Review
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【特集】 立体映像技術の最新動向
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特集にあたって
Introduction
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千原國宏(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
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立体映像用プラットホーム
Platform for 3-Dimensional Image
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千原國宏(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
人間は,平面的な映像に立体感をもたせるために,古来,遠近法をはじめとするさまざまな工夫を重ねてきた。立体映像用プラットホームとは,立体視用カメラを含む立体映像の作成と提示のための装置であるが,本文では,立体視用ディスプレイや立体視用エンジンを中心とする立体映像用プラットホームの現状と将来を展望する。
1. はじめに
2. 3D立体視用ディスプレイ
2.1 視差映像タイプ
2.2 非視差映像タイプ
3. 3D立体視用エンジン
3.1 3Dグラフィックエンジン
3.2 3Dアクセラレーター
3.3 3Dソフトウェア
4. 今後の展望
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「ものづくり」の先へ―PLMと立体映像技術
Beyond “Monozukuri”,PLM and 3D Display Technology
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落合克人(ダッソー・システムズ(株) 3DVIA ビジネスディベロップメントマネージャー ジャパン)
市場でますます進む製品寿命の短命化や低価格化に対し,最大限の収益を生みながらのすばやい製品の市場投入,適切な撤退時期の見極めが求められている。そのため,1990年代から徐々に一般化されている立体の製品情報を活用した「ものづくり」と,その延長で最近活用が始まった立体映像技術の活用を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ものづくりと3Dデータ
3. PLMを構成する3DCADと周辺技術
3.1 3DCADとCAM,CAEの進化
3.2 立体映像技術に至るPLM周辺技術の進化
4. 「ものづくりの先」につなげる立体映像技術
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文化遺産と立体映像技術
Cultural Heritages and 3D Imaging Technology
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金谷一朗(大阪大学 大学院 工学研究科 准教授)
本稿では,まず考古学とは科学,工学の一分野であることを主張し,そのうえで,考古学に用いられる技術,とりわけ立体映像技術について述べる。考古学とは,人が作ったものを作成者に尋ねることなく理解しようという意味でリバース・エンジニアリングである。エジプトでの筆者らの取り組みを例に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 気候変動に立ち向かう情報考古学
3. 文化を守り,生かし,つくり出す立体映像技術
4. 未来の立体映像技術
5. おわりに
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デジタルシネマと立体映像技術
3-D Display Technologies in Digital Cinema
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吉田裕之(パナソニック(株) 本社R&D部門 デジタル・ネットワーク開発センター AV技術開発グループ AV技術第1チーム チームリーダー)
高橋俊也(パナソニック(株) 本社R&D部門 デジタル・ネットワーク開発センター AV技術開発グループ グループマネージャー)
現在の米国を中心とした3Dシネマの活況は,一過性のブームで終わった過去の場合と異なり,クォリティーの高い3D映像がユーザーに支持されていると考えられる。本稿では,現在の3Dシネマで使われている技術の概要と,家庭用3D機器へ展開するための技術について解説し,パナソニックにおける取り組みを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 3Dシネマ技術
2.1 偏光方式
2.2 波長方式
2.3 シャッター方式
3. 家庭用3D技術
3.1 表示方式
(1) 空間分割方式
(2) 時分割方式
3.2 記録・伝送方式
3.3 パナソニックの取り組み
(1) 3D対応BDディスク
(2) 3D対応BDプレーヤー
(3) 3D対応PDP
4. おわりに
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3DCGアニメーション制作現場のワークフローと最新動向
An Overview of 3D CG Animation Production Pipeline and Current Technology
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四角英孝(ウォルト・ディズニー・アニメーション・スタジオ 制作部 キャラクター・テクニカル・ディレクター)
本稿では,近年の3D技術の家庭機器への移行に伴って,ますます需要が見込まれる3Dアニメーション映画のコンテンツ制作の流れ,現場の観点からの技術的最新動向や事例,向かおうとしている方向性などを紹介する。欧米の3Dアニメーション制作現場は日本と違い,役割分担がはっきりしており,流れ作業の中で各プロフェッショナルによる完全な分業制が確立している。それらの各工程を順を追って簡単に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. フロントエンドとバックエンド
