Tokyo Polytechnic University Repository / 東京工芸大学学術リポジトリ
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Phase-shifting interferometry using estimated initial phases
Get PDF位相シフト干渉法は干渉する2光波間に一定の位相シフトを導入したときの3つ以上の干渉縞画像から被検の位相分布を百分の1波長以上の精度で導出する方法で、高精度位相計測の強力な手段として注目されている。しかし、その計測精度は位相シフトに大きく依存し、高価なピエゾ素子が必要な上、キャリブレーションもしばしばと問題となる。この問題を解決するため、試料のない直線的な干渉縞領域を用いた高精度初期位相推定法を提案し、コンピュータシミュレーションでその有効性を確かめた。Phase-shifting interferometry is a very powerful tool for high-precision measurement both in industry and in scientific research. However, the measurement accuracy is strictly affected by the phase shift values that introduced to form interferograms. Usually an expensive equipment such as a piezoelectric device is used, and a pre-calibration procedure is also needed. The authors propose a method to estimate the phase shift value of each interferogram from the intensity distribution. The usefulness of the proposed method was demonstrated by computer simulation.departmental bulletin pape
Education in the AI era －Based on the recommendations of Society 5.0 and SDGs－
Get PDFSociety 5.0 における教育を考えるシリーズを続けてきたが、最近ではSODsが示され、社会のあり方を再検討する提言がなされている。この流れの中で、本論では、AI 時代の教育のあり方を明らかにすることを目的
とする。第1章では語学教育から、第2章では数学教育から、第3章では教簑教育からの検討を行った。The purpose of this paper is to clarify the ideal way of education in the AI era.We have continued the series for study on education system in Society 5.0. Moreover, we include SDGs in our study. SDGs (the sustainable development goals) were set up in 2015 by the United Nations General Assembly. The goals are a collection of 17 interlinked goals designed to have a world that we want in the future. In section 1, Shigemitsu shows how 'International communication seminar' offered in Tokyo Polytechnic University contributes to SDGs and EDS. In section 2, Ueno argues that teachers are tired of many educational reforms and explores the possibility of creating new learning places for children guided by the pure joy of mathematics. In section 3 ,Ozawa examines the relationship between humans, technology, and the tools that technology produces from the viewpoint of liberal arts education.departmental bulletin pape
Studies on molecular structure and mechanism of green metallic luster of carthamin from safflower Carthamus tinctorius L.
Get PDF東京工芸大学博士（工学）2020世界は色であふれている．進化により視覚を獲得し，識色機能を有した人類にとって，色は科学的にも文化的にも重要な因子であった．有史以前から身分や政治力を示すために用いられた．科学領域では波動と粒子の二面性を有する光の色は波長により色調が決まり，散乱，反射，吸収（透過），発光，光電子の放出などの現象が様々な色彩を生み出す． 短い波長の電磁波（γ-線）から紫外線，いわゆる我々が識色できる範囲である可視光線，赤外線，はてはマイクロ波，ラジオ波まで広い領域にわたる電磁波を用いた分光分析があり，目的成分との相互作用によって得られる電磁波の信号の強さから定量を，固有の波長の値から定性を行う日常的品質分析手段となっている． それぞれの電磁波波長領域で特徴ある分析法となり，展開している．分離分析の定番であるクロマトグラフィーは，植物葉緑成分の分離から始まった．固定層と移動相を用いるすべての手法がギリシャ語の色； chroma に起源をもつことは興味深い． 他分野においても「色」は研究者の興味をひきつけてきた．電磁波と相互作用する「分子」あるいは「元素」が必要である．
