2024/07/28 更新

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サイトウ カズヤ
斉藤 一哉
SAITO KAZUYA
所属
芸術工学研究院 人間生活デザイン部門 准教授
農学研究院 附属昆虫科学・新産業創生研究センター(併任)
芸術工学部 芸術工学科(併任)
芸術工学府 芸術工学専攻(併任)
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
プロフィール
2019年1月1日より日本学術振興会卓越研究員制度によって芸術工学研究院講師に着任. テニュア審査に合格し、2022年12月1日より准教授に昇任し、承継教員となる。

学位

  • 博士(工学)

経歴

  • 2009年 東京工業大学大学院理工学研究科機械物理工学専攻 JSPS特別研究員(PD) 2010年 JAXA宇宙科学研究所 JSPS特別研究員(PD) 2012年 東京大学生産技術研究所機械・生体系部門 助教 2017年 東京大学大学院情報理工学系研究科 特任講師   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: デジタルファブリケーションと生物模倣による陶芸のアップデート

    研究キーワード: デジタルファブリケーション,セラミック3Dプリンタ,陶芸,生物模倣

    研究期間: 2022年4月

  • 研究テーマ: 折紙の数理と生物模倣による先進構造材料の開発

    研究キーワード: 折紙工学,生物模倣工学,スマート構造材料

    研究期間: 2019年1月

受賞

  • 現象数理学三村賞奨励賞

    2022年12月   明治大学先端数理科学インスティテュート   「昆虫の進化と折紙の数理」に関する研究業績に対して,現象数理学三村賞奨励賞を受賞した.

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    受賞理由:齋藤一哉氏の研究はこれまでの関数解析的なアプローチによる数理生物学に加えて幾何学的アプローチからの数理生物学という新しい一分野の開拓を行ったものである。ハサミムシの後翅は折線パターンが非常に複雑であるが広げた状態から最もコンパクトに折り畳むことができる。 一方、折線パターンが非常に複雑なためその設計方法が不明であり、工学応用が困難な現状にあった。齋藤氏はこの複雑な折線パターンは極めて単純な幾何学的ルールから作図できることを折紙の数理を用いて示した。この成果によってハサミムシの折り畳みの優れた特性を、人工衛星用太陽電池パネルなどの宇宙展開構造や建築物から傘や扇子などの日用品まで、サイズや形状の異なる様々な製品に応用することが可能となった。関連論文はトップジャーナルである米国科学アカデミー紀要の表紙を飾り、NHKを初め一般メディアでも紹介されるなど大きく注目されている。さらに、古生物学者と共同で化石記録を調査し、この幾何学的ルールが太古のハサミムシの先祖と考えられる昆虫の翅の折り畳みにも適用可能であることを示したことから、同氏の研究は「古生物学は過去だけでなく未来をも予測させる学問である」ことを示す成果であるとオックスフォード大学自然史博物館からも発せられている。以上、齋藤一哉氏の業績は折紙の数理によって昆虫の進化を解き明かし古生物学への貢献のみならず「折畳」をキーワードとする多くの産業応用への道を開拓したものであり生命科学分野及び産業応用分野両面からの現象数理学の発展に大きく貢献している。

  • ISATMP-20, Best Oral Presentation Award

    2020年11月   International Symposium on Aerospace Technology & Manufacturing Process   Enhanced out-of-plane strength of bio-inspired honeycomb cores with extra hollows

  • 2019年度ベストオーサー賞(インダストリアル・マテリアル部門)

    2019年9月   一般社団法人 日本応用数理学会   折紙の数理を応用したハニカム構造材料の新しい製造方法

  • Best Demo Award

    2018年10月   UbiComp 2018   Origami Robots with Flexible Printed Circuit Sheets

  • WISS2018 デモ発表賞(プログラム委員・参加者投票の2つから受賞)

    2018年9月   日本ソフトウェア科学会 インタラクティブシステムとソフトウェア研究会   Inkjet Printed Speaker: 導電性インクの印刷だけで作る折り紙スピーカー

  • 平成29年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2017年4月   文部科学省   折紙の数理と生物模倣に基づく先進構造材料の研究

  • 支部技術開発賞

    2017年4月   日本塑性加工学会東京・南関東支部  

  • ASME Design Engineering Division Mechanism & Robotics Committee Best Paper Award

    2014年8月   The American Society of Mechanical Engineers   Manufacture of Arbitrary Cross-Section Composite Honeycomb Cores Based on Origami Techniques

