公開日：2026年1月25日

https://www.jstage.jst.go.jp/browse/transjsme/92/953/_contents/-char/ja

＜設計工学とシステム工学のフロンティア2025＞

Bayesian Active Learningを用いた車両アダプティブクルーズコントロール性能の自動評価法

山本 望琴, 新谷 浩平, 瀬口 裕章, 津田 和希, 星原 光太郎

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00040

市場における車両性能の重要な要素の1つであるACC（アダプティブクルーズコントロール）性能の品質を確保する為には，市場走行が再現された複雑なテストシナリオと車両挙動を制御する包括的な評価が必要となる．しかし，限られた開発リソーセスの中で，制御定数の背反を考慮しながらテストシナリオの全パターンを評価することは困難である．本研究では，Bayesian active learningとVehicle In the Loop Simulationテストベンチを用いた，ACCの自動探索システムを提案する．提案システムは，ACCの性能課題と制御定数設計空間の実行可能領域を自動的に探索する．

ラフ集合理論を用いたクラシックバレエ身体運動と感性情報の非線形分析

伊藤 照明, 友重 英美里, 大山 剛史, エフェンディ モハマド

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00050

クラシックバレエは技術と表現力を要するが，その主観的な印象の定量評価は困難である．本研究は，この課題解決のため，バレエ動画を用いて身体動作と印象の非線形な関係を分析した．まず，18組の感性語によるアンケート調査で印象を定義後，ラフ集合理論を適用した．そして背景などを除外し，OpenPoseで抽出した骨格の動きと座標値データから，8つの動作属性を定義し分析を行った．この分析により，ラフ集合理論が主観的な感性情報と身体動作の関連性を客観的に評価し，「美しい」や「優雅な」といった印象と身体表現の非線形な関係を効果的に分析できること示した

動的コンプライアンス最小化問題に対する3次元バイメタルの界面形状最適設計手法の開発

井川 温貴, 史 金星

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00076

本研究では，時間応答問題の基礎となる動的コンプライアンス最小化問題に着目し，バイメタルの最適界面形状を求めるため，H1勾配法に基づく形状最適設計手法を提案した．まず，体積制約を考慮して動的コンプライアンス最小化問題の定式化を行った．次に，Lagrangeの未定乗数法，物質微分法，随伴変数法を統合して，形状勾配関数（すなわち感度関数）を理論的に導出した．導出した形状勾配関数をH1勾配法へ適用し，汎用FEMソフトウェアと自作のプログラムを組み合わせ，プログラミングにより界面形状最適設計システムを構築した．解析例により，提案した形状最適設計手法の有効性と実現性を検証した．

射出成形機の1D-CAEモデルに対する省エネ技術の網羅的探索方法

貝吹 和秀, 土屋 英滋, 﨑山 要

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00077

生産システムのエネルギー消費を削減する際，シミュレーションによる省エネルギー対策の事前評価は有効である．しかし，異なる省エネルギー対策に対して複数のシミュレーションモデルを構築するのは多大な労力を要する．このプロセスの自動化により評価の効率は向上するが，従来手法ではモデルの複雑さや人間の経験に起因して有効な対策の評価を見落とすリスクがある．本研究では，Modelicaによるシミュレーションモデルと形式手法Alloyを統合し，実行可能なシステム構成を自動生成・評価する手法を提案した．提案手法を射出成形機に適用したところ，省エネルギー対策を実施した射出成形機のシミュレーションモデルの自動生成と評価が可能と確認できた．

BOM情報に基づく設計文書自動タグ付けシステムの開発

吉田 洵也, 濱口 崇志, 長谷部 達也

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00078

本研究では，鉄道車両設計における効率的な情報検索と専門知識の共有を目的として，BOM情報に基づく設計文書自動タグ付けシステムを提案した．本提案システムは，鉄道設計BOMで示された鉄道車両部位間の構造的関係を学習させたLDA（潜在ディリクレ配分法）を特徴としており，鉄道車両設計文書で追加学習を行ったBERTによる部位名認識技術と組み合わせて，文書の内容に関連が強い部位名のタグを自動推定することが可能である．69件の鉄道車両設計文書で本手法の検証を行い，他の手法（TF-IDF法）と比較して本手法がF1値で約3倍の精度があることを確認し，本手法の有効性を確認した．

振動圧力を用いたプラスチック射出成形のプロセスパラメータ最適化

山谷 健太, 北山 哲士, 山﨑 祐亮, 久保 義和, 合葉 修司

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00079

溶融樹脂に加える圧力を周期的に変動させる振動圧力を用いたプラスチック射出成形において，薄板状部品の反りとサイクルタイムを最小化する振動圧力とプロセスパラメータの最適化を行った．振動圧力を用いることで，溶融樹脂の粘度やせん断応力が低減され，結果的に残留応力が低減することが期待できる．また，充填と保圧，冷却工程の時間の総和をサイクルタイムとし，これも同時に最小化した．RBFネットワークを用いた逐次近似最適化により，反りとサイクルタイムのパレートフロントを同定した．その結果，本論文で提案した手法では，せん断応力を低減させ，キャビティ内部の圧力分布が均一化し，反りの改善に効果的であることが明らかとなった．

