The questions of how we perceive music as an object with recognizable temporal structure, receive various emotions from it, and enjoy it are still research themes stimulating many researchers. We will study how music changes human audio-visual information processing with the cooperation of professional musicians intensely trained since childhood. We are also investigating the diversity of musicians who have often been treated as a single group.

Computational model of auditory system

In the auditory system, there still remains some unexplained functions; the auditory path from the outer-ear to the auditory area of cerebral cortex is too deep inside to observe from the outside and the path is complicated due to lots of nuclei relays. To understand such hearing has been recently facilitated by computational models that express the processing at each stage of hearing by signal processing. We measure the fundamental functions of hearing such as encoding frequency components, period of waveform, and dynamic range of sounds by psychophysical experimental methods, and reflect the results in a computational model called dynamic compressive gammachirp filterbank model which has been developed in collaborative research projects. By following the prediction of perceptual phenomena by the computational model and its experimental validation, we contribute to the understanding of the human auditory system.

Hearing impairment simulation and its application

Hearing impairment simulation

Japan is experiencing a "super-aging" society nowadays. It is predicted that age-related hearing loss will increase with the increase in the population of elderly people. Although it is necessary to avoid disconnection of communication due to hearing loss, it is so hard to imagine how hearing loss changes the perception of sound. The computational model of the auditory system can output not only an expression of auditory function, but also sounds deteriorated by modules causing hearing loss. It allows users "to listen as a person with hearing loss". We are planning to apply this hearing impairment simulation to an educational course for speech therapists, and disperse broadly to the general public to learn about hearing. This simulation will also allow us to evaluate sounds with specific hearing loss, and obtain cues to synthesize clear sounds for all of us.

模擬難聴とその応用

難聴者に音がどのように聞こえるかを健聴者が想像することは困難です。聴覚の計算モデルを応用することで、聴覚機能の各ステップの劣化による信号の変化を音として出力、「難聴者として聴く」ことが可能になりつつあります。この模擬難聴システムを、言語聴覚士の教育や一般への情報提供に利用することを目指します。模擬難聴システムを使って音の評価をすることで、だれにでも聴きやすい明瞭な音声を合成するための手がかりを探すことにも取り組んでいます。（和歌山大学、県立広島大学、名城大学との共同研究）

聴覚初期過程の計算モデル化

聴覚機能には未だ解明されていない部分がたくさんあります。外耳から聴覚野に至る聴覚経路が外部から観察しにくい奥深くにあること、神経信号の中継となる神経核が多く経路が複雑であることが理由に挙げられます。このような聴覚を理解するために有用なのが、聴覚経路の各段階で行われる処理を表現した計算モデルです。計算モデルによる聴覚の研究では、周波数成分、波形の周期、ダイナミックレンジ等の音響信号の特徴を聴覚がどのようにとらえているかを心理物理学的実験によって測定し、結果を計算モデルに反映させます。この計算モデルで予測される知覚現象は、次の知覚実験によって検証されます。このサイクルによって聴覚全体の理解に貢献します。（和歌山大学、ケンブリッジ大学との共同研究）

音楽のトレーニングによる知覚認知の変化

私たちが音楽を聞いて、メロディや和音進行といった時系列構造を理解し、さまざまな情動を感じ、楽しめるのはなぜか、という疑問はいまも多くの研究者を刺激する研究テーマです。長い期間厳しい訓練を受けた音楽家を対象とすることで、音楽演奏がヒトの視聴覚情報処理をどのように変えるかということを調べています。また、科学研究でひとまとめにされがちな「演奏家」における多様性も調査しています。（電気通信大学との共同研究）

松井　智哉 researchmap

合理的かつ安全な建物の耐震設計法 ~鉄骨コンクリート合成構造システムの開発~

大地震での被害をいかに低減するかという課題に向けてコンクリート系建物の耐震性能評価法について、実験ならびに数値解析の両面から研究を行い、さらに既存建物の耐震性能の適切な評価方法の提案および合理的かつ安全な建物の耐震設計法の提案について取り組んでいます。

Developement Study on Concrete Encased Steel (CES) Structural system

Development studies on composite Concrete Encased Steel (CES) structures composed of steel and fiber reinforced concrete (FRC) have been continuously conducted. Steel Reinforced Concrete (SRC) Structures developed in Japan have good structural performance for resisting lateral forces imposed by wind and earthquakes. the main reason thought for the causes of the decrease is the construction problems that increase construction costs and lengthen construction schedules. So, study on Structural performance and the evaluation method of CES structures have been conducted by experiment and numerical analysis.

Study on Structural Performance of Reinforced Concrete Shear Wall with Opening

In general, the shear strength of RC shear walls with openings are evaluated by using an equivalent perimeter ratio of openings in the AIJ design standard for RC structures in Japan. Although the opening layouts are different, the shear strength of shear walls with the same value of the equivalent perimeter ratio is calculated by using the above method. As for the existing experimental results and the earthquake damage to RC buildings in the past, the failure mechanisms of RC shear walls with openings are complicated. study on Structural performance and the evaluation method of RC wall with openings have been conducted by experiment and numerical analysis.

地震により被災したＲＣ住宅の耐震性能に関する研究

例えば、2010年チリ・マウレ沖地震では、いくつかの中高層ＲＣ造建物が大きな被害を受け、その中で隣り合う2棟の建物の一方は大破、他方は小破となる被害を受けた建物がありました。本研究では、このような建物を対象に静的増分解析および地震応答解析を実施することにより、当該建物の耐震性能および崩壊メカニズムについて検討しています。

鉄筋コンクリート造有開口耐震壁の構造特性に関する研究

この研究は、複数開口をもつ鉄筋コンクリート造耐震壁のより合理的な構造性能評価法の構築を目的としたものです。耐震壁は建築計画，設備等の制約により開口を有する開口耐震壁となる場合が多いですが，無開口に比べて非常に複雑な破壊挙動を示し，設計上の扱いが難しい部材の１つです。そこで，より合理的な性能評価法を構築するために，写真１に示す実験装置を用いて、位置や形状が異なる開口をもつRC耐震壁の静的実験を実施し、その構造性能について検討しています。また、実験とともに数値解析を実施し、有開口RC耐震壁の応力伝達メカニズム、数値解析モデルについて検討しています。

鉄骨コンクリート合成構造システムの開発

本研究は，鉄骨と繊維補強コンクリートで構成された優れた耐震性能をもつ新しい構造システム（Concrete Encased Steel structure: CES構造）の開発を目的としたものです。既存の構造システムである鉄骨鉄筋コンクリート構造は非常に優れた耐震性能を有することは知られていますが，鉄骨および鉄筋工事のために施工性，工期の面で課題が残ります。それらの問題点を改善するために本研究では鉄筋を省いた鉄骨コンクリート合成構造の開発研究を継続的に行い，実用化を目指しています。そのためにCES構造の構造性能を把握するために部材実験を実施しています。また，シミュレーション解析を実施し，実験だけではわからない内部応力状態などについて検討しています。

松尾　幸二郎 researchmap

交通事故の危険性を科学的に解明します ~多様なデータを活用した交通安全マネジメント手法~

交通現象・交通行動を科学的に捉え、安全・便利・快適で地域社会と調和のとれた交通システムのあり方とその実現方策を追及するための研究に取り組んでいます。効果的かつ効率的な交通安全マネジメントを実施していくためには、交通事故危険性について科学的な解明を行うことが不可欠です。

The nature and planning of children's mobility

In recent years, the way Japanese children move has been attracting an attention around the world. In Japan, most elementary schools allow children to walk to and from school on their own, and even outside of school, children are encouraged to move independently from a young age. It has been suggested that this may also contribute to the promotion of health. On the other hand, in other countries, car-dependence may lead to the problem of child obesity, and parental transportation causes traffic congestion during peak hours, as the children are mainly transported to and from school by parents and school buses. In this study, we investigate children's mobility in Japan, Malaysia, Indonesia, Australia and other countries, and examine how to improve children's mobility through comparative analysis focusing on Children Independent Mobility (CIM), traffic safety and crime prevention.

Traffic Safety Management Methods that Make Use of Various Data

To scientifically understand the risk of traffic accidents is essenntial for implemention of an effective and efficient traffic safety management. This study aims to construct a road traffic safety management method that combines traffic big data such as vehicle probe data, drive recorder data, collision warning data, 3D road space data, and citizen near-miss incidents, in addition to traffic accident statistics. Specifically, in Toyohashi, Nagoya, and other cities in Aichi Prefecture, and Penang, Malaysia, we are conducting a detailed understanding of road traffic situation; developing a statistical model of accident risk; evaluating the risk of traffic accidents by location and accident type and analyzing the factors of those accidents; developing detailed traffic flow models at specific accident risk locations; and planning and evaluating traffic safety measures based on those models.

多様なデータを活用した交通安全マネジメント手法に関する研究

　効果的かつ効率的な交通安全マネジメントを実施していくためには，交通事故危険性について科学的な解明を行うことが不可欠です．　本研究では，交通事故統計データに加えて，自動車プローブデータ，ドライブレコーダデータ，衝突警報データ，道路空間3次元データといった交通ビッグデータと，市民ヒヤリハット情報などを適切に組み合わせた道路交通安全マネジメント手法の構築を目指しています．具体的には，豊橋市，名古屋市をはじめとする愛知県内の市町村や，マレーシア・ペナンなどを対象として，道路交通実態の詳細把握，事故危険性統計モデルの構築，地点別・事故類型別の事故危険度の評価や要因分析，特定事故危険地点における詳細な交通流の調査・解析・シミュレーションモデルの構築，それらに基づく交通安全対策の立案・評価などを行っています．

子どもの移動のあり方・計画に関する研究

　近年，日本の子どもの移動方法が世界から注目されています．日本ではほとんどの小学校で子どものみによる徒歩での登下校が行われており，登下校以外でも，低年齢の頃から子どものみによる自立した移動がなされています．その結果として健康の促進にも貢献している可能性も指摘されています．一方，他国では登下校は親の送迎やスクールバスが主であり，車に依存していることから子どもの肥満問題に繋がっている可能性や，親の送迎がピーク時間の渋滞を引き起こすといった問題も生じています．　本研究では，日本国内の各地域や，マレーシア，インドネシア，オーストラリアなどを対象に，子どもの移動方法について調査を行い，特に子どもの自立的な移動性 (Children Independent Mobility; CIM) や交通安全性・防犯性に着目した比較分析を通して，より良い子どもの移動のあり方を検討しています．

松岡　常吉 researchmap

燃やすを科学する ~固体の燃焼不安定性の解明~

バイオマス資源を燃料としての活用が期待されていますが、バイオマス資源は多様な成分を含む上に、概ね発熱量が小さく、極めて燃やしにくい資源です。この資源を活用するには様々な燃料に柔軟に対応する燃やし分け可能な燃焼技術の確立が必要です。その燃焼技術として、(純)酸素燃焼に注目しています。

固体の燃焼による変形過程の可視化・計測技術 ~燃焼計測・可視化技術の開発~

火災安全の観点から、可燃物の燃焼特性について理解しておくことは重要です。本研究室では燃焼中に変形する熱可塑性材料の外表面形状をその場で抽出する方法を開発しました。バックライト光源として紫外LEDを選択し、予備試験を行った結果、火炎からの化学発光よりも比較的大きな強度が得られることを確認しました。またバックライトとカメラを固定した状態で対象物を回転させる光学系を開発しました。

Diagnostics of combustion system (back-light CT method / heat flux sensor)

Understanding of the combustion characteristics of materials is of importance from a view point of fire safety. Generally, the combustion characteristics depends on shape and the shape deforms as time proceeds. Therefore, it is necessary to understand how the deformation proceeds during combustion for precise evaluation of the combustion characteristics. However, the effect of deformation has not been considered so far because it is quite difficult to visualize and measure the shape due to an existence of flame around the burning object. This study proposes and develops a new imaging system based on a combination techniques of backlighting photography and computed tomography. It enables in-situ visualization and measurement of 3D outer shape of burning thermoplastics.

