| Project/Area Number |
21K03824
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18030:Design engineering-related
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
Hira Toshio 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (60280426)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 力学的感性 / 深層学習 / 力の流れ / 力学的表情 |
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| Outline of Research at the Start |
デザインにおいて，対象物を力学的に把握する直感的能力を力学的感性と呼ぶことが提唱されている．力学的感性の存在や重要性は，機能美の概念やデザイン教育における「力の流れ」の強調からも明らかであるものの，それがどのような能力であるかについては属人性が強調された方法論的記述にとどまっている．本研究では，深層学習アプローチによって構造形態のどの部分に力学的特徴が表れ，その特徴がどのように把握されているのかを明らかにすることで，力学的感性の視覚化を図る．
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| Outline of Final Research Achievements |
The capability to make unconscious and intuitive judgments for the mechanics aspect of an object is called Mechanical Kansei, and there are attempts to elucidate how this capability is utilized in the realization of structural rationality within the design process. In this research, we assume the ability to intuitively recall the force flow at the level that a novice learner acquires, and simulate this ability with a network obtained by deep learning. By considering the topology-optimized shapes, determined under various structural boundary conditions, as a representation of the force flow, these shapes were used to train a variational autoencoder. We showed that these shapes could be reconstructed in a low-dimensional latent variable space. We also confirmed that the trained network represents a mapping from structural boundary conditions to shapes without the mechanics model inside the network.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
一般に，デザインという行為は設計者の審美眼的な感性的側面が強調される．その一方で機能美の概念のように，構造物にはその力学的な合理性が美しさとして表出するとの考え方も古くから論じられている．これらのことは，デザインにおける感性的側面と，力学的合理性のような客観的側面とが不可分であることを示している．本研究は，力学的感性の概念を手がかりに，その能力を深層学習によって再現することで，デザインに対して体系的なアプローチをしようとする試みの一部であり，得られた知見が人の創造的行為のさらなる理解につながるという意義を持つ．
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