「色」も化学物質である． ゆえに天然物化学においては様々な色が分離精製され，分子構造解析と呈色あるいは発光機構が研究されてきた．人工的にも多くの色素が合成されている．
一般に，赤色色素，青色色素は黄色色素に比べて分離精製が難しい． 赤は希少である． 典型的例が紅花色素である． ベニバナ(safflower;学名 Carthamus tinctorius L.）はエチオピアからエジプト付近が原産地とされる植物で，花弁に多種の色素が含まれる． 欧州，中国， 日本にまで伝達し，漢方薬としても用いられてきた．植物繊維を使用した精製により黄色，赤色の分離が行われ，染料や化粧品として用いられてきた．全色素中1％以下の赤色色素カルサミンは紅と呼ばれ，固体では緑色光沢を有する． 世界の広範囲においてカルサミンを用いた文化財が存在する．カルサミンの化学的研究は1840年に始まり，1979年に有機化学的分子骨格構造が確定した． 2018年にはキラリティや糖のアノメリック構造も判明し，全合成も報告された．カルサミンは1分子に2つのグルコースを有するβ-Cグリコシドである．エノール基，カルボニル基，フェノール基，二重結合を有する擬対称性分子で分子量910である． 光熱脆弱性を有し，合成は報告されても，円偏光二色性，可視吸収スペクトル，薄層クロマトグラフィーによる単一性および同一性が報告されているだけで，いまだ質量スペクトルおよび核磁気共鳴におけるシグナルの完全帰属は報告されていない．
本研究では，カルサミン研究のさらなる展開のためには有機分子骨格のみならず，NMR，MSによる同定と化学的性質の明確化が必要と考え，測定条件確立と帰属を目的とした． 伝統的精製法と実験室での伝統的精製法と実験室での化学精製法を精査し，取り扱い方法を検討した．有機化学的分析法以外に，無機元素の検出を積極的に行うため，蛍光X線分析，原子吸光分析を取り入れた． その結果，真空乾燥カルサミンカリウム塩は遮光条件下年単位で安定であることが判明した． 第一に錯体もそのまま検出できるNanoESl質量分析法により，カルサミンカリウム塩のピークを確定した．フリーのカルサミンは存在していない． 第二にDMSO-d6溶媒中で，1次元 1H, 13C-NMR, 2次元COSY, DOSY, HMQC, HMBC, NOESY法を駆使して全水素と全炭素のシグナル完全帰属を達成した．このことにより，カリウム塩になっているのは 3位の水酸基であることも判明した．第三にこれまでの伝統的精製手法における日本特有の原料，紅餅（発酵ベニバナ花弁乾燥物），アルカリ成分である灰，酸成分である果実抽出成分の分析を行い，アルカリ主成分はカリウム，酸成分はリンゴ酸とクエン酸混合物であることを確定した．各pH等の条件も数値化し，伝統的精製法の化学的実験法への翻訳ができた．第四に，ナトリウムをアルカリ成分として同様に精製すると，ナトリウム塩，フリーカルサミン，カリウム塩が混在することがNMRと質量分析および原子吸光分析で確認された． 実験室精製物の不安定性が矛盾なく説明できた． 第五にカルサミンカリウム塩を黒色基盤に塗布した金属光沢を有する緑色色素膜は白色入射光に対して550nm付近を極大とする全反射スペクトルを示した．反射極大波長の角度依存性は現れず，主に色素膜入射側界面で生じ，直線偏光成分が少ないことから，緑色光沢は金属的反射であることを明らかにした．全合成されたカルサミンは光沢を有するが緑色ではない．塩がカルサミンの色，反射，安定性に関与している．3次元構造まで確定には至らなかった．
単結晶生成やコンピューター分子軌道計算がさらなる展開を示すに違いない．しかし，ここで得られた結果は，カルサミン研究の大いなる飛躍に寄与すると考えられる． 酵素などの生体成分において，微量無機元素が機能発現に重要な役割を担っているが，カルサミンにおいても3'塩が安定性と「色」に影響を与えていること，無機，有機両面の分析の必要性を指摘したい．There are many kinds of color in the world. The color has also impacted the science of chemistry and the science of chemistry has impacted the role color in society. The wool, cotton and silk have been dyed with naturally occurring dyes. Red and blue colors were always more difficult to obtain than shades of yellow. Safflower is primarily known for its sumptuous pink or red colors. Safflower petals contain yellow and red pigments, which are metabolized from white quinocalcon through yellow pigments and finally to red pigment carthamin. Carthamin is the only red pigment, less than 1% of total pigment containing in safflower petal. The safflower originated in Asia Minor and come via Egypt to central Europe. In Japan, a red pigment derived from safflower was used as a cosmetic red, named as Beni. The red that shows a green luster called "Sasairo-beni (Bamboo colored red)" which was known as the evidence of high quality.