Diagnostics of combustion system (heat flux sensor)

For measurement of heat flux in fire test, a sensor is required to be high-temperature resisted and to be perceivable to the heat from any directions. Hence, a so-called Schmidt-Boelter gauge or Gardon gauge, which commonly consists of thermopile(s) to generate a signal and its body is water-cooled, is preferred for fire test. However, the sensitivity and the responsibility depend on the sensor size and in addition, there is a trade-off relationship between them, indicating it is hard to be miniaturized. In addition, the water-cooled body unintentionally changes the temperature field around the sensor, which leads to experimental error. The above disadvantages become significant especially for small-scale fire test. For developing a better fire scenario, an accurate data is important to validate the model proposed and therefore, a small sensor with high sensitivity and responsibility is highly demanded to do so. To overcome the disadvantages of conventional heat flux sensors, we propose and develop a novel temperature-controlled heat flux sensor which is adjustable to the outlet heat flux to the inlet flux maintaining the temperature to the ambient.

Pattern formation of solid combustion

The depletion of fossil fuels resources has been a serous concern for a long time. Biomass such as wood, waste, sewage sludge and so on is expected as a promising resource to overcome the issue. However, the biomass commonly consist of various materials and its heat of combustion is usually low. Thus, it is quite difficult to effectively burn (use) the biomass as energy source. To take advantage of biomass effectively, a combustion technology which enables to adjust its performance in response to kinds of components is highly demanded. We focus on the oxygen-enhanced combustion as one of promising technologies. There are many issues remained to realize the oxygen-enhanced combustion technology: one is to control the unstable behavior occurred near the limit condition. Recently we have developed an small wind tunnel facility which enables a precise control of flow and reaction of the burning area and successfully observed so-called fingering instability of flame spread over thermally-thick solid material (see the picture). Now we study the fingering instability to reveal the whole mechanism which allows us to control unstable behavior.

固体の燃焼パターン形成

化石燃料資源の枯渇が懸念されるようになって久しいが，その解決策として下水汚泥などのバイオマス資源の活用が期待されている．ところがバイオマス資源は多様な成分を含む上に，おおむね発熱量が小さく，極めて燃やしにくい（つまり使いにくい燃料である）．したがって，これらの資源を活用するには様々な燃料に柔軟に対応する燃やし分け可能な燃焼技術の確立が必要である．そのような燃焼技術として，我々は（純）酸素燃焼に注目している．酸素燃焼技術を確立するには様々な課題があるが，その一つとして燃焼限界近傍で生じる不安定挙動の解明に向けた研究を行っている．これまでに燃焼領域の流れと反応を精密にコントロールすることで，世界で初めて有炎燃焼のフィンガリング不安定性の観察に成功した（指のように火炎が分裂する現象をフィンガリングと呼び，酸素の供給が不十分な環境で紙などを燃やした際に現れることが知られている）．最近では，分裂パターンを制御することを目指しメカニズムの全容解明に向けた研究に取り組んでいる．

燃焼計測・可視化技術の開発（バックライトCT法）

火災安全の観点から，可燃物の燃焼特性について理解しておくことは重要である．一般に燃焼特性は被燃焼物の形状の影響を受けるが，その形状は燃焼の進行に伴って溶融するなどして時々刻々と変化する．したがって，燃焼特性を正確に評価するには，被燃焼物がどのように変形していくかを知っておく必要がある．ところが，従来は燃焼の進行に伴って変形する試料形状の影響について加味されておらず正確な評価がなされていなかった．その理由は測定対象の周りに高温かつ高輝度の火炎が存在し，燃焼中の形状計測が難しいからである．本研究ではこの課題に対し，火炎存在下での3次元可視化法としてバックライト写真逆再構成法を提案し，それに基づく可視化計測装置の開発・実用化を目指している．

燃焼計測・可視化技術の開発（熱流束センサ）

火災試験における熱流束計測では，センサに高温環境に耐えうることと様々な方向からの熱流束を感知可能なことが求められる．そのため金属製のハウジング内にサーモパイルと冷却部を有するSchmidt-Boelter型またはGardon型のセンサが用いられることが多い．ところが，これらのセンサの感度と応答速度は感知面サイズに依存し，さらに両者にはトレードオフの関係があるため小型化が困難で，熱流束値の時間変動が重要となる場での計測には適さない．また，これらのセンサは冷却部を有することから，それによって生じるセンサの取付誤差も，特に小規模な火災試験においては無視することはできない．精度の高い火災予測モデルを構築するには，正しく火災現象を把握しておく必要があり，そのために小型で高い応答速度を有する熱流束センサが求められている． Schmidt-Boelter型やGardon型などの熱流束センサの欠点は，サーモパイルによる受熱部の空間温度差を計測して熱流束を求めることに起因する．本研究では，計測対象である流入熱流束と釣り合うよう受熱部からの抜熱量を制御して計測する「温度制御型熱流束センサ」を提案し，開発を行っている．

松島　史朗 researchmap

Design Technology

The design technology is a collective term of the technologies for designing architecture and products. Matsushima Lab has been conducting researches about how to apply these technologies such as 3D printing, a part of the rapid prototyping, the CAD/CAM including laser cutting and CNC milling, to architectural design.
1. production of architectural models of complex shapes that were not possible by the conventional methods.
2. tactile analysis and evaluation of form and space using physical models during the course of the design process. And,
3. new digital material systems in collaboration with the industries other than AEC industry such as manufacturing.
In addition, in order to design comfortable space for human, the design methodologies to use motion-capture or human sensing technology in the fields of architecture, interior, and product design are studied.

Study in Housing Planning and Design

Matsushima Lab examines architectural design including interior design focusing on the concepts of architects and the process of design and materialization. In addition, applying findings of the research it aims to generate built environment of comfort and security.

Townscape Improvement for Community Development

Since Toyokawa-Inari Shrine’s shopping mall in near-by Toyokawa city was awarded “The best 77 committed marketplaces” in 2006, it started a townscape development project in which the facade designs of the existing shops have been renovated by the student design proposals and 11 shops have actually been renovated. It is also intended to empower local community ties in preparation for the anticipated big earth quakes.

デザインテクノロジー

デザインテクノロジーとは建築やプロダクトを設計するための情報技術の総称です。ラピッドプロトタイピング（RP）技術のひとつである3Dプリンターや，レーザーカッターやCNC（Computer Numerical Control）機といったCAD/CAM技術等を含むデザインテクノロジーの建築デザインへの応用を研究しています。1）従来の設計手法では不可能であった複雑な形状の建築モデル製作，2）物理的モデルを使用した設計段階での空間の実質的な把握・検証手法の開発，3）製造業をはじめとした異業種協働による新たな建築ものづくりの研究。特に3）については，古典的スタディ手法にとらわれない自由な建築デザインを実現するために，地域の競争優位性である製造業の“ものづくりテクノロジー”を，建築設計および生産へ応用する方法を研究し，さらに，実務へ展開可能なプロセスを開発する，地域の産業と大学が連携した研究プロジェクトを実施しています。
また，快適な空間をデザインするため，空間と身体行動の相互関係に着目し，現実の人間や物体の動きをデジタル的に記録する技術であるモーションキャプチャを，建築・インテリア及びプロダクトデザイン分野に展開させるためのデザイン手法を研究しています。

建築設計学の研究

松島研究室では，インテリアを含めた建築のデザインを研究しています。特に建築家の設計の背景にはどのような思想があるのか，またどういったプロセスで設計されたのかといった建築設計学に焦点を当てています。更に，研究成果を実際の設計に生かすことで，快適で安全な居住環境の創造を目指しています。

街並み景観整備

愛知県・豊川稲荷門前町は，平成18年中小企業庁の「がんばる商店街77選」に選出されました。それに並行して，商店のファサードを「豊川稲荷門前町らしく」整備するために，平成18・19年度社会実験としてモデル店舗を対象に，実際にファサード改修を行い，その整備効果により20年度から市の景観整備事業として地域の方々と協働で取組み、25年度末の時点で計13店舗の改修を手がけました。

松田　厚範 researchmap

未来の機能性素子を創ります ~無機有機ハイブリッド膜の微細パターニングへの応用~

物性や形状を制御した機能性薄膜・微粒子の作製とその集積化プロセスは、将来の光機能素子、化学センサなどを構築する上で重要な技術です。機能性薄膜・微粒子の作製方法には、機械的手法、気相法，液相法などがありますが、液相法の一つであるゾル- ゲル法によれば、ガラス、セラミックスに加えて、無機─有機複合体薄膜・微粒子を作製することができます。

Development of Solid Electrolytes for Next Generation Fuel Cells

We have developed several highly proton conductive materials by sol-gel, layer-by-layer, and mechanical milling. The proton conductive materials developed can be applied as electrolytes for the next generation fuel cells, which operate at medium temperatures without humidifying.

Low Temperature Preparation of Titania Crystalline Films by Hot-Water-Treatment

We have found that anatase nanocrystals were formed in sol-gel-derived silica-titania films by hot-water-treatment at temperatures lower than 100oC under ambient pressure. The resultant nano-coatings showed excellent photocatalytic activity and superhydrophilicity.

Micro/Nano Patterning Using Inorganic-Organic Hybrid Films

Gratings and microlens arrays for optical devices have been successfully fabricated by embossing technique using inorganic-organic hybrid films. Photosensitivity, optical and mechanical properties can be controlled by optimizing the type and concentration of the functional groups in the hybrid films.

チタニアナノ微結晶複合体の低温合成

シリカ-チタニア系ゲル膜を温水に浸漬することにより、100℃以下の低温で高い光触媒活性や超親水性を示す透明チタニアナノ微結晶分散コーティング膜（右図は、薄膜表面SEM観察結果）を作製できることを見出した。また最近、シリカ-チタニア系ゲル膜をミリング処理することでもチタニア結晶が室温で生成することを見出した。現在、ナノ微結晶生成機構の解明と物性評価を遂行している。

次世代燃料用新規電解質膜の開発

ゾルーゲル法、交互積層法、メカノケミカル合成法の特徴を生かしたプロトン伝導体の開発を行なっている。交互積層法によってプロトン伝導体超薄膜を無機-有機複合体微粒子に積層し、これを圧着した新規燃料電池電解質膜の作製に成功している（右図）。得られた電解質膜は、優れた化学的耐久性と高いプロトン伝導性を兼ね備えている。また、メカノケミカル法によって無機固体構造中に欠陥構造やランダム構造を高密度導入し、中温領域において、低加湿でも高い導電率を維持する新規ナノプロトニクス材料の合成を目指した研究も行っている。

無機-有機ハイブリッド膜のマクロ・ナノパターニング

無機-有機ハイブリッドゲル膜に型プレスを行い、型形状を転写するエンボス式微細加工法を用いて、回折格子、マイクロレンズアレイ（右図）などを基板上に作製することに成功している。ハイブリッドの有機官能基の種類と濃度を最適化することにより、フォトリソグラフィーを可能にしたり、微細パターンの収縮率を低減したり、光透過率や屈折率などの光学性能や硬度などの力学物性を制御することを検討している。

無機有機ハイブリッド膜の微細パターニングへの応用　

無機有機ハイブリッドゲル膜に型プレスを行い型形状を転写するエンボス式微細加工法を用いて、回折格子、マイクロレンズアレイなどを基板上に作製することに成功している。ハイブリッドの有機官能基の種類と濃度を最適化することにより、微細パターンの収縮率を低減したり、光透過率や屈折率などの光学性能や硬度などの力学物性を制御することを検討している。

