指している。

宮部 正洋

数値流体力学(CFD)を用いた最適化設計

数値流体力学(CFD)を用いて最適化設計を行います。設計パラメータの最適な組み合わせを迅速に見つけ出す手法を提案します。手法の検証には3Dプリンタを用いて対象を製作し、性能試験、各種物理量の計測や流れの可視化を行い、現象や勘所を平易に解説します。ライセンスフリーのCFDソフトウェア(OpenFOAM)を用いたコンサルティングも行います。

西川 出

デジタル画像相関法によるき裂・欠陥の非破壊検査

負荷を受ける部材の表面画像を2枚(時間差1秒程で2枚撮影する)利用して、表面のひずみ分布を非接触で評価するデジタル画像相関法を援用することにより、変位・ひずみの評価システムを構築した。さらにこれを発展させ、き裂や欠陥に生じる特有のひずみ場を利用することにより、き裂・欠陥の有無は言うに及ばず、き裂周りの応力や応力拡大係数さらにはJ積分といった破壊力学パラメータを高精度に非接触評価できるシステムを開発した。

羽賀 俊雄

クラッド材の作製用双ロールキャスター

世界に先駆けて開発したクラッド材作製用の2種類の双ロールキャスターを開発しました.一つは,複数の縦型高速双ロールキャスターを利用する縦型タンデム双ロールキャスターです.他は,スクレイパーを縦型双ロールキャスターまたは異形双ロール装着する方式です.スクレイパーを使用する方式は,Al-Mg合金やMg合金などの熱間圧延ではクラッド材の作製が容易ではない,または不可能な合金のクラッド材の作製も可能です.

上辻 靖智

機能材料のマルチスケール最適設計

 材料に優れた特性を発現させる鍵は,微視構造にある.次世代新規デバイス開発の核となるマルチフェロイック材料の電気磁気効果を飛躍的に向上することを目的とし,顕微鏡で観察される微視(ミクロ)スケールと機械構造物を捉えた巨視(マクロ)スケールを連成したマルチスケール構造最適設計を駆使して,数値解析主導の材料設計開発を提供する.

井原 之敏

多軸制御工作機械の加工精度向上

除去加工を行う工作機械は、機械の精度が悪いと加工方法や工具がどんなに良いものを使用しても加工されたものの精度はよくなりません(母性原理)。しかし、機械そのものの精度はあまり見えてこないのが実情です。特に多軸制御工作機械は機械そのものの精度を検査する方法も定まったものが存在しません。そこで私たちの研究室では機械の運動精度を検査する方法を提案し実施することでまず機械の精度を保証し、そのうえで加工方法について提案を行っています。

電気電子システム工学科

見市 知昭

コロナ放電を用いた新規な活性酸素種供給法

液面にコロナ放電を照射すると生成した活性酸素種がイオン風によって液中まで輸送されます。現在、我々はこの現象を利用して液中に含まれる有害有機物の分解を行っており、その結果、従来の技術では困難な難分解性物質が分解できることを明らかにしています。また、従来法では利用できてない新たな活性酸素種が本方式では利用できている可能性が実験結果から示唆されました。このユニークな手法を用いて難分解性有機物の分解やカーボンブラックの分散処理などの応用研究を行います。

吉田 恵一郎

誘電体を用いたすすの静電捕集とプラズマ分解

エンジン等の燃焼排ガスに含まれる「すす」を除去するには,多孔質セラミックのフィルタが用いらせますが,すすの蓄積とともに圧力損失が上昇します.  一方,静電集じん技術は,帯電させた微粒子を静電引力で気流から取り除くため圧力損失が極めて低いものの,導電性の高いすすの場合,再飛散しやすいという問題があります.  本申請技術は,コレクター部に誘電体を用いることで,フィルタレスで高効率に集塵を行い,同時に,誘電体上で低温プラズマによって酸化分解まで行うことが可能です.

木原 崇雄

時間インタリーブA/D変換器のデジタル補正回路

直接RFサンプリング受信機はA/D変換器(ADC)で数GHzのRF信号を低速のデジタルデータに変換している。この受信機の消費電力を十mW程度に減らせれば、無線端末用集積回路に応用でき、その開発コストと市場投入までの期間を軽減・短縮できる。電圧制御発振器(VCO)を用いた時間インターリーブADC(TI-ADC)は高速変換と低消費電力動作を両立できるが、ADC間の特性ミスマッチによる不要波や、VCOの非線形性により発生する歪みがADCの分解能を低下させる。本展示では、デジタル補正回路でこれらを低減させることでADCの高速変換・低消費電力動作を実現する技術を紹介する。

又吉 秀仁

機械学習を用いた最適動作による高効率な風力発電システム

大きな慣性モーメントを有する風車は、風速変動が大きい風況において、回転速度を迅速に制御することが難しく、発電出力は最大で40%以上減少する。これに対し、当研究室では高効率化に有効な回転速度維持制御法において、風速変動と風力発電システムの動作特性を機械学習により明確にし、風車制御システムに反映させることで、様々な風車タイプや風況に適用可能な高効率風力発電システムを考案した。

田熊 隆史

腕振り運動の科学

ヒトが歩行時に腕振りや体幹捻りを無意識に行う理由は,当たり前のように見えてまだ解明していない問題の一つです.この問題を解決することでヒト,特に高齢者の運動能力の向上だけでなく,ロボットの新しい運動生成方法の提案など,様々な発展が期待できます.本研究ではヒトの上半身を簡単なモデルで表し,腕の前後方向の振りと,それに応じて回転する体幹の捻りが足裏にかかる力にどのような影響を与えるか調べています.調査の結果,腕は前後対象で無く非対称に振ると良いこと,体幹は柔軟性をもって捻ると良いこと,柔らかさを変えることで二足歩行が促進できることが分かってきました.また二脚歩行ロボットを試作し,歩行が可能であることも分かりました.

佐々 誠彦

高強度テラヘルツ光源の開発

非破壊測定,ガン検査などへの応用が期待されるテラヘルツ時間領域分光測定用の安価で取り扱いが容易な光源の開発を行っています.半導体薄膜やヘテロ構造を利用し,性能向上を図っています.従来,光源励起用に使われていた大型で高価なチタンサファイアレーザーに替え,小型で安価なファイバーレーザーを使用できる素子を開発しています.

眞銅 雅子

植物種子へのプラズマ照射による成長促進と機能性改善

プラズマを植物種子に照射すると、発芽率の向上や成長促進、機能性の改善効果などが見られます。これは、気体を電離させてつくるプラズマが多量に含む化学的活性の高い粒子(活性種)が生体にとりこまれて細胞にはたらきかけるためと推測されています。したがって、植物への適切なプラズマ照射は、近年の食の安全性への関心や、健康志向による機能性食品の需要増に応えることできると期待されます。本研究では、植物種子等の生体表面にプラズマ照射を行うことで、種子表面の殺菌や、成長の促進、鮮度保持、機能性の向上等を目指しています。

加瀬 渡

インタラクタを用いた線形制御系の解析・設計

追従制御系を構成する際、制御対象の伝達関数に対して、その逆数を前置補償器として用いる方法が考えられる。この補償器は微分器を含み、その部分をインタラクタという。一入出力系では、インタラクタは伝達関数の相対次数を有する多項式とすればよい。しかし、多入出力系においてはインタラクタは多項式を要素とする行列になり、伝達関数の相対次数以外に、そのパラメータにも依存するため導出も難しい。本研究では、出力数が入力数よりも多い系に対してインタラクタに関連する様々な問題、例えば特異な重みを有するLQ問題の解の陽表現、最大非可観測化問題、状態フィードバックにより逆インタラクタ化、不変零点の計算法などを考える。特にLQ問題に関しては、特殊な重みを用いることによりRiccati方程式の解が容易に得られるのであるが、その解法を(インタラクタと直接関係はないが)状態フィードバックによる有限整定制御に応用できる。

前元 利彦

未来の生活を変える新機能デバイスの開発

今まで半導体として利用されてきたシリコンに比べて異なる性質のもつ半導体や、透明でしなやかな材料を研究することで、新しい機能を持った素子の実現を目指します。たとえば、酸化物半導体に関する研究では透明なディスプレイ・情報端末を実現するための技術や、自在に曲げられるデバイス・センサに関する研究を進めています。これらの技術は未来の生活の利便性を大幅に高めます。

小山 政俊

分極デバイス応用を目指した酸化ガリウム薄膜の研究

ワイドバンドギャップ半導体としてパワーデバイスや深紫外線検出器への応用が期待される酸化ガリウム薄膜に注目しています。特に準安定相構造の一つである ε 相の酸化ガリウムは自発分極による分極デバイスへの応用が期待されます。準安定相の成膜に適した手法であるミストCVD法を用いた高品質な薄膜の成膜とそのデバイス応用を検討しています。

吉村 勉

高速通信用発振器の相互干渉解析と自動補正に関する研究

近年の高速・高密度の大規模集積回路において,内蔵する発振器の性能がクロック同期系デジタル回路の処理速度に大きな影響を与える。そこで問題となるのが複数の発振器間の相互干渉である。私たちは今まで発振器の干渉ノイズのモデル化およびその実証と,位相同期回路における干渉ノイズの影響について研究してきた。特に完全同期にある発振器間の相互干渉において,小規模の補正回路でその影響を低減する手法を考案し,いくつかの知見を独自に得ている。本研究ではその知見をさらに一般的な凖同期の相互干渉の低減に適用し,今までにない新しい手法での相互干渉の影響削減の提案を行いたいと考えている。

森實 俊充

メカトロニクス技術、パワーエレクトロニクス技術を用いた電気機器の効率的な利用法

電気機器の利用は他分野に渡っており、その効率的な利用法が求められています。それぞれの電気機器は直流あるいは交流が用いられていますが、近年のパワーエレクトロニクス技術の発展により電力変換機器を用いて直流と交流の電圧や電流、周波数や位相を自由に変換することが出来るようになりました。本研究室では 様々な電気機器を用いて電気を作るから使うまで、効率的な利用法を研究しています。

又吉 秀仁

太陽電池の特性を利用した新規の協調制御

再生可能エネルギーの大量導入を可能にするDCスマートグリッドのための新しいマネジメント手法を開発した。提案するDCシステムは自立運転を可能とする設計であり、エネルギー貯蔵装置の活用だけでなく負荷制御や再生可能エネルギー電源の出力抑制制御を検討した。DCマイクログリッドの安定した自立運転のために、PVモジュールの特性を利用する疑似Droop制御手法を提案した。疑似Droop制御は最大電力の推定を行わないシンプルな制御システムにより、PV出力電力の適切な抑制を可能とする。

重弘 裕二

超大規模組合せ最適化問題に対する新解法の提案

設計、割り当て、スケジューリング等、様々な問題は組合せ最適化問題として定式化できる。しかし、実応用において厳密に最適な解を求めるのが不可能な場合も多い。そのような状況においても可能な限り良質な解を探索するために、これまでにも遺伝的アルゴリズムのような手法が提案されているが、万能ではない。本研究では、特に超大規模な組合せ最適化問題を対象とし、確率論、統計論的な観点から、最適と考えられる方法を追究している。

電子情報システム工学科

小池 一歩

絹フィブロインを用いた酵素膜の作製と拡張ゲート型バイオセンサーへの応用

本研究室が行っている研究課題の一つに「連続モニタリング可能なFETタイプのバイオセンサーの開発」があります.近年,体液に含まれる健康指標マーカを連続,かつ,繰り返し測定可能なウェアラブルセンサーの需要が高まっています.その中でも特に開発が進められているパッチ型センサーは,皮下の血管と細胞の間を満たしている間質液を被検液とするため,低侵襲で連続使用できる特徴があります.これまで我々は,市販のMOSFETのゲート端子に酵素膜を形成した拡張電極を接続して,拡張ゲートFET(EGFET)タイプのバイオセンサーを試作してきました.本研究シーズは,「絹フィブロインを用いた酵素固定化技術」と「EGFETタイプのバイオセンサー応用」です.

