2024/06/17 更新

写真a

ミワ ヨシユキ
三輪 敬之
所属
理工学術院
職名
名誉教授
学位
博士(工学) ( 早稲田大学 )

所属学協会

  •  
     
     

    植物工場学会

  •  
     
     

    ヒューマンインタフェース学会

  •  
     
     

    ロボット学会

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    日本機械学会

研究分野

  • 材料力学、機械材料 / 機械力学、メカトロニクス / ロボティクス、知能機械システム

研究キーワード

  • バイオエンジニアリング

 

論文

  • 共存在的仮想空間を目指した身体性の表現手法に関する研究

    計測自動制御学会、システムインテグレーション部門学術講演会   pp. 95-96  2000年12月

  • 場を喚起させるメディアロボットの表情表出手法に関する研究

    計測自動制御学会、システムインテグレーション部門学術講演会   pp. 97-98  2000年12月

  • 宇宙ステーションにおけるマウス自動飼育装置の開発

    宇宙生物科学   14;3, pp. 256-257  2000年10月

  • 仮想空間における場の生成と伝達を目指した身体的インタフェースに関する研究

    ヒューマンインタフェースシンポジウム2000論文集   pp. 73-76  2000年09月

  • 視線検出機能を有する両眼分離型HMDシステムの開発と映像遅延実験

    ヒューマンインタフェースシンポジウム2000論文集   pp. 79-80  2000年09月

  • ロボットの身体表現とコンテキストコミュニケーションに関する研究—顔特徴変更機能を有する目玉ロボットを用いた二三の実験

    ヒューマンインタフェースシンポジウム2000論文集   pp.77-78  2000年09月

  • 宇宙ステーションにおけるマウス自動飼育装置の開発

    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集   (Ⅳ), pp. 534-535  2000年08月

  • 視野制限における携帯型空間認知計測システムの開発と二三の実験

    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集   (Ⅱ), pp. 481-482  2000年08月

  • 視線検出機能を有する両眼分離型HMDシステムの開発と二三の実験

    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集   (Ⅱ), pp. 479-480  2000年08月

  • ロボットのパフォーマンス性に関する研究—顔特徴変更機能を有する目玉ロボットの開発

    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集   (Ⅰ), pp. 331-332  2000年08月

  • 身体性に着目したエントレインメント創出過程の計測

    ヒューマンインタフェース学会誌   2(2), pp. 185-191  2000年05月

  • 矛盾的誘導法を適用したコンテキストの生成と共有過程に関する実験的研究

    ヒューマンインタフェース学会誌   2(2), pp. 177-183  2000年05月

  • 場と共創

    NTT出版    2000年04月

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • "表現の多様性"を育む感性的メディアのデザインと活動モデルの開発

    科学研究費助成事業(東洋英和女学院大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(C))

    研究期間:

    2010年
    -
    2012年
     

    西 洋子, 三輪 敬之, 板井 志郎, 渡辺 貴文, 飯田 公司, 本山 益子, 塚本 順子, 秋田 有希湖, 吉川 京子, 村中 亜弥

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    創造的な身体表現活動において,個々の活動者のイメージと動きの生成を促し,かつ活動者相互の表現を緩やかにつないで新たな表現の創出を目指す「感性的な表現メディア」の構成と,それを用いた身体表現活動のモデル開発を行った.シャドウメディアを用いた基礎的研究での3次元運動計測と主観調査からは,メディアの変容と身体表現の密接な関係が明らかとなった.開発した活動モデルによる授業実践やワークショップでは,メディアとのかかわりを通じて参加者相互が共創的に表現を創ることが確認された.

  • 影を用いた場の創出的メディア表現とコミュニティ・コミュニケーションへの活用

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(B))

    研究期間:

    2006年
    -
    2008年
     

    三輪 敬之, 上杉 繁, 大崎 章弘, 板井 志郎, 渡辺 貴文, 石引 力

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    居場所づくりの支援には, 無意識の領域にまでコミュニケーションを拡大する技術が必要になる. そこで, 身体と存在的に非分離な影が, 場の創出的メディアとして働くことを示すとともに, 影を使った二領域的通信原理を基に, 人々の間に存在的なつながりが生まれる居場所のコミュニケーション支援とそのネットワーク化に必要な基盤的技術の開発を行い, 場のコンテクストや間合いの創出に着目して, その有用性を確認した.