  • 生研弥生賞 最優秀

    2013年6月   東京大学生産技術研究所   生物に見られる折りたたみ・展開機構の研究

  • 2009年度 若手優秀講演賞

    2009年4月   一般社団法人 日本応用数理学会   平面/空間充填形に基づく軽量コアパネルの剛性,強度特性

  • 日本機械学会賞(論文)

    2007年4月   一般社団法人日本機械学会   Development of Newly Designed Ultra-Light Core Structures

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論文

  • 樹冠の環境制御機構の斜角型ハニカムコアによる再現

    成枝 大地, 北島 千朔, 斉藤 一哉

    日本建築学会大会学術講演梗概集   967 - 970   2023年9月

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    記述言語:日本語  

  • キヌガサタケの菌網の展開について

    北島 千朔, 斉藤 一哉, 末廣 香織

    日本建築学会大会学術講演梗概集   2023   959 - 962   2023年9月

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    記述言語:日本語  

  • ヘビとイモムシの脱皮から考える円筒膜剥ぎ取りの幾何学と力学

    米田大樹, 斉藤一哉

    日本物理学会第78回年次大会講演概要集   2023年9月

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    記述言語:日本語  

  • Analysis of bending behaviour in simple flexible honeycomb cores with tetradecagonal cell

    Chisaki KITAJIMA, Kazuya SAITO, Taiju YONEDA, Hiroshi OKUBO, Kaoru SUEHIRO

    IASS 2023 proceedings   2023   1668 - 1675   2023年7月

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    記述言語:英語  

  • Designing dome-shape structure of earwig fan usingthe algorithmic design tool 査読

    Chisaki Kitajima, Kazuya Saito

    Proceedings of The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年9月

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    記述言語:英語  

  • Constructing Three-Dimensional Honeycomb Structures Based on Origami Geometry

    Kazuya Saito, Akinobu Fujimoto, Yoji Okabe

    Journal of Mechanisms and Robotics   1 - 15   2022年9月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Abstract

    Origami has shown the potential to design unique mechanical properties and complex three-dimensional shapes by folding through designed crease patterns on flat materials. The authors investigated a new honeycomb-based origami metamaterial called “kirigami honeycomb.” Resembling origami, kirigami honeycomb allows a single flat sheet of material with periodic slits to be folded into a honeycomb shape. Previous studies have reported successful use of this method to create various honeycomb shapes, changing only the folding line diagrams (FLDs). These previous studies have, however, considered only one-directional cross-section modifications; the core thickness and curvature changed in only the W-direction. This study proposes a new method that will support complex 3D honeycomb designs made from single flat sheets. A newly defined crease pattern conversion method provides arbitrary scaling of the honeycomb shape in the L-direction. The combined FLD and pattern conversion design methods encourage the cost-effective manufacture of 3D shaped honeycombs from single flat paper sheets. The proposed method is implemented to the design software, enabling to design arbitrary cross-section honeycomb cores with optional L-directional scaling.

    DOI: 10.1115/1.4055823

  • A study on diameter-dependent support selection of the tendrils of Cayratia japonica 査読

    Kazuya Saito

    Scientific Reports   12 ( 1 )   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Abstract

    Organisms make decisions when they perceive cues of varying intensities. In case of climbing plants, the diameter of supports in contact (tree or stem) is an important cue for their growth as plants that coil around a support with large diameter are unable to maintain tensional forces required for continued attachment to the support. The negative association between the diameter and the climbing success has been reported since Darwin published his study on climbing plants. However, it is not known if a climbing plant makes a decision to avoid a support with larger diameter. Here, we tested this possibility by observing the coiling response of tendrils of Cayratia japonica to supports with different diameters. The coiling success of the tendrils was affected by the diameter of the support and the tendril lengths. We propose a decision tree to describe the different phases of the coiling response and demonstrated that the tendrils change their coiling shape depending on the support diameter and the tendril length. To understand the behavioural rules regulating the phase pattern, we constructed a simple model with two assumptions on the tendril movement, (1) when the tendrils receive a contact stimulus, they begin to coil from around the contact point and (2) there is a minimum coiling angle at which the tendrils coil up, once the tendril starts coiling. Image analysis and 3D motion tracking technique revealed that the movement of the tendrils were consistent with the two assumptions of the model. The results suggested that the tendrils flexibly changed the coiling shapes depending on the support diameter and simple behavioural rules could regulate this diameter-dependent response.