The first report of rare red pigment from safflower has been submitted in 1840. The molecular formula was determined in 1979. Carthamin is a C glycoside structure with two glucoses. Then, total synthesis has been reported. However, the total assignment of 1H, 13C-NMR and mass spectra of carthamin has not been reported. I paid attention to carthamin potassium salt which is yearly stable with some treatment. Assignments were made with one dimensional NMR and COSY, HMQC, HMBC, NOESY and DOSY spectra. Carthamin potassium salt were purified talking by improved Japanese traditional method without any column chromatography. The results of fluorescence X-ray, atomic absorption analysis and NanoESI-MS spectroscopy supported that high purity and potassium salt at 3'position of carthamin. Green metallic luster was observed from the carthamin potassium salt film immobilized on the black base. A reflection spectrum maximum around 550nm was not affected on the angle, which indicated that the green metallic luster is similar to the reflection of metallic materials.doctoral thesi
Attempts of screen printing “A Silkscreen class” in basic design education
Get PDF東京工芸大学芸術学部デザイン基礎教育において印刷の仕組みを学ぶ際に、大学での習得が望まれる表現技法の一つと考える孔版印刷のシルクスク
リーン技法を、東京工芸大学芸術学部デザイン学科学生の習得率を高めたいと考え、自主参加型の「シルクスクリーン講習会」
を試みた。講習会は、シルクスクリーン技法の習得と、学内にて作品展示を行い学外交流の体験を取り入れた。結果、講習会
実施以降シルクスクリーン設備の利用者が増え一定の効果がみられたことから、学生のシルクスクリーン技法習得率が上がっ
たと考えられる。本稿は、2015 年度から2019 年度までの「シルクスクリーン講習会」実施報告である。第27号p.57-p.64掲載research repor
Possibility of a new teacher’s role with cooperation and collaboration between regional community and school: Through the studies of the educational history, system and thought
Get PDF本研究は、教育の歴史、教育制度及び教育思想を考察し、地域と学校の連携・協働における教員の役割を導出することが目的である。地域と学校教育の経営経験があるP氏（仮名）に対するインタビューの語りから教員の役割を検討した結果、学校教員のワーク（仕事）とライフ（生活）双方における役割が示唆された。
地域と学校の連携・協働における教員の役割の実践上の検討が残された今後の課題である。The purpose of this study is to find out a teacher’s role with cooperation and collaboration between regional community and school. To accomplish the purpose, the educational history, system and thought were investigated, and the narrative based on the interview data of a person who had experienced a master of a regional community and school was examined.
As a result, this study suggested that a teacher’s role with cooperation and collaboration between regional community and school were found out within work and life.departmental bulletin pape
Impact of working from home and infection control actions on residential electric bill in Asian countries under COVID-19 pandemic
Get PDF本研究では、COVID-19 感染拡大時の在宅勤務の増加や感染対策行動が住宅の電気料金に与える影暇を明らかにするために、アジア各国（日本・韓国・台湾・中国）に対するアンケー ト調査を実施した。その結果、アジア各国において昨年同月と比較して住宅の電気料金は 30～50％増加していることを示した。増加した主な要因としては、在宅時間の増加やPCの使用増加、感染対策として換気設備を長時間利用することによるエアコンヘの影響などが示された。In this study, we conducted a questionnaire survey of Asian countries (Japan, South Korea, Taiwan, China) in order to clarify the effects of increased working from home and infection control actions on the electricity charges of houses under COVID-19 pandemic. As a result, it was shown that the electricity prices of houses in Asian countries increased by 30 to 50% compared to the same month last year. The reasons for the increase were mainly the increase in time spent at home, the increase in the use of PCs, and the effect on air conditioners due to long-term use of ventilation equipment as an infection control measure.departmental bulletin pape
Report of the Handrail Project
Get PDF2020年12月から 2021年 3月にかけて、学生と共に取り組んだ手摺プロジェクトの実施内容の報告。
手摺プロジェクトとは、郊外戸建て住宅地の中心地に位置する通所型介護施設のエントランスゲートとしての手摺の実施設計プロジェクトである。設計における決定のダイナミズムを体験する教育プログラムとしての側面について報告する。This is a report of a handrail project realized with our students. The students experienced dynamism of design decisions through the design development of a handrail which is a symbolic gate of a day-care center located in the center of a residential area. This report focuses on the educational aspects of this handrail project.departmental bulletin pape
Optical Design Method for Wide-Field Imaging Objective Made of Reflective Multilayer Mirrors for Extreme Ultraviolet Microscopy
Get PDFThe optical design of multilayer mirrors for imaging applications in extreme ultraviolet region is discussed.