  • 創発する記号を経由した心理学的時間・空間の起源に関する研究

    科学研究費助成事業(神戸大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(C))

    研究期間:

    2000年
    -
    2001年
     

    郡司 幸夫, 三輪 敬之

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    意識を物理現象として理解しようとするとき、神経細胞という計算素子の集まりによって、意識が解明できるかとの疑念が生じる。脳科学者の殆どが、計算機をメタファーに脳を捉えているのだから。しかし、この疑念自体、素朴な計算概念を前提としている。神経細胞は環境と分離可能な計算素子ではなく、自ら計算実行環境を創り、そのもとで計算を実行する計算機なのだから。ここでは形式世界(計算)と物理世界のインターフェースとして、絶えず創られる計算実行環境が機能する。我々は、形式世界を束多項式で、物理世界を属性と対象集合との二項関係の階層で定義した。両者の間に,形式世界の計算を実行する実行環境が,自然世界からその都度創られる。我々はこれを局所的意味論と呼び,二項関係から定義される不完全概念束で与えた。二項関係の間に閉包操作を定義するとき,属性・集合の部分集合対で概念順序集合が定義でき,ここから概念束が得られる。ここでも閉包操作はアジャンクションを構成する。我々は閉包操作に含まれる全称量化子を弱めることで、概念束を弱め、概念束がアジャンクションを回復すべく変化し続ける局所的意味論を構成した。形式世界の計算は、この、その都度創られる局所的意味論の下で実行される。こうして局所的意味論は自然世界と形式世界(機械)とのインターフェースとして機能し,世界性を潜在させる。世界性の潜在こそが、意識を論ずるための基本的メタファーである。我々は、2ブール束上で定義されたセルオートマトンにおいて、計算の万能性と計算効率を定量的に定義し、その結果両者の間に排他原理が見出されることを発見した。その上で、同じセルオートマトンの計算が局所的意味論上で実行されるとき、排他原理が弱められ、万能性をさほど壊さないまま適当に効率よい計算が実現される結果を得た。これは、人間の適応や学習を考える上で、現象論的計算なる概念が極めて重要かつ有効である点を示している。心理学的時間と空間とは、現象論的計算において「いま・ここ」という両者の混合態として構成可能である。我々は局所的意味論を、力学系に双対に付随する境界条件を創る形式としても得られること、両者の相互作用によっても意識に通ずる大域的かつ頑健な挙動が得られることを示した。

  • 植物的なコミュニケーションと情報場の設計

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(一般研究(C))

    研究期間:

    1994年
    -
    1995年
     

    三輪 敬之

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    植物体を構成する葉群間や葉と根の器官相互間,さらには植物集団おける個体間のコミュニケーションを関係論的な観点から論じた例はほとんどない.そこで本研究では,環境応答や形態形成における要素間の同調的現象の有無に着目することにより,コミュニケーションにおける「場」の形成過程について検討した.申請書に記載した研究計画・方法に従い得られた結果は以下のとおりである.(1)カポックの葉群おける葉表面の生体電位変化(AC成分)を長期計測したところ,エントレインメント的な同調現象を示す葉が分散して存在することを見出した.このような同調的現象は葉を切除することによっても起こる.また,電位波形はカオス性を有し,拍子音刺激に引き込まれると,相関次元が役割2.5程度に低下することがわかった.(2)生体電位DC成分長期広域計測システムを用いることにより,自然林の樹木群においては,生体電位変化が同調するグループが多中心的に形成されることを見出した.(3)3次元振動電極による環境応答計測システムを構築し,根の周りに形成される極微弱な電場パターンが刺激(光,重力,障害など)によって解体,再構築されることを見出した.これは電場が外部環境と根をつなぐ自律的なインタフェースとして働くことや地下部の根が地上部の状況に整合した情報を生成していることを示唆するものである.(4)葉と根,花弁など,それぞれの器官の運動を長時間にわたり複数同時計測できる装置を用いて,葉と根のリズム運動を同時計測し,両者が周期約2時間程度で協調的に振舞うことを示した.また,2固体を近接して設置した場合,お互いの根が絡まないように,位相差を伴ったリズムをそれぞれの根先端部が形成することを示した.(5)以上の結果を基に,植物のコミュニケーションにおける場の生成について考察し,情報場の設計に関する二三の知見を示した.

