論文

本研究においては創発設計システムにより導出される形状の構成材料の自由度の拡張を図り、従来から存在する形状要素に加えて繊維状形状の2種類の形状を同時に生成可能な形状生成方法の提案を行った。その際、多様な形態や構造を有する生物の形態形成時にみられる分化現象を本システムに導入し、新たに定義する入力パラメータと評価指標との関係解析を行い、システム構築の一助とした。

デザインシンポジウム 2008開催の概要を述べるとともに、今日までのデザインが抱える課題を示し、それら課題に取り組むためのデザイン科学の必要性を概説した。

設計上流過程から適用可能であり、多様な設計解を導出可能な創発設計システムの大規模設計対象（車体骨格設計）への適用を行った。その結果、大規模設計対象における本システムの多様な設計解導出に対する有効性を示し、システム構築の一助とした。

平成20年11月21日(金)、22日（土）の両日に渡り、慶應義塾大学理工学部矢上キャンパスを会場として、本日本機械学会 設計工学・システム部門のほか、日本デザイン学会、日本設計工学会、日本建築学会、精密工学会、人工知能学会の6学会による合同共催のもと、デザイン シンポジウム 2008 が開催の概要を述べた。

生成形状の多様性に影響を及ぼす創発設計システムのパラメータを抽出し、抽出したパラメータの生成形状の多様性および形状生成効率に対する知見やそれらのパラメータの設定方法を示した。

「場」と「境界」の概念を導入して形のマクロ情報を定式化する「マクロインフォマティクス」の概要を述べるとともに、マクロ情報の具体的な定式化法と曲線デザインにおける事例適用を示した。

本研究では、意匠評価を行うための非線形問題に対応する階層型評価モデルを構築した。評価構造を、設計変数から形態要素評価を経てイメージ評価に至る３階層とすることで、各層の最適なモデル適用や非線形部の最小化などの効果を確認できた。

本研究では、巨視的形状情報の定義を行い、曲率エントロピーが単純な曲線形状において「複雑さ」という全体特徴を表現しうることを明らかにした。また、曲率エントロピーを用いた形状生成方法を提案し、自動車サイドビューの設計へ適用した結果、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の可能性を示すことができた。

本研究では、多様な形状を生成する方法に生成された形状を評価する過程を付加した形状生成システムを提案した。本システムは、解探索アルゴリズムとして遺伝的アルゴリズム（GA）を用い、解の多様性を保持するために、GAにおける解のスキーマを破壊した。導出された解の多様性と探索効率について解析を行った結果、効率よく多様解が導出されることが確認され、システムの有効性が示唆された。

多様解を工学的に導出するための設計方法論を構築すべく、そのための第一段階として、形状の設計方法に注目し、初期形状を設定せずに多様な形状を生成する基本的な方法を提案した。本方法は、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。本方法を実行した結果、多様な形状が自己組織的に生成され、本方法の可能性を示唆した。

従来の工学的な設計方法では難しい多様解導出を可能とする設計方法論を構築すべく、その基礎研究として、創発過程にもとづいた形状生成システムの基本構造を提案した。本形状生成方法は、セルラ・オートマトンを応用したもので、一つの要素から多様な形状が生成される方法であり、本研究においては、本方法の有効性について検討した。

自動車における乗員の姿勢解析を力学、生理学、心理学の立場から行うとともに、その解析結果をもとに、安楽姿勢確保のためのシート設計方法を構築した。

福祉車両における車椅子利用者の振動対策として車椅子へのサスペンションの追加を想定し、その最適特性を、体格差を考慮して求めることを目的とした。解析を行い、体格差にかかわらず安定して人体振動が減少する最適特性を導出した。

マルコフ過程の導入によって曲線の連続性をモデル化し、形状認知に適応した曲率２次エントロピーを提案した。そして、同形状情報が、基本曲線形状および自動車サイドビューアウトラインにおいて、全体的な形状特徴を表現し得ることを確認した。

自動車のシートおよびそれに着座した乗員の振動モデルを数学モデルとして構築し、実験解析により同定した。その結果、得られたモデルにより、乗員の生理的・心理的反応を予測可能となった。

車椅子車載システムにおける振動乗り心地シミュレーションモデルを、実験解析により求めるとともに、それにより予測値を用いた評価基準を構築した。

車椅子車載システムにおけるフロア－車椅子－人体系の振動伝達モデルを数学モデルとして求めるとともに、それを実験解析により同定した。

人工物が使用される多様場に対して、ロバスト解を求めるための設計方法を構築した。場のモデリングとシミュレーションの両過程を特徴とする方法であり、その有効性を、シート設計に事例適用することで、検証した。

シートをリクライニングする際に発生する尻すべり現象の防止を目的とした、鉄道車両用シートのシートスウィング機構について、力学シミュレーション解析を行い、最適設計を行った。

福祉車両の乗り心地向上を図るための設計支援ツールとして、人体－車椅子系振動シミュレーションモデルを構築し、モデルの信頼性について検討した。さらにシミュレーションを行い、乗り心地向上に向けた設計変更の指針を示した。