3. フロントエンド
3.1 キャラクターデザインと3Dモデリング
3.2 リギング
3.3 アニメーション
3.4 キャラクターエフェクト
4. バックエンド
5. ストーリーボードとプレヴィズ(PreViz)
6. アセットマネージメントシステム
7. 複雑系システムの簡略化が鍵
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アミューズメントと立体映像技術
3-D Image Technology for Amusement Purposes
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宮澤篤((株)バンダイナムコゲームス P-7事業本部 ヘッド3Dリサーチャー)
石井源久((株)バンダイナムコゲームス コンテンツ制作本部 制作ディビジョン 技術部 技術サポート課 プログラマ)
アミューズメントにおける立体視の方式は,ゲームジャンルに応じて適したもの,たとえば高い臨場感をもたらす垂直置きの2眼眼鏡式や,実在感をもたらす水平置きの空間像方式などを用いるべきである。高臨場感や実在感を前提とした立体視ゲームの制作にかかる手間や費用は大きいが,それらの特殊な描画までをカバーできるライブラリーを充実させていくことが必要不可欠である。
【目次】
1. ディスプレイの配置方法とゲームの投影視点
2. 高臨場感ゲームの製品・試作の例
3. 描画方法
4. まとめおよび今後の課題
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ゲームと立体視
Game and Stereoscopic
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田村尚希(シリコンスタジオ(株) リサーチ&デベロップメント本部 ソフトウェアエンジニアリング部 ソフトウェアエンジニア)
2010年以降,民生向けテレビ製品の立体視対応が確実視されており,コンピューターゲームを立体視に対応させようとする動きが起こりつつある。本稿では,現在実用化されつつあるさまざまな立体視技術とコンピューターゲームとの親和性について考察し,さらに将来登場しうる立体視対応ゲームのソフト/ハードの姿についても思いをめぐらせる。
【目次】
1. ゲームと立体視映像技術
2. ゲームグラフィックスと立体視
3. ゲームとフレームシーケンシャル方式
4. ゲームと偏光方式の立体視
5. ゲームと裸眼立体視
6. 立体視環境を別目的に活用するアイデア
7. 現在の立体視対応ゲーム環境
8. 立体視とゲームの今後を考察する
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拡張現実感による仮想立体絵本
Virtual Popup Book based on Augmented Reality
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加藤博一(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
拡張現実感とは,現実世界の中に3次元グラフィックス映像を実際に存在するかのように表示する立体映像技術である。仮想立体絵本はこの技術,特に,基準マーカーを用いない位置合わせ技術を用いて開発された。絵の上に,それと一体化する3次元グラフィックスを表示することで,高い表現能力を有する絵本を実現した。
【目次】
1. はじめに
2. 位置合わせ技術
2.1 マーカー方式
2.2 マーカーレス方式
3. 仮想立体絵本の特徴
3.1 3次元表現
3.2 生命感を与える
3.3 2次元と3次元の組み合わせ
3.4 2次元から4次元へ
4. 仮想立体絵本の可能性
5. おわりに
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連載 人間×環境×マテリアル―ヒューマンアダプティブ・マテリアルの開拓(4)
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水熱プロセスによる機能性マテリアルの創製
Fabrication of Functional Materials using the Hydrothermal Process
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米谷紀嗣(大阪市立大学 大学院 工学研究科 化学生物系専攻 准教授)
高温高圧の水を媒体して用いる水熱プロセスは,環境負荷の小さい環境調和型プロセスとして注目されている。ここでは,われわれがこれまでに取り組んできた,水熱プロセスによる機能性マテリアルの創製について紹介するとともに,水熱プロセスと光触媒のハイブリッド化による新たな展開について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 金属ナノ粒子の水熱合成
3. 窒素ドープ酸化チタンの水熱合成
4. 水熱プロセスと光触媒反応のハイブリッド化
5. おわりに
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新・進化論:ホモ・サピエンスと知能機械とのインタラクション(4)
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ヒトの心の中を知る―ホモ・サピエンスが知能機械から受けるストレス―
An Objective Method for Evaluating Psychological Stress Felt by Humans Interacting with Intelligent Machine
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谷口和弘(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 特任研究員)
西川敦(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 機能創成専攻 准教授)
