Toyama Prefectural University NVFC Lab. HP

科学研究費補助金・若手研究・代表　Kaken HP

【研究期間】
2018年度から2021年度

【実験結果の一例】
気流中の剛体壁角柱から発生する音　動画
気流中の多孔質壁角柱から発生する音　動画
各角柱の後流の違い　動画
気流中の大変形膜から発生する音　動画
気流中の大変形膜の高速ビデオカメラ撮影結果　動画
(一定のリズムで膜の端部が巻き上がり音が発生します)
発明とくふう展出展時の動画　くふう有り・くふう無し

【関連業績】
Noise generation of fluttering flag in a free stream
R Nishikawa, O Terashima, Y Konishi, M Okuno
Journal of Fluid Science and Technology 16 (1), JFST0005-JFST0005

On the Passive Noise Control of the Flow-Induced Noise Using Porous Materials
Reon NISHIKAWA, Osamu TERASHIMA, Ayumu INASAWA
Proceedings of ASME IMECE 2020 IMECE2020-24483 2020年11月16日

2022年・日本機械学会・若手優秀講演フェロー賞受賞
2021年・テクノアイデアコンテスト「テクノ愛2021」・準グランプリ
2020年・富山県発明とくふう展・日本弁理士会会長奨励賞受賞

科学研究費補助金・基盤研究(C)・代表　Kaken HP

【研究成果】
On the reduction of the flow-induced noise using porous material plates with high acoustic transmissibility
Koki Shige, Osamu Terashima, Ayumu Inasawa, Toshihiko Komatsuzaki, Yasuhiko Sakai, Taisei Kusano
Journal of Sound and Vibration 568 117967-117967 2024年1月

【メディア報道】
空調設備の吹き出し、騒音軽減、効率化 富山県立大研究グループが新技術
富山新聞社 富山新聞・朝刊 19面 2023年8月25日

科学研究費補助金・基盤研究(C)・分担　Kaken HP

【研究成果】
学士課程から始める急性期人工呼吸器ケア学習WEBアプリの開発
二本柳圭, 寺島修, 森廣浩一郎
第48回教育システム情報学会全国大会 2023年8月31日

【研究結果の概要】
　近年，教育へのICT利活用が年々盛んに行われています。オンライン講義のツールや学習管理システム(LMS)など，様々なツールが用意され，学生さんが利用されています。このような背景を受け，本研究では看護学部の学生さん向けの教育用Webアプリケーションを開発しました。教育の題材は今後医療現場でさらなる利活用が見込まれる人工呼吸器とし，理系知識を有さない看護学部生でも単なる使用法の習得に留まらない，高い基本原理理解を可能とする環境の構築を図りました。世の中には多くの教育用アプリケーションが存在しますが，このアプリケーションでは，受講生の学習データを学習内容分析として予測回帰モデルなどで解析を行い，学習者に最適な課題や到達度をその都度変化させる点や，ネットワークによるピア評価，学習者同士の働きかけを行う機能を持たせている点に新規性があります。また，このアプリケーションはスマートフォンから利用できるため，看護学部の学生さんが手軽に学びの機会を得られる点も長所として挙げられます。さらに，基本的にはこのアプリケーションは看護学部生の利用を想定していますが，実際に臨床現場で活躍されている方々の復習用のアプリとしての利活用も期待できます。

【今後の展開】
　2020年はコロナウイルス感染症への対応に時間を要した影響もあり，看護学部で学んでらっしゃる学生さんにこのアプリを利用していただく機会を十分に確保できませんでした。また，利用した際の感想を踏まえたアプリケーションの改修を行うことができませんでした。このため，2021年度はオンラインミーティングツールなども活用しながらアプリケーションを利用・検証する機会を多数確保し，十分な検証を行った上，2022年度からアプリケーションの本格運用を始めます。

参考資料

　With/Postコロナ時代を見据え，生産現場における労働時間の増加やテレワーク率の低下の一因となっている生産設備の管理技術へのIoT活用による人レス化を進めるため研究を行いました。本研究では，既設の大型油圧プレス設備を対象に，設備の故障・異常の判定やその発生時期を予測する技術を，機械学習アルゴリズムを活用して構築し，稼働設備に適用してその有用性を実地検証しました。これまでの研究により，設備の状態の取得と異常発生時の通知システムを構築したため，そこで蓄積した情報と機械学習アルゴリズムを活用し，既に使用されて長期間経過した設備においても故障と異常を発見・予見して通知することができるシステムづくりを目指して開発を行いました。

研究概要

【発表実績】
大型油圧プレス機用自動故障診断・予知システムの開発
藤木俊, 寺島修, 川原啓司, 稲場清明
日本機械学会北陸信越支部 第58期総会・講演会 2021年3月6日

機械学習モデルを活用した大型油圧プレス機の故障診断・予知手法に関する研究
藤木俊, 寺島修, 川原啓司, 稲場清明
日本機械学会 北陸信越支部学生会 第 50 回学生員卒業研究発表講演会 2021年3月5日