チタニアナノ微結晶複合体の低温合成

シリカ-チタニア系ゲル膜を温水に浸漬することにより、100℃以下の低温で高い光触媒活性や超親水性を示す透明チタニアナノ微結晶分散コーティング膜を作製できることを見出した。また最近、シリカ-チタニア系ゲル膜をミリング処理することでもチタニア結晶が室温で生成することを見出した。現在、ナノ微結晶生成機構の解明と物性評価を遂行している。　

固体表面の濡れ性の制御と高機能化

ゾルゲル法で薄膜を作製し、膜表面の化学的性質と微細凹凸形状によって固体表面の濡れ性を制御することを検討している。水滴接触角が150°以上の超撥水表面や、接触角5°以下の超親水表面の作製と応用に関する研究を行っている。　

ゾルゲル電気泳動電着法による機能性厚膜の作製

ゾルゲル電気泳動電着法による機能性厚膜の作製を検討している。本方法では、種々の金属アルコキシドを出発原料に用いて機能性微粒子を調製し、これを分散媒中で電圧を印加することにより導電性基板上に泳動・堆積させる。また、得られた単分散微粒子を基板上に規則配列させるための基礎検討も行っている。

プロトン伝導性固体材料の作製とイオニクス素子への応用

ホスホシリケート（P2O5-SiO2）ゲルやミリング処理した固体酸が、100℃以上の低湿度条件でも高い導電率を維持することを明らかにした。現在、これらを電解質膜に用いて試作した燃料電池の中温領域における発電特性と信頼性を評価している。最近では、PBI系コンポジット膜を用いて、実用レベルの高性能発電に成功している。

松田　達也 researchmap

海岸・港湾構造物の耐波性能向上を図ります ~津波・高波を受ける海岸・港湾構造物の安定性とその対策に関する研究~

海岸・港湾構造物は過大な波力が作用することで被災しますが、その外力に対して設計がされています。しかし、波力は構造物の支持地盤にも作用し、支持地盤が不安定化することで被害も発生しています。本研究は、支持地盤の安定性を考慮した構造物の耐波性能向上に関する研究を行っています。

掃流力と透水力を考慮した地盤洗掘プロセスの解明に関する研究

津波流による地盤の洗掘現象は，大規模な地形変化や構造物の支持力低下をもたらし，甚大な被害が発生させます．例えば，東日本大震災では，海岸構造物周辺の地盤が洗掘されたことで構造物が弱体化し，耐波機能を喪失することにより被害が発生・拡大したケースが考えられています．これまで，洗掘の評価は地盤表層流により生じるせん断力と地盤最表層の土粒子の有効重量との釣り合い条件に着目したミクロな視点による掃流力を用いた評価が一般的です．しかし，構造物周辺の洗掘現象や越流に伴う洗掘現象については，発生する洗掘の規模などを踏まえると，単純に掃流力という観点のみでは現象を説明することができないと考えます．そこで，本研究では従来から考慮されてきた掃流力に加え，新たに地盤内の応力変化に着目し，移動床水路実験および数値解析による洗掘メカニズムの解明を試みています．これまでに，移動床水路実験により，砂質土では越流水の主流のせん断力による洗掘に加え，乱流や渦に伴う乱れにより地盤内に発生した過剰間隙水圧が土粒子を浮遊させることで洗掘を進行させることを明らかにしました．

津波力を受ける海岸構造物の安定性その対策に関する研究

東日本大震災では，近代観測史上最大となるマグニチュード(Mw)9.0の地震が発生しました．地震動および津波により甚大な被害が発生し，我が国の経済や産業に与える影響が極めて大きいことを認識するに至りました．今後発生が予想される東海・東南海・南海地震では，太平洋ベルト地帯の重要港湾が多数あり，被害を最小限に抑える対策は急務となります．そこで，本研究では，湾内への津波侵入を抑制するための防波堤を対象とし，何度も迫りくる津波や引き波に対して堅固でかつ粘り強く構造を維持するために，構造体の被災メカニズムを解明して，抜本的な対策および設計法について確立することを目指します．本研究は，（株）東洋建設鳴尾研究所との共同研究を通じて，遠心模型実験およびSPH法による数値解析から，津波による浸透問題や支持力破壊等の地盤工学の視点から捉えた構造物の安定性検討を行い，対策法の提案を行っております．

海底窪地への鉛直管土砂投入時の流動と堆積および周辺環境への影響に関する研究

我が国における主要港湾では高度経済成長期以来，埋立用材やコンクリート骨材の土砂採取が行われ，深堀跡地が多数存在しています．深堀跡地では海水交換の悪化と有機物の分解などにより，貧酸素水塊及び青潮が発生し，水質環境等の悪化が懸念されています．また，生物の生息・生育環境に対しても影響が懸念されることから，窪地を埋め戻す必要性が検討されています．一方，海底の埋め戻し工は様々であるが，代表的な工法として鉛直管を用いた土砂投入があります．この工法に関しては，管内流動に伴う施工性について多く検討されているが，その後の堆積および濁りの影響評価に関しては未だ十分な検討が行われていません．そこで，本研究では土砂を投入した際の管内流動および堆積形状に関する施工性と濁りの拡散や土砂投入による窪地内およびその周辺に与える影響について一連の検討を行うことを目的とし，遠心模型実験および粒子法を用いた数値解析を行っています．

松原　真己 researchmap

タイヤの振動解析はお任せください ~タイヤの力学特性に関する研究~

私たちの周りにある機械や構造物に関わる動的特性について振動工学の側面からタイヤの力学特性に関する研究を行っています。現象理解を目的にとして実験による可視化および数値モデル化に取り組んでいます。

松本　明彦 researchmap

ナノ多孔体の超臨界気体の吸着特性

臨界点が低い気体(たとえば水素や低級炭化水素)は，常温・常圧近傍では液化しないため，ナノ多孔体の細孔内に凝縮しない。しかし，ナノ多孔体の細孔の直径が分子次元になると細孔内の気体分子－細孔壁間の相互作用ポテンシャルが強調されるために吸着が起きる。0.5nm程度の細孔径をもつゼオライト，多孔性金属錯体，ナノ細孔性炭素材料（カーボンナノチューブ等図３）などの種々のナノ多孔体への超臨界気体の吸着を，高圧，低温条件下での吸着エネルギーの直接測定により調べ，細孔構造・細孔表面の化学構造の違いによる吸着機構の違いを調べている。

多孔性固体の表面・細孔構造と分子吸着性の相関，分子の吸着状態の解明

多孔体の分子吸着性は表面の化学的組成、細孔の幾何学的な構造、吸着分子の化学的性質に大きく依存する。規則的な細孔構造を持つナノ多孔体である結晶性アルミノけい酸塩（ゼオライト），多孔性金属錯体，メソ多孔性シリカ（例　図１），ナノ多孔性炭素(活性炭，活性炭素繊維)などへの種々の分子の吸着挙動を吸着測定，微分吸着エネルギー測定，各種分光法等を用いて調べ，多孔体表面への分子の吸着機構，表面に捉えられた分子の状態の特性化を行っている。

表面の多機能化と細孔形状の制御による新規ナノ多孔体の創製

多孔体の表面に特定の分子と強く相互作用する官能基・イオンを導入することで，多孔体に分子認識，選択的吸着性等の機能を賦与することを試みている。(例　図２)さらに，多孔体の細孔構造，粒子形状および表面の化学的特性を制御して，特定分子の選択吸着分離への応用を検討している。

多孔体の表面・細孔構造の制御による分子吸着性の制御

松本　幸大 researchmap

建設物の耐震性・安全性向上を図ります ~繊維強化複合材料の建設分野への応用研究~

既存建築物の老朽化・経年劣化対策や耐震性能向上のために軽量・高強度で施工性にも優れる繊維強化複合材料を応用した鋼構造物の補強・補修方法の研究開発や設計法の研究を行っています。

長期・長距離・高精度の歪モニタリングができます ~構造物の健全性モニタリングに関する研究~

近年、地震などの様々な外力や経年劣化による建築物の性能低下・劣化が指摘されており、建築物の健全性のモニタリング技術の研究・開発が進んでいます。本研究室ではFBG(Fiber Bragg Grating)センサによる建築物の構造ヘルスモニタリングの適用性や計測データ分析に関する研究開発を行いました。

Buckling and seismic response behavior of shell and spatial structures

For the design of shell-like space frames located in seismic area, it is very important to give considerable attention to the dynamic and buckling behavior. However, for single layer latticed cylindrical roof structures, it has not been enough to make clear their dynamic responses during earthquake and to estimate the load carrying capacities. Also, it is well-known that metal shells and shell-like lattice frame structures have buckling behaviour which is very sensitive to initial geometric imperfections. Our research interests are as follows. 1) buckling behavior of thin-walled cylinders 2) buckling behavior of latticed shell structures 3) seismic response behavior of shell and spatial structures

Fundamental study on FRP material for building and civil structures

FRP material has good characteristics such as light-weight, high-strength and high-corrosion resistance. Light-weight structure possesses some advantages over the seismic load and rational constructing procedure. Our research interests are as follows. 1) Mechanical characteristics of bolted and adhesively bonded joint for FRP 2) Effects of reinforcement using CFRP 3) Design method of FRP structures 4) Long-term characteristics of FRP material

Structural health monitoring by using fiber Bragg grating sensor

Structural health monitoring (SHM) is developed in order to detect the degradation of the structural mechanical performance. We have been performing the vibration monitoring by using the recently developed fibre Bragg grating (FBG) sensors. Our research interests are as follows. 1) SHM using FBG accelerometers for buildings 2) SHM using FBG sensors for steel bridges 3) SHM using FBG sensor for adhesively bonded layer

構造物の光ファイバセンシング

光ファイバセンシングは光源からＦＢＧセンサに入力された光パルスのうち回析格子に応じた反射光波長を精度良く計測するもので，通常の歪センサに比して精度が極めて高く，長距離の計測にも応用可能である。また，波長計測によるので電気的なドリフトなどがないので長期計測に最適であり，測定電での防爆性にも優れる。したがって，今後の計測分野を担うものとして期待されている。構造工学研究室では，建築土木構造への適用を念頭に，多くの計測ノウハウと光パワースペクトル出力特性の物理学的・工学的意義についても検討してきており，これらの成

FRP構造の構造性能と接合部力学性状

繊維強化樹脂（ＦＲＰ）材は軽量・高強度・耐食性に優れる材料であることから，様々な構造物に応用される気概がある。しかしながら異方性を有する点や，試験データの蓄積が十分でない。構造工学研究室では，ＦＲＰ材の建築土木構造への適用を念頭に，ＦＲＰ材で構成された歩道橋の振動計測実験を数多く実施し，その性能を分析し，また，接合部に注目し，耐力や破壊性状を明らかとしてきており，これらの成果をＦＲＰ構造物の設計に繋げることを目的としている。

FBGセンサを用いた構造物の健全性モニタリングに関する研究

　近年，地震や経年劣化による建築物の剛性低下が指摘されており，モニタリング技術の研究・開発が進んでいます。特に，地震による剛性低下を検出するには地震応答モニタリングが有効であり，その分析には歪や加速度の計測がよく行われます。こうした中で，本研究室ではFBGセンサによる建築物の構造ヘルスモニタリングが研究しています。
　FBGセンサは，光ファイバに屈折率の周期的変化をもたらしたもので，歪センサとして利用され，FBGセンサを用いたFBG型加速度計は多数のセンサを1本のケーブルで直列に接続できるため，配線が簡易かつ多点同時計測が容易に行え，同じケーブル中にFBG歪センサを含めることで歪と加速度を同時に計測することができるという利点を有しています。さらに，光を用いて計測するため電磁誘導によるノイズの影響を受けず，長距離のデータ転送が可能です。このようにFBG 型加速度計は優れた点も多く，建築物の地震応答モニタリングへの応用が期待されています。