杉野友啓((株)総合医科学研究所 代表取締役社長)
小林英津子(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 准教授)
佐久間一郎(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 教授)
宮崎文夫(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 機能創成専攻 教授)
ヒトは知能機械とのインタラクションからストレスを受けることがある。ヒトと知能機械とのスムーズなインタラクションを実現するうえで重要なことの一つに,ストレス評価があげられる。本稿では,知能機械とインタラクションをしているヒトの精神ストレスを,客観的な方法を用いて計測評価する方法について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 客観的に精神的なストレスを評価する方法
ステップ1:唾液コルチゾールのデータをプロットする
ステップ2:タスク前の唾液α-アミラーゼデータとタスク前の加速度脈波データをプロットする
ステップ3:タスク後の唾液α-アミラーゼデータをプロットする
ステップ4:タスク後の加速度脈波データをプロットする
3. おわりに
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連載講座 キャパシターと材料の新展開(3)
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自動車用電気二重層キャパシター
Electric Double Layer Capacitor for Automotive Applications
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島本秀樹(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 材料デバイス開発センター 主幹技師)
【目次】
1. はじめに
2. 電気二重層キャパシターの自動車への応用
3. 電気二重層キャパシターの原理
4. 大電力をアシストするために必要な特性
5. 抵抗低減の技術開発
5.1 キャパシターセルの形状
5.2 キャパシターセルの構成
5.3 抵抗低減技術
(1) 構造検討による外部電極引き出し抵抗の低減
(2) 電解液の抵抗低減(イオン伝導度の向上)
(3) セパレーターの抵抗低減
(4) 電極部の抵抗低減
5.4 低抵抗技術の製品適用確認
6. セル構造と放熱性
7. おわりに
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Market data
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バイオプラスチックの市場動向
Market Trend on Bio-plastics
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【目次】
1. 概要
2. 技術・開発動向
3. 市場動向
4. 企業動向
(1) ネイチャーワークス
(2) 三菱化学
(3) 帝人
(4) その他企業の動向
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特集にあたって
Introduction
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千原國宏(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
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立体映像用プラットホーム
Platform for 3-Dimensional Image
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千原國宏(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
人間は,平面的な映像に立体感をもたせるために,古来,遠近法をはじめとするさまざまな工夫を重ねてきた。立体映像用プラットホームとは,立体視用カメラを含む立体映像の作成と提示のための装置であるが,本文では,立体視用ディスプレイや立体視用エンジンを中心とする立体映像用プラットホームの現状と将来を展望する。
1. はじめに
2. 3D立体視用ディスプレイ
2.1 視差映像タイプ
2.2 非視差映像タイプ
3. 3D立体視用エンジン
3.1 3Dグラフィックエンジン
3.2 3Dアクセラレーター
3.3 3Dソフトウェア
4. 今後の展望
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「ものづくり」の先へ―PLMと立体映像技術
Beyond “Monozukuri”,PLM and 3D Display Technology
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落合克人(ダッソー・システムズ(株) 3DVIA ビジネスディベロップメントマネージャー ジャパン)
市場でますます進む製品寿命の短命化や低価格化に対し,最大限の収益を生みながらのすばやい製品の市場投入,適切な撤退時期の見極めが求められている。そのため,1990年代から徐々に一般化されている立体の製品情報を活用した「ものづくり」と,その延長で最近活用が始まった立体映像技術の活用を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ものづくりと3Dデータ
3. PLMを構成する3DCADと周辺技術
3.1 3DCADとCAM,CAEの進化
3.2 立体映像技術に至るPLM周辺技術の進化
4. 「ものづくりの先」につなげる立体映像技術
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文化遺産と立体映像技術
Cultural Heritages and 3D Imaging Technology
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金谷一朗(大阪大学 大学院 工学研究科 准教授)