小寺 正敏

絶縁物への電子ビーム照射時の無帯電条件

電子ビーム(EB)は原子サイズ程度にまで細く絞れるため、レーザービームより格段に微細な加工が可能で、最先端集積回路製造を含む様々なナノテクノロジーで使用されている。ところが、EB照射される試料が絶縁体の場合、電子電荷の蓄積等で試料が帯電することは避けられず、応用範囲が限られると懸念されてきた。我々はEB照射後の絶縁体表面の電位分布を測定する静電気力顕微鏡(EFM)を開発し、照射条件によって起こる帯電現象がどのような特徴を示しながら変化するかを詳細に調べた。その結果、大量のEB照射を行っても試料が帯電しない条件を発見した。

奥 宏史

ドローンの閉ループシステム同定によるモデリングと飛行制御

幅広い産業でビッグデータの活用が進んでいるが,予測・診断・制御・意思決定の精度向上に際してモデルの重要性が近年ますます高まっている.データエンジニアリングのひとつの分野として,システム同定法によるデータ駆動モデリングについて紹介する.具体例として,MOESP型閉ループ部分空間同定法(CL-MOESP)によるドローンの閉ループ同定と,得られた同定モデルを利用した最適制御器設計の事例研究を紹介する.

淀 徳男

人と共存可能なマイコン制御高輝度多色LED照射型植物工場の開発

 将来の世界人口予測から40年後の2060年には世界の人口は100億人を突破すると予想される。100億人を越えると今の食糧生産事情では、全ての食糧を賄うことは不可能であると考えられる。特に日本では各国と比べて38%という食糧自給率の低さから将来の食糧問題は熾烈となる。また、さらに温暖化から、通常の屋外での農作物の生産力は低下することから、屋内での高効率の農業生産技術、特に人と共存可能な高生産力の植物工場が必要となる。

西口 彰夫

電磁流体・プラズマのコンピュータシミュレーション

 コンピュータの性能の向上と共に様々な分野でコンピュータシミュレーションによる研究が行われるようになってきました。本研究室では電磁流体プラズマの性質をコンピュータによる数値計算により解析しています。電磁流体は温度や密度、それを構成している原子・分子によって振る舞いが大きく変わり、それを再現或いは模擬するモデルを開発し、作成したモデルを用いて解析を進めています。核融合研究やプラズマを利用したモノづくりへの応用を目指しています。

原嶋 勝美

ソフトウェアエージェントによる社会シミュレーション

 複雑な社会の動きの完璧な予測や、瞬間的な社会の状態の正確な把握は、AIを用いても極めて困難である。一方で、生物や人間など多くのシステムは、動的かつ予測不能な局面において極めて柔軟に対処している。 本研究では、様々な生物や物体を模擬したソフトウェア(エージェント)を作成し、エージェントの自律行動や相互作用によって、社会に実在する問題や、現実では実現しにくい社会環境での生物の振る舞いなどを検証する。

廣芝 伸哉

フレキシブルデバイス作製のための基盤技術

有機分子や,酸化物ナノ材料など物質のもつ多彩な機能や物性を応用し,フレキシブルFETデバイスやバイオセンシングなどのナノシステムデバイス創成することを目指しています. 物質中の電子を情報システムに組み込めるようなデバイス機能につながる物質の性質(物性)を探求しています. 電気測定をはじめ,分光特性,構造解析,分子動力学計算およびナノ構造作製技術を用いて基礎物性をベースとして得られた知見をもとに,デバイス機能への展開を目指しています. 特に,ナノ加工技術や精密な薄膜形成手法が得意分野です.この分野では,有機半導体ナノワイヤや分子超格子構造,誘導自己組織化と逐次浸透合成を組合せた微細構造作製などなど,新しい独自の技術を目指しています.

藤村 真生

設計図の画像認識

建物の電力設備や通信ケーブルなどの設備工事の支援に画像処理を利用します。設備工事の請負には精緻な材料の選別と必要量の算出に基づく適切な見積もりが必要です。しかし中小の工事会社では見積もりに充てることが可能な人的資産が潤沢ではなく、短期間での精緻な見積もりは現実的ではありません。そこで設計図から画像処理によって自動的に材料とその必要量を算出し、より適切な見積もりが算出できるように支援します。

神村 共住

光学材料のレーザー損傷耐性の非破壊3次元イメージング技術

高レーザー損傷耐性で均質な光学材料の供給が産業用レーザーシステム、半導体露光装置等の性能、信頼性の向上に緊急で不可欠な課題となっている。本技術は、これまで開発してきた基本評価技術にさらに評価用レーザー光源の安定化を図ることで2光子吸収からレーザー損傷耐性を非破壊で高精度計測することを可能にしている。これにより各種光学材料のレーザー損傷耐性を非破壊で3次元イメージング可能な品質評価技術として確立している。

熊本 和夫

2マイクロメートル帯を用いた光無線通信に関する研究

コロナ禍をきっかけに、世界中の人々の生活スタイルが変化しつつあります。その中で重要な役割を果たすのが通信システムです。しかし、離島や山間部など条件不利地域や台風や豪雨災害による通信インフラの被災により、十分な通信速度や環境が確保できないことが多くあります。本研究室では、このような地域への高速通信インフラとして注目されている光無線通信に関する研究を行っています。特に、従来より長波長帯を利用することで大気の減衰やじょう乱に強いシステムの構築を目指します。

応用化学科

森内 隆代

可塑化軟質塩ビの新規物性評価法

プロトン核磁気横緩和時間T2に着目したパルスNMR分光計測法は、1)成形・調整することなく使用できる非破壊検査法であり かつ 2)経時変化も含めて容易に観測できることや、3)どのような形状の複合材料でもそのまま測定可能というこれからの新しい物性評価法に望まれる資質を有している上、4)分子運動性に対応する成分の測定が可能という他の評価法に例を見ない非常に特徴的な物性評価法として期待されています。本研究では、昨今の世界的問題である塩ビ製品中の可塑剤の動的挙動を評価する汎用性の高い物性評価法としての展開を目指しています。

下村 修

ゼオライト型イミダゾラート構造体を利用する一液型熱潜在性硬化剤の開発

一液型硬化剤として、保存安定性に優れ低温で硬化作用を持つゼオライト型イミダゾラート構造体を合成した。これは、90℃以上に加熱することで樹脂硬化反応が高効率に促進し、作業時間短縮と省エネルギーに貢献できる。また、樹脂類とイミダゾール類の中から適当な配合処方の組み合わせにより硬化反応性の設計ノウハウを提供できる。

大高 敦

水中での反応に特異的な活性を示す高分子・金属ナノコンポジット

粒径が3nm以下である金属ナノ粒子が分散したポリマー「疎水性高分子・金属ナノ粒子のナノコンポジット」を、水中で簡便な方法により合成できます。合成したナノコンポジットは水中での様々な有機合成反応に触媒として応用可能であり、回収・再利用も可能である。類似の手法を用いると、水中に溶解している貴金属イオンを粒径の揃った金属ナノ粒子として回収することも可能です。

平井 智康

高分子の精密合成法とその界面構造制御

立体規則性を精密に制御した有機ー無機からなるプラスチック材料を精密重合法に基づき調製した。今回開発した高分子はキラル分子を認識し、螺旋構造を形成することを見出した。また、その螺旋構造はキラル分子を取り除いた後も保持されることも明らかとなり、キラル分離膜を始めとする医療材料への応用展開が期待される。

小林 正治

CPMEおよび4-MeTHPの有機合成反応溶媒としての応用

21世紀の有機合成化学産業では地球環境への格段の配慮が求められており、環境負荷の少ない素反応や反応剤の開発はもとより、反応装置や実施手順を含めた合成プロセス全体の改良・革新が日々検討されている。反応や精製に用いる「溶媒」も環境に影響を与える重要な因子の一つであり、グリーン基準に適合した溶媒の利用が推奨される。筆者は、産業利用できる溶媒の選択肢を広げることを目的として、21世紀に開発された日本発の疎水性エーテル系溶剤、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)および4-メチルテトラヒドロピラン(4-MeTHP)の有機合成反応溶媒としての活用を検討した。

村田 理尚

熱電発電に必要な高性能 n 型熱電フィルムを開発

未利用の排熱から発電する熱電発電技術に関して、大気安定な塗布膜としてはこれまでで最も高い性能をもつ有機系n型熱電フィルムの開発に成功しました。n型半導体の材料の水分散液にエチレングリコールを添加剤として加える独自の環境調和型の手法を開発しました。多様な形状に貼り付けて利用する柔らかい熱電変換素子としてIoT社会への貢献が期待されます。

村岡 雅弘

超分子を用いる光学活性分子の高効率合成

キラル化合物を選択的に合成する触媒的不斉合成では,高価なキラル源や金属を利用したり,多段階の精密な合成手法と精製方法を駆使するなどの問題点がありました。そこで本研究では,構造がシンプルで簡単に合成できる輪状分子と軸状分子を適切に組み合わせることで得られる「機械結合性面不斉キラルインターロック超分子」に着目し,光学活性分子を高効率で合成する手法を開発しています。これまでに、このインターロック超分子の一つであるロタキサンを新たに合成し,特徴的な動的挙動や3次元構造を有効利用して、分子シャトル性能を評価しました。

藤井 秀司

液体の粉体化技術に基づく機能性材料の創出

コロイド次元に存在する高分子粒子は、接着・粘着、塗料分野においてフィルム形態にして広く利用されている。近年、高分子粒子の粒子径、粒子径分布、表面化学、形状のコントロール技術の発展の恩恵を受け、大きい比表面積、分散状態における適度な運動性を活かした粒子形態のままでの利用にも関心が集まり、学術、工業両分野において精力的に研究が進められている。さらに、コロイド次元にある高分子粒子は、粒子間力、界面自由エネルギー、媒体の流れを駆動力とする自己組織化、すなわち自律的方法によって省エネルギー型の機能性材料の創出を可能にし、現行の重力支配下におけるエネルギー消費型の材料創出、すなわち他律的方法を見直す機会を我々に与えてくれる。 発表者は、界面自由エネルギーを駆動力とする粒子の自律的な界面吸着現象に注目し、高分子粒子の気液分散体の安定化剤としての利用を提案している。これまでに、粒子径、単分散性、形状、表面化学を精密にデザインした機能性高分子粒子を使用し、高分子化学、界面コロイド化学を学術基盤として、高分子粒子によるアーマードバブル、リキッドマーブル(LM)、ドライリキッド等のソフト分散体の安定化、構造評価および安定性制御に関する基礎研究を推進している。粒子の素材として高分子材料を利用することで、無機材料では導入が困難である、多様性に富む刺激応答性、低温での変形能、成型性、フィルム形成能の導入が可能になり、ソフト分散体を基盤とする新規機能性材料の開発につながると考えている。本発表では、気中液滴型気液ソフト分散体であるLMについて、発表者らが取り組んできた研究について紹介させていただく。

環境工学科

渡辺 信久

ごみ焼却で塩素の無機化をチェックする

ごみの燃焼は、たき火や山火事とは異なり、金属と塩類が共存する燃焼系であり、人類が初めて地球上にもたらしたものです。ハロゲンが金属を活性化し、新たな有機ハロゲンを生じます。これを最小化しなければなりません。塩ビなどの人工有機ハロゲンも、燃焼によって無機化・安定化されます。その監視・制御のために、気相の有機ハロゲンを迅速にオンラインモニタリングするものです。

笠原 伸介

低濁度原水の薬注撹拌制御に関する研究

近年、活性炭処理水など凝集性粒子をほとんど含まない低濁度水を対象にPACl注入を行い、急速砂ろ過を運用する事例が増加している。このような状況では、連続的に流入する凝集フロックではなく、突発的に流入する非凝集性粒子への対応を意図した運用、すなわち濁質捕捉効果の高いAl集積層をろ層内に速やかに形成することが重要と考えられる。 本研究では、急速ろ過層が有する固液分離の仕上げ機能を最大限に引き出すための凝集操作要件を明らかにするため、薬注後のGT値がAl集積層の形成と非凝集性粒子の阻止率に及ぼす影響を検討した。

