北海道科学大学

未来デザイン学部メディアデザイン学科 木下ゼミ

教授 木下正博

博士(工学・北海道大学)

 

精密工学会北海道支部 副支部長

情報処理学会 代表会員

情報処理学会北海道支部幹事

日本機械学会ロボメカ部門 北海道地区委員

 

北海道科学大学 木下正博の研究歴

物質文明を批判する場面を見かける今日であるが、製品を製造する「しくみ」の変化は我々人類の生活を激変させ た。この製品にはソフトウェアのような実際に形をもたない「もの」も含まれるであろう。コンピュータの出現によって、図面や絵をコンピュータに与えると瞬 時に製品が飛び出てくるような世界観を目指した1970年代から2009年の現在まで幸運にも生産システムのコンピュータ化に従事させていただいた。

コンピュータ内部に何らかの形式で「モデル」をいったん作ってしまえば、後は機械が勝手に製品を作ってくれる。 しかも、それは高精度な精密機械であり、疲れることもなく大量に作り出す。それが、最初のコンピュータ化された生産システムの発想であった。しかし、製品 の材料が金属や木材だと必ず切削、変形などの加工の工程を経なければならない。加工作業の経験者であれば熟練工員でも精度の高い加工は困難な作業であるこ とがわかる。すなわち、熟練者の知識や経験をコンピュータに埋め込む必要が出てきたのである。必然的に生産システムは人工知能や知識工学などの高度な情報 処理理論を実装しなければならなくなった。もちろん、これ以外の背景も多く存在する。

一つの部品を自動的に生産することが可能になった後は、これをアセンブルし、目的に合致するような「機能」を 持った機械を自動的に生成しなければならないという課題が生まれた。ここで、「機能」と言った時点で単なる機構学や運動学の枠組みを超えて知能や人工生命 の仕組みを解明するというアプローチがとられた。生物を細かく分解していき、細胞レベルになったときそれがどの臓器のどの機能を司っているのかを特定する ことは困難である。たとえば心臓の細胞は集まると拍動するが、肝臓の細胞との差異をどのように判断するべきであろうか。

この問いに対する新たな方向性を示したのが「複雑系工学」である。事物を最小単位まで分解し、再度組み上げると いう要素還元論と対極に、複雑なものを複雑なままの状態で解き明かそうという理論構築はコンピュータの性能向上とあいまって急速に注目され発展した。ここ で、特に注目されるのは「創発」現象である。ひとつひとつは極めて単純で簡明な要素が集まり組み上げられると、予想を超えた機能が生まれるというものであ る。たとえば、人工生命の分野では損傷した部位を自己修復したり、生命が生命を生むような自己複製などで、ある種の「創発」現象が起きているかもしれな い。

このひとつひとつの要素を単純なセンサー・アクション系で自律的に振る舞う主体とした分野が自律系工学である。 必ずしもこの主体は単純である必要はないが、機能を多く持たせると扱う理論空間が爆発し、実時間で計算できないという問題が発生する。また、扱う環境を実 世界とした場合、センサーとして入力する情報量が多岐にわたり、いわゆるフレーム問題を引き起こしてしまう。

生産システム、3次元ソリッドモデラー、ロボティクスから複雑系、自律系、そして自律的Webサービス、次世代型Webコンテンツへ

精密機械部品をコンピュータ内部にモデル化するためには高精度を保障する3次元ソリッドモデラーが必要である。

Green Book

Wrench and Turbine Blade

それが、CAD/CAMシステムと一体化したソリッドモデラーTIPS-1である。北海道大学の沖野教授、嘉数 教授、久保教授らによって開発研究されたこのTIPS-1は形状表現に形状定義言語という言語と集合演算によって形状を操作するブーリアンオペレータを実 装した世界で最初のソリッドモデラーであった。

お知らせ

著書最新

  • 例題で学ぶ知能情報工学入門、コロナ社

 

Personal data
氏名 木下 正博
学位 博士(工学・北海道大学)
所属 北海道科学大学 未来デザイン学部
メディアデザイン学科
住所 〒006-8585 北海道札幌市手稲区前田7条15丁目4-1
Email kino@hus.ac.jp
URL http://kinozem3.hus.ac.jp/
研究室 7号館2階 7209室
所属学会 精密工学会、情報処理学会、機械学会 OR学会
学外活動 情報処理学会北海道支部幹事
精密工学会 北海道支部 副支部長
学内活動 就職支援センター)
趣味 寄席見物
ギター演奏