【大学研究室Vol.23】すべての人に快適なモビリティを！協調制御、HMI、高度センシングにより、“人間を指向”した機能拡張を目指す

微細な振動からリスクを察知する

〝移動〞は、人間にとって必要不可欠な活動である。それを実現するモビリティは、歩行から自転車、鉄道、船舶、航空機まで多岐にわたり、人類はこのモビリティとそれに付随する社会インフラを進化・拡充させることによって、〝移動〞のスピードや質を高めてきた。東京大学生産技術研究所の中野公彦准教授は、様々な手法やノウハウを用いて、より安心・安全で人間に優しいモビリティの創出を目指した研究を推進している。

「私の経歴は少々異色です。東京大学在学中は、アクティブサスペンションによる車両の振動制御や、振動を利用した発電器の研究を。卒業後の６年間は、山口大学で脳の局所冷却によるてんかん放電の抑制など医療分野の研究に従事。両者の関連性は薄いように見えるかもしれませんが、〝波形〞を扱う点で一致しています。現在は、そこで培った技術やノウハウを、モビリティにおける計測と制御の研究に応用しています」

そんな中野准教授の研究内容は実に多彩だ。その一つに、筋電位測定による自動車の乗り心地評価がある。
「運転時のドライバーの筋電位と自動車の横加速度との相関を調べ、車体のボディ剛性が低く揺れやすい自動車ほど、ドライバーの筋肉の収縮活動が活発になることがわかりました。つまり、生体信号である筋電位を測定することにより、その自動車の乗り心地の良し悪しや改善の余地がわかるわけです」

そのほかにも、山口大学で培った脳波解析のノウハウを生かし、自動車や鉄道などの振動計測に、独立成分分析法を適用した研究も手がけている。
「例えば、鉄道の車体や線路、トンネルなどに細かな亀裂などが生じると、人が感知できない微小な振動が発生します。各所にセンサーを設置してその信号を捕捉・解析することで、振動源を特定して異常を事前に察知するノウハウを構築しています」
我が国の社会インフラは老朽化が進んでおり、トンネルの崩落をはじめ、過去には痛ましい事故も発生している。昨年末には、新幹線「のぞみ」の台車に亀裂が生じていることが発覚し、大きな問題になった。中野准教授が考案した信号処理法を各モビリティに導入すれば、経年劣化に伴うリスクを早期に察知できる可能性があることから、大きな注目を集めている。