皆川 健多郎

ものづくり人材育成のための教材開発とその検証

生産性向上はモノづくり現場のみならず、多くの現場における喫緊の課題となっている。かつてはこれらの課題に取り組む人材育成は、小集団活動やOJTも含め活発におこなわれていたが、長引く景気低迷、生産の海外移転などにより、近年ではその取り組みは必ずしも十分とは言えない。特にモノづくり現場では人口減少に伴う人手不足、またその対応としての外国人労働者の受け入れなど、生産性向上への対応は急務といえる。本研究代表者は、これまで1,000回を超える製造現場訪問を通じて、現場での実態を把握するとともに、問題解決のための教材開発ならびに教材を活用したセミナーの実施を進めてきた。さらにここにIoTも融合し、さまざまな現場にて自律的に生産性向上を実現する取り組みの推進と、経営工学(管理技術)の普及を目的としている。

加賀田 翔

光音響法を利用した熱的性質の計測技術の開発

 近年、エネルギーの有効利用がますます重要さを増しています。エネルギーの変換効率の改善や運転効率の向上には伝熱現象の正確な把握が必要です。また工業製品だけでなく人間も体温を保つ為に発熱し、体内で熱移動が起こり、周囲の環境と常に熱の授受を行っています。最近では人体と外部環境との熱の授受を解明し、温熱環境下における人体の快適性を定量的に評価する試みも行われています。あらゆる場面で生じる伝熱現象を正確に把握するには、対象物の熱的性質を定量的に知る事が必要です。当研究室では光熱変換法の1つである光音響法を利用し、非破壊で迅速、かつ簡便な熱的性質の計測技術の開発に取り組んでいます。

松本 政秀

OpenFOAMを用いた混相流解析

PCB(ポリ塩化ビフェニル)分解処理反応器内壁における腐食減肉発生メカニズムを解明するための初期検討として,異種二流体が化学反応を伴わずに混合する過程の熱流体解析を実施している.解析ツールとして,OpenFOAMの混相流解析ソルバー群より,非等温で圧縮性が考慮できる二相/二流体の非定常解析ソルバーtwoPhaseEulerFoam を用いた.腐食性を仮定した高密度流体が反応器隔壁の数mmの隙間から鉛直下方へ流れ落ち,減肉の生じた底部内壁へ到達することが確認できた.

粟田 貴宣

生物学的窒素固定の促進技術

本研究テーマは窒素固定微生物を用いたアンモニア生成技術開発を目指したものである。現行のハーバー・ボッシュ法で莫大なエネルギーを消費して生成されたアンモニアはほとんどが肥料として消費されている。水素エネルギー需要の増加によって水素キャリアとしてのアンモニアの注目度が増加する中、肥料のための窒素固定を生物学的行うことで低コスト化するだけでなく、アンモニア有効利用促進につながると考えられる。生物学的な窒素固定を利用するためには微生物活性を増加させる技術が必要であるため、活性化技術開発に取り組むテーマである。

渡辺 信久

安全な電力実習装置

脱炭素、再生可能エネルギーが必要です。太陽光発電や風力発電を普及させる必要があります。電力系統に接続し、安定電力を供給するためには、環境技術者が学ぶ実習装置が必要です。結線方法と負荷の関係、発電機の特性など、人力発電で安全に、体感できるものを開発しました。最初は、イベント用として、「人力発電テレビ (リキテレ)」として作ったものですが、工学技術者育成にとても有用なので、出展しました。

高山 成

潜在有効発汗量を使った東京オリンピックマラソン競技における熱中症リスクの評価

一般的に熱中症危険度の指標として湿球黒球温度(WBGT)が使用されています.WBGTは携帯型の機器ですぐに測定できる簡便さがある一方,経験的な指標(めやす)で物理的な根拠に乏しいという欠点がありました.今回学生たちの実験を基に考案されたPESは,ヒトの熱の出入りの数理的な計算(人体熱収支モデル)が基になっており,脱水による体重減少率という定量的な指標で熱中症リスクを評価できます.さらに評価方法も,①気象台のデータから計算 ②WBGT計のような装置で現場で測定 ③WBGT値から推定 と3パターンのバリエーションで使え,物理的な根拠の明確さと実用性を兼ね備えた新しい熱中症リスク評価手法と言えます.

生命工学科

藤里 俊哉

培養筋肉を用いた健康科学研究

組織工学・再生医療技術を用いて、体の外で骨格筋を作製することに成功しました。 この人工骨格筋は、長さ約15mm、直径約0.5mmと小さなサイズですが、電気刺激によって、人間の筋肉と同様の収縮運動させることができます。 最近、運動が健康に良いのは、骨格筋が作るマイオカインと呼ばれる物質によることが分かってきました。マイオカインは認知症の予防やがん予防にも効果があるとされています。 この人工骨格筋を運動させることでマイオカインをたくさん作らせることが可能だと考えています。

﨑山 亮一

新規PD液開発ツールの三次元腹膜組織の開発

腹膜は中皮細胞、間質層、基底膜、血管から成りたちます。そこで、本技術は、腹膜を中皮細胞層、間質層、血管内皮層にわけて、それぞれの層を中皮細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞を用いて作成します。それらを温度感受性培養皿とゼラチン積層化法を用いて、順に積層化することで、体の外で人工腹膜組織を構築します。さらに、腹膜で重要になる溶質の透過や中皮細胞の剥離などをトランスウェルを用いて評価します。 ・通常は1層しか評価できないが、本技術は異なる細胞で3層に積層化した人工腹膜を作成可能 ・積層化した人工腹膜をトランスウェル上に移すことで、溶質透過試験にて腹膜の傷害と溶質透過係数の関係図を作成可能

大森 勇門

発酵食品中のアミノ酸分析

アミノ酸にはL体、D体と呼ばれる光学異性体が存在します。長年、我々ヒトはD-アミノ酸を利用しないと考えられてきました。しかし分析技術の発達に伴い、D-アミノ酸がヒトの生体内で重要な機能を有していることが明らかになってきました。またD-アミノ酸を用いて食品の呈味性や生理機能を向上させた商品も開発されています。我々の研究室ではD-アミノ酸の食品利用を目標に、発酵食品や食品に関係する微生物中のアミノ酸解析を進めています。

藤田 英俊

肥満のメカニズム解明とその応用

21世紀に入り、先進国のみならず世界中においても飢餓から飽食の時代へとなりつつあり、人類は食欲を欲望のまま満たすこともできるようになったきました。このような時代において、国民の健康的な生活を阻む代表的な病態がメタボリックシンドロームであることは明白です。我々の研究室では、培養細胞やモデル動物を用いて、肥満のメカニズムを明らかにするとともに、それを解消する機能性食品の探索と開発を目指しています。

西脇 雅人

一過性および定期的な運動・食品摂取の臨床試験的側面からの効果検証

一過性(急性の応答)および定期的(慢性の適応)な運動・身体活動の実施、あるいは食品摂取の実施をヒトを対象として行い、UMIN-CTRなどに臨床試験登録を行った上で効果検証を行える。特に、血圧脈波検査装置を用いた動脈壁硬化度(いわゆる血管年齢)の評価、超音波エコーを用いた血管内皮機能の評価や各部位の血流量・血管径の評価、Shear Wave Elastographyを用いた組織硬度の評価、体格、筋力、柔軟性、歩行能力、有酸素性運動能力(最大酸素摂取量)、最大無酸素性パワーなどの評価、低酸素環境下への応答性と運動実施能力の評価、血中物質濃度の評価、遺伝子多型の評価、活動量計を用いた身体活動量の評価、GPS端末を用いた外出状況の評価が実施できる。

外波 弘之

フェノールポリマーの合成とその機能性評価

 近年,酵素触媒をプラスチックなどのポリマー合成に利用する方法が注目されている.これは酵素触媒の有する次のような特徴を活用しよ うというものである.1,高い触媒活性 2,基質特異性 3,生分解性 4,穏和な条件下で機能.本研究では,このような酵素触媒の特徴を活かし,主として西洋ワサビ由来のペルオキシダーゼ(HRP)を触媒としてフェノール類を重合させる.生成するフェノールポリマーについて,抗酸化性などの機能性評価を行う.

長森 英二

日本随一の教育・実証用バイオリアクターで「持続可能型社会」に貢献

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクト「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」において、二酸化炭素が光固定された植物由来原料からバイオ由来製品を生産する技術の開発・最適化を迅速化するための技術開発を行っています。標準化・試作支援・技術者育成の3つを柱にして取り組んでいます。

川原 幸一

新規細胞老化抑制剤|アンヒドロフルクトース

老化細胞は無害で、がん化もしないと言われていました。最近、老化細胞は炎症性サイトカインを分泌し、臓器・組織機能低下・障害を引き起こし、多様な加齢性疾患をもたらすことが判明しました。さらにガン化の誘導にも関与しています。したがって、細胞の老化抑制は、現在の日本の超高齢社会において非常に重要です。デンプン由来の1,5アンヒドロフルクトースは抗酸化作用が報告されていましたが、それとは全く違う機能で細胞老化を抑制することに成功し、特許を取得しました(特許6706852号)。

松村 潔

発熱の分子・細胞メカニズムと薬物評価

炎症、感染、脳出血にはしばしば発熱や痛覚過敏がともなう。これらの病態は生体防御としての側面と、増悪因子としての側面があり、適切な制御が望まれる。そのためには、これらの病態の分子・細胞メカニズムを解明することが必要である。本研究室では様々なマウスの発熱モデルを用いて、その分子・細胞メカニズムを研究している。この実験系を用いて、発熱時の病態に対する薬物の効果を評価することもできる。

宇戸 禎仁

電気探査法による安全で安価なCT技術の開発

体表面電位分布を計測するために開発した小型電極アレイを用いて,簡単に体内のインピーダンス分布を低侵襲的に計測する技術の開発を行っている。通常のインピーダンスCTのように多数の電極を体表面に配置するのではなく,簡単に着脱が出来る小型電極アレイを計測に用い,地質調査の分野で使用されている電気探査法を利用して内部のインピーダンス分布の再構成を行う。現時点ではまだ,生体の計測には至っていないが,電解液中に導電性ゲルを配置することで人体のインピーダンス分布を模擬し,計測のシミュレーション実験を行っている。また,有限要素法による解析も行い,実験結果と比較を行い,測定精度が分布形状に依存して変化することなどを明らかにしている。

大森 勇門

川上村の微生物資源を利用した食品開発

水源地の森を始めとする豊かな自然に囲まれた奈良県川上村。川上村の植物や土壌、それから家庭のぬか床などから酵母や乳酸菌など、食品への応用が期待できる微生物の単離を行っています。これまでに11種の酵母、15種の乳酸菌を単離しており、現在はこれら単離した微生物資源をパンやヨーグルトの製造へ応用するべく、機能解析を進めています。

芦高 恵美子

神経障害性疼痛のメカニズム解明と治療薬開発

神経障害性疼痛は、糖尿病、癌、脊髄損傷に伴い、末梢神経系や中枢神経系の損傷や機能障害によって引き起こされ、本来痛みと感じない「触る」などの刺激が痛みとなるアロディニア(異痛症)が見られる。非ステロイド性抗炎症薬やモルヒネなどの麻薬性鎮痛薬でも著効しない難治性の慢性疼痛である。神経ペプチド・ノシスタチンの誘導体が、経口投与により糖尿病に伴うアロディニアを抑制することを明らかにした。また、神経障害性疼痛が認められる遺伝性結合組織疾患のエーラス・ダンロス症候群について、マウスモデルを確立し、アロディニアの発症、有髄神経の応答過敏、脊髄の中枢性感作が見られることを明らかにした。

一般教育科

野澤 真人

一般相対性理論の数理構造の解明

Einstein の提唱した一般相対性理論は、Newtonの万有引力では謎であった多くの現象を説明することに成功し、最も予言能力の高い重力の理論としての地位を確立しています。さらに宇宙自身の膨張やブラックホールといった天体など、私たちの宇宙観に大きなパラダイムシフトをもたらしました。 このように大きな成功を収めた一般相対性理論ですが、私がこの理論に惹かれる理由は、何と言ってもその数理的な美しさにあります。時空の安定性を保証する正質量定理やブラックホールの唯一性定理の見事な証明は、その端的な例でしょう。これらをさらに一般化して、より汎用的な形式にするための研究を進めています。

