研究系列紹介

エレクトロニクス・計測工学系

光エレクトロニクス技術を用いた社会貢献を目指して(篠田/山口)

光エレクトロニクス研究室は、レーザなどの光とコンピュータや半導体デバイスなどのエレクトロニクスとの融合を目指した研究を行っています。

健全な社会基盤の安全性を把握することを目的に、構造物のヘルスモニタリングシステムの構築に取り組んでいます。現在、光ファイバ型センサとしてFBG(Fiber Bragg Grating)を用いた実時間ひずみ計測システム並びに新たな計測法の開発を行っています。図1は開発した実時間モニタリングシステムです。

また、高度な技能の継承・保存が各分野で重要な課題になっており、光学式モーションキャプチャを用いた動作解析の研究を行っています。現在、文理融合研究として日本舞踊の型、流派および熟達度の違いを科学的に見いだすこと、並びに演者への教育支援システムを目的に、動作解析システムを開発しています。図2は本動作解析システムによる師匠と弟子の舞踊動作の比較です。

図1

図1

図2

図2

いろいろ、測る。(門馬)

「計測なくして科学なし」といわれます。本研究室は「測る」ことに注目して、主に画像を用いた計測で、ヒトの作業を自動化する研究をしています。

画像といってもいろいろあり、いわゆるカメラで撮影したものは、世界の「光」や「いろ」を測った結果です。他にも温度や距離を測るカメラなどが存在し、これらはすべて、世界の情報を「電気」に変換しています。「電気」に変換できれば次はコンピュータの出番ですが、コンピュータにヒトと同じ判断をさせることは、難しい問題です。私たちは何かを判断するとき、無意識に情報を使うことがあります。その部分について仮説を立て、正しさを実証することに苦労しますが、研究の醍醐味でもあります。

写真は看板の支柱で、風雨などで錆びて徐々に弱りますが、私たちは知識や経験からいとも簡単に壊れそうだと見て判断できます。それがなぜか? を考えて、コンピュータに教えることで、錆の程度を自動評価できるようになりました。

錆びてしまった支柱

錆びてしまった支柱

自動評価して要注意な箇所を示した結果

自動評価して要注意な箇所を示した結果

身近な生活の安全・安心を考える(小野/松村)

生活環境の中でさまざまなものを"測り"、"改善"することで、より安全にそして安心できる社会を創ることを目指しています。危険で負担の大きい単純労働を機械に任せる方法や、物事が人の心理に与える影響を明らかにし、人に優しい社会を築きたいと考えています。生活に身近な研究テーマが特徴で、企業との共同研究も多く行っています。

例えば立体映像による夜間街路照明の視環境評価。人に安心感を与える、夜間の照明環境を提案します。

右の図(中)は夜間街路の立体映像の例で、CG作成ソフトでリアルな夜間街路を再現し、臨場感をさらに増すためにテーマパークのアトラクションでも使われる偏光メガネ方式による立体映像を被験者に提示し、評価実験を行っています。評価実験では、人が何から安心感を得るかを測るため、SD法による心理評価、因子分析を用いています。測った結果をもとに改善のために庭園灯を置くことで、安全で、安心な夜間街路を提案しています(右図下)。

CGを用いた霧発生時の風車の視認性に関する研究

CGを用いた霧発生時の風車の視認性に関する研究

CG作成ソフトでリアルな夜間街路を再現

CG作成ソフトでリアルな夜間街路を再現

測った結果をもとに安心な夜間街路を提案

測った結果をもとに安心な夜間街路を提案