航空機開発保証プロセスを応用した一般製品向け品質基準の策定方法と適用
（リスクベースアプローチにおける開発保証概念導入の効果）

松橋 雅彦, 大友 隆行, 横関 智弘, 樋口 諒

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00081

本研究では，航空機分野における開発保証プロセス（ARP4754B）およびSORAを応用し，安全性重視分野に限定されない汎用的なリスクベースアプローチ（RBA）手法を提案する．本手法は，不確実性の高い状況下において，事業リスクの影響度に応じて対応の厳密さを調整することで，経営資源の配分最適化を可能にする．スポーツ産業における適用事例として，バドミントンラケットの品質基準最適化に本手法を導入した結果，重大な7項目についてはリソース強化の必要性が明確になり，一方で影響度の低い14項目については簡略化が可能であることが示された．このプロセスにより，リスクを許容範囲に保ったまま，関係者の合意形成を容易にし，リソースの拡充と削減を同時に実現できた．本研究は，制約下でのイノベーション主導型製品開発において有効な，領域横断的に適用可能なRBAの構造的かつ拡張可能なフレームワークを提示し，学術的・実務的に貢献する．今後は，ロバスト性の定量化や他分野への展開を通じた発展を目指す．

面内方向の等方性を考慮した異方性材料の物性値同定

福原 颯, 柚木 輔公, 平手 利昌, 竹内 謙善, 荒川 雅生

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00086

有限要素解析（FEA）は産業用機器の設計・評価に不可欠であり，その精度を高めるためには材料定数などの設計パラメータの値を正確に同定する必要がある．特に実設計や他の解析への再利用を考えると，物理的に現実的な値を同定することが信頼性の観点から重要である．本研究では，（1） 構造特性に基づく物理的制約の導入，（2） 感度に基づく目的関数の選定，という2つの考え方に基づいて，現実的な材料定数の同定方法を検討する．前者は探索空間の物理的妥当性を担保し，後者は同定解の一意性向上に寄与する．産業機器内の鉄心部品のケーススタディにより，これらの有効性を確認した．

子どもを対象としたPupiloidにおける傾聴眼差し表現法の効果

瀬島 吉裕, 楊 立衡, 山崎 香汰, 和智 主馬, 渡辺 富夫

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00088

子どもにとって信頼できるソーシャルロボットを開発するには，積極的な傾聴態度の設計が重要である．著者らはこれまでに，対話者の発話に基づいて積極的な傾聴態度を表現する音声駆動型瞳孔反応ロボットPupiloidを開発し，その有効性を示してきた．しかしながら，Pupiloidの子どもに対する効果は検証されていなかった．本研究では，Pupiloidを用いて，小学校での体験実験およびロボットイベントに参加した子どもを対象に，Pupiloidの印象をアンケート評価させた．その結果，子どもにおいても親近感や傾聴感が高く評価される等，Pupiloidに対して好印象が形成されることが確認された．

＜材料力学，機械材料，材料加工＞

鋼とアルミニウム合金の異材抵抗スポット溶接における金属間化合物の形成状態に及ぼす外部冷却の影響

福家 稔, 河野 結斗, 藤岡 淳, 大石 候太, 伊與田 宗慶

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00082

鋼とアルミニウム合金の異材抵抗スポット溶接では金属間化合物（IMC）が厚く形成されると接合強度が低下することが知られている．IMCは接合界面の温度場に依存した原子拡散によって形成されるため，本研究では冷却過程に着目した温度場制御法を適用し，外部冷却がIMC形成状態に及ぼす影響について検討した．その結果，気体噴霧装置を用いて冷却ガスを吹き付けることで，IMC厚さおよびAlrichのIMCの厚さが抑制され，十字引張強さが向上することが明らかになった．さらに，外部冷却によりアルミニウム合金の表面温度が低下することが確認され，アルミニウム合金表面と接合界面の温度差の増大による接合界面の抜熱促進が原子拡散時間の短縮に寄与し，IMC厚さおよび AlrichのIMC厚さを抑制していると考えられた．

