研究発表

本講演では、デザイナが行なう工業デザインと設計者が行なう工学設計という両デザインの特徴を、その対象、方法、用いる知識の観点から解説するとともに、両デザインの製品開発における位置づけやあり方についても言及した。

曲線形状の全体特徴を表現しうる曲率２次エントロピーを指標とした逆推論型形状生成方法を提案し、自動車サイドビュー設計への適用を行った。本方法により形状全体の特徴を操作したうえでの形状生成が可能となり、形状生成指標としての有効性が示唆された。

多様解導出のために、創発過程（発現過程および最適化過程）にもとづく自己組織的形状生成システムを提案した。本システムにおいては、自己組織的な形状生成を可能とするセルラ・オートマトンを応用し、解探索アルゴリズムとして遺伝的アルゴリズムを用いた。その結果、効率よく高い多様性の解が導出されることが示され、本システムの人工物設計への応用可能性を示唆した。

曲率２次エントロピーと遺伝的アルゴリズムを用いた形状生成方法を提案し、自動車サイドビューのアウトライン設計への適用を行った。本方法により形状全体の特徴を操作したうえでの形状生成が可能となり、設計上流過程における発想支援を目的とした、新しい曲線設計方法としての可能性を示すことができた。

設計上流過程のような設計自由度が高く、設計変数や制約条件の設定が困難な過程においては、多様解を導出する必要がある。本研究においては、多様解導出を可能とする新たな設計方法の基礎研究として、初期形状を設定せずに創発的に多様解を導出する形状生成システムを提案した。提案したシステムを人工物の形状生成へ応用し、生成された形状の多様性について解析することにより、本システムの有効性を示した。

曲率エントロピーと遺伝的アルゴリズムを用いた形状生成方法を提案し、曲線設計支援の必要性の高い自動車サイドビューのアウトライン設計への適用を行った。その結果、曲率エントロピーは製品形状においても全体特徴を表現しうることが確認され、同形状情報を用いた設計支援システム開発の可能性を示すことができた。

創発におけるボトムアップおよびトップダウンの概念を設計方法に導入し、新規な設計解探索を可能とする方法論を展開した。本稿においては、その一例として、ボクセル表現による自己組織型形状生成方法を紹介した。

複雑な系の設計においては、要素還元的な設計方法の適用が困難である。本研究においては、この問題を解決すべく、新たな工学的設計方法として、人工物の形状生成システムを提案した。本システムの解探索アルゴリズムとして遺伝的アルゴリズムを用い、また、設計解候補を導出するための形状生成方法として、セルラ・オートマトンを拡張した。本形状生成方法は、形状の自由度や多様性を考慮したものであり、本研究ではこれらの有効性について考察した。

曲率エントロピーと遺伝的アルゴリズムを用いた形状生成方法を提案し、自動車サイドビューのアウトライン設計への適用を行った。本方法により形状全体の特徴を操作したうえでの形状生成が可能となり、曲線設計システム開発の可能性を示すことができた。

従来の最適設計方法は、設計対象を記述する方法と評価する方法の双方が明確になっている場合に適用できるが、新規で多様解を導出する必要がある設計上流過程へ適用することが難しい。本研究においては、新規性および多様性を有する解を導出するための基本的な形状生成方法を構築した。本方法は、生物の多様性に着目し、生物の発生過程において多様な形態形成に影響が大きい特性（誘導、頂部支配）を模倣した方法である。

車椅子車載システムの振動乗り心地向上を狙いとし、同システムのフロアならびに人体各部位における振動から振動に対するヒトの乗り心地評価を予測する方法とその基準を求めた。なお、人体振動については、上胴部上下振動が乗り心地評価に寄与大であることが判明し、同振動を用いた評価予測方法を構築した。

人体－車椅子系マス、ばねおよびダンパ要素により表現する２次元７自由度モデルを設定し、系の運動方程式の導出を行い、モデルを同定した。また、同定したモデルを用いてシミュレーションを行い、実験結果との比較によるモデルの有効性を確認した。

要素還元的手法とは異なる方法により設計上流過程を支援する方法の第一段階として、遺伝的アルゴリズムを用いて多様な形状を生成するシステムを提案した。さらに、同システムを椅子の設計へ適用し、形状の幾何学的多様性を示す指標を用いて検証を行った。

曲線形状の全体特徴を表現する巨視的形状情報の重要性を示唆したうえで、全体特徴「複雑さ」を表現する曲率エントロピーを定義し、逆推論により「複雑さ」を操作した形状生成を行う手法を構築した。さらに、曲率の連続性を考慮した曲率２次エントロピーを定義し、曲率エントロピーと比較して有効となる可能性を示した。

発生生物学における形態形成の特性を整理し、ISMにより構造化した結果、新たに作用・反作用が重要なファクターとして抽出された。誘導・頂部支配のルールを組み込んだ形状生成システムに、同特性を加えたところ、中空の位相や複数の節の結合で構成された形状の導出される傾向が確認された。

車椅子や福祉自動車の設計における振動対策のために、振動と乗り心地評価の関連性を明らかにしたうえで、人体-車椅子系のモード試験結果に基づく振動シミュレーションモデルを構築した。そして、同モデルによるシミュレーション解析の結果より、振動低減を可能とするサスペンション特性を推定した。

スタイリングデザインのための新しいゲシュタルト理論のコンセプトを示し、階層型デザインモデルにおける同コンセプトの位置付を明確化した。また、曲率エントロピーを用いて曲線形状の「複雑さ」を定量化し、同コンセプトの可能性を示唆した。

曲率積分を用いた形状生成方法を次世代ビークルのエクステリアデザインに応用した結果、「複雑さ」を制御したうえでの多用なサイドビュー形状が生成され、形状生成による発想支援の可能性を示すことができた。

スタイリングデザインの重要なファクターである「複雑さ」を、曲率積分を用いて定量的に表現する手法を構築した。また、入力された曲率積分の値から曲線形状を逆推論する形状生成方法を提案し、同方法の有効性を示した。

インダストリアルデザイン過程と方法論上の差異を有する建築デザイン過程に注目し、階層型デザインモデルを用いて比較し、その共通点および差異を明確化する。そのために、まず、建築デザインの特徴をデザイナへの聴取をもとに抽出し、デザインモデルを用いて比較した。階層型デザインモデルにおいて注目される写像空間や写像形式およびデザイン過程の観点から比較することで両デザインの共通点および差異を明確化した。