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3次元視覚インタフェイスを有する構造位相設計システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 09651022
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 海洋工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

岸 光男  大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00145814)

研究分担者 山田 智貴  大阪府立大学, 工学部, 助手 (90240027)
泉 正夫  大阪府立大学, 工学部, 助教授 (60223046)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード構造設計 / 最適設計 / ニューラルネットワーク / ボルツマンマシン / ビジュアリゼーション / 立体視 / ヘッドマウンテッドディスプレイ / レゴ構造 / 人工現実感 / ポルツマンマシン / 形態設計 / トラス構造 / レゴ構造設計 / ヘッドマウントディスプレイ
研究概要

構造位相設計に関して,候補集合の中から構造要素を選択し,それらを結合させていくことで構造を生成する設計問題がある.これを“レゴ構造設計"と呼ぶ.本研究では,レゴ構造設計の最適化に確率的ニューラルネットワークのボルツマンマシンを適用するとともに,その形状評価に3次元視覚インタフェイスを導入した.
ボルツマンマシンの入出力関数について,シグモイド型ではなく,階段型関数の導入を提案した.その結果,最適化の過程において,設計者の意思(構造要素の増減)を設計解へ直接的に反映させることが容易となった.
3次元視覚インタフェイスとしてヘッド・マウンテッド・ディスプレイ(HMD)を導入し,その立体視の機能を活用するための環境条件を明確にした.すなわち,対象物の表面は拡散反射,対象物は明るく背景は暗く,対象物の色は暖色系,視点間隔は通常値で視距離は5〜l0m,光源は無限遠光源と設定すれば,静止画像でも効果的である.
構造物の設計では,設計解が表現する形態や形状を人間に認知させなければならない.3次元構造とくにトラス構造では,2次元と比較すると,その形状を視覚的に把握することが格段にむずかしくなる.トラス構造を対象としたレゴ構造設計について,得られた構造の3次元コンピュータ・グラフィックス(3DCG)ステレオ画像を作成してHMDに入力し,人間に認知させた.その結果,立体視は形状理解を支援するが,HMDによって人間が強いられる負荷も大であった.視界および画質にもよるが,両眼視差を利用するHMDの将来性は疑わしい.CADシステムでは,3DCGによるアニメーションが形状評価での主役を当面続けるものと推測する.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書

研究成果

(22件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] M.Kishi: "LEGO-Type Structural Design by Boltzmann Machine" CD-ROM Proc.of Int.Sympo.on Optimization & Innovative Design. #129 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi: "LEGO-Type Design by Using Neural Networks" Proc.of Computer Aided Optimum Design of Structures. 249-256 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小倉 洋樹: "視知覚を考慮した形状デザインに関する研究" 土木学会構造工学技術シリーズ. 1. 75-78 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 落 隆行: "確率的ニューラルネットワークによるレゴ構造設計" 土木学会構造工学技術シリーズ. 1. 125-128 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岸 光男: "レゴ構造設計とビジュアリゼーション" OPTIS'98日本機械学会第3回最適化シンポジウム論文集. 261-264 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岸 光男: "レゴ構造設計と視覚インタフェイス" 第22回NCP研究会・機械の強度と形態懇話会論文集. 1-2 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 振動騒音部門委員会振動騒音の最適化ワーキンググループ: "振動騒音の最適化,技術報告シリーズ28" 自動車技術会, 430 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi, et al.: "LEGO-Type Structural Design by Boltzmann Machine" Proc. of Int.Sympo.on Optimization & Innovative Design, JSME. CD-ROM #129. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi, et al.: "LEGO-type Design by Using Neural Networks" Proc.of Int.Conf.on Computer Aided Optimum Design of Structures, Computational Mechanics Publications. 249-256 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi, et al.: "Concreting Schedule of Immersed Tube at Sea (in Japanese)" Proc.of 5th Sympo.on System Optimization, Japan Society of Civil Eng.39-42 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ogura, et al.: "Shape Design Based on Visual Perception (in Japanese)" Proc.of 5th Sympo.on System Optimization, Japan Society of Civil Eng.75-78 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ochi, et al.: "LEGO-type Structure Design by Probabilistic Neural Networks" Proc.of 5th Sympo.on System Optimization, Japan Society of Civil Eng.125-128 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi, et al.: "Design and Visualization of LEGO-type Structure" Proc.of 3rd Sympo.on Optimization System (OPTIS'98). JSME. 261-164 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi, et al.: "LEGO-type Structural Design and Binocular Visual Interface (in Japanese)" Proc.of 22th NCP Research Sympo.JSME Kansai. 1-2 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kishi: "Optimization Using Neural Networks (in Japanese)" Optimization for Noise & Vibration Control, Society of Automotive Engineers of Japan. 236-248 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岸 光男: "レゴ構造設計とビジュアリゼーション" OPTIS'98日本機械学会第3回最適化シンポジウム論文集. 261-264 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 岸 光男: "レゴ構造設計と視覚インタフェイス" 第22回NCP研究会・機械の強度と形態研究懇話会論文集. 1-2 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 振動騒音部門委員会振動騒音の最適化ワーキンググループ: "振動騒音の最適化, 技術報告シリーズ28" 自動車技術会, 430 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kishi: "LEGO-Type Structural Design by Boltzmann Machine" CD-ROM Proc.of Int.Sympo.on Optimization & Innovative Design. ♯129 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kishi: "LEGO-Type Design by Using Neural Networks" Proc.of Computer Aided Optimum Design of Structures. 249-256 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 小倉 洋樹: "視知覚を考慮した形状デザインに関する研究" 土木学会構造工学技術シリーズ. 1. 75-78 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 落 隆行: "確率的ニューラルネットワークによるレゴ構造設計" 土木学会構造工学技術シリーズ. 1. 125-128 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-03-31   更新日: 2016-04-21  

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