シェル・空間構造の座屈と振動性状

　体育館や各種イベント施設などは，曲面の大きな空間を有しており，空間構造・シェル構造などと呼ばれています。こうした大空間構造は自然災害の際の避難所として利用されることから，十分な安全性が必要となります。本研究では，このような構造物が過大な自然災害によって崩壊するリスクを低減させるため，静的・動的解析を実施し詳細な分析的解明を進めています。

ＦＲＰ材の建設構造物への適用に関する研究

　軽量・高強度で耐食性に優れるＦＲＰ材は航空機産業をはじめとして様々な分野に応用されています。国内においても腐食環境の厳しい地域や，重機による架設が困難な場所においてＦＲＰ橋梁が適用されつつあります。また，鉄筋コンクリート構造物の補強等にも多くの適用事例が報告されています。本研究では，ＦＲＰ材を建設構造物として利用する際の利点や問題点等を整理し，実験・解析を通してそれらを明らかとしています。

み

溝尻瑞枝 researchmap

超短パルスレーザを用いた金属・半導体の3D微細造形法の創成に関する研究～新規微細加工技術の創製～

・レーザ微細加工
・マイクロ・ナノ加工
・マイクロデバイス
・フレキシブルデバイス

三浦友史 researchmap

再生可能エネルギー導入と効率的なエネルギーマネジメントを実現する将来の電力系統のパワーエレクトロニクス技術

１．再生可能エネルギーの分散電源の効率的運用
２．電力系統の慣性をサポートする系統連系インバータの制御
３．電力変動を補償する蓄電池による電力貯蔵装置の運用
４．熱による電力貯蔵のための回転熱発生機の開発
５．マイクログリッドの運用

三好　孝典 researchmap

遠隔操作で描く次世代のコミュニケーション -世の中にないものを作る-

１．人と協働可能な安全なロボットの研究・開発
２．遠隔地間での人間同士の力覚コミュニケーションを実現するロボットシステムの研究
３．わずかな力で重量物を思いのままに搬送できるパワーアシストシステムの開発
４．振動を誘起しない指令値の構成方法の研究（フィードフォワードによる振動制御）

宮下　幸雄 researchmap

レーザによるプラスチックと金属の異材接合

１．接合・切断等加工プロセス（マグネシウム合金溶接・機械締結・接着、レーザ溶接、摩擦撹拌接合（FSW）、拡散接合、ろう接合、異材接合（異種金属、金属／樹脂）、ぜい性材料のレーザ割断）。
２．疲労・材料強度（マグネシウム合金・その他金属材料、高融点金属、接合体、セラミックス、コーティング材、複合材料、界面強度評価、接合強度評価、疲労き裂伝ぱ、高温疲労、腐食疲労など）。

宮崎　敏昌 researchmap ファン　パドロン、吉田　勇太

世の中にあるものをなんでも"制御"！！～メカトロニクス機器の制御技術を研究しています～

１．産業用ロボットのモーション制御の開発
２．移動型作業ロボットのモーション制御の開発
３．ACサーボモータの高性能ロバスト制御の開発

宮下　剛

鋼橋を中心とした社会基盤構造物の設計、維持管理に関する実践的な研究を解析技術、構造実験、計測技術を駆使して行っています。

１．構造ヘルスモニタリングに関する研究
２．既設橋梁の維持管理に関する研究
３．レーザーを利用したモニタリング機器開発
４．MEMS要素技術を利用したスマートセンサ開発
５．磁歪法による鋼構造物の応力評価
６．FRPによる鋼橋の補修・補強