粉末冶金を利用して成形したPC/VGCFの電気的特性と機械的性質に及ぼす成形温度の影響

中山 昇, 岩﨑 大晟, 堀田 将臣

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00134

近年，気相成長炭素繊維（VGCF）は電気特性を含む様々な機能特性を付与するフィラーとして注目されている．感圧導電材料であるVGCFを樹脂中に分散させた複合材料は，圧力センサーに用いられている．射出成形（IM）によって作製されたVGCFを均一に分散したポリカーボネート（PC）複合材料（IM-PC/VGCF）は，荷重の増加に伴い抵抗が減少する特性を示す．IM-PC/VGCFは，VGCFのネットワークが偶発的に形成するため，約12.5 vol%以上のVGCF含有率でなければ導電性を示さない．そこで，複合材料中に存在するVGCFに対して積極的に導電パスを形成ような内部構造にすることで，少量のVGCF含有率であっても導電性を発現できると考えられる．本研究では，粉末冶金法（PM）を利用して作製することで積極的に導電性パスを形成したPC/VGCF（PM-PC/VGCF）の導電メカニズムを明らかにした．PM-PC/VGCFの試料を様々な温度で作製し，電気的および機械的性質を測定した．その結果，成形温度の上昇により材料の機械的性質は向上する一方で，電気抵抗は低下することが示された．さらに，集束イオンビーム走査型電子顕微鏡（FIB-SEM）を使用した微細構造観察により，成形温度が低いと局所的にVGCFが凝集していたが，PCとVGCFの混合領域ではボイドも含まれているため，機械的性質が低下することが明らかになった．

Drucker-Prager Cap Modelを用いた食品粉体の直方体圧縮成形に関する研究

佐藤 英明, 山本 健

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00175

粉体の圧縮成形は，食品加工技術として広く活用されており，製品の強度を確保することは品質向上において不可欠な課題である．粉体圧縮の解析モデルとしては，Drucker-Prager Cap（DPC）モデルが知られており，圧縮時の変形挙動を表現することができる．本研究では，4種類の食品粉体に対し，軸方向および半径方向の圧縮荷重を同時に計測可能な打錠データ収録装置を用いて，粉体物性値（DPCパラメータ）を導出した．さらに，CAEソフトウェアAnsysにDPCパラメータを入力し，直方体形状モデルに対する圧縮解析を実施し，解析から得られたひずみ特性を摩損度試験の実験結果と比較した．その結果，最大圧縮時における全ひずみに対する弾性ひずみの割合が高いほど，摩損度が低い傾向が示された．本研究により，食品粉体の圧縮成形において，粉体層の弾性特性が製品強度に与える影響の重要性が明らかとなった．

スパイラル状流路内に敷き詰めたラティス構造の吸音特性

三宅 青司, 牛島 邦晴, 山本 崇史

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00196

本研究では，格子構造にねじれ壁構造を組み込むことにより，音響吸収性能がどのように向上するかについて，数値解析および実験的検討に基づいて調査を行った．このとき，直接法および均質化法を用いたシミュレーションを実施するとともに，数値解析と同様の傾向を確認するために吸音率の実測も行った．その結果，ねじれ角の増加に伴い，吸音率のピーク値の上昇および低周波数域における吸音性能の改善が確認された．さらに，吸音構造内部を通過する流路長を算出することで，吸音率が最大となる周波数を予測できることが明らかになった．

＜機械力学，計測，自動制御，ロボティクス，メカトロニクス＞

周期運動における感度に基づくデータの外れ値検定・除去とロボットのパラメータ同定への応用

岡田 昌史, 後藤 駿樹, 髙田 敦

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00120

本論文では，データの外れ値を除去し，制御系に適したロボットの最小動力学パラメータを同定する．最小二乗法では出力誤差から外れ値検定を行うが，パラメータ同定の観点ではパラメータ誤差から検定することが望ましい．そこで，これまでに提案した確率的パラメータ同定手法を用いる．マハラノビス距離に基づく検定を行うために，多次元標準正規分布の棄却域を導出し，データの除去法を提案する．また，適切な検定を行うためには間引くことなく全てのデータを用いる必要があるため，行列のスパース性を利用した同定計算の高速化・省メモリ化アルゴリズムも導出する．提案手法を適用し，外れ値除去により制御精度が向上することを実験で検証する．

ブリルアン光相関領域反射計によるオイラーのベルト理論の直接的可視化

杉原 怜, 野田 康平, 定近 晋也, 髙田 敦, 中村 健太郎, 水野 洋輔, セット ジイヨン, 山下 真司, 遠藤 玄

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00128

オイラーのベルト理論は，プーリに巻きかけられた紐状物の張力が指数関数的に減少する物理現象である．本論文では，Brillouin Optical Correlation-domain Reflectometry（BOCDR）を用いて，円形プーリと長円プーリに巻きかけられた紐状物の張力分布を直接的に計測し，ベルト理論を可視化した．BOCDRを用いることで，円形・長円両形状のプーリへ巻きかけられた光ファイバの張力の分布を実験的に直接計測した．また，固定プーリ直径をD，光ファイバ直径をdとするとき，D/d≥35の円形プーリについては，曲げ剛性を考慮せずともベルト理論が成立することを明らかにした．

