| Project/Area Number |
23K17158
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90010:Design-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小林 祐貴 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (70756668)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | デザイン科学 / 計算幾何 / 形態生成 / グラフ理論 |
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| Outline of Research at the Start |
人が物やことをデザインするとき，設計図や概念図，スケッチといった図式表現を媒介にする．例えば，建築物などの形態を考える際には，実現することを考慮した部材の接続関係を想定する．本研究は，構造物の接続関係をグラフとして扱うことで，構造物の剛性を組合せ的に扱う理論である組合せ剛性理論をはじめとした計算幾何に基づいた直観的形態デザイン手法を探究する.
組合せ剛性理論の成果は人々の構造物の剛性に関する直感を厳密に数理の問題として議論したものであると言え，設計の初期段階より剛性の検討が可能となり，設計者が直観的に思い浮かべる形態をより自然に実現可能となる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，構造物の接続関係をグラフとして扱うことで，構造物の剛性を組合せ的に扱う理論である組合せ剛性理論をはじめとした計算幾何に基づいた直観的形態デザイン手法を探究する．本年度の成果は以下の2件である．
(1)規則的に面を取り除いて平坦化可能な立体の作成について，斜方切頂立方八面体と正八角柱からなる空間充填立体について作成可能であることを明らかにした．研究成果について国内会議の第35回折り紙の科学・数学・教育研究集会において発表し，成果に基づいて作成した模型を国際会議Bridges 2023: Mathematics, Art, Music, Architecture, Cultureにおいて展示発表した．さらに，これまでに平坦化可能であることがわかっていた空間充填立体と立体同士の接続関係が同じであることをまとめ，国際会議The 8th International Meeting on Origami in Science, Mathematics and Education (8OSME)に投稿した．
(2)棒材がピンで接合されたbar-jointフレームワークについて，部材配置のばらつきを考慮した斜材追加手法を検討した．斜材が集中して配置されると，特定のピンに部材が集まることで施工性が低くなったり，明らかに剛である構造物しか得られなくなるが，斜材を集中して配置することなく柔軟な立方体グリッドを剛にする手法を提案し，国内会議の第46回情報・システム・利用・技術シンポジウムにおいて発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)の成果は，これまでに平坦化できてきていた他の空間充填立体と，同様な立体同士の接続関係を持つ立体を明らかにし，新たに平坦化可能な立体を作成することに成功した．(2)の成果は,組合せ剛性理論において，これまでに提案されていた手法に基づき，部材を分散させて配置する手法を提案した．これらの成果によって，計算幾何に基づいた直観的形態デザイン手法を提案することができている．このように本研究は，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平坦化可能な立体について，他の空間充填立体についても検討し，立体同士の接続関係の条件を明らかにする．さらに，得られた手法について，デジタルファブリケーション機材を活用して模型を作成することで，形態デザインへの有用性を示す.
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