  • メリクロンロボットによる植物組織培養の自動化に関する研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(一般研究(C))

    研究期間:

    1988年
    -
    1989年
     

    三輪 敬之

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    組織培養により得られた長さ2mm程度の幼苗やカルス細胞塊を培養器間で移植するマイクロロボット(メリクロンロボットと呼称)を開発,試作した。本ロボットハンドはアクチュエータに形状記憶合金を使用しており,苗やカルスを傷めることなく把握して寒天培地から植出し,別の寒天培地に植付けることができる。苗の位置検出は培地に微弱なハルス電流を流すと,苗が一種のアンテナとなり電波を発振する現象を利用している。この検出精度に及ぼす受信アンテナ形状の影響を詳しく調べるとともに,受信アンテナをハンド部と一体化し小型化を図った。苗の性状判定はカラーセンサにより行う。以上の装置を統合した移植システムをユニツト化し,2ユニツトからなる全自動苗移植システムを試作,完成した。本システムでは分散型の制御方式を取り入れており,各ユニットは単体でも使用できる。また,室内を無菌維持するため電話回線による遠隔操作とした。システムの性能試験を行った結果,1本の苗を約20Sで移植でき,実用化の目処を得た。さらに,カルスを対象として,環境制御が可能な試作インキュベータにロボットを内蔵したカプセル構造型の移植システムを開発した。また,上記植物アンテナセンサ方式の応用として,植物器官やカルス細胞塊の電波像を得る装置を新たに試作した。その結果,電波像が形状認識や生理状態計測用センサとして利用できる可能性を見出した。さらに,遠心分離器を使用しない簡単な構造からなるプロトプラスト自動製造装置を試作した。これにより均一な大きさのプロトプラストが得られる。また,Dielectrophoresis現象を適用した溶液チャンバ内におけるプロトプラストの運動制御装置を試作し,1対1細胞融合の自動化についても検討した。以上の結果を基に,植物組織培養の自動化システム開発における設計理念について考察し,既存技術との整合性など現状における実用上の問題点を明らかにした。

  • 植物の環境情報認識システムに関する工学的研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(一般研究(C))

    研究期間:

    1986年
    -
    1987年
     

    三輪 敬之

     概要を見る

    筆者らはこれまで, 植物が環境の変化, とくに磁場や電場, 熱, 音, 光などの物理的な刺激をいかにセンシングし, 発生分化や形態形成に役立てているかという問題を情報システム的観点から研究してきた. 本研究では, カルス細胞塊(ニンジン)の発生分化に及ぼす磁気刺激の影響を調べるとともに, カルスの磁気刺激下における生体表面電位変化挙動を購入した8chの増幅器を基に試作した計測システムにより調べた. また, 植物器官として, 葉の局所を熱あるいは磁気刺激した時の情報の受容, 伝達挙動も試作装置により調べた. さらに, 2年度に購入した微小電極用増幅器を用いた細胞内電位計測システムを試作し, 表面のマクロな電位変化とその場の細胞内電位変化の関係を調べた. 得られた知見を要約すると以下の通りである. (1)カルスからのシュート形成に要する日数が磁気刺激により2/3程度に短縮される可能性を見出した. (2)カルス細胞塊の生体表面電位は, 非刺激状態で場所によって局所的に自発的なゆらぎを示すこと, また, このゆらぎ発生箇所は時間経過とともに変わることを見出した. さらに, 発生した根表面においても同様の傾向を示す. (3)30ガウス程度の磁気刺激をカルスに与えた場合, ゆらぎを誘発したり, 自発的なゆらぎを攪乱あるいは消滅したりする. また, カルス局所を磁気刺激した場合, その場所で生体電位の変化が現れないことが多い. しかし, 刺激を直接受けていない場所で生体電位変化がしばしば観察されることを見出した. (4)葉の局所を磁気あるいは熱刺激した場合, 現象的には上記カルスの結果と似て, 刺激箇所, 計測箇所の違いにより生体電位変化挙動が異なり, 情報の伝達経路はかなり複雑で特定できない. (5)数mmの領域におけるマクロな表面電位変化挙動は, 細胞内のミクロな電位変化と相関がある可能性を見出した. 以上の生体電位変化は, 植物の環境情報の受容, 伝達に関係があると想像される.

