力覚提示技術を用いた非接触物体搬送ツール
山本 晃生大学院新領域創成科学研究科 人間環境学専攻
力覚提示技術と非接触浮上技術の統合により、精密パーツ、易損物などを非接触で手軽に搬送できるツールの実現をめざして研究を進めている。
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触覚、触感に関わるヒューマンインターフェースデバイスの共同開発山本 晃生大学院新領域創成科学研究科 人間環境学専攻物体に触れた際の手触り（粗さ感、柔らかさ感、しこり感、温度感など）を再現、あるいは仮想的に生成するコンピュータインタフェースの開発を進めている。 -
海鳥をつかって海表面流や海上の風向・風速を観測する佐藤 克文大気海洋研究所 海洋生命システム研究系海洋生命科学部門海表面の流れや海上の風情報は、大気と海洋の相互作用を理解する上で欠かせない要素である。近年ではリモートセンシング技術の発達により、気象衛星を用いて全地球規模の海表面流や海上風を推定できる。しかし、気象衛星による観測は1日最大2回という時間解像度のため、環境の細かい時間変化を捉えられない可能性がある。さらに、沿岸域では陸地の影響で衛星による推定が困難である。 滑空するミズナギドリやアホウドリの飛行をバイオロギングによって測定したところ、海鳥の位置情報から、海表面流や海上風を推定することができた。このデータによって、従来の気象衛星による観測の空白を補間できるようになる。これまでの研究で、動物を用いた海洋観測で得られたデータを大気・海洋モデルに入力するとモデルの予測精度が向上することが知られている。 -
世界はヒトが知っている以上に多彩である～環境に適応した多様な色彩知覚メカニズムに関するコンサルティング～河村 正二大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻異なる波長の光を違うと感じる感覚（色覚）は動物により大きく異なっている。同じ虹を見ても４色型色覚の鳥なら３色型色覚のヒトよりずっと多くの色を見ることができるだろう。近年の研究の結果、さまざまな動物において色覚を担う視物質の解明が進み、動物によりその数や種類が異なることがわかってきた。例えば、魚類のゼブラフィッシュは高度な４色型色覚を持つだけでなく、網膜の領域により視物質構成を違えることで、視線の方向によって色覚を違えており、３色型の人類よりはるかに微妙な色調を認識できると考えられる。これを実現するための視物質遺伝子の制御メカニズムもわかってきた。また、中南米に生息する新世界ザルには１つの種内に６種類の異なる色覚型が存在するものが知られており、生息環境と獲得色覚との密接な関連もわかってきている。 -
地下深部の温度構造、地表面温度環境の変動の解明山野 誠地震研究所 附属地震予知研究センター地下の温度構造は、地震・火山活動、地殻変動などの諸現象の解明や、石油・ガス、メタンハイドレート、地熱などの資源開発において、欠かせない情報である。地下深部の温度は直接測定できないため、地表面で観測される熱流量（地下から流出する熱の量）に基づいて推定することが必要である。 この研究室では、主に海域における熱流量測定を行っており、水深7,000mに至る深海底で熱流量を測定する機器や、得られたデータを解析する手法の開発研究を進めてきた。さらに、その測定結果や他の地球物理データを用いて、日本列島などのプレート沈み込み帯の地下温度構造を推定している。 -
深海長期測定のための海洋観測機器の共同開発柳本 大吾大気海洋研究所 海洋地球システム研究系海洋物理学部門大気よりはるかに大きな熱容量と物質溶解度をもつ水は、地球環境を構成する最も重要な要素である。特に、地球に存在する水の97%を占める海水と海水を運ぶことで熱や物質の分布を決める海流は、気候や環境に支配的な影響を与えている。こうした重要性と海への知的探求心により、この研究室では海洋大循環の研究を進めている。 未知の領域である深層については、深層循環の全体像をとらえるために流速の長期測定が重要であり、深海に１～２年設置する係留系に測器をつけて流速や水温・塩分の連続測定を行っている。ひとつの測器からはその点でのデータしか得られないため、空間的な広がりを知るには多くの測器を設置する必要がある。そのため、高性能な流速計や水温・塩分計が安価で手にはいることが望まれるが、現在の機器は高価なものとなっている。 -
シミュレーションを用いた不確実性下の経営意思決定支援稗方 和夫大学院新領域創成科学研究科 人間環境学専攻シミュレーションを用いて不確実性下の意思決定を支援する方法について研究を行う。複数の事例について図に示す。 -
水分不飽和土壌中の移動現象の解析とその応用西村 拓大学院農学生命科学研究科 生物・環境工学専攻農地をはじめ、河川堤防や建築地盤などの地盤となる土地は、乾燥状態から水分不飽状態にいたるまでのさまざまな水分量を含む水分不飽和な土壌である。現状では、この水分不飽和な土壌の地盤としての機能を正確に評価し、それに基づいた設計を行うためには、なお解明すべき点が残されている。 -
土壌ガスのモニタリング西村 拓大学院農学生命科学研究科 生物・環境工学専攻土壌由来の温室効果ガスの発生量、動態は、連続測定データが少ない一方で、放出の時間的変動が非常に大きいということが近年わかってきた。ガス透過性樹脂を土中に埋設し、ターゲットとなるガスをセンシングできるセンサーを挿入することで、土壌中のガス濃度の連続測定が可能になる。 -
マルチスケール熱力学連成解析システムによるセメント改良地盤からの六価クロム溶出影響評価高橋 佑弥大学院工学系研究科 社会基盤学専攻この研究室では、nmからmmスケールといった微視的な機構に支配される重金属の固液平衡、移動、反応現象と、数mから数十mオーダーの空間的広がりを有する汚染物質拡散現象の両者を直結するために、マルチスケール型モデルの開発と統合システムの構築を行っている。実環境に見られる多様な地盤条件（pHや酸化還元状態、地盤の種類、地下水流など）のもと、セメント固化処理土の長期安定性と六価クロムの溶出挙動について、統一的な枠組みで予測するシミュレーション技術の構築を目指すものである。 現在開発を進めている３次元有限要素法を用いた熱力学連成解析システム（DuCOM）は、節点自由度として温度、間隙水圧、ガス分圧、および様々なイオン種の濃度などを逐次解いていくものである。各自由度の解は、支配方程式である熱エネルギー保存則および水分・気体・イオンなどの質量保存則を満足することが求められる。ここで相互依存性を考慮するにあたって、各々の質量保存則を構成するサブシステム内で個別に解き、十分に微小な時間間隔のもと、各システムで得られる出力値を連成させながら計算を実施していくスキームを採用している。微視的な現象に立脚したセメントの水和進展、空隙構造の形成、クロムの移動・固定化モデルの連成により、実験条件に応じた初期条件と境界条件を入力するのみで、統一的な手法によって溶出挙動が追跡可能となったと言える。この手法を用いてタンクリーチング試験の再現解析を行ったところ、セメント添加量が増加し養生日数が延びるにつれ、水和反応により形成される硬化体構造が緻密にあり、外部への六価クロム溶出量が抑えられることが表現された。