複数共振を配置するために力学的エネルギーの変化を基に分系の構造変更案を導く方法

村上 賢吾, 松村 雄一

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00174

機械ユニットの振動・騒音問題は製品開発の最終段階で顕在化することが多く，大規模な開発の手戻りの発生が問題となっている．本稿では，製品開発の上流段階からサプライヤー側でも全系の振動・騒音性能を設計可能とするためのアプローチの一つとして，全系の複数の共振周波数を配置するために，サプライヤーの分系の構造変更によって実現する方法を提案する．提案法は，Wedderburnの定理を用いて拡張したkernel Compliance Analysisおよびエネルギー保存則を基にしたFinite Element Model UpdatingであるCross-Model Cross-Mode Methodから構成されるInverse Problemを解く方法である．

＜マイクロ・ナノ工学＞

弾塑性挙動を考慮した多層バルジ法によるサブミクロン厚モリブデン薄膜の破壊強度評価

石塚 典男, 芦田 喜章

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00190

モリブデン膜は次期半導体配線材料の一つとして有力視されている．しかしながら，製品適用されるサブミクロン厚の破壊強度データは得られていない．そこで，本研究では，モリブデン膜の破壊強度の取得を目的として，我々が考案した多層バルジ法を用い，モリブデン膜を弾塑性体として扱う評価をすることで，以下の結論を得た．スパッタ法で厚さ220 nmを堆積したモリブデン膜の降伏応力と加工硬化係数は，それぞれ2.2 GPa，1 GPaと見積もられた．薄膜破壊時の応力解析を行った結果，220 nm厚のモリブデン膜の破壊強度は2.6 GPa，破断ひずみは2.3 ％と算出された．得られた値は，モリブデンのバルク強度の約3～5倍，破断ひずみは1/6に相当した．

＜設計，機素・潤滑，情報・知能，製造，システム＞

畳込みニューラルネットワークを用いた合成音像方向知覚に関する両耳聴モデル（車内音場簡易模擬環境における検証）

阪本 浩二

https://doi.org/10.1299/transjsme.24-00209

深層学習を用いて車内音場簡易模擬環境における合成音像方向知覚に関する両耳聴モデルを構築し検証を行った．聴取者周囲の音源から車内音場および頭部伝達関数を考慮し両耳入力信号をシミュレーションした後，ログメルスペクトログラム画像へ変換し学習の入力データとした．そして，各入力データに対応する音像方向を正解データとし，畳込みニューラルネットワークを用いて音像方向を推定するモデルを学習した．モデルの検証結果，良好な推定性能が得られ，車内音場簡易模擬環境における音場パラメータがモデル性能へ与える影響が確認された．また，車内音場を考慮した従来モデルとの比較および説明可能なAI等を用いたモデル分析が行われた．

機械学習を活用した形状生成・材料選択の統合的最適化手法の開発

井野元 誠, 小畠 彩英, 柴 勇輔

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00126

本研究では設計者の意図通りに自由度の高い形状変更を加えつつ，構成する材料や複合材部の積層構成も同時に最適化することを目的とした設計最適化手法を考案した．本手法では，有限要素法解析における各節点ノードの単位移動量をベクトルとして定義し，このベクトルの適用倍率を変数とすることで多様な形状を生成する．最適化計算にはベイズ最適化を利用し，形状と同時に材料構成や複合材積層構成も変数とし，応力最小化と曲げ剛性最大化などを目的変数とする最適化計算を実行する．得られた最適化結果は多様な形状・材料によるパレートフロントを形成しており，確認計算により妥当性を検証した上で，今後の展望について考察した．

＜交通・物流＞

歩車混在空間において交通参加者の個人特性を含めたエージェントベースシミュレーション

西本 宇志, 坂 優樹, 奥田 裕之, 鈴木 達也, 西澤 智恵子, 山口 拓真, 伴 和徳

https://doi.org/10.1299/transjsme.25-00170

交通参加者の安全性や移動の効率を確保するためには，シミュレーションを活用した運転システム検証や交通環境設計が必要である．本論文は，歩車混在空間における交通参加者の判断の個人特性をモデルにより評価する新たな手法を提案し，従来のシミュレーションにて考慮されていない個人特性を含めた新たなシミュレーションを提案する．交通参加者の判断の積極性を評価してモデルが妥当であることを示し，判断が積極的・保守的である交通参加者のモデルを使用してシミュレーションを実施した．その結果，個人特性がシミュレーションに反映できることを示すとともに，個人特性を含めることによりシミュレーションの活用の幅が広がることを示した．

 

日本機械学会学術誌規定が改訂され，日本機械学会論文集に「機械工学レター」（速報に値する短い論文）が投稿できるようになりました！是非とも投稿をご検討ください．

https://www.jsme.or.jp/bulletin/news20250409.pdf