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組合せ剛性理論に基づく形態デザイン手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K12868
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 デザイン学
研究機関大阪市立大学 (2018-2019)
東京工業大学 (2017)

研究代表者

小林 祐貴  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (70756668)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード組合せ剛性理論 / 形態デザイン / グラフ剛性 / ブレース追加問題 / 多面体 / 折り畳み / 剛体折り / 平坦折り畳み / 形態生成 / Panel-hingeフレームワーク / bar-jointフレームワーク / デザイン・コンピューティング / デザイン科学 / ヒンメリ / Body-barフレームワーク / panel-hingeフレームワーク / 設計支援
研究成果の概要

Coxeterのねじれ正多面体と呼ばれる,平坦に折りたたむことができる柔軟な立体を剛にする手法を明らかにした.さらに,同様の方法でOvervelde らの柔軟な立体も剛にできることを示した.
また,立体を骨組みとして扱うbar-jointフレームワークと呼ばれる構造物についての形態生成手法を提案した.そして,提案手法による模型をフィンランドの伝統的な工芸品であるヒンメリとして作成した作品を発表した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

組合せ剛性理論,グラフ剛性に関する理論研究は広く行われているものの,建築空間を想定した形態デザインに応用し,形態生成手法を開発したことは学術的に画期的である.従来手法とは異なる方法で,立体が剛になることを直感的に示すことにも成功した.
さらに,伝統的な工芸品として知られているヒンメリを提案手法により作成した作品を発表することにより,一般および専門家の人々に知ってもらう機会を作り,研究の広がりに寄与できた.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 極小剛な空間充填立体bar-jointフレームワークの生成手法及び建築形態デザインへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴,加藤直樹
    • 雑誌名

      日本建築学会環境系論文集

      巻: 83 号: 745 ページ: 323-331

    • DOI

      10.3130/aije.83.323

    • NAID

      130006589004

    • ISSN
      1348-0685, 1881-817X
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Combinatorial Rigidity Himmeli2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi
    • 学会等名
      Bridges 2020 : Mathematics, Music, Art, Architecture, Culture
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一様ブロック積みに基づく立体を剛にする手法2019

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴
    • 学会等名
      2019 年度大会学術講演会(日本建築学会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単位立体を追加することによる一様ブロック積みを剛にする手法2019

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴
    • 学会等名
      第42回情報・システム・利用・技術シンポジウム (日本建築学会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Periodic Sponge Surfaces and Their Rigidity2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi and C. Nara
    • 学会等名
      The 21th Japan Conference on Discrete and Computational Geometry, Graphs, and Games
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation Methods of Panel-Hinge Frameworks Based on Regular Skew Polyhedra2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, J. Itoh, and N. Katoh
    • 学会等名
      Bridges 2018 : Mathematics, Music, Art, Architecture, Culture
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 切頂八面体に基づく柔軟な空間充填立体を剛にする手法2018

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴, 奈良知惠
    • 学会等名
      第41回情報・システム・利用・技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 切頂八面体に基づく柔軟な周期的立体の展開図2018

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴, 奈良知惠
    • 学会等名
      第24回折り紙の科学・数学・教育研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 剛なbody-barフレームワークの生成手法2018

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴, 東川雄哉
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Coxeter のねじれ正多面体に基づくpanel-hinge フレームワーク生成手法2018

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴
    • 学会等名
      日本数学会研究会「直観幾何学2018」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 穴のある極小剛な空間充填立体 bar-joint フレームワーク生成手法2017

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴,加藤直樹
    • 学会等名
      日本建築学会2017年度大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 剛体追加による剛な panel-hinge フレームワークの生成手法2017

    • 著者名/発表者名
      小林祐貴, 伊藤仁一,加藤直樹
    • 学会等名
      日本建築学会第40回情報・システム・利用・技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪市立大学 建築学科 図形科学研究室

    • URL

      https://www.arch.eng.osaka-cu.ac.jp/graphics/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 小林 祐貴 (Yuki Kobayashi)

    • URL

      https://kobayashiyuki.wordpress.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 小林 祐貴 (Yuki Kobayashi)

    • URL

      https://kobayashiyuki.wordpress.com

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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