三枝玄希（呉工業高等専門学校） researchmap

鋼構造物と FRP による合成構造物の研究

宮下真信（沼津工業高等専門学校） researchmap

脳・神経系における視覚情報表現に関する基礎研究

道本祐子（奈良工業高等専門学校） researchmap

第一・第二言語習得論・英語教育

三崎雅裕（奈良工業高等専門学校） researchmap

有機半導体の配向制御と薄膜デバイスへの応用

出口幹雄（明石工業高等専門学校） researchmap

水/セラミック電極とその応用・各種教材開発

宮毛明子（釧路工業高等専門学校） researchmap

素粒子論（超対称性、場の理論の研究）

三好崇夫（明石工業高等専門学校） researchmap

構造物の強度評価技術の開発

三村泰成 researchmap

CAD/CAE，動作解析，ゲーム分析

水島あかね（明石工業高等専門学校） researchmap

地域の歴史文化遺産の活用

蓑輪圭祐（福井工業高等専門学校） researchmap

コンクリート構造物の長寿命化に関する研究

今田充洋（茨城工業高等専門学校） researchmap

複素接触多様体の構成

複素微分幾何学

水野和憲（岐阜工業高等専門学校） researchmap

地盤の変形・破壊に関する数値解析技術の開発

水崎一良（弓削商船高等専門学校） researchmap

バイオメカニクスを応用した運動技術の評価

宮﨑浩一（久留米工業高等専門学校） researchmap

気体の光散乱現象を利用したレーザービーム品質測定に関する研究

伊藤光樹（釧路工業高等専門学校） researchmap

原子の移動制御手法を用いたナノギャップデバイスの開発

宮藤義孝（岐阜工業高等専門学校） researchmap

環境調和型ミスト冷却加工技術の開発

南淳（鶴岡工業高等専門学校） researchmap

DNA で解き明かす野生植物の現在・過去・未来

南山靖博（久留米工業高等専門学校） researchmap

提案と実システムへの適用

三澤秀明（宇部工業高等専門学校） researchmap

ソフトコンピューティング技術によるデータ解析

三橋修（高知工業高等専門学校） researchmap

ランドスケープデザイン（景観計画）と、土木を融合した建築研究、およびデザイン

三浦哲平（豊田工業高等専門学校） researchmap

全天球カメラを用いた MoCap システムの開発

宮﨑貴大（香川高等専門学校） researchmap

リモートセンシングにおける情報技術の活用

宮武誠（函館工業高等専門学校） researchmap

波打ち帯の漂砂量則の構築に向けた検討

三宅晶子（茨城工業高等専門学校） researchmap

宇宙線の太陽変調と宇宙・地球システムの放射線環境

宮田真理（長岡工業高等専門学校） researchmap

高分子の構造制御と高機能化

宮﨑亮一（徳山工業高等専門学校） researchmap

統計的音響信号処理に関する研究

村本充（苫小牧工業高等専門学校） researchmap

電磁界解析／ｅﾗｰﾆﾝｸﾞ教材開発／科学教育ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ開発

三井聡（独立行政法人国立高等専門学校機構） researchmap

パソコンを用いた５軸加工機械制御システムの開発

宮脇和人（秋田工業高等専門学校） researchmap

人間動作測定技術を用いた福祉機器、リハビリ機器の開発

溝川辰巳（和歌山工業高等専門学校） researchmap

放射線計測における新技術の開発

下タ村光弘（苫小牧工業高等専門学校） researchmap

災害発生時の避難シミュレーションについて

箕田充志（松江工業高等専門学校） researchmap

電気絶縁設計に関する研究

宮下卓也（津山工業高等専門学校） researchmap

授業出欠状況確認システムの開発

見藤歩（苫小牧工業高等専門学校） researchmap

血流動態の解析およびバイオミメティクス

三橋和彦（佐世保工業高等専門学校） researchmap

顕微鏡ビデオ光学系を用いた植物細胞内における原形質流動の力学機構に関する研究

三ッ廣孝（佐世保工業高等専門学校） researchmap

「ハミルトン閉路の判定問題」

光本真一（豊田工業高等専門学校） researchmap

高分子電気絶縁材料の高電界電気特性

箕浦弘人（鈴鹿工業高等専門学校） researchmap

動画像中の光源パラメータの推定

三谷芳弘（宇部工業高等専門学校） researchmap

医用画像診断支援システムに関する研究

飯島道弘（小山工業高等専門学校） researchmap

Non Title

三浦靖一郎（徳山工業高等専門学校） researchmap

科学技術教育のためのe-learning 教材開発

宮下大輔（長野工業高等専門学校） researchmap

織機の振動・騒音低減に関する研究

三浦敬（宇部工業高等専門学校） researchmap

代数多様体のガロワ点とその周辺

水野章敏（函館工業高等専門学校） researchmap

新規高融点材料の作製と評価

峯脇さやか（弓削商船高等専門学校） researchmap

資格対策 e-Learning への自動メンタリング導入

宮崎真長（函館工業高等専門学校） researchmap

銅酸化物高温超伝導体の電子状態の解明

高橋美喜男（木更津工業高等専門学校） researchmap

プラスチック歯車の強度

湊原哲也（津山工業高等専門学校） researchmap

複数のニューラルネットワークを用いた適応制御に関する研究

三村陽一（呉工業高等専門学校） researchmap

コンクリートのひび割れ制御・予測に関する研究

宮嵜靖大（大同大学） researchmap

土木構造物への高性能材料の活用

三ツ木幸子 researchmap

エネルギー吸収デバイスとしての高力ボルト継手の開発

湊賢一（函館工業高等専門学校） researchmap

生体由来の色素を利用した色素増感太陽電池の開発

皆川正寛（長岡工業高等専門学校） researchmap

シート状フレキシブル有機トランジスタの開発

宮﨑忠（長野工業高等専門学校） researchmap

アルミニウム角管の衝撃緩衝特性に関する研究

三浦陽子（鈴鹿工業高等専門学校） researchmap

三角スピンチューブの新奇な磁気相転移

宮本友紀（福井工業高等専門学校） researchmap

コミュニケーションのコンテクストにおける言語の使用の特徴

宮崎耕輔（香川高等専門学校） researchmap

人口減少地域における生活交通サービスに関する研究

水野剛規（岐阜工業高等専門学校） researchmap

鋼構造物の耐震性能評価と耐震設計

三島雅博（豊田工業高等専門学校） researchmap

近代における日本建築の伝統解釈について

宮本久一（久留米工業高等専門学校） researchmap

硫黄原子を有する新規有機電子材料の開発

三森敏司 researchmap

建築材料の寒冷地における耐久性を考える

宮越昭彦（旭川工業高等専門学校） researchmap

マイクロ波を利用した化学変換プロセスの開発

緑川猛彦（福島工業高等専門学校） researchmap

コンクリート用表面改質材の耐久性評価

水谷淳之介（富山高等専門学校） researchmap

品質工学を用いた材料強度評価に関する研究

宮崎敬 researchmap

画像からの高速で高性能な雑音除去システムスイッチング・メディアンフィルタを応用した雑音除去

画像情報処理

宮内肇（松江工業高等専門学校） researchmap

工学的手法によるスポーツ競技力向上研究

三宅常時（宇部工業高等専門学校） researchmap

磁気ベナール対流の簡約モデルの定性的解析

南優次（宇部工業高等専門学校） researchmap

ネットワークを利用した英語教育の研究

南明宏（有明工業高等専門学校） researchmap

温・熱間鍛造および薄板成形に関する研究

三戸健司（有明工業高等専門学校） researchmap

現代英語の文法と語法

宮内真人（北九州工業高等専門学校） researchmap

乗馬におけるコミュニケーションの取り方について

三角利之 researchmap

自然対流の伝熱促進法と高性能伝熱面の開発

宮田千加良（鹿児島工業高等専門学校） researchmap

衛星画像を用いた研究

南貴之（香川高等専門学校） researchmap

変分方程式の微分ガロア理論による解析

三﨑幸典（香川高等専門学校） researchmap

PVDF 圧電フィルムの応用研究、近赤外イメージング

宮武明義（香川高等専門学校） researchmap

コンピュータを利用した教育・学習支援システムの研究

三好正純（熊本高等専門学校） researchmap

感性の定量的表現方法とその応用研究

光永武志（熊本高等専門学校） researchmap

ジョン・ミルトンの詩研究/多読・多聴活動を活用した英語教育法研究

皆本佳計（東京工業高等専門学校） researchmap

太陽光発電の有効利用に関する研究

三河佳紀（苫小牧工業高等専門学校） researchmap

情報教育に関する研究，データベースに関する研究，鉄軌道に関わる研究

水本巌（富山高等専門学校） researchmap

微弱信号計測

光計測微弱光検出活性酸素計測鉛蓄電池特性計測

三木功次郎（奈良工業高等専門学校） researchmap

食品・醸造・環境などにおけるバイオセンシング技術の開発とそれを利用した各種分析

宮田剛 researchmap

生体情報の可視化に関する研究

三河通男（香川高等専門学校） researchmap

透明導電酸化物薄膜の作製と評価

三谷祐一朗（沼津工業高等専門学校） researchmap

生産システムの制御・PID 制御・適応制御

宮下美晴（茨城工業高等専門学校） researchmap

生体由来高分子の機能材料化環境適合性高分子材料の作製と特性解析

三嶋尚史（高知工業高等専門学校） researchmap

種々の核生成剤添加ガラスの結晶化プロセス

戸田山（八戸工業高等専門学校） researchmap

批評理論にもとづく異文化理解

三島利紀（釧路工業高等専門学校） researchmap

教育相談（カウンセリング）を考える健康づくりを考える

南雅樹（石川工業高等専門学校） researchmap

幼児から高齢者までの身体機能検査と評価

宮重徹也（富山高等専門学校） researchmap

製薬産業における技術経営と企業倫理

三原由雅（和歌山工業高等専門学校） researchmap

切削油の静電噴射供給

道園達也（熊本高等専門学校） researchmap

日本近代文学史における武田泰淳、熊本の文学

宮崎衣澄（富山高等専門学校） researchmap

１８-20 世紀初頭のロシアイコン研究

水野優子（旭川工業高等専門学校） researchmap

英語の副詞節・接続表現の談話機能について

三浦弘樹（一関工業高等専門学校） researchmap

人体動作の力学解析とその応用

宮城桂（沖縄工業高等専門学校） researchmap

省電力・高信頼・高性能化の実現に向けたＶＬＳＩの研究開発

宮尾賢子（釧路工業高等専門学校） researchmap

へき地校における教員とスクールカウンセラーの連携・協働

三島裕樹（函館工業高等専門学校） researchmap

新しい電力・エネルギーシステムの構築

宮﨑義久（宮城大学） researchmap

地域通貨を用いたコミュニティづくりと金融教育

三浦大和（豊田工業高等専門学校） researchmap

拡張共役化合物ならびに新規機能性絵有機化合物の合成とその物性研究

三浦　博己 researchmap

マグネシウム合金の高強度化と高機能化をめざします ~DRF法による高強度マグネシウム合金棒の開発~

アルミニウム合金に代わる次世代軽量構造材料として期待されているマグネシウム合金ですが、実強度が低く、自動車等の構造部材としての適用は進んでいません。私たちは、全く新しい加工技術である変形拘束高負荷鍛造法(DRF： Deformation Restricted Forging)を開発し、これを市販マグネシウム合金に適用し、希土類添加型マグネシウム合金を超える強度を達成しました。

High Temperature Deformation and Fracture Behavior

Development of Ti based bio-materials employing severe plastic deformation for grain refinement.

Severe Plastic Deformation and Strengthening of Metallic Materials

Development of ultra-high strength Mg alloys by grain refinement through multi-directional forging (MDF).

Structural Control by Thermomechanical Processing of Metals

Microstructural control employing mechanism of dynamic and static recrystallizations. The mechanisms are also investigated.

動的・静的再結晶を利用した組織制御

熱間加工中の動的再結晶あるいは冷間加工後の焼き鈍しによる静的再結晶を利用し、機械的性質・物性の制御のための組織制御を行う。同時に、動的・静的再結晶に及ぼす各種因子を系統的に調査する。

多軸鍛造法を利用した巨大ひずみ加工によるバルクナノメタルの創製

開発した高強度バルクナノメタルを様々な用途に応用活用

強圧延による結晶粒超微細化と高強度化

積層欠陥エネルギーを低下させた合金に強圧延を施すことにより、微細な圧延ラメラ状組織を変形双晶がさらに分断したナノ結晶粒が生成される。亜・低角粒界と双晶によって形成された組織は、極めて強度が高胃。そのた目、様々な合金で大幅な強度向上を達成。

バイオマテリアル

純チタンは生体適合性に優れているものの、強度が不足しているため、例えば歯科用インプラントではチタン合金が利用されることが多い。しかしこの場合、生体拒絶反応や人骨ヤング率との違いから起こる顎骨破壊等が問題となっている。私たちのグループは、人体に優しい純チタンの高強度化を進め、高強度化と低ヤング率化を達成している。さらなる高強度化と低ヤング率化を図るべく研究を進めている。既に2種工業純チタンにおける世界最高強度を達成しており、生体材料の他に各種構造材としての実用化を目指して研究を進めている。学生皆さんの研究参加を期待します!

加工熱処理による組織制御と材質改善に関する研究

金属基機械材料の高強度化と加工性のバランスを向上させるため、高温加工中に起こる現象「動的再結晶」を利用し、組織制御を行っている。これにより、高温での加工生産性の大幅な向上、室温での強度と機械加工性の良バランスを実現できる。図は、銅合金の高温変形によって得られた応力-ひずみ線図で、動的再結晶による「加工軟化」現象が見て取れる。加工軟化によって大型部材の高温塑性加工が可能になり、また動的再結晶の発現による結晶粒微細化による高強度化と信頼性向上が、実用材に重要な特性向上をもたらしており、実用金属・合金の製品化と組織制御に最も重要な研究の一つとなっている。国内での研究者が少なく、また工場における生産工程においても重要な技術でもある。

難加工性材料の高温加工とその関連問題に関する研究

アルミニウム合金に代わる次世代軽量構造材料として期待されているマグネシウム合金であるが、実強度が低く、自動車等の構造部材としての適用は進んでいない。私たちの研究室では、従来の加工熱処理法に巨大ひずみ加工プロセスの一つである多軸鍛造のプロセスを加えることで、難加工性材料のマグネシウム合金の高強度化と高機能化を図り、実用化を目指している。図は、独自に開発した「多軸鍛造法」により製造した世界最高強度650MPaの引張強度を誇るマグネシウム合金と、それから作った自転車用ホイールハブ等である。極めて高強度かつ軽量なことから、スポーツ用品を初めとする様々な構造部材への適用が期待されている。最近は、さらに新しいマグネシウム合金の強化方法であるDRF法を開発し、製品化が近く、その基礎物性データを収集中である。最近は、これらの知見を活かした"ヘテロナノ組織"の開発に成功しており、NEDO等の資金援助を受けて、実用化研究を進めている。

三浦　均也 researchmap

『土とトモダチ』をキャッチフレーズに地盤を研究しています ~波浪による底質移動メカニズムの解明と構造物の安定性評価~

波浪域に建設された構造物の安定性は構造物周辺における底質移動とその結果として生じる海底地盤の侵食・堆積に影響されます。これまで、波浪場における構造物周辺における底質移動を明らかにするために、現地調査、模型実験、数値解析などが行われてきましたが、海底地盤の波浪外力に対する有効応力応答はこれまで十分に考慮されない状況でした。

三次元条件における不整形斜面の安定性と解析法

斜面の安定性の定量的な評価は平面条件を仮定した二次元条件で解析されるのが研究・実務の両面において一般的です。しかしながら，実際にはすべり面の幅は有限で，湾曲や屈曲により断面形状は一様ではないので，三次元条件で合理的に解析する必要があります。研究では，斜面の安定問題における三次元解析の重要性を示すことを目的として，一連の安定解析を行いました。一様な直線斜面における二次元解析と三次元解析の結果を比較することにより，開発した解析手法の妥当性を示すとともに，両者では安全率が数割程度も異なることを示しました。また，湾曲あるいは屈曲を伴う斜面もモデル化して安定解析を行いました。二次元解析では基盤の深さが安定性を支配しますが，三次元解析により，安定性と臨界すべり面の形状は，基盤の深さに加え，斜面の湾曲度あるいは屈曲度および傾斜角の関数として決まることを示しました。

参考文献
・森政信吾, 三浦均也: 湾曲斜面における有限幅すべり面を用いた極限平衡法によるすべり安定性解析, 第19回中部地盤工学シンポジウム論文集, pp.83-92, (2007)
・Morimasa, S., Miura, K.: Three-dimensional slope stability analysis by means of limit equilibrium method, The 10th International Symposium on Landslides and Engineered Slopes (10th ISL), Xi’an, China, Vol.1, pp.843-848, (2008)
・森政信吾, 三浦均也: 湾曲斜面における臨界すべり面形状とすべり安定性の極限平衡法による解析, 第20回中部地盤工学シンポジウム論文集, pp.89-96, (2008)
・森政信吾, 三浦均也: 隅角部を有する直線斜面における臨界すべり面形状とすべり安定性の極限平衡法による解析, 第20回中部地盤工学シンポジウム論文集, pp.97-104, (2008)
・森政信吾, 三浦均也: 三次元形状を有する斜面の極限平衡法による三次元安定解析, 地盤工学ジャーナル, Vol.4, No.2, pp.135-146, (2009)

振動特性を考慮した抗土圧構造物の地震時滑動特性と耐震設計

構造物の耐震設計が安全率に基づく設計法から性能評価型設計法へ移行する流れにおいて，抗土圧構造物で地震時における滑動量を精度良く評価する必要があります。研究では，構造物の振動－滑動挙動を合理的に解析するためのモデルを構築し，その数式モデルの妥当性を物理モデルの振動台実験によって明らかにしました。
構造物の地震時滑動量の推定は，研究面においても構造物の振動特性を無視して構造物を剛体と仮定する方法により行われてきました。しかし，研究の成果によると滑動量に及ぼす振動特性と地震動の周波数特性の関係の影響はとても顕著でした。そのため，振動特性の影響を性能評価型の耐震設計に取り込むための滑動応答スペクトルを用いる手法の提案も行っています。

参考文献
・三浦均也, 小濱英司, 吉田望, 渡邊潤平: すべり土塊および抗土圧構造物の固有振動数を考慮した地震時滑動量の推定法, 土木学会地震工学論文集, Vol.28, No.201, (2005)
・三浦均也, 渡邊潤平, 小濱英司, 大塚夏彦, 窪内篤: 地震時土圧を考慮した多質点系振動―滑動モデルによる重力式岸壁の動的解析, 第12回日本地震工学シンポジウム論文集, No.305, pp658-661, (2006)
・渡邊潤平, 吉田望, 三浦均也: 重力式岸壁における背後地盤の液状化を伴う二次元有効応力解析, 第12回日本地震工学シンポジウム論文集, No.313, pp.514-517, (2006)
・Watanabe, J., Miura, K,, Yoshida, N., and Kohama, E.: Estimation of Earthquake Induced Sliding of Retaining Structure and Soil Slope with Mass-spring-slider Model, ISOPE-2007, Madrid, Portugal, CD-ROM, 2007-JSC-309, (2007)
・渡邊潤平, 三浦均也, 吉田望, 小濱英司, 西川洋人: 固有振動数の異なる構造物の振動―滑動挙動の振動台実験による観察, 第19回中部地盤工学シンポジウム論文集, pp.97-106, (2007)

