並列タイトル等キョクメン ケイジョウ ニ オケル「フクザツ サ」ノ テイリョウカホウ ト ソレ オ モチイタ ケイジョウ セイセイ システム ノ コウチク
Kyokumen keijō ni okeru "fukuzatsu sa" no teiryōkahō to sore o mochiita keijō seisei shisutemu no kōchiku
Quantification of "complexity" of curved surfaces and its application to shape generation system
一般注記type:text
近年，製品の形状をコンピュータが自動生成するジェネラティブデザインが注目されている．しかし，これらは，位相最適化のように主に力学特性のみを評価している．このため，意匠性に関する評価を追加することができれば，今後のものづくりに大きな影響を与えると考えられる．
本研究では，曲面形状に関するヒトの認知「複雑さ」を定量化するガウス曲率積分とガウス曲率エントロピーを用いて，曲面形状の自動生成システムを構築した．同システムは、NURBS曲面における制御点の一と重み係数を設計変数とし，粒子群最適化法を用いて，上述した指標における所望の値を有する形状を自動的に生成することができる．さらに，本研究では，同法により得られた形状に関する官能評価実験を行うことで，官能評価値と指標間での高い相関（決定係数0.9以上）を確認した．また，同システムを用いたデザイナーによるデザイン実験を行うことで，同システムのアイデア発想における適用可能性を示唆した．
今後の課題として，対話型最適化手法の応用による，所望の形状の生成効率の向上を図ることや，同システムを多様なデザイン対象に適用することで汎用性を確認することなどが挙げられる．
なお，得られた成果については，学術論文誌（Computers & Graphics）1件，国際会議発表（Design & Principles 2019）1件，国内会議発表（日本感性工学会春季大会）2件において報告した．
Generative design, in which computers automatically generate the product shapes, has attracted attention, recently. The design, however, evaluates only mechanical (engineering) characteristics (e.g., topological optimization). Therefore, if the industrial design characteristics can be evaluated, it will have great influence on the future design (product development).
This study proposed the automatic curved shape generation system using the two indices called Gaussian integration and Gaussian entropy that enable to quantify the human recognition: "complexity". The proposed system employs the locations of the control points and weights of the NURBS surface as design valuables, and can automatically derive the shapes having the required values of the indices by optimizing them using particle swarm optimization. Additionally, this study conducted the sensory evaluation experiment against the shapes derived by the proposed system and confirmed the high correlation (coefficient of determination is greater than 0.9) between the sensory evaluation values and the indices of them. This study also conducted the design experiment by professional designers and indicates the proposed system is applicable for idea generation.
The future tasks are 1) improvement of the efficiency to generate the required shapes by using interactive heuristic optimization method and 2) to confirm the versatility by applying the proposed system to diverse design objects.
The achievements of this research are published/presented as the following journal/conferences: Computers & Graphics, Design & Principles 2019, and Spring Annual Meeting of JSKE 2019.
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）