県内企業における生産・製造活動の高効率化に貢献する工場内稼働設備の無人・高精度予知保全技術の開発
寺島修, 藤木俊, 森崎稜磨
富山県立大学研究協力会 リエゾンサポータ交流会 2020年11月18日

高効率な生産活動を実現する工場内生産設備の自動高精度予知保全技術の開発
寺島修, 藤木俊, 森崎稜磨
経営者向けIoT・AIチャレンジ塾 2020年8月19日

科学研究費補助金・基盤研究(B)・分担　Kaken HP

スマートマテリアルの一つである磁気応答性材料を振動制御システムの一部に導入し，制振対象物の振動状態に応じて磁気応答性材料の剛性を変化させ，それにより制振を図るデバイスの研究を進めています。現在，その重量や消費電力と制振効果が見合わず，実機械製品への適用の障壁となる場合があります。このため，(1) 磁路/放熱特性に基づくデバイスへの樹脂材の適用と実証，(2) デバイスの磁気応答性材料適用部の形状変更と磁路制御による2軸同時制振構造の考案と実証，(3) PVDFを用いた振動制御と振動エネルギ回収の両立機構の考案と実証，の3点を行い，全体重量の低減や2方向同時制振化，振動エネルギ回収機能の付加を図っています。

【研究成果例】
音響加振した平板の制振　動画 (音無し) ・動画(音有り・音量注意)
自動車のエンジン振動の制振　動画
磁気応答性材料を使用した振動制御デバイス　動画

【関連業績】
Reduction in horizontal and vertical vibrations by dynamic absorber using elliptical shaped magneto-rheological elastomer
Ryo KIYOTAKI, Kohei ONO, Zhe LI, Takumi NAITO, Osamu TERASHIMA
Advanced Experimental Mechanics 7 123-129 2022年8月15日

特許7101410 能動型振動制御装置
内藤匠海, 寺島修, 遠藤洋史, 杉岡健一

Development of the Broad Band Frequency-tunable Dynamic Absorber Using Magneto-Rheological Elastomer for the Noise and Vibration Reduction in Mechanical Systems
Takumi NAITO, Osamu TERASHIMA
Advanced Experimental Mechanics 5 169 - 177 2020年8月

Development and Design of the Dynamic Vibration Absorber Using Magneto-Rheological Elastomer for the Weight and Power Consumption Saving
Osamu Terashima, et al.
Proceedings of ASME IMECE 2019 V011T01A008 2020年1月

【メディア報道】
車の騒音 エコに低減 県立大チーム、装置開発し特許
北日本新聞社 北日本新聞 朝刊 2022年8月26日

特殊ゴムで振動吸収 県立大院生チーム新装置開発 自動車エンジンに対応
富山新聞社 2022年6月21日

【受賞】
2023年・日本実験力学会・学生研究奨励賞
2021年・テクノ愛2021・奨励賞
2021年・日本機械学会・若手優秀講演フェロー賞
2021年・マザック財団・優秀論文表彰
2020年・日本実験力学会・技術賞

　県の伝統工芸品である高岡銅器を楽器部品へ応用利用し，楽器の商品価値の向上を図ることを目的に，軽音楽部所属の学生と県内の楽器メーカと共同で研究を行い，優れた発音特性を実現するための楽器部品の設計・装着方法を確立します。また，高岡銅器の材料特性，表面特性の調査も併せて行います。楽器部品に高岡銅器を利用することで，従来の楽器にはない発音特性を実現し，商品の魅力向上・他社差別化・地域活性化を図ります。また，類似の研究として木材の観点から楽器づくりに関する研究を行っています。ギターやウクレレなどの木材を使用して製作する弦楽器では，音質の観点からローズウッドやハワイアンコア，シトカスプルースなどの輸入木材が多用されています。しかし，輸入木材は商取引の規制や国際情勢によって入手のしやすさが変わるため，「国産木材を使って製作した弦楽器で輸入木材を使った場合と同じ音は出せないのか？」，と考えこの研究に取り組んでいます。

【研究成果例】
●樹脂製ピックガード使用時の様子　動画
　フロントピックアップ動画　センターピックアップ動画
●金属製ピックガード使用時の様子　動画
　フロントピックアップ動画　センターピックアップ動画

【研究紹介】
ギターの研究　ウクレレの研究

【関連業績】
Experimental study on the effects of pickguard material on the sound quality of electric guitars
Osamu TERASHIMA, Taisei ITO, Hiroyuki YAMADA, Shota MIZUKAMI, Ryoma MORISAKI, Toshiro MIYAJIMA
Vibration Engineering for a Sustainable Future (Experiments, Materials and Signal Processing) Chapter 12 2021年4月23日

