2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16100001
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
富田 眞治 京都大学, 情報学研究科, 教授 (40026323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 眞一郎 京都大学, 情報学研究科, 助教授 (20243058)
中島 康彦 京都大学, 経済学研究科, 助教授 (00314170)
黒田 知宏 京都大学, 医学研究科, 講師 (10304156)
中尾 恵 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (10362526)
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| Keywords | 体感型シミュレーション / 実時間シミュレーション / 可視化 / ボリュームレンダリング / 並列処理 / 手術シミュレーション / 剥離シミュレーション / 触診 |
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| Research Abstract |
1.能動的仮想体感型マルチスケール・シミュレーションサーバの研究
各計算ノードにGraphics Hardwareを備えた64ノード構成の体感型シミュレータ・プロトタイプScubeを構築した.Scubeは現時点で日本最大級のグラフィクスクラスタである.また.Scubeにおける数値計算と可視化の同時実行を支援する相互結合網Three Quadsの提案を行った.Three Quadは各ノードが3本のリンクを持つN-Cube系のネットワークであり、3次元空間上の隣接間通信が1ホップ、任意の2ノード間の通信が2ホップで実現可能であるとともに、多くの数値計算アルゴリズムの高速化に寄与する行列転置演算を高速に実現することが可能である.
一方、可視化処理の高速化においては、ノード間遅延107ns,通信帯域4Gbpsを実現する画像処理向け高速通信リンクの実装,ならびに,データの多重化を不要にした並列ボリュームレンダリング・アーキテクチャの提案を行った.
2.体感型シミュレーション呈示システムと大動脈弓触診シミュレータの並列化
ヒトの解剖学的な属性を反映した成人男性の手首力学構造モデルを構築し,脈診時の押込みによる手首・血管壁の変形および血流量の変化を反映する有限要素力学計算方法を開発した.また,剥離手技を対象とした有限要素法に基づく臓器破断モデルを構築し,対話的な剥離シミュレーションを実現するための投機計算モデル,ならびに,剛性マトリクスの特徴を考慮した並列高速求解手法の検討を行った.
3.超高速体感型マルチスケール・シミュレータのためのシミュレーション・キャッシングの研究
3次元入出力デバイスを用いた実時間シミュレーション・ステアリング端末のプロトタイプ実装を行った.具体的には,平成16年度に開発した流体シミュレータに対して、流体内に配置した円柱を力覚呈示デバイスを用いて移動させた時に生じる流れを実時間で計算し視覚・力覚呈示するシステムのプロトタイプを構築した.
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