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ものの最适な形をコンピュータでつくりだす研究。
构造最适化によって、より良いものづくりを追求。理论から応用まで幅広く。
私の现在の研究キーワードは、「トポロジー最适化」、「输送机器」、「3顿プリンタ」の3つです。「构造最适化」とはコンピュータでより良い形を生み出すという技术で、より良い性能をより軽量に、あるいはより安価に実现することをめざしていきます。「输送机器」とは自动车や船舶等のいわゆる乗り物で、広岛県の基干产业です。さらに「3顿プリンタ」は构造最适化で生まれた复雑な构造を実験するのに不可欠な技术です。
研究の流れはおよそ次のようなものです。まず、コンピュータでものの性能を评価する「シミュレーション技术」によって対象物を评価します。すると、その结果からコンピュータが、この値をもっと良くするには、この部分のこの形状を変えればよいというようなことを判断して、新しい形を描き出します。
次に、そうしたシミュレーションの结果をもとに、3顿プリンタによる成型を行います。さらにその出来上がった実物を使ってさまざまな実験を行い、コンピュータが导き出した结论の実証に挑みます。私の研究室ではここまでを一括して行っています。
このように、シミュレーションから実験に至る一连の内容を行っている研究室というのは、珍しいスタイルであると自负しています。研究分野自体もそれほど大きくはないので、希少かつ最先端の研究分野と言えるでしょう。
このスタイルに行きつくまでには、シミュレーションの际に用いられるアルゴリズムに関する研究を中心に行ってきたのですが、现在は、そうした技术を使った応用研究へも力点を置いて、他大学や公司などとの共同研究も行っています。
その具体例のひとつが、3顿プリンタでつくるポーラス（多孔质）材料の开発です。ポーラス金属は、动物骨内部など自然界に多く见られる、軽量高机能の材料として従来から注目されてきましたが、3顿プリンタが得意とする构造ということもあり、现在ブームが再燃しております。私の研究室では、こうしたポーラス材料の内部构造を「トポロジー最适化」で设计し?従来の鋳造や锻造?切削加工では製造が难しかった复雑形状も造形可能で?极めて自由度の高い製造手法として注目を集める「3顿プリンタ」で忠実に造形し、軽量で高性能なポーラス材料を実现する研究开発を行っています。
めざすのは常に新しいことへの挑戦。いずれは社会で活用されるものにつなげたい。
私が実験まで自分のところでやるようになって、発见したことや良かったと思うことがいくつかあります。以前、シミュレーションだけを行っていた顷には、実験というのは非常に敷居が高いものでした。しかし、3顿プリンタをきっかけに思い切って取り组んでみると、もちろん大変なこともありますが、自分で形にして评価をすることでパソコンの中で动かしてみるだけでは见えない课题が见えてくる、非常に大きな収穫がありました。これこそが、実际に作って実験まで行うことのメリットだと思っています。研究に际しては、なるべく新しいことをやりたいと思いますから、いまのスタイルはそうした意味でも、得るものが大きいと感じています。
研究の醍醐味という面でも変化がありました。今までは、新しいアルゴリズムを生み出して、それが论文に採択されてというようなプロセスを楽しいと感じていましたが、最近では、それにシミュレーションで意図したとおりの结果が実験で出た喜びが加わりました。さすがに予想外の结果を発见するというような研究とは违って、コンピュータがある程度答えを出していて、実験でその答え合わせをするというような感じなのですが、それでも、误差の影响なども加味したうえで、コンピュータが设计したとおりの性能が出ていたりすると、非常にうれしいものです。
今后も、手法の开発から応用までを幅広く研究しながら、新しい最适化の手法を生み出したり、3顿プリンタを活用して新しい构造をつくり出していきたいと考えています。そして、自分のつくった技术が、身近な製品、例えば自动车や工业製品などに使われるように顽张っていきたいと思います。
さてここで、3顿プリンタについて少し触れておきましょう。私はこの3顿プリンタという技术が大好きです。先に述べたように、これは3次元で复雑な形を自在につくれる技术で、従来の製造手法では一般的な形から脱却できないところがあったのですが、その制约を取り払う大変自由度の高い製造技术と言えます。また逆に、自由なことを许されると、どうつくってよいか分からないというようなことも起きていますので、コンピュータの力も借りながら、本当に良い形を生み出す技术を追求していきたいと考えています。この3顿プリンタですが、研究で主に使用するものは金属材料を使用するもので、これまでは1亿円超もするため手が出なかったのですが、価格も下がってきておりますので、将来的には大学で持ちたいという野望があります。
大学で自らを高めて社会へ挑もう。希少な研究を経験する场を提供したい。
私が広岛大学で研究生活をスタートさせてから丸10年が过ぎました。いまの研究职に就くまでには少し回り道をしています。私は元々、修士修了后には一般公司に就职したのですが、学生のときの研究のおもしろさがどうしても忘れられず、大学の研究职へと舵を切ることにしました。この进路変更が実现できたのは、もちろん広岛大学の先生方を始めとした沢山の方に助けて顶いたことも大きいのですが、何よりも大学4年时と修士2年间の人并み外れた努力のお阴だと思っております。
そんな経験もあって、卒业生たちが就职した后も活跃をし続けていけるか、たとえ职场が合わなかったとしても転职ができるだけのスキルを身につけていけるかということには非常に関心を持っています。そして、学生の皆さんにも、大学での过ごし方について、よく考えていただきたいと思うのです。合格してこの田舎のキャンパスでのんびり过ごすというような気持ちではなく、大学ではむしろ、厳しい社会に飞び込むための自己防卫策として、自身のスキルを高めて将来良い仕事をしていけるように备えていくことが必要だと私は感じています。ブラック公司という言叶が最近话题になったように、一度大公司に就职すれば一生安泰という时代ではありません。高い技术とそれに対する夸りは何よりも自分自身を守ってくれます。
そうした意味で、私どもの学科?研究科にはぜひとも、厳しい环境に身を置いて、自分を高めたいという心构えを持って来て欲しいと思っています。ただ、学问は决して単なる苦行ではなく、一生悬命取り组めば必ず面白さがわかります。大学での研究は、よそでは経験することがなかなか难しい希少な体験です。自身の兴味の方向性とも相谈しながら、ぜひ志を持った若い皆さんに、この研究の场に参加して欲しいと愿っています。
Akihiro Takezawa
構造設計研究室 准教授
2003年3月 京都大学 工学部 物理工学科 卒業
2005年3月 京都大学 工学研究科 精密工学専攻修士課程 修了
2005年4月1日～ 2007年3月31日 ファナック株式会社 研究員
2007年4月1日～ 2009年7月31日 広島大学 大学院工学研究科 助手
2009年8月1日～ 2010年3月31日 広島大学 大学院工学研究科 助教
2010年4月1日～ 2010年8月31日 広島大学 大学院工学研究院 助教
2010年9月1日～ 2017年3月31日広島大学 大学院工学研究院 准教授
2017年4月1日～ 広島大学 大学院工学研究科 准教授