2023年・日本機械学会・北陸信越支部・学生賞受賞
2022年・ウッドデザイン賞受賞
2020年・日本機械学会・北陸信越支部・学生賞受賞

【テーマ名】
「高速道路上の横風情報提供用吹き流しの視認性に関する研究」
【研究期間】
2018年度
【研究成果例】
●風洞試験の様子　動画
●フィールド調査の様子　動画
●視点計測の様子　動画

【テーマ名】
「ギター演奏歴の違いによる演奏方法の違い」
【研究期間】
2018年度後期・プレゼンテーション演習
【研究成果例】
●演奏経験が長い演奏者　動画
●演奏経験が短い演奏者　動画
●簡単な考察　資料

　物体から発生する振動や音をアクチュエータを用いて能動的に制御する能動型振動騒音制御技術はそのシンプルな制御原理・制御理論の恩恵もあり，これまで多くの機械製品の振動騒音制御で活用されてきました。一方，自動車産業における電気自動車開発への大幅シフトに代表されるように，機械製品の電動化・小型化・軽量化が急速に進められており，これに伴い機械が発する振動騒音の高周波数化・広帯域化が生じており，従来の制御理論や制御アクチュエータでは振動騒音の能動制御の効果が不足することが予想されます。
　このような背景から，本研究では高周波数・広帯域の振動騒音制御を可能とする軽量・低消費電力・安価の振動騒音制御用アクチュエータの開発に向けた要素研究を行います。アクチュエータの材料としてポリフッ化ビニリデン強誘電材 (PVDF) を利用し，これを用いた振動体の制振可能性について調べています。

【研究成果例】
● 研究紹介ポスター　コチラ
● 研究論文　コチラ

【関連業績】
On the Active Vibration Control of the Vibrating Objective by Means of a PVDF Actuator
T NAITO, O TERASHIMA
Advanced Experimental Mechanics 5, 178-184

【テーマ名】
「ドライバに適した自動車内ロードノイズづくり」
　※マツダ財団 様: 2017年度　研究助成
「機械学習を活用した個々人に最適な振動騒音環境を提供する能動型制御技術の構築 」
　※ 立石科学技術振興財団 様: 2019年度　研究助成
【研究成果例】
● 研究紹介ポスター(ロードノイズ)　日本語版・英語版
● 研究紹介スライド (振動)　スライド
● 制御の有無によるロードノイズの違い　デフォルト・改良後

【テーマ名】
「能動型音響制御手法を活用した身体不自由者・高齢者の会話を円滑にする会話補助デバイスの研究」
　※平成30年度・富山県立大学・地域志向研究支援
【研究成果例】
● アプリの動作時の様子　動画・写真1・写真2

【背景と目的】
　難聴の方の会話を円滑にする会話補助デバイスの研究を学生主体(4年生1名，3年生1名)で行い，学生の教育・研究レベルの向上とともに難聴の方に対する理解を深めました。富山市内，射水市内の介護施設や市役所などを訪れ，難聴の方や難聴の方の支援を行っている方へのヒアリング調査を行い，その結果を踏まえ，難聴の方の支援に役立つ会話補助デバイスの仕様の検討と試作を行いました。ヒアリング調査の結果，個々人により会話補助が必要な声・音の周波数帯域が異なること，及び，可搬性・ユニバーサルデザイン性に優れたデバイスへの要望が高いことが明らかとなりました。このため，既存のスマートフォンやタブレットに容易にインストール可能で，なおかつ，個々人の聞こえの状況に応じて容易に調整が可能な会話補助アプリを試作しました。

【研究結果】
　申請時に掲げた，(1) 身体不自由者・高齢者の会話の円滑化を妨げる発声音の特定，(2) 特定した発声音の特徴の分析，(3) 発声音の改善方法の提案と改善後の発声音イメージの作成，(4)考案した改善を実現する制御アルゴリズムの考案，(5)考案した制御アルゴリズムを実現する制御デバイスの仕様の考案，の5つの目標を達成しました。また，予算の関係上ハードウェアの試作が困難であったため，既存のスマートフォンやタブレットに容易にインストールが可能で，なおかつ，個々人の聞こえの状況に応じて容易に調整が可能な会話補助アプリを試作しました。なお，研究成果は大学内で平成31年2月に開催されました平成30年度・地域協働授業成果発表会で発表しました。また，射水市主催のいみず学生アイディアコンテストに政策として提案応募しました。

【今後の展開】
今後は以下の3点を行い，低価格な会話補助デバイスの普及・拡大による難聴の方の生活の質の更なる向上，令和2年度開講予定の「看護ケアと工学」での研究成果の教育活用の実現を目指して研究を進めます。
1.　試作したアプリの使い勝手の向上
2.　地域の難聴の方への使い勝手を向上したアプリの配布・普及
3.　令和2年度から開講の「看護ケアと工学」での講義の教材としての利用

2022年・テクノアイデアコンテスト「テクノ愛2022」・奨励賞受賞