Firstly, the conditions of the Bragg reflection required for a multilayer coating, in the case of imaging an on-axis object with a concave mirror, is derived by introducing paraxial approximation. The validity of the approximation is evaluated by numerical calculations with ray tracing method, where the approximation does not hold in a wide-field optical system such as a microscopic objective or projection optics for a lithography exposure in EUV region. Next, we propose a novel design method applicable to wide-field optical system. The proposed method is demonstrated with a three-mirror microscope objective, and we show that, practical high reflectivity can be obtained over the entire surface of the mirror. We also discuss an effect of wave aberrations arising from multi-beam interference on the multilayer mirrorsdepartmental bulletin pape
Harmonics of a vowel:Fourier analysis of singing voice for choral music
Get PDFこの小文は本学における初等数理教育の素材提供の試みとして、「歌声」に おける「母音」に焦点を当て、その倍音の成分を実験的に解析します。同じ高さの音でも、例えば「ラ ; La ; A」 に相当する440 Hz の周波数の高さの音でも、我々は、「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」の5母音の歌を歌い分けます。 それではその5母音の違いはどこから来るのでしょうか？この疑問に答えるため、「フーリエ級数」や「フーリエ級数展開」という数学の手法を用います。このフーリエ解析により各母音の特徴を比較・整理し、「美しい声」で歌うための研究課題を明確にすることがこの小文の目的です。 更に重唱や合唱における母音の重なりを取り上げます。Harmonic overtones contained in a vowel are studied by Fourier analysis for conversational and/or singing voices. Focusing on the first and second formant frequencies, the feature of a vowel is examined. In addition, coalescence between two or more different vowels in partial singing is investigated to achieve a performance of beautiful choral music.departmental bulletin pape
Real-time Self-localization Method Robust to Noise and Kidnapped Robot Problem for Autonomous Mobile Robot
Get PDF東京工芸大学博士（工学）2020年度近年，競技ロボットにおける様々な技術課題を通じて、研究・開発の促進と成果の普及を目指した技術チャレンジが多く実施されており、このような技術チャレンジの一つとしてサッカーを題材とした競技ロボットコンテスト、RoboCupが開催されている.その中でRoboCupサッカー中型ロボットリーグでは、自己位置やボールの位置を含む周囲の状況を自身に搭載されているセンサのみで認識しなければならない．その中でロボットが自己位置を認識するためには、フィールド内のいかなる場所においても定常的に認識可能であること，及びフィールドの位置に依存した固有の特徴量を有する指標が必要である．これらの条件を満たす特徴物として、フィールド上の白線が挙げられるため、本研究では白線を用いた自己位置同定を行った．さらに、試合の状況は常に変化しており、ロボット自身も状況に応じて絶えずフィールド内を動き回らなければならない．また、実際の競技環境では、他のロボットや主審や副審などの人も存在するため、自己位置を認識する指標である白線が常にすべて見えるとは限らず、状況によってはロボットが真値とは全く異なる位置を自己位置として認識する誘拐状態になる可能性がある． そこで本研究では、RoboCupサッカー中型ロボットリーグにおいてノイズや誘拐問題にロバストなロボットの現在位置を特定する自己位置同定手法の構築を目的として研究を行った．The landmark project RoboCup is a well·known international robotics challenge that aims to advance robotics and artificial intelligence(AI）research, with the end goal of developing robots able to play soccer autonomously. One of the important elements for an autonomous soccer playing robot is self·localization because the position information of the robot becomes a determinant of strategic behavior and cooperative operation. Although local searching is accurate, the lack of global searching results in the kidnapped robot problem.
In the kidnapped robot problem, the robot misrecognizes its own position information by convergence to a local maxima in optimization of self-localization. Thus, we propose a self-localization method that generates the searching space on the basis of model·based matching using information regarding the white lines on the soccer field of the RoboCup middle·size league (MSL), which has the largest field size (12X18 m). Here, the robot's position is recognized by optimizing the fitness function using a genetic algorithm (GA), which is an AI program that is well known as a parallel search and optimization process that mimics natural selection and evolution.
In this report, we adjust the parameter set of the GA by considering the kidnapped robot problem on the basis of preliminary experiments and evaluate the accuracy of the proposed self· localization method. We also verified the difference in accuracy for self·localization between specialists and beginners and found that accuracy is completely different depending on color calibration skill. Furthermore, experiments revealed that the proposed self-localization method is sufficiently robust to enable robots to play soccer. Finally, we verified that the proposed real·time self-localization method is robust to noise and the kidnapped robot problem due to using the global/local searching ability of the GA.doctoral thesi