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3Dプリンタ造形物への情報埋め込み技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04141
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関神奈川工科大学

研究代表者

鳥井 秀幸  神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (20343642)

研究分担者 上平 員丈  神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (50339892)
鈴木 雅洋  聖泉大学, 人間学部, 准教授 (30397046)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード3Dプリンタ / デジタルファブリケーション / 情報ハイディング / 情報埋め込み / 近赤外蛍光材 / ディープラーニング / 磁気記録 / 蛍光色素
研究開始時の研究の概要

本研究は、3Dプリンタによる実物体の造形の際に内部に微細なパタンを形成することにより、実物体造形と同時にその内部に情報を埋め込む技術について研究する。通常の物体ではその内部は強度の維持など以外には特に機能は持たないが、本研究では物体内部を情報表現の場として活用する。そして、「情報」と「モノ」が融合した3Dプリンタならではの新しいデジタルモノづくりを提供する。具体的にはこれまでの基礎検討での蓄積をベースに情報の埋め込みとその非破壊読み出し法を確立する。また、機能材料を用いた情報埋め込みを検討し、3Dプリンタ造形物の高機能化の可能性を検討する。

研究成果の概要

本研究は、3Dプリンタで造形する実物体の内部にデジタル情報を造形と同時に埋め込む技術、および埋め込んだ情報を非破壊で読み出す技術の実現を目的とし、以下成果を得た。1)埋め込み情報の読み出しを容易にするため、近赤外蛍光色素を配合した樹脂で埋め込みパタンを形成し高コントラストでパタンを検出する方法を確立した。また、検出パタン画像に敵対的生成ネットワークを適用することで高精度の情報読み出しを達成した。2)埋め込みパタンに磁性材配合樹脂を用いる方法を検討し、埋め込み情報を書き換えを可能にする方法の実現性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

3Dプリンタが普及すると、消費者はネットを介して商品の設計データを購入すれば、これを3Dプリンタに入力するだけで自宅やオフィスで所望の商品を簡単に製造して入手可能となる。このため、3Dプリンタは製造業や物流の世界を変革するといわれている。本研究が目指す、3Dプリンタで製造されるものの中にデジタル情報を埋め込む技術が実現されれば、IoTなどでの利用も可能になり、3Dプリンタ造形物の活用範囲が飛躍的に拡大して社会に大きなインパクトを与えることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件)

  • [学会発表] High-accuaracy reading technology for QR codes embedded in 3D printed object using an autoencoder2023

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Torii, Masahiro Suzuki, and Kazutake Uehira
    • 学会等名
      2023 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Technique for reading QR code embedded in 3D printed object by GAN2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Suzuki, Hideyuki Torii, and Kazutake Uehira
    • 学会等名
      2023 International Conference on Image, Video and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Embedded Depth of Internal Printed Ferromagnetic Cell on Data Clarity of Rewritable 3D Objects2021

    • 著者名/発表者名
      Piyarat Silapasuphakornwong, Hideyuki Torii, Masahiro Suzuki, and Kazutake Uehira
    • 学会等名
      Proceedings of Printing for Fabrication
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Mobile Scanner Application for Embedding Data inside 3D Fabricated Objects2021

    • 著者名/発表者名
      P. Silapasuphakornwong, K. Sookhanaphibarn, K. Uehira, C. Peansuwan, W. Pitjitlekha, A. Sinthawanon, M. Cheancharadpong, T. Chanthaworn, H. Torii
    • 学会等名
      Proceedings of 2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printing Technique to make Information inside an Object Rewritable: Effect of Amount of Filament on Readability2020

    • 著者名/発表者名
      Piyarat Silapasuphakornwong, Hideyuki Torii, Masahiro Suzuki, and Kazutake Uehira
    • 学会等名
      Printing for Fabrication 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Embedding Information in 3D Printed Objects with Curved Surfaces Using Near Infrared Fluorescent Dye2020

    • 著者名/発表者名
      Piyarat Silapasuphakornwong, Hideyuki Torii, Kazutake Uehira, and Siravich Chandenduang
    • 学会等名
      International Conference on Advances in Multimedia
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Embedding Information in 3D Printed Objects with Curved Surfaces Using Near Infrared Fluorescent Dye2020

    • 著者名/発表者名
      Piyarat Silapasuphakornwong, Hideyuki Torii, Kazutake Uehira, Siravich Chandenduang
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Advances in Multimedia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printing Technique That Can Record Information Inside An Object As Rewritable2019

    • 著者名/発表者名
      Piyarat Silapasuphakornwong, Hideyuki Torii, Masahiro Suzuki, and Kazutake Uehira
    • 学会等名
      Printing for Fabrication 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性材配合樹脂による3Dプリンタ造形物内への書き換え可能な情報記録2019

    • 著者名/発表者名
      ピヤラット シラパスパコォンウォン、鈴木 雅洋、鳥井 秀幸、上平 員丈
    • 学会等名
      Conference on 4D and Functional Fabrication 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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