2021 Fiscal Year Research-status Report
空間曲線を折り目に持つ折紙の形状設計および変形シミュレーション
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19K12677
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
三谷 純 筑波大学, システム情報系, 教授 (40392138)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 折紙 / 曲線折り / 形状モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
曲線での折りを含む可展面の形状を幾何学的に定義する方法として、折り目を定義する3次元曲線（曲率関数と捩率関数）、形状を2次元平面へ等長写像したときの折り目曲線（曲率関数）、折り角度関数といった、幾何学的に形状定義可能なパラメータを指定する方法があるが、この方法は数学的に正確な形状を定義できる反面、形状設計者が形状を視覚的に把握し、変形操作などを対話的に行うことが難しいという問題がある。そのため、より直感的な操作ができること、また現実的な問題を解決するために有用なアプローチであることを目指して、設計者が初期形状として与えられたものに対して、その面上の点（control point）が指定した座標（target point）へと移動するようにして形状を変形できる手法の考案を行った。具体的には、設計者は初期形状上として与えられる曲線での折りを持つ可展面に対して、マウス操作によって複数のcontrol pointを選択し、それぞれが、どのような位置に移動することを期待するかをtarget pointとして指定する。幾何的な制約下において、これらの対応する点間の距離が最小となるような形状を最適化手法によって生成する。ここで使用される最適化には、可展面を構成するrulingの交差を避けるように、rulingの方向を調整する工夫を入れることで、計算コストおよび精度の両立を実現した。評価実験を通し、提案手法は、設計者による形状操作のほかにも、曲線折りを含む形状の変形過程の可視化、複数の折り目が対称な位置に存在するケースへの応用などが可能であることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染症の影響で、予定されていた研究発表会への参加や、他の研究者との交流の機会が減少したことなどから、前年度時点での遅れがあったものの、本年度においては、オンライン会議などを活用することで、研究を進めることができた。それにより、曲線での折りを含む形状の構築および変形過程の可視化、制御については研究の進展が見られた。しかしながら、研究課題の遂行を全体としてみると、提案手法の実装および評価などに若干の遅れがある。そのため、本研究課題の実施期間延長の申請を行い、1年間追加して研究を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の最終年度として、これまでの研究の取り組みを論文としてまとめ、国際会議や論文誌への投稿を進める予定である。また、これまでの成果に基づいた実モデルの制作などを通して、応用可能性についての検証を行う予定である。これには、可展性を維持できる素材を用いるとともに、3Dプリンタなどの活用も検討する。提案手法を実装したシステムの開発も継続して進め、その過程で発生すると予想される課題についてまとめるとともに、今後の研究テーマにつなげるための情報の整理および、実用化のための課題の洗い出しをを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の影響で、予定されていた研究発表会への参加や、他の研究者との交流の機会が減少したことなどから、研究の遂行に若干の遅れがある。そのため、本研究課題の実施期間延長の申請を行い、1年間追加して研究を進めることとした。次年度は、論文投稿など、これまでの研究内容をまとめた成果発表を主な目的とした使用を行う予定である。
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