研究発表

本研究では、可変制御因子や同因子間の関係性が予め定められていない設計問題に対応するため、可変制御因子の選定法と同因子間の関係性の設定法を提案した。さらに、提案手法を数値事例および設計事例に適用することにより、同法の適用可能性を示唆した。

本報では、多様解導出システムにおけるボトムアップ過程で生成された解候補に対し、要素の増加減少により形状の補強を行うとともに、解の多様性を増加させることを目的として要素増減法を提案した．また、同方法の導入の有無による解の多様性、力学特性に関して比較解析を行い、形状の補強と多様性の増加に対する有効性を示した。

本報においては、タイムアクシス・デザイン理論の１つであるマルチタイムスケールモデルと、同方法論の１つであるバイオインスパイヤード・デザインを応用した「バイオインスパイヤード・ビークル」のコンセプトを紹介した。本ビークルは、これらの理論、方法論を導入した多空間デザイン法を用いてデザイン展開が行われており、生命システムとしての群行動に基づき安全性に関わるさまざまな機能を具現化している点が特徴としている。

本稿では、デザインの新たなパラダイムであるタイムアクシス・デザインを具現化する一つとして、価値成長デザインの概念を示した。また、人工物の価値成長における特徴の明確化と事例調査や文献調査に対する解析を行い、これらの結果に基づいた価値成長デザインモデルを提案した。

本稿では、デザイン理論や方法論に時間軸の概念を導入する新パラダイム：「タイムアクシス・デザイン」を提唱するとともに、その社会的意義、および科学における位置づけについて概説した。さらに、そのデザインを実施するうえで必要となる非定常モデル、可塑モデル、およびマルチタイムスケールモデルを示した。

本報では、デザイン過程における創発デザインと最適デザインの概念について概説した。前者はボトムアップとトップダウンが共存するデザインであり、後者はトップダウンのみのデザインである。さらに、創発が有する双方向性を導入した創発デザインシステムを示した。

デザイン科学とデザイン学の定義および位置づけやデザイン理論・方法論・方法の関係性、形式知・暗黙知とデザイン科学の関係性など、デザイン科学について概説した

本研究では、多様解導出システムにおける要素の増加・減少により形状を補強する要素増減法を提案した。過去の研究において多様な形状を導出する多様解導出システムが提案され、片持ち梁設計に適用して解を導出した。導出された解の多くは奇抜な形状特徴を有しているが、これらの多くの解は力学特性が低いため棄却される。そこで、力学特性を満足しない形状に提案した要素増減法を適用し、本方法の多様性増加に対する有効性を示した。

多様な使用者や使用環境を想定する人工物のデザインにおいては、ユーザや製造者によって調整されることで製品機能を満足させることが可能なデザインパラメータが必要である。本研究では、同デザインパラメータに対応するロバスト性の評価指標と、その数学的な考察を行い、モンテカルロ法の優位性を説明した。

筆者らが提案した可変機構に対応するロバストデザイン法は、連続的な調整のみ想定するとともに、可変制御因子およびそれらの関係性を設定することが困難であった。本稿では、離散的調整を想定した制約条件と、各可変制御因子の標準偏差および固有値の評価測度を追加することにより、離散的な解候補の探索と可変制御因子およびそれらの関係性の設定支援を実現する方法を提案するとともに、数値事例によりその有効性を検証した。

慶應義塾大学理工学部矢上キャンパスを会場として、「デザイン塾：“日本産業の新生 「タイムアクシス・デザインの時代」－　世界一やさしい国のモノ・コトづくりを目指して”」が開催された。タイムアクシス・デザインの概念，意義，理論・方法論に関して解説した

デザインの一般性を記述可能なデザイン理論の一つである多空間デザインモデルに基づき、場と属性の関係から生まれる状態のデザインという観点から、癒しデザインについて論考した。そこでは、人工物を使用するヒトや人工物が使用される環境（場）、人工物そのものの仕様（属性）、およびそれらの関係性の的確な検討が必要であることを示し、そのための癒し工学の役割を述べるとともに、新たな場の創造という状態デザインの可能性についても言及した。

本研究では、複数の可変制御因子を有する問題に対応するために、遺伝的アルゴリズムおよびロバスト性算出に用いる可変制御因子の値抽出方法を適用し、従来の手法における最適化法を改良した。提案手法は2つの計算事例に適用され、有効性が確認された。

本研究においては、創発設計システムのパラメータと生成形状の多様性および形状生成効率に対する知見や生成形状の多様性に影響のあるパラメータの設定指針を示した。また、パラメータの設定指針に基づき車体骨格設計に事例適用を行い、パラメータ設定指針の有用性を示した。

本報においては、表示技術とデザイン発想の関係の考察を目的に一定の表示技術の有無による比較分析を行った。得られた結果を多空間デザインモデルの視点で考察した結果、相対的に表示技術が高い被験者は限られた構造属性から多くの外観属性を展開し、表示する傾向が示された。

本研究では、力学状態量は、尻滑り力を０Nに抑えること、生理学状態量は、下肢の皮膚血流量の減少を０Nに抑えることを設計目標に、シートスウィング機能の設計解の導出を行った。その結果、尻滑り力の軽減を優先した設計解は、過去の研究で導出された尻滑り力防止曲線に近づき、皮膚血流量の減少の軽減を優先した設計解は、クッションアングルが０Nに近づく設計解となることを示した。

多様な環境において製品の頑強な機能を確保するための方法論であるロバストデザインの必要性は高まってきている。ロバストデザイン（特にタグチメソッド）は、製品の機能のばらつきを低減する方策として最も有名な手法の１つである。しかし、ロバストデザインに関する研究は計算効率に主眼を置く傾向があるため、ロバスト性評価の正確性の低減が懸念される。本稿では、ロバストデザインの歴史と近年の動向を紹介するとともに、ロバストデザイン研究における課題と、同研究における今後の方針について考察した。

創発は、自明な局所ルールからボトムアップ的に非自明な大域現象が生成される性質であり、実世界システムの有する特性として注目されている。また、デザイン分野においても、創発はデザイン手法の新たなパラダイムとして期待されている。筆者らは、形状生成へ創発を適用する基礎研究をこれまで行ってきた。本稿ではその応用の一つとして、スケッチを描く事と、その構造力学的な挙動の観察が同時に行える電子スケッチブック構想について述べる。

時間軸を組み込んだ新たなデザインのパラダイム「タイムアクシスデザイン」を示した。また、タイムアクシスデザインに用いるモデル（非定常モデル、可塑モデル、マルチタイムスケール・モデルなど）を示し、時間軸の価値変動、多様な場や想定外の場への対応について述べた。

本研究では、分業化・専門化した様々なデザインにおいて得られた知を統合するための枠組みについて述べた。その枠組みとして、包括的な観点から各デザインを扱うことのできる新たな学問としてのデザイン科学（design science）について概説し、その応用であるMメソッドと『デザイン科学事典』について述べた。