本稿では,まず考古学とは科学,工学の一分野であることを主張し,そのうえで,考古学に用いられる技術,とりわけ立体映像技術について述べる。考古学とは,人が作ったものを作成者に尋ねることなく理解しようという意味でリバース・エンジニアリングである。エジプトでの筆者らの取り組みを例に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 気候変動に立ち向かう情報考古学
3. 文化を守り,生かし,つくり出す立体映像技術
4. 未来の立体映像技術
5. おわりに
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デジタルシネマと立体映像技術
3-D Display Technologies in Digital Cinema
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吉田裕之(パナソニック(株) 本社R&D部門 デジタル・ネットワーク開発センター AV技術開発グループ AV技術第1チーム チームリーダー)
高橋俊也(パナソニック(株) 本社R&D部門 デジタル・ネットワーク開発センター AV技術開発グループ グループマネージャー)
現在の米国を中心とした3Dシネマの活況は,一過性のブームで終わった過去の場合と異なり,クォリティーの高い3D映像がユーザーに支持されていると考えられる。本稿では,現在の3Dシネマで使われている技術の概要と,家庭用3D機器へ展開するための技術について解説し,パナソニックにおける取り組みを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 3Dシネマ技術
2.1 偏光方式
2.2 波長方式
2.3 シャッター方式
3. 家庭用3D技術
3.1 表示方式
(1) 空間分割方式
(2) 時分割方式
3.2 記録・伝送方式
3.3 パナソニックの取り組み
(1) 3D対応BDディスク
(2) 3D対応BDプレーヤー
(3) 3D対応PDP
4. おわりに
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3DCGアニメーション制作現場のワークフローと最新動向
An Overview of 3D CG Animation Production Pipeline and Current Technology
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四角英孝(ウォルト・ディズニー・アニメーション・スタジオ 制作部 キャラクター・テクニカル・ディレクター)
本稿では,近年の3D技術の家庭機器への移行に伴って,ますます需要が見込まれる3Dアニメーション映画のコンテンツ制作の流れ,現場の観点からの技術的最新動向や事例,向かおうとしている方向性などを紹介する。欧米の3Dアニメーション制作現場は日本と違い,役割分担がはっきりしており,流れ作業の中で各プロフェッショナルによる完全な分業制が確立している。それらの各工程を順を追って簡単に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. フロントエンドとバックエンド
3. フロントエンド
3.1 キャラクターデザインと3Dモデリング
3.2 リギング
3.3 アニメーション
3.4 キャラクターエフェクト
4. バックエンド
5. ストーリーボードとプレヴィズ(PreViz)
6. アセットマネージメントシステム
7. 複雑系システムの簡略化が鍵
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アミューズメントと立体映像技術
3-D Image Technology for Amusement Purposes
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宮澤篤((株)バンダイナムコゲームス P-7事業本部 ヘッド3Dリサーチャー)
石井源久((株)バンダイナムコゲームス コンテンツ制作本部 制作ディビジョン 技術部 技術サポート課 プログラマ)
アミューズメントにおける立体視の方式は,ゲームジャンルに応じて適したもの,たとえば高い臨場感をもたらす垂直置きの2眼眼鏡式や,実在感をもたらす水平置きの空間像方式などを用いるべきである。高臨場感や実在感を前提とした立体視ゲームの制作にかかる手間や費用は大きいが,それらの特殊な描画までをカバーできるライブラリーを充実させていくことが必要不可欠である。
【目次】
1. ディスプレイの配置方法とゲームの投影視点
2. 高臨場感ゲームの製品・試作の例
3. 描画方法
4. まとめおよび今後の課題
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ゲームと立体視
Game and Stereoscopic
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田村尚希(シリコンスタジオ(株) リサーチ&デベロップメント本部 ソフトウェアエンジニアリング部 ソフトウェアエンジニア)
2010年以降,民生向けテレビ製品の立体視対応が確実視されており,コンピューターゲームを立体視に対応させようとする動きが起こりつつある。本稿では,現在実用化されつつあるさまざまな立体視技術とコンピューターゲームとの親和性について考察し,さらに将来登場しうる立体視対応ゲームのソフト/ハードの姿についても思いをめぐらせる。
【目次】
1. ゲームと立体視映像技術
2. ゲームグラフィックスと立体視
3. ゲームとフレームシーケンシャル方式
4. ゲームと偏光方式の立体視
5. ゲームと裸眼立体視
6. 立体視環境を別目的に活用するアイデア
7. 現在の立体視対応ゲーム環境
8. 立体視とゲームの今後を考察する
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拡張現実感による仮想立体絵本
Virtual Popup Book based on Augmented Reality
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加藤博一(奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 教授)