長谷川 尊之

半導体結晶表面から発生するテラヘルツ波の制御

テラヘルツ領域電磁波(テラヘルツ波)は、光と電波の性質を兼ね備えており、さまざまな分野で役立つことから注目を集めています。半導体結晶表面に超短光パルスを照射すると、電子や原子の超高速過渡現象が励起され、テラヘルツ波が発生します。この応答は、構造がシンプルなテラヘルツ波光源として機能します。発生するテラヘルツ波の時間波形は、超高速過渡現象の挙動を反映します。本研究室では、超高速過渡現象を結晶表面の電場によって制御することで、テラヘルツ波発生特性を制御することを目指しています。

田中 耕司

流域治水の思想を踏まえた新たな河川整備への挑戦

これまでの河川の開発は、治水・利水計画規模に対して必要な施設を建設してきました。しかし近年、これらの計画を超過する洪水・土砂災害が発生し、激甚化しており、現状の整備水準や将来の計画では“まち”を守れないきれない時代に,じわじわと突入しています。 これからの我が国は、洪水・氾濫の発生を許容できる粘り強い“まち”が求められます。本研究では水害特性を過去から読み解き、将来を高精度に予測し、その変化に適応した“まちづくり”を考究し、提案します。

小島 夏彦

渦鞭毛藻シスト(休眠胞子)を中心としたパリノモルフ群集の研究

 沿岸海洋表層堆積物には無数の生物起源物質が含まれているが,その中で単細胞の藻類である渦鞭毛藻はその休眠胞子(シスト)を堆積物中に残すことがある.そのため,堆積物中からそれらを抽出,分析することにより赤潮・貝毒予測をはじめ様々な情報を引き出せる.また,その堆積物から同時に産出するパリノモルフと呼ばれる多様な有機質の生物遺骸群集の存在も注目される.渦鞭毛藻シスト研究から派生的に生まれた分野とも言え,未解明の部分も多いが将来的には環境解析のツールとして利用できる可能性を秘めている.

藤元 章

火星移住計画と太陽系ツアーをテーマにした課題解決型授業

[概要] 大阪工業大学の工学部では,PBL(ProblemあるいはProject-Based Learning)を基軸とした教育カリキュラムを実施している。1年次では各学科の専門分野に関連した課題の実験・実習的なPBLを行い,2年次生には物理学,地球科学,生物科学の分野横断型PBLを提供している。2015年度から2018年度まで「火星移住計画」を題材にして進めてきた。そして, 2019年度からは,火星の枠を飛び出して,「太陽系ツアー」をテーマにしたPBL型授業を進めている。

谷 保孝

古第三紀神戸層群凝灰岩層の層序学的・記載岩石学的研究

 本研究では,兵庫県三田盆地に分布する神戸層群凝灰岩層をより精密に区分し,それらの凝灰岩層の記載岩石学的性質を明らかにする.野外調査では凝灰岩層の岩相や分布を,鏡下観察では凝灰岩層の軽石斑晶鉱物の組み合わせを記載する.必要に応じて黒雲母などの化学組成も測定する.また,本研究による凝灰岩層序区分に基づいた地質図の作成も進める.本研究の成果は,神戸層群分布域で発生する地すべりに関する課題などを考察する上でも重要な役割を果たすことが期待される.

藤元 章

二硫化モリブデン/グラフェンの電気特性とガスセンサー応用

〔概要〕酸化膜付きのSi基板上にMoを電子ビーム蒸着させ,Moを硫化させることにより二硫化モリブデン薄膜を作製した.この二硫化モリブデンのトランジスタ動作も確認した.グラフェンと二硫化モリブデンのファンデルワールスヘテロ接合を作製し,その抵抗変化による水素ガスと一酸化窒素ガスの検知特性を調べた.CVDグラフェン単体よりも,二硫化モリブデン/グラフェンのヘテロ接合の抵抗変化が大きいことを確認し,ガスセンサー応用を目指している.

石川 恒男

一般教育科数学教室の教育と研究

数学教室では専任教員6名にロボティックス&デザイン学部専任教員1名と非常勤講師を加えて各数学科目の担当を行っている。ここでは教育センターのことも含めて実状は語れないので教育センターにも触れる。数学科目に関しては特に初年次教育に重点を置き、「解析学I」「解析学I演習」という接続科目を設定し、教育センターと連携しながら数学教室専任教員も担当するという形をとっている。講義と演習を連携した上で、必要ならば「学習相談」という自由に質問できる時間を設け、さらに、学習が不十分な学生に対しては教育センターでチューターによる対応を行い、「基礎力向上講座」も開講している。これらの接続科目は教育センターと共同で運営している。1年次科目「解析学 II」「解析学 II 演習」「解析学 III」「解析学 III 演習」「線形代数学 I」「線形代数学 II」に対してもある程度同様に対応しているが、ここからは主に数学教室の担当となる。なお、学科によって履修時期や若干の内容の違いはある。次に、2年次以上に対しては「工学の基礎」「数理科学と教育」というカテゴリーで数学科目(別記)を担当し、講義に対応する演習科目は設定していないが、「数学教室学習相談」で質問の対応している。科目に関しては自由選択であり、微分方程式、確率統計、複素解析などの分野の科目を設定し担当している。研究については、個人研究を中心に行っている。

総合人間学系教室

辻本 智子

認知言語学的手法を応用した英語前置詞教材の開発

英語習得において、しばしば躓きの原因となる多義語の前置詞であり、また認知言語学における多義語研究が前置詞に関して最も進んでいることから、認知言語学の知見を生かした中学生向けオンライン教材『アニメで学ぶ 英語前置詞ネットワーク辞典』を開発した。認知言語学で言う「スキーマ図」のアニメ化がポイントである。

大谷 真弓

「その人らしさ」の表現を目指す

人の「その人らしさ」は、様々な形で表現されます。摂食障害等のこころの病は、その人の「生きづらさの表現」だという視点でも捉えられますが、他方で、芸術活動にその人の表現を載せることで、そこに表われてくるものを、「生きづらさの表現」としてではなく、まさに「その人らしさ」が表われているのだ、という視点から捉えることも可能です。本研究では、「その人らしさ」が芸術活動(本研究では陶芸活動)の中で表現されているという視点から、陶芸活動を視ています。その上で、「その人らしさ」がいかに表われてくるのか、いかに変化していくのかを追い、どのような表現をすることが「生きづらさ」からの脱却へとつながるのか明らかにし、実践につなげます。

椋平 淳

社会包摂に資する演劇事業の企画・運営

高齢化や経済格差拡大などの社会環境の変化を背景に、劇場のもつ社会包摂機能が注目されている。特に公共の劇場が提供する事業には、単に舞台関係者や芸術愛好家に訴求する要素だけでなく、広く一般の人々の幸福感増進やコミュニティ活性化に資する多様な機能が求められる。個別の演劇事業の企画・運営や統括的な劇場運営・プログラムデザインのあり方、さらには劇場を拠点とする地域貢献の方策について、実践的に探求する。

西脇 雅人

一過性および定期的な運動・食品摂取の臨床試験的側面からの効果検証

一過性(急性の応答)および定期的(慢性の適応)な運動・身体活動の実施、あるいは食品摂取の実施をヒトを対象として行い、UMIN-CTRなどに臨床試験登録を行った上で効果検証を行える。特に、血圧脈波検査装置を用いた動脈壁硬化度(いわゆる血管年齢)の評価、超音波エコーを用いた血管内皮機能の評価や各部位の血流量・血管径の評価、Shear Wave Elastographyを用いた組織硬度の評価、体格、筋力、柔軟性、歩行能力、有酸素性運動能力(最大酸素摂取量)、最大無酸素性パワーなどの評価、低酸素環境下への応答性と運動実施能力の評価、血中物質濃度の評価、遺伝子多型の評価、活動量計を用いた身体活動量の評価、GPS端末を用いた外出状況の評価が実施できる。

川田 進

アジアの宗教紛争・民族問題と安全保障

1991年以降、中国、インド、ネパール、ミャンマー、カンボジア、ラオス、タイ、ベトナム等で、宗教問題や民族紛争に関する現地調査を継続してきた。主要なテーマは「チベット問題」と「イスラーム紛争」である。「宗教NGO」という視点から、穏健な「宗教ネットワーク」「民族コミュニティ」形成の糸口を明示し、紛争解決の有効な方策を提示する。日本社会が抱える弱点の一つは、「民族問題やイスラーム社会への理解不足」である。一連の研究が、テロ事件の背景や海外在住邦人の安全確保など、日本の安全保障及び民間企業・個人が海外で活動する際の安全確保に資することを目指す。

大塚 生子

イン/ポライトネスと人間関係の周縁化について

通信手段の多様化によるコミュニケーションの機会の増加は、他者との親密な関係を築く機会の増加であると同時に、対立を生み、人間関係の軋轢が生じる機会の増加であるともいえる。 従来、言語使用と人間関係の構築(維持、崩壊を含む)を取り扱うイン/ポライトネス研究は、「円滑なコミュニケーション」を前提とした「相手への配慮」に関心を置き、人を周縁化したり傷つけたりする相互行為には着目してこなかった。 本研究では「ママ友」のコミュニティを集団特性を持つコミュニティのひとつと見なし、相互行為者間の実質的・感情的利害の対立に由来する場面の分析を通して、集団内での他者の周縁化を考察する。

中村 友浩

骨格筋オルガノイドを活用した簡便な筋萎縮モデル

我々の研究グループでは、長期的な培養が可能で成熟度が高く、機能評価が可能なマウス骨格筋細胞のオルガノイド作成に成功しており、この骨格筋オルガノイドの培養中に生じる受動的張力を解放することで簡便に生体と類似した筋委縮誘導できる生体外モデルを開発している。この生体外デバイスを利用し、生体の筋萎縮を模倣することが可能であれば、筋萎縮を改善する創薬および高機能食品の開発が飛躍的に進展すると期待できる。

米田 達郎

双児宮の名称変化

語彙の変化をヒトが意図的に起こすことは一般的にはない。自然に変化していくものである。しかし、十二宮の名称は明治になってから学術的に変化する。これはギリシア神話とも密接に結びつくかとも思われるが、何よりも世界基準に合わせるということもあると思われる。ここでは、双児宮の名称変化について、幕末から明治にかけて陰陽宮・双兄宮・双女宮が双児宮へと変化する過程を記述的に確認しつつ、双児宮へと名称変化した背景について考察する。 本研究では、理科学語彙の歴史的な変化を取り上げているが、それは生活語彙・教育語彙の変化ともいえる。多方面に派生する研究の一側面である。

瀧川 宏樹

英国ヴィクトリア朝の文学作品における男性像の研究

本研究では、英国ヴィクトリア朝の男性表象の探求をテーマとしている。当時、男性は女性と比較して、社会的に優遇された立場にあった。そのため、これまでの研究では、社会的に冷遇されていた女性に焦点を当てたフェミニズム研究が盛んに行われてきた。 ところが、昨今のジェンダー研究においては、社会的に優遇されている男性もまた、社会が求める理想的な男性像に苦悩しているのではないかという視点が確立されている。男女平等を確立し、女性が生きやすい社会を作ることは言うまでもないが、男性も生きやすい社会を目指してこそ、真のジェンダー平等の達成と言える。 ブランウェル・ブロンテの作品における男性表象に着目し、そこから見えてくる理想的な男性像と、ブランウェル・ブロンテが実人生で直面した現実の男性の生き様との間の齟齬を探りだすのが、本研究の目標である。

大塚 生子

日常会話における差別の(再)生産について

「ヘイトスピーチ」という語はこれまで、街宣活動やオンラインの掲示板などで不特定多数の人々に向けて発せられる、特定のアイデンティティを有する人々への差別的言語行動に対して用いられてきた。しかし、偏見や差別が人々の日常会話において談話を通して(再)構築されることを鑑み、本研究では個人間会話というミクロレベルでの差別の実践を問題とする。本研究では実際の会話の談話分析を通し、日常会話における差別は、「差別は悪である」という社会通念・規範よりも、相手との人間関係を良好に保つという相互行為上の規範が優先されるために起こるということを論じた。

石道 峰典

アクアポリン4による水分代謝を制御して骨格筋を元気にしよう!