荒天時において波浪荷重を受ける沿岸・海洋構造物の安定性と安定化工法

波浪による水圧が海底地盤に繰り返し作用することによって，海底地盤が不安定化し沿岸や沖合において種々の構造物に被害が生じることが知られています。このような海底地盤の不安定化現象は，海底面に作用する水圧変動と海底地盤内の間隙水圧変動の差による上向きの浸透力の発生により，海底地盤の安定性が失われるというメカニズムによるものです。透水性の良い柱状の材料（繊維性の管状材料）を所定の間隔で海底地盤に鉛直に貫入する「透水性コラムを用いた港湾施設の波浪に対する安定化工法」は，海底地盤表面の水圧変動を速やかに海底地盤内に伝達し，地盤内の水圧変動との差を小さくすることにより，港湾施設の対波浪安定性を改善し，「構造物の建設のコストとエネルギーの縮減」，「構造物の耐久性を高めることによる長寿命化」を実現し，「環境負荷の低減」を可能にする技術です。本研究は，（独）港湾空港技術研究所，北日本港湾コンサルタント株式会社，岡三リビック株式会社との共同研究を通じて，「海底地盤の対波浪応答観測」と「対策工の試験施工」を実施し，これにより「海底地盤の調査法」「設計法」「施工法」といった各手法の課題を検討して，工法を確立することを目指しています。

参考文献
・三浦均也, 浅原信吾, 大塚夏彦, 上野勝利: 波浪に対する海底地盤の応答の連成解析のための地盤材料の定式化, 地盤工学会, 地盤工学シンポジウム論文集, Vol.49, pp.233-240, (2004)
・Asahara, S., Miura, K., Otsuka, N., Ueno, K., and Takahara, T.: Coupled Analysis of the Behavior of Seabed Subjected to Sea Wave with Different Formulation of Geomaterials, ISOPE-2007, Madrid, Portugal, CD-ROM, 2007-JSC-315, (2007)
・浅原信吾, 三浦均也, 大塚夏彦, 田中隼矢: 透水性コラムを用いた波浪に対する海底地盤の安定化工法の有限要素法による検討, 土木学会, 海岸工学論文集, Vol.54, pp.966-970, (2007)
・Asahara, S., Miura, K., Otsuka, N., and Tanaka, J.: FEM Analysis of Seabed Stabilization Method against Sea Wave Loading with Permeable Columns, ISOPE-2008, (2008)
・Miura, K., Asahara, S., Otsuka, N., Konami, T., and Tanaka, J.: Field Observation of Wave induced Seabed Behavior for the estimation of geomaterial properties and the effect of permeable column method, ISOPE-2008, (2008)
・Miura, K., Asahara, S., Tanaka, J., Otsuka, N., and Konami, T.: Field Observation of Wave Induced Pore Water Pressure Change in Seabed, Fourth International Conference on Score and Erosion, CD-ROM, (2008)

三浦　純 researchmap

自分で考え行動する知能ロボット ~環境認識と行動計画によるロボットの知能化~

複雑な環境下で自律的に行動できる知能システムを研究しています。カメラや距離センサで環境を認識し、状況に応じて臨機応変に行動を計画する高度な情報処理（AI）が知能システム実現の鍵です。

Human-robot collaborative task

We have been working on teaching and execution of human-robot collaborative tasks. Topics include programming by demonstration (PbD) for collaborative assembly tasks, task representation for coordinating human and robot actions, intuitive instruction of robot movement, and implementation of basic skills for object recognition and manipulation.

Recent publications:
H. Goto, J. Miura, and J. Sugiyama, "Human-Robot Collaborative Assembly by On-line Human Action Recognition Based on an FSM Task Model", Proc. HRI2013 Workshop on Collaborative Manipulation, 2013.
J. Sugiyama and J. Miura, "A Wearable Robot Control Interface based on Measurement of Human Body Motion using a Camera and Inertial Sensors", Proc. 2011 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics, pp. 565-570, 2011.
J. Miura and Y. Nishimura, "Co-Development of Task Models through Robot-Human Interaction", Proc. 2007 Int. Conf. on Robotics and Biomimetics, pp. 640-645, Sanya, China, Dec. 2007.

Outdoor navigation

We have been developing autonomous robots that can move in various outdoor environments. Outdoor navigation is composed of "global navigation" which determines the route based on localization and "local navigation" which generates a safe path based on the recognition of local scenes. We have developed a view-based localization method for the global navigation and a multisensory road boundary detection method for the local navigation.

Recent publications:
K. Matsuo and J. Miura, "Outdoor Visual Localization with a Hand-drawn Line Drawing Map using FastSLAM with PSO-based Mapping", Proc. 2012 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 202-207, Vilamoura, Algarve, Portugal, Oct. 2012.
T. Chiku and J. Miura, "On-line Road Boundary Estimation by Switching Multiple Road Models using Visual Features from a Stereo Camera", Proc. 2012 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 4939-4944, Vilamoura, Algarve, Portugal, Oct. 2012.
Y. Matsushita, J. Miura． "On-Line Road Boundary Modeling with Multiple Sensory Features, Flexible Road Model, and Particle Filter"， Robotics and Autonomous Systems, Vol. 59, No. 5, pp. 274-284, 2011.

Vision-based mobile robots

We have been developing autonomous mobile robots with scene recognition and motion planning capabilities, performing service tasks such as guiding and attending. Research topics are: human detection and tracking, localization and mapping, exploration planning, and on-line path planning. All such functions are implemented as software modules, called RT components running on a modularized software development environment, RT-middleware.

Recent publications:
I. Ardiyanto and J. Miura. "Partial Least Squares-based Human Upper Body Orientation Estimation with Combined Detection and Tracking", Image and Vision Computing, Vol. 32, No. 11, pp. 904-915, 2014.
I. Ardiyanto and J. Miura. "Real-time Navigation using Randomized Kinodynamic Planning with Arrival Time Field", Robotics and Autonomous Systems, Vol. 60, No. 12, pp. 1579-1591, 2012.
A. Shigemura, Y. Ishikawa, J. Miura, and J. Satake． "An RT Component for Simulating People Movement in Public Space and Its Application to Robot Motion Planner Development"， J. of Robotics and Mechatronics, Vol. 24, No. 1, pp. 165-173, 2012.

人間とロボットの協調作業

人間がロボットに簡単に作業を教示したり，人間とロボットが協調して作業を行うための手法を研究しています．作業の教示では，カメラやセンサを身につけ体や手の動きをオンライン計測することにより，直感的にロボットに動作を教示できる方法や，作業のモデルを基に必要に応じて人間から情報を引き出しながら動作するロボットを研究しています．また，人間とロボットの協調作業のためには，ロボット自身がある程度自律的に行動できることが必要となるので，物体認識や作業計画機能を備えた双腕ロボットを開発し，協調作業の研究を進めているところです．

主な業績：
H. Goto, J. Miura, and J. Sugiyama, "Human-Robot Collaborative Assembly by On-line Human Action Recognition Based on an FSM Task Model", Proc. HRI2013 Workshop on Collaborative Manipulation, 2013.
J. Sugiyama and J. Miura, "A Wearable Robot Control Interface based on Measurement of Human Body Motion using a Camera and Inertial Sensors", Proc. 2011 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics, pp. 565-570, 2011.
J. Miura and Y. Nishimura, "Co-Development of Task Models through Robot-Human Interaction", Proc. 2007 Int. Conf. on Robotics and Biomimetics, pp. 640-645, Sanya, China, Dec. 2007.

屋外視覚ナビゲーション

屋外を自由に移動するロボットの実現を目指して研究を進めています．
屋外でのロボットのナビゲーションは，周囲の景色を見て自分の位置を知り，進む方向を定める「大域ナビゲーション」とロボット周囲の環境を認識し，安全に移動できる場所を見つける「局所ナビゲーション」に大別できます．前者では，過去に観測し記憶している画像系列と現在の入力画像とを比較して位置を推定する，見えに基づく位置推定を研究しています．季節や天候の変化による物体の見えの変化にロバストな手法を開発しています．人物のナビゲーションも行っています．後者では，複数のセンサ特徴を利用してロバストかつ高速に道路境界を検出する手法を開発し，自律的に屋外を走行できるロボットを実現しています．

主な業績：
松下純輝，三浦　純． "複数センサ特徴と柔軟な道路モデルを用いたオンライン道路境界追跡"，日本ロボット学会誌，Vol. 28, No. 5, pp. 631-638, 2010.
三浦純, 森田英夫，ヒルドミヒャエル，白井良明. "SVMによる物体と位置の視覚学習に基づく屋外移動ロボットの位置推定", 日本ロボット学会誌，Vol. 25, No. 5, pp. 792-798, 2007．

視覚移動ロボット

カメラや距離センサなどを用いて周囲の環境を認識し，自律的に移動します．案内や付添いを行うサービスロボットの実現を目指しています．具体的な研究課題は，多種センサ情報による人物の発見と追跡，環境地図の生成とロボットの位置推定，未知空間の効率的な探査や物体探索のための視点プランニング，安全かつ効率的な移動動作のオンライン生成，人の動きや環境の構造を考慮した経路の選択などです．また，各種機能をモジュール化して開発し，再利用性を高めるための，RTミドルウェアを用いたソフトウェア開発にも取り組んでいます．

主な業績：
城殿清澄，渡邉章弘，内藤貴志，三浦　純．"高解像度レーザレーダによる歩行者識別"，日本ロボット学会誌，Vol. 29, No. 10, pp. 963-970, 2011.
増沢広朗，三浦　純． "移動ロボットによる時間制約を考慮した環境情報要約のための視点計画"，日本ロボット学会誌，Vol. 28, No. 8, pp. 938-945, 2010.
佐竹純二，三浦　純． "ステレオビジョンを用いた移動ロボットの人物追従制御"，日本ロボット学会誌，Vol. 28, No. 9, pp. 1091-1099, 2010.
三浦純, 根岸善朗, 白井良明. "地図と移動の不確かさを考慮した未知環境における適応的速度制御", 日本ロボット学会誌，Vol. 24, No. 1, pp. 47-55, 2006.

ロボットの知能化技術全般

水嶋　生智 researchmap

エタノール水蒸気改質による水素製造用触媒の開発

植物の発酵により製造されるバイオマスエタノールは、再生可能で環境に優しい次世代燃料として注目されています。これを燃料電池に用いるには水素への変換が必要であり、エタノール水蒸気改質反応はその有力な方法の一つです。本研究室では、低温高活性で長寿命な触媒の開発を目指し、現在CeO2担持多成分金属触媒を中心に研究を行っています。

有機化合物の部分酸化および酸化的脱水素反応用固体触媒の開発

有機化合物の部分酸化や酸化的脱水素反応は石油化学工業の重要なプロセスの一つです。本研究室では、n-ブタンの酸化的脱水素による1,3-ブタジエンの合成やメタンの部分酸化によるメタノール・ホルムアルデヒドの直接合成のためのモリブデン系触媒の研究を行っています。

高効率VOCプラズマ分解システムの開発

揮発性有機化合物（VOC）はヒトの健康への直接的な悪影響をもたらすだけではなく、大気汚染の原因物質であるため、適切な処理が必要となります。低温プラズマを利用するVOC無害化法は、装置が比較的小型で制御が容易であるという利点はありますが、空気中に含まれる低濃度のVOCを分解するために常時電力を投入するのは効率的ではありません。本研究室では、誘電体バリア放電型プラズマ反応器の中に設置できるメンブレン状触媒管を開発し、この触媒管上にVOCを吸着・濃縮したのち、短時間のプラズマ照射によって一気に分解するという高効率なVOCプラズマ分解システムの構築を目指しています。

ガス浄化用プラズマ触媒反応器の開発

β-MoO3の合成と部分酸化反応用触媒としての応用

水谷　晃啓 researchmap

建築デザインとラピットプロトタイピング ~デザインテクノロジーの開発と実践~

建築都市設計・計画に関連する研究と実践の中で、新たなデザイン手法として着目される「デジタルデザイン」に関する研究・実践を行っています。特に「デジタルデザイン手法の開発と応用・実践」を通して、その可能性を探っています。

Study on "Architectural Design Informatics"

This research theme focuses on the arrangement of computer utilization projects which was introduced from the 1960s in the architectural design field. It also approaches to clarify its theoretical framework by analyzing it historically. Focusing especially on the philosophy of computer use in the early period, the research tackles to clarify the significance of its application today. By structuring them as "Architectural Design Informatics", we aim to make relativization of the development of computational design method that is becoming mainstream recently and to generalize it as an architectural design theory.