拡張現実感とは,現実世界の中に3次元グラフィックス映像を実際に存在するかのように表示する立体映像技術である。仮想立体絵本はこの技術,特に,基準マーカーを用いない位置合わせ技術を用いて開発された。絵の上に,それと一体化する3次元グラフィックスを表示することで,高い表現能力を有する絵本を実現した。
【目次】
1. はじめに
2. 位置合わせ技術
2.1 マーカー方式
2.2 マーカーレス方式
3. 仮想立体絵本の特徴
3.1 3次元表現
3.2 生命感を与える
3.3 2次元と3次元の組み合わせ
3.4 2次元から4次元へ
4. 仮想立体絵本の可能性
5. おわりに
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連載 人間×環境×マテリアル―ヒューマンアダプティブ・マテリアルの開拓(4)
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水熱プロセスによる機能性マテリアルの創製
Fabrication of Functional Materials using the Hydrothermal Process
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米谷紀嗣(大阪市立大学 大学院 工学研究科 化学生物系専攻 准教授)
高温高圧の水を媒体して用いる水熱プロセスは,環境負荷の小さい環境調和型プロセスとして注目されている。ここでは,われわれがこれまでに取り組んできた,水熱プロセスによる機能性マテリアルの創製について紹介するとともに,水熱プロセスと光触媒のハイブリッド化による新たな展開について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 金属ナノ粒子の水熱合成
3. 窒素ドープ酸化チタンの水熱合成
4. 水熱プロセスと光触媒反応のハイブリッド化
5. おわりに
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新・進化論:ホモ・サピエンスと知能機械とのインタラクション(4)
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ヒトの心の中を知る―ホモ・サピエンスが知能機械から受けるストレス―
An Objective Method for Evaluating Psychological Stress Felt by Humans Interacting with Intelligent Machine
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谷口和弘(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 特任研究員)
西川敦(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 機能創成専攻 准教授)
杉野友啓((株)総合医科学研究所 代表取締役社長)
小林英津子(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 准教授)
佐久間一郎(東京大学 大学院 工学系研究科 精密機械工学専攻 教授)
宮崎文夫(大阪大学 大学院 基礎工学研究科 機能創成専攻 教授)
ヒトは知能機械とのインタラクションからストレスを受けることがある。ヒトと知能機械とのスムーズなインタラクションを実現するうえで重要なことの一つに,ストレス評価があげられる。本稿では,知能機械とインタラクションをしているヒトの精神ストレスを,客観的な方法を用いて計測評価する方法について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 客観的に精神的なストレスを評価する方法
ステップ1:唾液コルチゾールのデータをプロットする
ステップ2:タスク前の唾液α-アミラーゼデータとタスク前の加速度脈波データをプロットする
ステップ3:タスク後の唾液α-アミラーゼデータをプロットする
ステップ4:タスク後の加速度脈波データをプロットする
3. おわりに
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連載講座 キャパシターと材料の新展開(3)
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自動車用電気二重層キャパシター
Electric Double Layer Capacitor for Automotive Applications
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島本秀樹(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 材料デバイス開発センター 主幹技師)
【目次】
1. はじめに
2. 電気二重層キャパシターの自動車への応用
3. 電気二重層キャパシターの原理
4. 大電力をアシストするために必要な特性
5. 抵抗低減の技術開発
5.1 キャパシターセルの形状
5.2 キャパシターセルの構成
5.3 抵抗低減技術
(1) 構造検討による外部電極引き出し抵抗の低減
(2) 電解液の抵抗低減(イオン伝導度の向上)
(3) セパレーターの抵抗低減
(4) 電極部の抵抗低減
5.4 低抵抗技術の製品適用確認
6. セル構造と放熱性
7. おわりに
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Market data
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バイオプラスチックの市場動向
Market Trend on Bio-plastics
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【目次】
1. 概要
2. 技術・開発動向
3. 市場動向
4. 企業動向
(1) ネイチャーワークス
(2) 三菱化学
(3) 帝人
(4) その他企業の動向
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