骨格筋は水分含有量が約8割であり、水分を豊富に含んだ組織です。骨格筋を構成する筋線維(筋細胞)でのスムーズな水分代謝により筋の恒常性が保たれることから、骨格筋における水分代謝を制御する水分子輸送機構は、健康的で活動的な日常生活を維持するうえでも非常に重要となります。 現在、本研究室では、骨格筋における筋機能の維持・改善やサルコペニア予防など目的に応じた水分代謝の制御を実現するために、水分子輸送機構の主要タンパク質の1つであるアクアポリン4 (AQP4)の生理学的特性の利用法の開発を目指しています。

西山 由理花

近代日本における政党政治の形成と崩壊に関する研究

近現代日本の民主主義のあり方に関心を持ち、近代日本の政党政治について、特に政党政治家の人物研究という観点から研究を行っている。近代日本の政党政治の形成・崩壊過程の中心にあった人物に焦点を当てることで、政策や組織の成り立ちの背後にある教育や社会状況をも含めて近代日本社会を理解できると考える。

ナノ材料マイクロデバイス研究センター

小山 政俊

分極デバイス応用を目指した酸化ガリウム薄膜の研究

ワイドバンドギャップ半導体としてパワーデバイスや深紫外線検出器への応用が期待される酸化ガリウム薄膜に注目しています。特に準安定相構造の一つである ε 相の酸化ガリウムは自発分極による分極デバイスへの応用が期待されます。準安定相の成膜に適した手法であるミストCVD法を用いた高品質な薄膜の成膜とそのデバイス応用を検討しています。

前元 利彦

未来の生活を変える新機能デバイスの開発

今まで半導体として利用されてきたシリコンに比べて異なる性質のもつ半導体や、透明でしなやかな材料を研究することで、新しい機能を持った素子の実現を目指します。たとえば、酸化物半導体に関する研究では透明なディスプレイ・情報端末を実現するための技術や、自在に曲げられるデバイス・センサに関する研究を進めています。これらの技術は未来の生活の利便性を大幅に高めます。

小池 一歩

絹フィブロインを用いた酵素膜の作製と拡張ゲート型バイオセンサーへの応用

本研究室が行っている研究課題の一つに「連続モニタリング可能なFETタイプのバイオセンサーの開発」があります.近年,体液に含まれる健康指標マーカを連続,かつ,繰り返し測定可能なウェアラブルセンサーの需要が高まっています.その中でも特に開発が進められているパッチ型センサーは,皮下の血管と細胞の間を満たしている間質液を被検液とするため,低侵襲で連続使用できる特徴があります.これまで我々は,市販のMOSFETのゲート端子に酵素膜を形成した拡張電極を接続して,拡張ゲートFET(EGFET)タイプのバイオセンサーを試作してきました.本研究シーズは,「絹フィブロインを用いた酵素固定化技術」と「EGFETタイプのバイオセンサー応用」です.

廣芝 伸哉

フレキシブルデバイス作製のための基盤技術

有機分子や,酸化物ナノ材料など物質のもつ多彩な機能や物性を応用し,フレキシブルFETデバイスやバイオセンシングなどのナノシステムデバイス創成することを目指しています. 物質中の電子を情報システムに組み込めるようなデバイス機能につながる物質の性質(物性)を探求しています. 電気測定をはじめ,分光特性,構造解析,分子動力学計算およびナノ構造作製技術を用いて基礎物性をベースとして得られた知見をもとに,デバイス機能への展開を目指しています. 特に,ナノ加工技術や精密な薄膜形成手法が得意分野です.この分野では,有機半導体ナノワイヤや分子超格子構造,誘導自己組織化と逐次浸透合成を組合せた微細構造作製などなど,新しい独自の技術を目指しています.

藤元 章

二硫化モリブデン/グラフェンの電気特性とガスセンサー応用

〔概要〕酸化膜付きのSi基板上にMoを電子ビーム蒸着させ,Moを硫化させることにより二硫化モリブデン薄膜を作製した.この二硫化モリブデンのトランジスタ動作も確認した.グラフェンと二硫化モリブデンのファンデルワールスヘテロ接合を作製し,その抵抗変化による水素ガスと一酸化窒素ガスの検知特性を調べた.CVDグラフェン単体よりも,二硫化モリブデン/グラフェンのヘテロ接合の抵抗変化が大きいことを確認し,ガスセンサー応用を目指している.

和田 英男

赤外線スマートウィンドウの研究

 地球温暖化に伴う気候変動を解決するためには、熱エネルギーを効率的に使用して、物質から放出される排熱を抑制することが重要です。二酸化バナジウムは、温度上昇に伴い赤外線透過率が顕著に減少する反面、反射率は向上する性質(サーモクロミズム)を利用した赤外線放射抑制機能材料です。本研究では、ナノスケールモスアイ構造を有する二酸化バナジウム薄膜に着目し、「電気的駆動力なしに直接的に光スイッチング機能」をもつ赤外線スマートウィンドウの開発を実施しています。

ロボット工学科

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。

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。

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.

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。

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.

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.

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.

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.

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.

システムデザイン工学科

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.

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.

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.

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。

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。

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.

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.

空間デザイン学科

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

情報知能学科

小谷 直樹

強化学習を用いたロボットの知能化

近年,人工知能・機械学習技術の発展もあり,これらの知能化技術をロボットの環境適応能力や自律性の付与の手段として用いることが期待されています.しかし,強化学習を含む機械学習は,一般的に多くの学習時間を必要とする根本的な問題を抱えています.従って,学習時間を短縮することが,実時間で学習する実ロボットにとって,特に解決すべき重要な課題です.私達は,遺伝的アルゴリズムの概念で説明した学習高速化手法を開発し,より高度なロボットの知能化の実現を目指しています.

尾崎 敦夫

意思決定支援向けAI・マルチエージェント・モデリング&シミュレーション技術

近年、交通・監視・管制・指揮等の分野では、AI(人工知能)技術の適用により、システムの自動化・高性能化が推進されています。このようなシステムでは、現況を正確に「認識」し、次に起こる状況を高速に「予測」して、「実行」に移すことが求められています。しかし、危機管理などのミッションクリティカルなシステムでは、「実行」(意思決定)までを全てAIに託すには多くの技術的・運用的課題があります。このため、このようなシステムでの意思決定を支援するための研究開発に挑んでいます。

小松 信雄

移動体の制御に関する研究

自動車や飛行機などの移動体の制御に関する位置計測システム,誘導制御システムの構築を目指して研究を行っている.位置計測システムについては,加速度計,ジャイロ,画像処理を用いた計測を融合し,移動体の位置を瞬時に計測することを目標にしている.誘導制御については,移動体の3次元的位置姿勢を制御するため,制御システムの動的特性を推定する同定を行ない,安定化制御を実現することを目標にしている.

小西 将人

実行不要な命令を動的に排除する効率的なプロセッサ

プロセッサの命令実行の効率性を妨げる要因の1つとして,ロード命令の実行にかかる時間が大きいことが挙げられる。この研究の目的は,不要なロード命令の一部を動的に排除(スキップ)するようなプロセッサの構成を提案し,命令実行の効率性をあげようとするものである。シミュレーションによる評価からおおよそ15%程度のロード命令がスキップできる可能性があり、また全体のプログラム実行時間をおおよそ8%程度減少させることが期待できる。

牧野 博之

ばらつきに対応したSRAMの動作安定化に関する研究

トランジスタのしきい値電圧のばらつきによってSRAMが動作不良となる問題に対して、これを救済し歩留まりを向上させる手法を開発しました。まず、オンチップでしきい値電圧を測定する方法を提案し、5mVの精度で検知可能であることを確認しました。さらに、様々なしきい値電圧において、メモリセル(記憶回路の最小単位)に与える電圧を変化させて動作可否を調べることにより、SRAMに与える最適電圧を明らかにしました。なお、本研究はJSPS科研費 (JP23560423)の助成を受けたものです。

布村 泰浩

C言語初心者向けプログラミング環境

アルゴリズムやシステム開発を学ぶ前段階として,C言語を学ぶためのプログラミング演習を行っているが,C言語に慣れていない初学者には,スペルミス,括弧の書き忘れ,未定義変数への参照などを起因とするコンパイル時エラーが難しく感じられ,コンパイラが生成する多量のエラーメッセージに途方に暮れてしまうことがある.また,プログラム構造の間違いや条件式の誤りにより,想定通りにプログラムが動作しないことも多い.このように初学者がC言語を学ぶ際には多くの壁があり,結果として,C言語に苦手意識を持つ学生がいる.初学者が上記のような壁に躓くことなくC言語の学習を進めるためのビジュアルプログラミング環境を開発している。

中西 知嘉子

エッジAIで高精度画像認識・物体検出

組み込み市場では,運用コストやセキュリティー,リアルタイム性などの問題から,エッジ(端末側)で単独処理できる「エッジAI」が期待されている.その実現方法であるFPGAによるエッジAIは根強いニーズがありながら,デバイスが高価格,実装が難しい,量子化による性能劣化という問題点があった.そこで,我々は,低価格のデバイスをターゲットにし,推論アルゴリズムを解析することで,効率よくアクセラレートする回路をFPGAで実装,処理を最適化することで,低消費電力で高速な推論処理を実現している.

鎌倉 良成

シミュレーションによる半導体デバイスの解析・設計支援技術

[概要] コンピュータシミュレーションを用いて、半導体素子の特性を解析する研究を行っています。ナノ~マイクロメートルスケールにおける電子や原子、あるいは熱の挙動を独自開発した粒子シミュレータで高精度に予測し、より高性能で信頼性の高い半導体素子設計に役立てることを目指しています。

神納 貴生

X線画像に対する微弱特徴の可視化手法

社会インフラを支える工業製品など,簡単に停止して点検できないものは多く,それらは非破壊検査によって点検される.非破壊検査の一つとして,X線画像を用いた検査が挙げられる.X線は物体の透過率の違いにより内部構造を写し出せるが,X線が透過し難い金属などで覆われている場合,映し出せる内部構造の像は薄くはっきりとしないものとなる.これまで個別の工業製品に対するX線画像検査は熟練工の目視技術によって成り立っていたが,本技術は熟練工が確認する特徴を可視化して誰もが頑健に検査できるようにする.

奥野 弘嗣

照明光の色や強度の影響を軽減した視覚特徴を取得できる小型知能ビジョンシステム

本技術のコアは,視覚神経系が行っている情報処理(視覚信号の対数変換や空間バンドパスフィルタ等)を実装した回路にある.本回路は,視覚神経系を模倣した並列演算を活用して,省電力で,照明光の強度や色の変化にほとんど影響されることなく多数の視覚特徴(色・方位別輪郭等)を検出することが出来る.この回路を実装したFPGAとイメージセンサからなるロボットビジョンシステムは,1辺4cm程度の小さなサイズで,多数の視覚特徴を実時間で出力できる.

情報システム学科

水谷 泰治

Processing言語を用いた並列プログラミング環境の提案

マルチコアCPUの性能を最大限に活用してプログラムを高速実行するためには並列プログラムを作成する必要がある。しかし、一般に並列プログラミングの学習は初学者にとっては容易ではない。その理由として、数値計算問題を題材とすること、および大規模な計算でない限り並列化の効果を実感できないことから、初学者の興味を維持しにくいことが考えらえる。本研究では並列化の効果を体感しやすく、かつ、平易な教材を扱える並列プログラミングの学習環境としてProcessing言語を用いた図形アニメーションプログラムのための並列化フレームワークを提案する。

本田 澄

画像認識 AI はどこを見ているの?