Study on Redesign of public space

In this research theme, we analyze and examine how to redesign existing public buildings and spaces against anticipated social changes including population declines. Through the development of method that is not only complementing imperfections of existing spaces such as maintenance and renovation of facilities, it tries to optimize the gap between existing space or situation and future vision. In addition to the theoretical research approaches such as surveys on actual situation of public space use and analysis of refurbishment methods, we also focuses on the research through practical projects which perform from design to construction.

Study on computational design

In this research theme, we mainly develop the following digital design method. (1) Design proposal / consensus forming building tool using VR head mounted display (2) Using digital fabrication tool for manufacturing, (3) Design tool which can utilize various simulations such as structural analysis and urban forming. In addition to the development of design tools of such a new approach, we analyzes how the design and the result of planning changed through the process using these tools and we are discussing what effect it has in design proposals and forming consensus.

デザインテクノロジーの開発と応用・実践

①ヘッドマウントディスプレイ型VRディバイスを用いた設計提案・合意形成ツール、②デジタルファブリケーションツールを利用したものづくり、③構造解析シミュレーションや都市形態シミュレーションといった各種シミュレーションをリアルタイムに援用可能なデザインツールの三つを核として、デジタルデザイン手法の開発を行っている。こうした新たなアプローチのデザインツールの開発に加え、それらを用いてデザインをした際に、デザインプロセスや結果として生成された計画案がどのように変化し、設計提案や合意形成においてどのような効果があるか分析と考察を行っている。

公共空間のリ・デザイン手法の開発と応用・実践

人口減少をはじめとした今後予想される社会的変化に対して、既存公共建築・空間をどのようにリ・デザインしていくべきか分析・考察を行っている。施設の再編・改修といった単に既存空間の不備・不足を補完するだけの営為に留まらない手法の開発を通して、既存空間と現状や将来ビジョンといった諸条件とのズレを最適化していくことを目指す。公共空間の利用実態調査や改修手法の分析といった理論的な研究アプローチに加え、設計から施工までを行う実施プロジェクトを通した研究にも力を入れている。

建築設計情報学理論研究

建築分野において1960年代から試みられるようになったコンピュータ利用導入作業の分析および史的整理を中心に、その理論的枠組みを明らかにする研究を行っている。特に黎明期のコンピュータ利用の理念とその意義に着目し、その今日的な応用の意義を明らかにする研究に力を入れている。それらを建築設計情報学として体系化することで、近年盛んに行われるようになったコンピュテーショナルデザインの展開を相対化し、建築デザイン理論としてより一般化することを目指している。

南　哲人 researchmap

Information processing and Insight

For user-kindly information technology, information should be controlled and selected depending on our brain states. For this purpose, we must know users’ understanding of information. Our previous study is to estimate whether a subject recognized an object or not through a single-trial analysis of EEG, ambiguous or clear state. Six subjects (mean age was 22 years) participated in the experiments. A pool of 120 paired pictures was used for the experimental task. One is an original color image (CI) and the other is the binarized picture (BI). A classification result revealed a good discrimination with the accuracy greater than 90% (Noritake, Minami and Nakauchi, 2009). In the next, I intend to investigate the dynamics of brainstorm: the transition process from ambiguous to clear state. In addition, we will develop applied system enabling real-time estimation of the level of understanding.

Publications
Yokota Y, Minami T*, Naruse Y, Nakauchi S. Neural processes in pseudo perceptual rivalry: An ERP and time-frequency approach. Neuroscience, 2014 Jun 20;271:35-44.
Minami T*, Noritake Y, Nakauchi S. Decreased beta-band activity is correlated with disambiguation of hidden figures. Neuropsychologia, 2014 Apr;56:9-16.

Neurocommunication

The affect misattribution procedure (AMP) was proposed as a technique to measure an implicit attitude to a prime image. In the AMP, neutral symbols (e.g., a Chinese pictograph, called the target) are presented, following an emotional stimulus (known as the prime). Participants often misattribute the positive or negative affect of the priming images to the targets in spite of receiving an instruction to ignore the primes. The AMP effect has been investigated using behavioral measures; however, it is difficult to identify when the AMP effect occurs in emotional processing?whether the effect may occur in the earlier attention allocation stage or in the later evaluation stage. In this study, we will examine the neural correlates of affect misattribution, using event-related potential (ERP) dividing the participants into two groups based on their tendency toward affect misattribution.

Publications
Kongthong N, Minami T*, Nakauchi S. Gamma oscillations distinguish mere exposure from other likability effects. Neuropsychologia 2014 Feb;54:129-38.
Kongthong, N., Minami, T.* and Nakauchi, S.(2013), Semantic processing in subliminal face stimuli: An EEG and tDCS Study, Neuroscience letters, Vol.544 No.7, pp141?146.
Hashimoto, Y., Minami, T*. and Nakauchi, S., Electrophysiological differences in the processing of affect misattribution, PLoS ONE 7(11): e49132 (2012)

face processing

Facial color is important information for our social communication, because it provides important clues to recognize someone’s emotion and health condition. Our previous EEG study shows that face sensitive ERP component (N170) is modulated by facial color, which suggests that face color is important for face detection (Minami et al. 2011). Moreover, facial color sensitivity of N170 was found at the left occipito-temporal site (Nakajima et al. submitted). Although the EEG study suggests that N170 at the left occipito-temporal site is related to facial color processing, it has been controversial issue which brain region is involved in facial color processing, because EEG measurement has low spatial resolution. Therefore, the present study will examine the brain regions related to facial color processing by using functional magnetic resonance imaging (fMRI) with higher spatial resolution.

Publications
Nakajima K, Minami T*, Tanabe HC, Sadato N, Nakauchi S. Facial color processing in the face-selective regions: an fMRI study. Hum Brain Mapp. 2014 Sep;35(9):4958-64
Nakajima K*, Minami T, Nakauchi S. The face-selective N170 component is modulated by facial color. Neuropsychologia 2012;50(10):2499-505.
Minami T*, Goto K, Kitazaki M, Nakauchi S. Effects of color information on face processing using event-related potentials and gamma oscillations. Neuroscience 2011;176:265-73.

顔を中心とした非言語コミュニケーションの研究

これまで、顔に敏感な脳波成分N170コンポーネントに着目し、顔色の不自然さによる脳波の変化を調べることにより、顔色が顔情報処理にどのような影響を与えるのかについて検討をおこなってきた。その結果、顔色により、N170振幅が変調されるということが分かった。さらに、顔色と顔情報処理の関係を詳細に調べるために、顔認知処理に与える色情報のパラメトリック解析を行った。その結果、N170 成分においては、振幅・潜時ともに左後側頭部電極で顔色の効果が見られた。このように、顔色が処理される時間情報は詳細に分かったが、空間情報は、脳波だけでは限界がある。そこで、より空間解像度に優れた脳イメージング法であるfMRIを用いて、脳内のどの部位が顔色処理に関係しているのかを同定した。全体脳の解析を行った結果、顔処理に関係する左右の紡錘状回(FFA: fusiform face area)と後頭顔領域(OFA: occipital face area)で活動が得られた。これら4つの領域についてROI解析を行い、顔色の処理について検討した結果、左の紡錘状回に、形（顔かどうか）と色（肌色か青色か）の交互作用が見られ、自然な顔色により強い活動を示していることが分かった。

主要文献
Nakajima K, Minami T*, Tanabe HC, Sadato N, Nakauchi S. Facial color processing in the face-selective regions: an fMRI study. Hum Brain Mapp. 2014 Sep;35(9):4958-64
Nakajima K*, Minami T, Nakauchi S. The face-selective N170 component is modulated by facial color. Neuropsychologia 2012;50(10):2499-505.
Minami T*, Goto K, Kitazaki M, Nakauchi S. Effects of color information on face processing using event-related potentials and gamma oscillations. Neuroscience 2011;176:265-73.

ひらめき・気づきなどの情報理解度の研究

本研究では、ヒトがどのように視覚的情報を理解しているかの脳システムの理解と共に、ヒトの理解度を脳活動から抽出する技術の開発を目的として、二値化画像を用いて、脳のあいまい状態の研究をさらに進めて、答えがわかっていたときに答えを見せられたときの脳状態と、答えがわからなかったときに、答えを見せられたときの脳状態を比較して、「気づき」がどのように脳に表象されているかを脳波の周波数解析および信号源解析を用いて調べた。その結果、「気づき」への状態移行が、頭頂後頭におけるベータ帯域の活動と関係していることを明らかにしたまた、認知状態推移の対象として、これまで行ってきた隠し絵知覚に加えて、知覚闘争現象を取り上げた。ネッカーキューブを用いて、ヒトの知覚が２つの図形の間で自発的に切り替わる瞬間の活動を脳波から調査した。本研究は、新たに提案した刺激呈示方法を用いて、従来の研究(Kornmeier2004など)より正確な活動時間を特定したことが特徴的である。その結果、自発的な知覚変化は、知覚変化後すぐ、右後頭部においてベータ帯(12-20Hzの周波数活動)が活性化した。

主要文献
Yokota Y, Minami T*, Naruse Y, Nakauchi S. Neural processes in pseudo perceptual rivalry: An ERP and time-frequency approach. Neuroscience, 2014 Jun 20;271:35-44.
Minami T*, Noritake Y, Nakauchi S. Decreased beta-band activity is correlated with disambiguation of hidden figures. Neuropsychologia, 2014 Apr;56:9-16.

ニューロコミュニケーションなど社会応用の研究

本研究では、BMIやニューロマーケティングなどの社会応用的な研究を行ってきた。
ヒトの好みは、様々な要因に左右されがちである。たとえば、自動車がモデルチェンジして、新型になった時、最初は、どうも変だな、前のモデルの方が良かったなという印象を持っていても、町中やCMで繰り返し見るうちに、新型もいいなと感じることがある。このように、単純に見た目・音・匂いといった外部の刺激に反復して接触することにより、その刺激に対する好意感が高まる心理的現象は単純接触効果（Mere Exposure Effect: MEE）（Zajonc, 1986）と呼ばれ、古くからその存在は知られている。しかしながら、その発生メカニズムに関しては、まだ一貫した証拠が得られていない。そこで、好感に影響を与える様々な要因の中で、単純接触効果（MEE）のメカニズムを明らかにすることを目的として、閾下MEE実験を行い、脳波（EEG）及び心理学的アプローチから分析した。その結果、後頭の40-60Hzガンマ活動がMEEとそれ以外の好感を区別する指標であることを示した。
また、感情誤帰属に関して、個人によって異なる感情誤帰属の傾向が、プライムに対する処理の違いが原因であることを脳波を用いて示した。さらに、BCI応用では、ニューロコミュニケーターシステムの性能を向上させるため、ひらがな、ロロ文字、顔、家の４つのフラッシュ刺激を用いたメッセージ生成課題を行い、これらの識別性能を比較することで、より効率的にP300脳波を誘発することができる最適刺激を見つけ出すことを目的として研究を行った。

主要文献
Kongthong N, Minami T*, Nakauchi S. Gamma oscillations distinguish mere exposure from other likability effects. Neuropsychologia 2014 Feb;54:129-38.
Kongthong, N., Minami, T.* and Nakauchi, S.(2013), Semantic processing in subliminal face stimuli: An EEG and tDCS Study, Neuroscience letters, Vol.544 No.7, pp141?146.
Hashimoto, Y., Minami, T*. and Nakauchi, S., Electrophysiological differences in the processing of affect misattribution, PLoS ONE 7(11): e49132 (2012)