    DOI: 10.1038/s41598-022-08314-w

  • Insect wing 3D printing 査読 国際誌

    Kazuya Saito, Hiroto Nagai, Kai Suto, Naoki Ogawa, Young ah Seong, Tomohiro Tachi, Ryuma Niiyama, Yoshihiro Kawahara

    Scientific Reports   11 ( 1 )   18631 - 18631   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <title>Abstract</title>Insects have acquired various types of wings over their course of evolution and have become the most successful terrestrial animals. Consequently, the essence of their excellent environmental adaptability and locomotive ability should be clarified; a simple and versatile method to artificially reproduce the complex structure and various functions of these innumerable types of wings is necessary. This study presents a simple integral forming method for an insect-wing-type composite structure by 3D printing wing frames directly onto thin films. The artificial venation generation algorithm based on the centroidal Voronoi diagram, which can be observed in the wings of dragonflies, was used to design the complex mechanical properties of artificial wings. Furthermore, we implemented two representative functions found in actual insect wings: folding and coupling. The proposed crease pattern design software developed based on a beetle hindwing enables the 3D printing of foldable wings of any shape. In coupling-type wings, the forewing and hindwing are connected to form a single large wing during flight; these wings can be stored compactly by disconnecting and stacking them like cicada wings.

    DOI: 10.1038/s41598-021-98242-y

  • 折紙の幾何学に基づく斜角型ハニカムコアの開発とその視覚効果の検証 査読

    斉藤 一哉, 岩元 真明, 中元 翔一, 田米開 三恵子

    応用数理学会論文集   31 ( 3 )   160 - 171   2021年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  • 3D structural form creation of earwig fan using the algorithmic design tool 査読

    Kazuya Saito, Chisaki Kitajima

    Proceedings of The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2021年9月

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    記述言語:英語  

  • Numerical evaluation on the out-of-plane properties of bio-inspired honeycomb cores with extra hollows 査読

    Mudong Li, Sachiko Ishida, Kazuya Saito

    Proceedings of The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2021年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

  • Earwig fan designing: Biomimetic and evolutionary biology applications 査読

    Kazuya Saito, Ricardo Pérez-de la Fuente, Kôichi Arimoto, Young ah Seong, Hitoshi Aonuma, Ryuma Niiyama, Zhong You

    Proceedings of the National Academy of Sciences   117 ( 30 )   17622 - 17626   2020年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Technologies to fold structures into compact shapes are required in multiple engineering applications. Earwigs (Dermaptera) fold their fanlike hind wings in a unique, highly sophisticated manner, granting them the most compact wing storage among all insects. The structural and material composition, in-flight reinforcement mechanisms, and bistable property of earwig wings have been previously studied. However, the geometrical rules required to reproduce their complex crease patterns have remained uncertain. Here we show the method to design an earwig-inspired fan by considering the flat foldability in the origami model, as informed by X-ray microcomputed tomography imaging. As our dedicated designing software shows, the earwig fan can be customized into artificial deployable structures of different sizes and configurations for use in architecture, aerospace, mechanical engineering, and daily use items. Moreover, the proposed method is able to reconstruct the wing-folding mechanism of an ancient earwig relative, the 280-million-year-old<italic>Protelytron permianum</italic>. This allows us to propose evolutionary patterns that explain how extant earwigs acquired their wing-folding mechanism and to project hypothetical, extinct transitional forms. Our findings can be used as the basic design guidelines in biomimetic research for harnessing the excellent engineering properties of earwig wings, and demonstrate how a geometrical designing method can reveal morphofunctional evolutionary constraints and predict plausible biological disparity in deep time.

    DOI: 10.1073/pnas.2005769117

  • Kirigami Haptic Swatches: Design Methods for Cut-and-Fold Haptic Feedback Mechanisms 査読

    Zekun Chang, Tung D. Ta, Koya Narumi, Heeju Kim, Fuminori Okuya, Dongchi Li, Kunihiro Kato, Jie Qi, Yoshinobu Miyamoto, Kazuya Saito, Yoshihiro Kawahara

    Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   1 - 12   2020年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    DOI: 10.1145/3313831.3376655

  • Numerical simulation of stable propagation of mechanical signals by cylindrical origami 査読

    Fuminori Okuya, Kazuya Saito, Yoshihiro Kawahara

    IEICE Communications Express   8 ( 12 )   518 - 523   2019年12月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1587/comex.2019GCL0031