さまざまな画像認識AIが提案されていますが、画像のどこを見て認識しているのでしょうか?本研究ではAIの認識箇所を特定する技術であるGrad-CAMを利用して認識箇所を可視化し、どこを見て認識しているかを調べました!その結果から次の提案を考えています。1)画像認識AIの精度比較のために、人間が画像を認識している特徴的な箇所とAIの認識箇所を利用する。2)長年の経験や勘が必要な画像識別技術をAIで再現し、無意識に利用していた画像の特定箇所を明らかにする。

井垣 宏

リモート環境におけるチーム開発のためのモブプログラミング支援システムの検討

複数人でソフトウェア開発を行う手法の一つとして,モブプログラミングやペアプログラミングといったというものがある.モブプログラミングでは,開発者らは端末を操作するドライバと開発画面を見ながら意見を出してドライバをサポートするナビゲータと呼ばれる役割に分かれ,役割を短時間で交代しながら開発を進めていく. 本研究室では,コロナ禍の現状を受けて,このモブプログラミングをリモート環境で実施している.実際に対面からリモート環境に移行するにあたり,引き継ぎ作業や開発者間のコミュニケーションにおいて課題が有ることがわかった.そこで本研究では,モブプログラミングのそれぞれの役割に特化した支援を目的としたビデオ会議システムの開発を目指していく.

本田 澄

欠陥データを利用したソフトウェアプロジェクト比較手法に関する研究

本研究では様々なドメインや開発スタイルに属するソフトウェア開発に対して有効なソフトウェア信頼性モデルを構築し活用方法を広く普及することでソフトウェア開発をより効果的で制御可能とすること目的とします。そのためには多くの企業の開発データの収集方法および普及方法としてウェブアプリケーションの開発が必要です。また企業の開発データのみならずオープンソースソフトウェアにおける開発データも対象とします。本研究を行うことで現在困難とされている開発スケジュールの定量的な決定に役立つと考えられます。

鎌倉 快之

トモグラフィー画像の3次元可視化プログラムの作成

X線CTやMRIなどで撮影したトモグラフィー像(断層画像)の中から,注目領域だけを検出したり,立体構造を想像することは容易ではありません.画像処理技術や手法の応用により,注目領域のセグメンテーションとラベリング,立体構造の再構成を行い,三次元可視化するためのソフトウェアの開発に取り組んでいます.

地嵜 頌子

巡回差集合族の構成法に関する研究

1958年にGolmbらは任意の符号語の結合がその部分列に符号語を含まないような符号として, 区切りなし符号 (comma-free code)を定義した. 1971年にLevenshteinは誤りが生じることを仮定した非同期型の通信モデル内で用いるために, インデックスという概念を付加してcomma-free codeを拡張した. さらにそれらを構成するために, 同値な構造を持つ組合せデザインとして巡回差集合族(difference systems of sets / DSS)を提案した. 本研究では, DSSのいくつかの構成法を示した. また, 区切りなし符号における伝送効率に着目したパラメータの探索を計算機を用いて行なった.

須永 宏

リッチインターネットアプリケーション

ファッション,グルメ,エンタメ,トラベル,スポーツ,流通,eラーニング,流通,医療・福祉,通信など我々の生活や社会インフラに関わるアプリケーションのプロトタイピングをし,新コンセプトを発信.役に立つ,便利,面白いを目標にシステム構築します.今回観光サポートアプリケーションとして,ある地域(枚方市)を疑似空間で歩いてもらい,様々な観光資源と触れ合ってもらいます.ランドマークに因んだミニゲームでポイントアップしつつ地域の魅力に触れてもらいます.

鎌倉 快之

カメラを用いた人の非接触状態計測

カメラの映像から顔や顔のパーツ,身体の動きを検出して生体信号を計測したり,計測した情報を応用するシステムを作成しています.また,計測したデータが,実際のセンサで計測したデータとどのくらい一致するのか,どんな風に違っているのかについて比較,解析しています. カメラを用いたウェアレス(非接触)での計測とその応用について検討しています.

福安 直樹

自動発注問題を題材としたIT人材育成教材

ビッグデータ処理、人工知能、クラウドの各技術を融合して社会の具体的な課題を解決できる人材の育成を目指して、スーパーマーケットにおける自動発注問題を課題として設定したPBLを設計・実装しました。システムを構成する各要素技術のみならず、チームでコンセンサスを得る方法やその難しさ、役割分担による開発、そのためのコミュニケーションなども経験できるようにしました。これまでに延べ236名を対象に実施し、アンケート結果等からその有用性を確認しました。

黒川 尚彦

ことばの伝達内容とそのプロセス

ことばにはさまざまな不思議がある。その中でもっとも関心があるのは、ヒトはどのように発話を理解するのか、である。ことばによって伝達される内容には明示的なものと非明示的なものがある。後者のように、ことばにされていないにもかかわらず、相手の言いたことを理解できることがある。ヒトは相手の発話をどのように理解しているのだろうか。このような問いに、認知語用論の関連性理論の枠組みで分析を行う。

横山 恵理

「古典×IT」でオンラインでの学びを創出

画像コンテンツを用いて効果的な学習を支援するアプリケーションを開発した。いずれもオンライン授業に対応している。提示された画像の細部を意識しつつ、ゲーム感覚で学習できる3つの機能を実現するものである。①画像(絵画資料)上に付箋を貼ることで、データ管理ができる。複数人の遠隔操作でも画面共有することが可能。②1枚の画像ファイルをピースに分割して元の絵に戻すパズル機能。アノテーション機能も付与している。③複数の画像を表示し、関係の深いものをマッチングする神経衰弱ゲーム。画像提示枚数の変化によって出題難易度を変更することも可能。

尾花 将輝

システムログを用いた障害検出のためのログリプレイヤの開発の試み

近年のシステムは様々なサーバ,ネットワーク機器,アプリケーション等のソフトウェアとインフラストラクチャ(インフラ),ままたはクラウドサービスが複雑さに関係しあうシステムが多い.このように複雑化する一方で,ソフトウェア,またはインフラ,クラウド等を環境に合わせて正常に設定する必要がある.しかし,設定項目が多すぎるため,設定ミスによる障害の発生や,更にどの機器に原因が発生したのかがわからない上に特定する事には多大なコストがかかる.複雑なシステムの障害を検出するための第1段階としてソフトとインフラをシームレスにリプレイするログリプレイヤのプロトタイプを開発した

山田 隆亮

社会インフラを支える情報システム

無人運転等の自動化技術の変革期にあって、交通、電力、金融、農業、メディア、治安などの社会インフラは大きな転換を迎えつつあります。身近な問題を取り上げて、今後の社会インフラを支える情報システムを計画,開発,運用する技術について研究しています。動画はミニチュアの街を列車視点で眺める実験の映像例です。

尾花 将輝

システムログを用いた不吉なログ検出の試み

近年のシステムは様々なサーバ,ネットワーク機器,アプリケーション等のソフトウェアとインフラストラクチャ(インフラ),ままたはクラウドサービスが複雑さに関係しあうシステムが多い.このように複雑化する一方で,ソフトウェア,またはインフラ,クラウド等を環境に合わせて正常に設定する必要がある.しかし,設定項目が多すぎるため,設定ミスによる障害の発生や,更にどの機器に原因が発生したのかがわからない上に特定する事には多大なコストがかかる.複雑なシステムの障害を検出するための第1段階としてソフトとインフラをシームレスにリプレイするログリプレイヤのプロトタイプを開発した

情報メディア学科

Mellor Andrew

Learning New Vocabulary

Students of English need to learn a lot of vocabulary. To be successful, they need to decide what vocabulary items to learn. As they choose which vocabulary items to study, considering the frequency of the vocabulary items in general use may be useful as well thinking about their own personal needs. They also need to decide which aspects of those vocabulary items to learn. and how to learn those vocabulary items. There are many aspects involved in learning vocabulary items related to form, meaning and use. Also they need to decide how to study vocabulary. This may include questions as to whether to learn items in isolation or context, whether to learn in semantic groups and how to reinforce and review learning.

橋本 渉

容易に構築できる球面ディスプレイ環境

球面型没入ディスプレイ環境構築をサポートするシミュレータを開発した.球面ディスプレイを作る際には,ドームスクリーンへの特殊な歪み補正を考慮した投影系の光学設計を行う必要がある.しかし,実際に製作される光学系はシミュレーション通りの精度が保証されるわけではない.使用する際に改めて光学系の微調整が必要となる.本研究では,投影系の光学設計と同時に,光学系の微調整や歪み補正が実行可能な投影シミュレータを開発している.

田岡 育恵

オクシモロンの謎―意味の矛盾と伝達効果

オクシモロンとは「小さな巨人」のように反対の意味が同じ対象に適用されるレトリックである.「小さくて大きいものは何だ?」とすれば「なぞなぞ」にもなり得るが,字義通りに考えれば反対語が共起しているのだから矛盾することになる.しかし,実際には意味解釈に支障は来さない.それどころかこのレトリックならではの伝達効果がある.オクシモロンの構造,伝達効果は私の研究テーマの一つである.

神田 智子

ユーザの視線行動に適応した エージェントの視線行動の開発と評価

シャイな人間は対話相手の視線に敏感であり,注視されることを嫌うということが示されている.本研究は実験参加者の視線行動に適応するエージェントの視線行動の開発と評価を目的とする.具体的には,対話中のユーザの視線行動をアイトラッカーで取得し,過去15秒間にユーザがエージェントの目を注視していた割合を基に対話エージェントがユーザの目を注視する割合を適応させ,ユーザと類似した凝視量を保ちながら視線行動をとる対話エージェントを開発した.評価実験では,シャイなユーザグループに対話のストレスの軽減効果および対話エージェントへの親近感の向上効果が見られた.

河合 紀彦

事前撮影画像を用いた破綻しない拡張現実感(Indirect AR)

拡張現実感(Augmented Reality:AR)は,現実世界を映した映像に仮想物体であるCGを合成することで,まるでその場にその物体が存在するかのように見せる技術です.最近では,ゲーム・ファッション・家具配置・観光などで実用化されてきていますが,特に観光地などでカメラ映像に人が写りこむような状況では,AR画像の見栄えが悪化したり,CG合成が正確にできなかったりすることがあります.これに対して,事前撮影画像を用いた拡張現実感(Indirect AR)では,そのような環境下でも,スマートフォンやタブレットといったモバイル端末で頑健で見栄えのいいARを実現します.

鈴木 基之

多様な歌唱スタイルに対応した楽曲検索システム

データベース中から楽曲を検索する際,題目や歌手名,といったメタ情報ではなく,楽曲を直接歌唱することで簡単に検索できるシステムを開発しています。 ハミング歌唱や歌詞による歌唱に加え,擬音語による歌唱にも対応し,またメロディの誤りや歌詞の誤りといった現象に対しても高精度に検索するための各種技術を開発しています。

宮脇 健三郎

ROS対応オリジナルロボットによるPBL教育

大阪工業大学ではロボカップジャパンオープンにおいて@ホームリーグという競技に2011年から参加し,PBLのテーマとして活用しています. PBLにおいては小型の車輪移動ロボットと大型の競技用ロボットを使い分け,効率的に学習を進められるように配慮しています。 2021年からは中之島ロボットチャレンジという屋外自律走行実験にも参加しており,高価な市販ロボットを購入せずとも屋内外で手軽に実験可能なロボットを設計・製作可能なノウハウを有しています.