宮本　弘之

富裕層の資産選択

富裕層が、自身の保有する資産をどのような種類に分けて保有するかを探求します。富裕層は、保有する資産（金融資産、不動産、事業資産、その他の実物資産）の額が大きいため、家計金融資産全体に与える直接の影響が大きいだけでなく、金融機関のリテールビジネスを通じて間接的に家計全体の資産選択に影響を与えます。また、一般の家計が保有する資産は、預貯金、有価証券、自宅用不動産に限定されることが多いのに対し、富裕層が保有する資産は、金融派生商品、別荘・セカンドハウス、投資用不動産、事業資産、海外資産など多岐にわたります。富裕層の資産選択のメカニズムを明らかにすることで、富裕層向けの産業を振興していくための方策を考えることができます。企業のオーナー経営者を対象としたアンケートを用いて、富裕層の資産選択の特徴と要因を探るのが本研究です。

金融リテラシーが金融アドバイス需要に与える影響

金融知識の活用能力の多寡が、金融の専門家からのアドバイスの需要にどのような影響を与えるかを探求しています。本来、専門家のアドバイスは、金融リテラシーが低い人のリテラシーの代替として期待されますが、金融リテラシーが高い人の方がアドバイス需要が高いことも多くあります。金融リテラシーがどのような経路を通じて金融アドバイス需要に影響を与えているかを明らかにすることで、アドバイスを希望する人にアドバイスが行き渡るためには何をすべきかを考えることができるようになります。計画的行動理論を用いて、アドバイス需要を意図（アドバイスを受けたいという希望）と行動（アドバイスを実際に受けたか否か）のギャップを探るのが本研究です。

金融リテラシーが金融行動に与える影響

テーマ1を拡張して、金融知識の活用能力の多寡が、様々な金融行動にどのような影響を与えるかを探求しています。取り上げる金融行動は、株式保有（資産運用）、ポートフォリオ運用、税制優遇口座（NISAなど）の保有、積み立て貯蓄・投資の実施、給与天引き貯蓄の実施、住宅ローンの借り換え、ローンの繰上げ返済、保険契約における比較検討、相続対策の実施、マネープランやライフプランの作成などです。これらの金融行動は、金融リテラシーが高い人ほど活発であると予測されます。どのような金融リテラシーがどのような経路を通じて金融行動の活発化につながっているかを明らかにすることで、今後の金融経済教育のあり方を考えることができるようになります。

む

鈴木　雅秀

ダイナミックな材料劣化挙動を可視化して評価します～その場観察とモデリング技術が支えるコスパの良いメンテナンス戦略～

原子炉材料等の複雑な材料システムの経年劣化の評価と管理
リスク情報を利用した災害対策の提案
電子顕微鏡（電子線）とイオンビームを利用した分析と微細加工
事故等の原因分析とマネジメント改革

村田和加惠（米子工業高等専門学校） researchmap

出芽酵母の偽菌糸における形態変化機構

室巻孝郎（舞鶴工業高等専門学校） researchmap

構造物の最適化に関する研究

村田知也（福井県立大学） researchmap

AI 技術をビジネスに活用する研究

村田匡輝（豊田工業高等専門学校） researchmap

読みやすいテキスト提示のための文整形

村上公一（釧路工業高等専門学校） researchmap

超弦理論の非摂動論的性質の研究

村上倫子（茨城工業高等専門学校） researchmap

磁気浮上ポンプの高効率化

村瀬智之（東京工業高等専門学校） researchmap

思考力についての哲学的研究

方法知・哲学対話・哲学教育

村田光明（大島商船高等専門学校） researchmap

海上環境を利用した植物栽培の研究

村山浩一（熊本高等専門学校） researchmap

ワイヤー放電によるコンクリート破砕の亀裂制御の研究

村田美友紀（熊本高等専門学校） researchmap

データベースシステムの構築

データベース

向瀬紀一郎（富山高等専門学校） researchmap

シミュレーションによる新規半導体材料の検索

村上明（一関工業高等専門学校） researchmap

新材料の機械的特性と破壊機構の調査

村田充利 researchmap

ICT 活用教育システムについて

村上秀樹（久留米工業高等専門学校） researchmap

半導体デバイスの開発とその応用

電子デバイス・プロセス

村上誠一（釧路工業高等専門学校） researchmap

コンピュータ・ネットワーク最適な環境づくり

村上祐貴（長岡工業高等専門学校） researchmap

鉄筋腐食を生じたコンクリート構造物の構造性能評価

村山智子（佐世保工業高等専門学校） researchmap

植物遺伝子工学と育種に関する研究機能性食品の開発および特性に関する研究

室谷英彰（徳山工業高等専門学校） researchmap

レーザー分光による半導体材料の物性評価とその周辺技術

村中貴幸（福井工業高等専門学校） researchmap

塑性加工製品の高付加価値化

村松久巳（沼津工業高等専門学校） researchmap

空気圧ゴム人工筋肉を用いた立位保持装置と重心移動装置の開発

村岡良紀（有明工業高等専門学校） researchmap

競合スピン系の秩序状態および相転移に関する研究

室屋光宏 researchmap

表計算ソフトによる電動機シミュレーション

武藤義彦（宇部工業高等専門学校） researchmap

ソーシャルメディアユーザの行動分析

村上知弘（弓削商船高等専門学校） researchmap

VGP に対応した環境配慮型潤滑油ゲルの開発

村山和裕（八戸工業高等専門学校） researchmap

省燃費競技車両の燃費低減

村上能規（長岡工業高等専門学校） researchmap

Non Title

向谷光彦（香川高等専門学校専攻科） researchmap

簡便で実践的な原位置試験法と擁壁の開発

村上真理（沼津工業高等専門学校教養科） researchmap

絵本を使った英語の指導

村田一也（石川工業高等専門学校） researchmap

建築・都市の歴史研究調査および建築設計

村上信太郎（舞鶴工業高等専門学校） researchmap

熱・流体シミュレーションのための計算格子に関する研究

村山暢（和歌山工業高等専門学校） researchmap

群ロボットシステムの自律分散アルゴリズム

武藤　浩行 researchmap

新たな粒子設計の技術を提供します ~粒子集積による革新的粉末冶金技術~

粉末を出発原料としたモノづくりに貢献する新たな粒子設計の技術を提供します。「粉」に工夫(集積化)をするだけで、材料開発の際に苦労していた新規特性の付与、特性向上を簡単に実現することができます。次世代プロセッシング材料への展開も可能です。

ナノ構造制御による機能性セラミック材料の開発

機能性複合材料の作製：ナノサイズでの複合化は、セラミックスの強度、破壊靭性の改善に有効であることが知られているが、作製過程において原料粉末の混合が十分でない場合、期待通りの物性改善を達成することが出来ない。本研究では、開発した集積複合法により集積微粒子を創製し、機能性を有する新規な複合材料を作製する。

ナノ領域における材料特性評価

セラミックスに代表される多結晶材料の破壊・変形をナノレベルで評価・解析するシステムを構築する。以下に示すような研究テーマに関して、実験のみならず、理論、コンピュータシミュレーションを通して包括的な評価・解析を行う。
１．ナノインデンテーション法を用いた薄膜の特性評価
２．スクラッチ試験による表面特性評価
３．セラミックス材料のナノ構造化による脆性克服

機能性複合微粒子の設計

集積複合法によりナノ微粒子を創製する。コア粒子表面に種々のナノ物質を自在に被覆することで、様々な機能性微粒子を調製する。本研究で開発した微粒子を用い、高効率な触媒、電気化学素子、光デバイス等への応用を検討している。

複合粒子の作製

静電引力を用いて、複合粒子を作製する技術を提供する。金属、セラミックス、高分子材料に適用可能であり、室温、大気中で簡単に作製することができる。

村上　義信 researchmap

様々な特性を持つコンポジット材料が作製可能です ~耐熱性を付与した放熱性コンポジット絶縁板の開発~

高分子絶縁材料(熱可塑性ポリイミド tpPIにフィラーとして混合する六方晶窒化ホウ素(BN )粒子を配向制御することにより耐熱性250℃程度、熱伝導率20W/m・K以上、絶縁破壊強度100kV/ｍｍ以上の特性を有する放熱性コンポジット絶縁材料を開発しました。

超音波を用いた誘電絶縁材料中の添加剤挙動の把握と挙動制御

絶縁性を主な目的としていないが、高分子材料は様々な成型品のベースポリマーとしてよく使用される。このベースポリマーには様々な目的でいろいろな添加剤が添加される。例えば、電子部品搬送用キャリアテープには帯電防止剤、医療用経皮吸収型テープには製剤が添加される。図1に内部帯電測定の原理図、図2に試料内の内部帯電を測定した例を示すが、この技術を用いて高分子絶縁材料(ベースポリマー)中の添加剤挙動の可視化に関する研究を実施している。また、可視化した添加剤挙動から、その添加剤挙動の電気的制御方法の開発も行っている。

機能性コンポジット絶縁材料の開発

　パワー密度の上昇、インバータサージ等の影響により自動車用パワーモジュールの放熱・絶縁材料の設計電界は材料の本質的な絶縁破壊電界に近づいています。高絶縁性のみならず高放熱性が要求されますが、これらの特性は一般的に相反する特性であり、絶縁性を求めると放熱特性が悪くなります。本研究では充填剤とマトリックス高分子の微細構造を最適に設計できる静電吸着法に着目し、バランスのとれた絶縁・放熱特性をもった機能性コンポジット絶縁材料の開発を行っています。

部分放電と電気トリー

絶縁体中に微小な空隙状欠陥などがあると，微弱な放電(部分放電)が発生します。基本的に部分放電は全路破壊ではないので絶縁破壊はすぐに起こることはまれですが、絶縁体が部分放電により劣化し、長期的には絶縁破壊を引き起こす可能性があります。インバータ駆動モータの普及により、急峻な立ち上り時間をもつインバータサージによっても部分放電が発生する場合があります。本研究では通常の商用周波数における部分放電特性の把握に加え、インバータサージによって発生した部分放電が絶縁系に与える影響等の把握および解明を行っています。さらには部分放電劣化等が局所的に進行して図に示すような局部的な樹枝状の破壊痕（電気トリー）が生じる場合があります。この電気トリーも長期絶縁劣化一つの原因となります。本研究では、充填剤がトリーの発生・進展に与える影響、絶縁体界面が電気トリーに与える影響等の評価および解明を行っています。

高分子絶縁材料の内部蓄積電荷計測に関する研究

現在の送電方式を”交流”から“直流”にすると、長距離かつ大容量な
送電が可能となり、今の交流方式かなりエネルギー損失が少なくなります。この直流電界下において最も問題となるのが絶縁体内に蓄積する電荷（空間電荷）で、局所的に内部電界を編歪し、これにより低電圧で絶縁破壊が生じたりもします。本研究ではナノコンポジット絶縁材料など新しい絶縁材料の評価に加え、内部帯電測定装置を改良することにより絶縁破壊までの測定、短時間間隔測定、高温下における測定等を実施し、各種条件下における特性の把握・解明を行っています。また、音響特性を評価できる空間電荷測定システムの開発、経皮吸収テープ中の薬物挙動の可視化など測定システムの高精度化、応用計測を行っています。

村越　一支 researchmap

Flexible reinforcement learning algorithm

Humans learn from the result (reward) that they obtained by doing action through try and error, and can perform reinforcement learning to acquire the best action. Such reinforcement learning had been suggested, however, the conventional learning method had the problem of taking much time in re-learning. Therefore, we have proposed a proper parameter control method in reinforcement learning, that is, flexible learning method. In figure 3, the new wall is newly located on the learned path from a start on the left-up to the goal of the right-down. Using the conventional reinforcement learning algorithm, the detour was not able to be searched out easily. Compared with our proposed technique, it was able to find the detour quickly.

Neural Circuit Model forming Semantic Network