  • 生態系における植物生体情報の計測とその視聴覚的ディスプレイシステムの開発

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(一般研究(C))

  • 植物の相互コミュニケ-ションに関する情報システム論的研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(一般研究(C))

  • リズム運動に着目した植物の外界認識に関する工学的研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(C))

  • 植物の生長過程における情報生成とコミュニケ-ションに関する工学的研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(萌芽的研究)

  • 身体的コミュニケーションにおける共振感覚の発現メカニズムに関する研究

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(挑戦的萌芽研究)

  • 創造的な身体表現活動での共振創出に関する研究-身体的共創から社会的共創へ-

    科学研究費助成事業(東洋英和女学院大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(B))

  • 触れ合いFog Boxによる共創表現の遠隔支援

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(挑戦的萌芽研究)

  • 身体性メディアによる場の統合と離れた集団間における共創表現の支援

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(B))

  • 複雑系の解明と新技術の開発

    文部科学省 

  • 生体模倣部品開発プロジェクト

    文部科学省 

  • 複雑系の解明と新技術の開発

    文部科学省 

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特別研究期間制度(学内資金)

  • 共創の場づくりにおけるコミュニカビリティ技術の研究

    2009年10月
    -
    2010年09月

    アメリカ   シラキュース大学

特定課題制度(学内資金)

  • 植物的なコミニュケーションと情報場の設計

    1996年  

     概要を見る

     植物の外界認識やコミニュケーションに関する知見は動物とは異なった生物的な自律システムの設計原理を与える可能性がある。しかしながら、脳や神経系、感覚器官をもたない植物が様々に変化する環境を自身といかに関係付け、生長や形態形成に役立てているのか余り分かっていない。また、個体間のコミニュケーションの有無も定かではない。そこで本研究では、植物の生体電位(DC成分)やリズム運動に着目し、器官集団や個体集団における相互作用を情報システム論的な観点からしらべた。主な成果は以下の通りである。 1.エンドウの幼苗の茎先端部分を光刺激すると、刺激を受けた部分のみならず、主根先端部分においてもほぼ同周期のリズム運動が現われ、両者の間に位相関係が存在することを見出した。また、音刺激に対してもリズム運動が誘発されることを認めた。これらの結果は、環境情報が刺激箇所だけで局所的に処理されるのではなくて、相互引き込みにより植物体全体に共有されることを意味するものである。2.最大16本の幼苗を格子状に配列し生長挙動と生体電位変化を全自動計測できるシステムを構築した。本システムを用いて二三実験を行った結果、幼苗の生長速度は場所によって異なり一様ではないこと、さらに電位波形が類似するグループが複数存在することを明らかにした。また、このグループ形成と生長挙動との関係性について検討した。3.生体電位広域計測システムを用いて、野外における樹木集団のコミュニケーションについて調べた。その結果、自然林では同種、異種間において生体電位変化の相互引き込み的現象が起こり、時間経過とともに、樹木集団内にいくつものグループが動的、横断的に形成されることを見出した。4.以上の結果を基に、植物の個(部分)と集団(全体)との関係付けにおいて、情報の生成、共有がいかに行われるかを「場」と関連付けて考察した。