平山 亮

視覚障害者の映画鑑賞のための骨伝導ヘッドフォンによる音声ガイド配信

視覚障害者が映画鑑賞するとき,セリフとセリフの間に説明音声が流れる音声ガイドをヘッドフォンで聴取する方法が主流であるが、ヘッドフォンで耳を塞いでしまうため、映画館のマルチチャンネル臨場感音声を楽しめないという問題があった。そこで、音声ガイドを耳を塞がない骨伝導ヘッドフォンで聞き、映画館の臨場感音声は直接耳で聞くシステムを開発した。

中西 淳

計量言語学に基づく前置詞指導システムの開発

計量言語学とは,数字を用いて言語構造を研究する学問である。近年,コンピュータを用いて大規模な言語データ(コーパス)を解析することが可能になり,言葉が実際にどのように使用されているかについて計量的に調査できるようになってきている。本研究では,日本人大学生の英作文データ(学習者コーパス)を解析し,日本人英語学習者が前置詞使用にどのような問題を抱えているかを明らかにした上で,コーパス研究で得られた知見に基づいた日本人英語学習者を対象とした前置詞指導システムを考案することを目指す。

村木 祐太

機械学習によるユーザの意図を反映した背景 CG の自動生成

本研究では,深層学習を用いた背景CGの自動生成システムを提案する.提案システムは,ユーザが描いた道路画像から,建造物の形状,景観,配置を決定した背景3DCGを自動生成する.また,生成過程に2種類の深層学習を効果的に用いることで,高速な自動生成を実現する.国土地理院が公開する基盤地図情報から生成した学習モデルを使用することで,リアルな3DCGの生成が可能である.

大井 翔

日常行動からの認知機能の評価方法に関する研究

高次脳機能障がい者に対するリハビリテーションにおいて,“気づき”を与えることは重要な課題であります.“気づき”を与えるためには,自身の体験映像と現状の認知状態を定量的にした点数を振り返る必要があります.しかし,従来の認知状態を把握するためにはBADSやD-CATと呼ばれる検査キットで把握するため,リアルタイムな状態を把握することが困難で,毎日検査キットを利用することは難しいです.本研究では,日常行動(調理や掃除など)から認知状態を把握する指標を提案し,リアルタイムかつ日々の認知状態の取得を目的として研究しています.

平山 亮

ディスプレイから音が聞こえるデジタルサイネージシステム

公共施設や店舗等で使うデジタルサイネージ(電子看板)の音響提示技術である。従来の電子看板ではパネル周辺にスピーカーを埋め込んでいたため、音が放射状に広がり、周囲に音漏れして迷惑をかけることがあり、また、音響の臨場感が不足していた。本技術では超指向性パラメトリックスピーカーを天井等に設置しパネル面に反射させて利用者の耳に届けることで、周囲への音漏れがなく、パネルそのものから音が出ていると感じさせるデジタルサイネージシステムを実現した。

古樋 直己

映画・洋楽の英語教育への活用

英語の運用能力向上には、英語に接する時間の増加が必須である。たしかに、学習時間の増加がそのまま英語運用能力の向上につながるとも限らない。しかし,学習量を増やすことは不可欠である。これには、苦にせず接することができる素材が必要となる。元来、娯楽用に制作された映画や洋楽は、楽しみながら本物の英語に接することができるという点で優れている。ただ、本物であるからこそ、学校の英語との橋渡しの工夫が必要となってくる。

河合 紀彦

映像中から物体をリアルタイムで除去する隠消現実感

隠消現実感(Diminished Reality)とは、映像中の不要物体の上に背景画像を重畳することで、不要物体をリアルタイムで視覚的に取り除く技術であり、映像中に仮想的な物体を重畳する拡張現実感(Augmented Reality) とは反対の概念を持ちます。本シーズでは、画像修復技術を用いて不要物体の周辺情報から尤もらしい背景画像を生成し、かつ背景の形状を推定することで、移動するカメラの映像から物体をリアルタイムで取り除きます。

河北 真宏

空中への3次元映像表示技術

 近年,非接触型タッチパネルなどのニーズの高まりとともに,空中に映像を表示する技術(空中映像技術)の研究が盛んになっている.現在,テンキーやメニュー画面などの2次元映像を空中に表示し,非接触でインタラクティブ操作する装置が開発されている.本研究では,ボリュームや視差がある3次元映像を空中に表示する技術を実現し,より多彩なインタラクション操作が可能な映像メディアの実現と幅広い分野への応用を目指している.

佐野 睦夫

葛藤場面でのVRストレスマネジメント・意思決定支援システム

大きなビジネス取引や上司・部下間でのやり取りなど重要な判断を行う場合,葛藤場面が多く存在し,相手を尊重しながら自らの考えを主張するコミュニケーション戦略が要求されるが,ロールプレイによる対人研修では限界がある.本研究では,このような葛藤場面において,VR空間を構築し,ストレスマネジメント・意思決定を支援するシステムを研究開発中している.音声対話などのバーバル行動,視線やジェスチャなどのノンバーバル行動を計測し,行動評価することにより,アドバイスを自動生成し,気づきを与えるトレーニングシステムプラットフォームをすでに開発し,VRアサーティブコミュニケーション訓練システムの評価を行っている.

福島 拓

話者の意図を適切に伝達可能な多言語間対話支援手法

医療従事者と外国人患者の間の対話支援を目的とした,多言語対話支援手法について述べる.医療現場において母語が異なるために意図の伝達が円滑に行えない問題を解決するために,用例対訳と機械翻訳を併用した多言語間対話支援技術の開発を行っている.本技術では,用例対訳や回答候補などの概念を用いて正確な意図の伝達を支援している.

田岡 育恵

譲歩・対比の文脈でのand

譲歩・対比の用法のand について「butと交換可能」という記述が辞書に見られる:/ ǽnd / [対照]それなのに、しかし、(また)一方《♦butと交換可能》;[譲歩的に]・・・なのに(小西友七・南出康世編集主幹『ジーニアス英和大辞典』).しかし,譲歩・対比を表すのにbutではなく,わざわざandを使うのは,それなりの伝達効果を見込んでのことである.譲歩・対比の文脈で使用されているandについて,butにはないandの伝達効果を紹介する.

ネットワークデザイン学科

島野 顕継

高等学校普通教科「情報」の質向上を目的とした教材及び シラバスの作成

文部科学省高等学校次期学習指導要領解説情報編(平成30年度改訂)では,情報分野を学ぶ上で専門的な知識に触れ,それがどの様な仕組みであるかを知るための教育を重要視しているが,内容を詰め込み過ぎて現場の疲弊を生じさせかねない内容となっている.本研究では情報の科学的な理解を深め,情報分野に対する興味・関心を引き出すことをねらいとする高等学校情報科科目「情報I」で実際に活用でき,特定の環境を用意できる現場を助ける教材開発及びシラバスの作成を行った.

酒澤 茂之

学習済みディープニューラルネットワークモデルの権利保護に関する研究

学習済みディープニューラルネットワーク(DNN)モデルの権利保護のために、電子透かしをモデル内へ埋め込む技術が注目されている。本研究では、画像分類型DNNモデルを対象とし、その内部パラメータは観測できず、入力画像と出力ラベル値のみが観測できる場合でも、そのDNNモデルを学習させた著作権者の情報を視覚的に取り出すことを実現する。

西口 敏司

深層学習を用いた物体領域推定のための学習データの生成支援

深層学習を用いたセグメンテーションのための学習では,物体が写っている画像を物体毎に数百枚から数千枚用意し,画像に写っている物体の輪郭情報を人手でアノテーションする必要があり,労力やコストがかかるという問題がある.一方,RGB-Dカメラは各画素に対応する距離に関する情報も同時に獲得できるカメラである.本研究では,深層学習を用いた物体領域推定(セグメンテーション)のための学習に必要な物体の輪郭情報をRGB-Dカメラを用いて人手によらずに高速に獲得する手法を開発した.

塚本 勝俊

電波を効率よく利用するヘテロジニアスワイヤレスシステム

Beyond 5Gなどの将来のワイヤレスアクセスネットワークにおけるフロントホールの課題に、無線アクセス区間の広帯域化に伴うMIMOアンテナ数の増加やIoT基盤への応用に起因したフロントホール伝送容量の増大、 一層のスモールセル化に伴って発生する膨大な数のDU(分散無線ユニット)を有する基地局設備の設置、それらへのフロントホールリンク数の増大がある。これらに対する一つの解決策となるのが光ファイバの中に様々な電波に対して透明な自由空間を提供するRoF (Radio over Fiber) ネットワークである。RoFを用いることによってヘテロジニアスワイヤレスに汎用的に使用できるフロントホールと基地局が実現できる。また分散アンテナシステムの構築も容易となる。本シーズでは、RoFによる分散アンテナシステムを紹介し、それを用いた位置検出システムへの取り組みについて述べる。

井上 裕美子

VR空間における位置把握と視線との関係

 道に迷いやすい人と,1度で道順を覚えて目的地に移動できる人がいる.道に迷わない空間把握能力の高い人は,実空間においても,VR空間においても,同じように目的地まで迷わず行ける傾向がある.このような人は,どのように視覚情報を得て,道順を記憶し,移動しているのだろうか.これまでの研究で,この点について詳細は明らかではない.そこで本研究では,看板等のある都市部の街並みを模したVR空間内を移動し,目的地まで到達する間の視線を検討した.また,心理的指標の1つとして,移動中の心拍数の変化についても検討した.将来的には,実空間においても,記憶に残りやすい街並みや,空間を移動しながら行う探索型の教育コンテンツやゲームのVR空間において,迷わず進める空間作りの1つの基礎データとなることを期待し,本研究を行った.

矢野 浩二朗

VR伴大納言絵巻

初等、中等教育の国語科においては、古典作品の歴史や背景を学びながらそれを楽しむ態度を育成することが求められているが、現実には古典に親しみを持つ児童や生徒は多くないのが現状である。そこで本発表では、我々が開発している絵巻物「伴大納言絵巻」の上巻の没入型インタラクティブコンテンツについて紹介する。このコンテンツでは、絵巻中の人物を切りだしてポリゴン化し、仮想空間内の絵巻に配置している。ユーザーはヘッドマウントディスプレイを通して絵巻を鑑賞し、仮想空間内で絵巻にユーザーが近づくと人物がアニメーションし、シナリオに従って発話できるようにすることで各々の人物が絵巻の物語の中で何をしているのかを理解できるようにした。このコンテンツを活用することで、絵巻物の内容理解、および興味関心が向上することが期待される。

杉川 智

スケジュール変更を考慮した数理モデル

システム開発や建設業などのプロジェクトにおいて,スケジュール作成時点では,わからない不確定な事象によってスケジュールの変更を余儀なくされることがある.さらに,昨今の社会では即応性が求められるため,十分に吟味されないままスケジュールを作成し後で変更することもあります.本研究は,それらのスケジュール立案後の変更を考慮したスケジューリングモデルのための基本的な考え方,分類,数理モデルを提案します.本モデルによりスケジュールの変更をふまえた新しいスケジュールを作成すること,新しい解法を提案することが可能になります.

データサイエンス学科

平嶋 洋一

港湾荷役のための小さなAI

近年,港湾のコンテナ移動を考慮した物流システムの重要性が増している.国際物流上のコンテナは殆どが海上輸送を経由するため,港湾で陸送が可能な輸送手段との間でコンテナの積替えを行う必要がある.積替えには,コンテナの配置や移動順序の複雑な調整を含み,コンテナ取扱数の増加とともに物流のボトルネックとなりつつある.本シーズでは複数の学習モデルを接続可能な強化学習法を提案して港湾の大規模物流問題を解決する.

須山 敬之

共進化型AIプラットフォーム

分散コンピューティングとはネットワークで接続された複数のコンピューターが処理を分担して行う仕組みです。ここではクラウドはネットワーク上にあるサーバー類の総称、エッジは末端で動作する装置のことを言います。分散コンピューティングを用いて人工知能(AI)のモデルを更新することによりクラウド側とエッジ側が共進化する分散AI基盤システムの構築を行います。

坂平 文博

テキストアナリティクスによるカスケード災害の分析・評価

「カスケード災害」とは、ある事象が次々と他に影響を及ぼしていく連鎖現象を有する災害のことです。本研究ではカスケード災害を分析・評価するために、自然言語処理と機械学習を用いて新聞記事から災害事象の因果知識を抽出し、災害因果ネットワークを作成します。これをもとに被害を拡大・長期化させる脆弱性ポイントを見つけ出します。(東京大学廣井悠准教授との共同研究)

江口 翔一

時系列データを用いたモデル化

近年の計算機システムの発展と利用環境の向上により、諸科学や産業界のあらゆる分野でデータが蓄積されている。このようにして大量に蓄積されたデータから、 その背後にある自然現象や社会現象のような複雑かつ不確実な現象を読み解くには、データから本質的な情報を抽出するための手法の開発が不可欠である。このとき、不確実現象の解明と予測、知識獲得のために重要な役割を果たすのが現象のモデル化であり、時系列データを用いた現象のモデル化の問題に取り組む。

皆川 健多郎

ものづくり人材育成のための教材開発とその検証

生産性向上はモノづくり現場のみならず、多くの現場における喫緊の課題となっている。かつてはこれらの課題に取り組む人材育成は、小集団活動やOJTも含め活発におこなわれていたが、長引く景気低迷、生産の海外移転などにより、近年ではその取り組みは必ずしも十分とは言えない。特にモノづくり現場では人口減少に伴う人手不足、またその対応としての外国人労働者の受け入れなど、生産性向上への対応は急務といえる。本研究代表者は、これまで1,000回を超える製造現場訪問を通じて、現場での実態を把握するとともに、問題解決のための教材開発ならびに教材を活用したセミナーの実施を進めてきた。さらにここにIoTも融合し、さまざまな現場にて自律的に生産性向上を実現する取り組みの推進と、経営工学(管理技術)の普及を目的としている。

椎原 正次

生産スケジュール改善サイクルの開発

 生産スケジュール改善サイクルは、ロット分割を段階的に進めることにより、段取り回数の増加を抑えつつ良好なスケジュールを得るための仕組みである。ロット分割は、生産スケジュール改善のための有効な手法の一つであるが、分割によってロット数が増えることになる。その結果として、総段取り時間が増加するだけではなく生産統制を複雑にしてしまう。このサイクルは四つのフェーズから構成され、受け入れ可能な生産スケジュールが得られるまで繰り返す。多目的最適化も可能である。

安留 誠吾

初等中等教育向けロボットプログラミング学習環境

2020年度から小学校においてプログラミング教育が必修化された。小学校では、ビジュアルブロックエディタを利用したプログラミングが想定されるが、中学校、高校では、テキストエディタを利用することになる。そこで、ビジュアルブロックエディタからテキストエディタへの移行をスムーズに行えるように、両エディタに対応したロボットプログラミング学習環境を開発した。また、教員の負担を軽減するための教員支援システムも開発した。

濵田 悦生

新型コロナデータの教育的利用

厚生労働省が提供する新型コロナウイルス感染症に関するデータはオープンデータである。このデータは全国で収集された、PCR検査数、PCR陽性者数、重症者数、死亡者数などを含むが、簡単なモデルを適用することによって、学部1年生向け(もしくは高校3年生向け)のデータサイエンス入門で使うことの出来そうな実例を作成することが見込まれる。学生にとっても非常に身近なデータであり、その教育的効果は高いであろう。

その他

向出 静司

想定を超える大地震下における鋼構造建物の倒壊余裕度の向上

建築基準法の想定を超える大地震に対して,建築物は耐力を保持できる変形域を超えて耐力劣化し,倒壊する懸念がある.本研究者は,一般的な鋼構造ラーメン骨組を対象に,(1)超大変形域に至るまでの構成部材の破壊実験を通じて,その耐力劣化性状を把握すること,(2)超大変形域の挙動を考慮した建物全体の地震応答解析により,その倒壊性状を把握すること,(3)倒壊メカニズムに基づいた倒壊余裕度の評価方法を提案すること,などを実施している.

内田 浩明

カント『オプス・ポストゥムム』と初期ドイツ観念論の研究

私の研究テーマは、ドイツの哲学者イマヌエル・カント(1724-1804)の思想究明である。カントの著作は数多くあるが、カント哲学の代名詞とも言える「批判哲学」の主著と目される『純粋理性批判』は、まず理解しなければならないものである。しかし、それだけではカントの思想の全体像は浮かび上がってこない。 そこで、近年はカントが最晩年に書き残した『オプス・ポストゥムム』(ラテン語で「最後の作品」という意味)と呼ばれる草稿と『純粋理性批判』やカントの他の諸著作、および初期ドイツ観念論との関係を解明するための研究を行っている。

吉田 福蔵

高温高湿環境下の樹脂材が熱刺激電流に与える影響

電気配線, デバイス素子そして電気機器等の電気絶縁を保持する目的として, 樹脂材は重要な働きを担っている. 現在, 機器の小型化に伴い電界強度・電流密度が増加, その結果, 樹脂材はますます過酷な環境下での使用が要求されている. そこで高温高湿環境下での樹脂材の電気絶縁性を調べるため熱刺激電流(TSC)を計測, TSCスペクトルに与える影響を検討した. 一般にTSCスペクトルが単峰で計測される事は稀であるが, TSCスペクトルの可視化解析技術により, 信号の分離を可能にし, 単一信号の物性量を正確に評価できるに至る.

雨宮 徹

生きる意味の研究

 ニヒリズム(この世界は生きるに値しないという世界観)の克服をテーマに、主にフランクル(V.E.Frankl,1905-1997)の意味の思想の研究を行っている。ユダヤ人であるフランクルは、強制収容所の体験記『夜と霧』によって世界的に有名であるが、精神科医としてニヒリズムの克服を一生のテーマとし続けた人物である。全体像が見えづらく断片的な印象を与えるフランクルの思想を、哲学の立場から体系化し、理解を深め、そこからニヒリズムを克服しうる理論を明確にすることを目的としている。 

井上 晋教授,大山 理教授,三方 康弘教授,今川 雄亮講師

新設&既設橋梁の性能評価に関する研究

 工学部都市デザイン工学科・コンクリート構造学研究室,コンクリート工学研究室ならびに橋梁工学研究室は,八幡工学実験場・構造実験センターにて,1) 新設橋梁,2) 維持管理,3) 想定外(火災),4) 長期挙動の4テーマに関して,自主研究,企業との委託,共同研究を行っています.  ここでは,その研究成果の一部について紹介します.

井上 晋教授,大山 理教授,三方 康弘教授,今川 雄亮講師

構造実験センターにおける大型供試体を用いた橋梁の性能評価

 八幡工学実験場は,大阪工業大学が,学内の教育・研究活動の活性化のみならず,産・官・学の各方面との交流により社会や技術の発展に寄与することを目的として設立されたものです.本実験場は,1986年12月に構造実験センターとしてそのスタートを切り,その後,水理実験センター,高電圧実験センターを併置して今日に至っています.広大な実験場の敷地内には特色ある各種の大型実験設備・装置が設置されており,これらは実験場設立の趣旨にしたがい,学内の教育・研究はもとより,学外の関係各方面との綿密な連携のもとに行われる各種の委託研究や共同研究に役立てられています.また,このような学外との交流は実験場で学ぶ学生にとって貴重な体験となっています.
 ここでは,構造実験センターに設置されている主な実験設備・装置を紹介するとともに,その設備・装置を用いて取り組んでいる研究について紹介します.

越智 徹

ハイフレックス形式による社会人向けAI人材育成訓練プログラム

本内容は、2020年度秋に実施した、対面とオンラインを併用したハイフレックス形式による、社会人向けAI人材訓練プログラム(厚生労働省・一般社団法人CSAJ共同事業)の概要である。 共同研究者:館野浩司(大阪工業大学, 同志社大学他),宮崎龍二(広島国際大学),鈴木大助(北陸大学),出木原裕順(広島修道大学),尾崎拓郎(大阪教育大学)

中西 真悟

標準正規分布の幾何学的対称性

連続な確率変数の確率密度関数の積分形は、0から1までで評価できる累積分布関数です。では、累積分布関数を積分するとき、積分形の関数の一階の導関数は、累積確率として0から1までの傾きになります。つまり、直角三角形を用いた三平方の定理による評価が可能になります。そこで、標準正規分布の幾何学的対称性を応用しながら三平方の定理を用いてみると、新たな確率評価基準が思考できます。

中西 真悟

貴金属比の類似比が奏でる数理情報デザイン

黄金比とピタゴラスの定理を魅了させるケプラー三角形に、一般化されたフィボナッチ数列を応用した新たな貴金属比の類似比の魅力を提案しました。発表後に定義式には第2類似比がカッパー比、第3類似比がニッケル比と1990年代後半に命名されていたことがわかったのですが、命名者も際立った数学的・芸術的魅力は言及しませんでした。一方で、従来の貴金属比の第4貴金属比にもカッパー比、第5貴金属比にもニッケル比が記載されることがあり、名称の由来や情報とその信憑性に確信を持てませんでした。したがって、発表時のコンセプトの通りに従来の第2貴金属比である白銀比、第3貴金属比である青銅比を基準に対比しながら今回の発表を公開して、ご閲覧いただく皆様のご意見を聴くことにしました。科学・技術ならびに芸術の世界に役立つ発展に繋がれば嬉しいです。ところで、白銀比に必要な直角二等辺三角形と、ペル数列の代わりにヤコブスタール数列を活用した貴金属比の類似比には、従来の貴金属比とは導出こそ異なるけれども、とても美しい数理と芸術の可能性が隠されていました。貴金属比の類似比の幾何学的特徴を調べながら、有名な数学者の功績を加えて調和させていくと、その美に魅せられます。下記は、提案から1年間の成果のギャラリーです。ご堪能ください。

西野 孝仁

火災を経験したコンクリートの構成則

耐震設計された建物であっても火災を経験すると、設計時に保有していた耐震性能を喪失していることが考えられます。したがって予め、火災の規模と建物損傷度の関係を推定しておく必要があります。火災の規模と建物損傷度の関係は実験により求められますが、数値解析を援用する必要性も生じます。鉄筋コンクリート構造物に対して数値解析を援用する場合、加熱冷却後のコンクリートの構成則が必要となりますので、本研究ではコンクリートの加熱冷却後の構成則を素材実験と弾塑性論に基づいて構築しようとしています。

布施 宏

革新的 超薄肉ダイカスト!

アルミダイカスト製品における4大ニーズ(高耐食性・高放熱性・軽量・低線膨張)を同時に満足する世界初の「革新的超薄肉次世代アルミダイカスト」をご紹介します. 本シーズは新開発の「過共晶Al-25%Si合金」を材料としており,安価な化成処理を施すだけで,革新的耐食性(JIS Z 2371-2000に基づく連続塩水噴霧試験で500時間以上)を実現します. また,低速ダイカストマシンでも肉厚1mm以下の超薄肉化の実現が可能で,アルマイト処理を施すことにより放射率0.9以上の性能が実現可能です. 肉厚1mm以下の超薄肉純アルミのダイカストの研究も行っています.

雨宮 徹

生きる意味の研究

 ニヒリズム(この世界は生きるに値しないという世界観)の克服をテーマに、主にフランクル(V.E.Frankl,1905-1997)の意味の思想の研究を行っている。ユダヤ人であるフランクルは、強制収容所の体験記『夜と霧』によって世界的に有名であるが、精神科医としてニヒリズムの克服を一生のテーマとし続けた人物である。全体像が見えづらく断片的な印象を与えるフランクルの思想を、哲学の立場から体系化し、理解を深め、そこからニヒリズムを克服しうる理論を明確にすることを目的としている。 

吉田 福蔵

教育センター実施の基礎学力調査により「分析できた新入生学力」

18歳人口が減少する中, いろいろな入試区分で入学した新入生の基礎学力を分析・把握することは, 大学の役割である. 大阪工業大学の工学部の8学科では, 1年次に物理を履修することが推奨されているため, 教育センターでは高校3年間の学びで培った数学と物理の力を, 入学時の基礎学力として調査する目的で「新入生学力確認テスト」を実施している. 現在は, 新入生学力確認テストを多角的に分析し, これを大学全学科の情報として共有することの重要性を認識し, 教育センターから発信している.

INNOVATION DAYS 2021

大阪工業大学は2018年度から、本学OIT梅田タワーにおいて、大阪工業大学イノベーションデイズ「智と技術の見本市」を開催してまいりました。

昨年度に続き、本年度もオンラインでの開催となります。

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