  • OrigamiSpeaker 査読

    Kunihiro Kato, Kazuya Saito, Yoshihiro Kawahara

    Extended Abstracts of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   2019年5月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    DOI: 10.1145/3290607.3312872

  • FoldTronics 査読

    Junichi Yamaoka, Mustafa Doga Dogan, Katarina Bulovic, Kazuya Saito, Yoshihiro Kawahara, Yasuaki Kakehi, Stefanie Mueller

    Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI '19   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    DOI: 10.1145/3290605.3300858

  • Kirigami Keyboard 査読

    Zekun Chang, Heeju Kim, Kunihiro Kato, Kazuya Saito, Tung D. Ta, Weiwei Jiang, Koya Narumi, Yoshinobu Miyamoto, Yoshihiro Kawahara

    Extended Abstracts of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   2019年5月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    DOI: 10.1145/3290607.3312757

  • 折り紙スピーカのための電極の連続配線可否判別

    奥谷 文徳, 斉藤 一哉, 加藤 邦拓, 川原 圭博

    第81回全国大会講演論文集   2019 ( 1 )   187 - 188   2019年2月

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    記述言語:日本語  

    折り紙は、大きな構造をコンパクトに収納できる性質から宇宙展開構造物に、軽さと強さを兼ね備えた折り紙構造建築になど、様々な分野に応用されてきた。近年では、折り紙の小面を電極として用いることで、キャパシタやスピーカーなどの電子回路的な応用が増えた。平坦折りできる展開図は2色に塗り分けられることが古くから知られている一方で、ジャンプワイヤなどの手間が不要になる「連結した2色への塗り分け」は考慮されてこなかった。本論文では、「どのような展開図ならば連結した2色への塗り分けパターンが存在するか?」の判別法と、「塗り分け不可能なパターンを塗り分けるためにどのような修正が可能か?」を紹介する。

  • A balloon-borne very long baseline interferometry experiment in the stratosphere: Systems design and developments 査読

    Akihiro Doi, Yusuke Kono, Kimihiro Kimura, Satomi Nakahara, Tomoaki Oyama, Nozomi Okada, Yasutaka Satou, Kazuyoshi Yamashita, Naoko Matsumoto, Mitsuhisa Baba, Daisuke Yasuda, Shunsaku Suzuki, Yutaka Hasegawa, Mareki Honma, Hiroaki Tanaka, Kosei Ishimura, Yasuhiro Murata, Reiho Shimomukai, Tomohiro Tachi, Kazuya Saito, Naohiko Watanabe, Nobutaka Bando, Osamu Kameya, Yoshinori Yonekura, Mamoru Sekido, Yoshiyuki Inoue, Hiraku Sakamoto, Nozomu Kogiso, Yasuhiro Shoji, Hideo Ogawa, Kenta Fujisawa, Masanao Narita, Hiroshi Shibai, Hideyuki Fuke, Kenta Uehara, Shoko Koyama

    Advances in Space Research   63 ( 1 )   779 - 793   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The balloon-borne very long baseline interferometry (VLBI) experiment is a technical feasibility study for performing radio interferometry in the stratosphere. The flight model has been developed. A balloon-borne VLBI station will be launched to establish interferometric fringes with ground-based VLBI stations distributed over the Japanese islands at an observing frequency of approximately 20 GHz as the first step. This paper describes the system design and development of a series of observing instruments and bus systems. In addition to the advantages of avoiding the atmospheric effects of absorption and fluctuation in high frequency radio observation, the mobility of a station can improve the sampling coverage ("uv-coverage") by increasing the number of baselines by the number of ground-based counterparts for each observation day. This benefit cannot be obtained with conventional arrays that solely comprise ground-based stations. The balloon-borne VLBI can contribute to a future progress of research fields such as black holes by direct imaging. (C) 2018 Published by Elsevier Ltd on behalf of COSPAR.

    DOI: 10.1016/j.asr.2018.09.020

  • Crawling Cylindrical Origami Robot Driven by Single Actuator 査読

    Fuminori Okuya, Takuya Umedachi, Kazuya Saito, Yoshihiro Kawahara

    Origami 7: Proceedings from the seventh meeting of Origami, Science, Mathematics and Education   3   949 - 964   2018年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Crawling Cylindrical Origami Robot Driven by Single Actuator

  • 展開膜面における巻き付け方法の解析的研究 査読

    倉川 正也, 奥泉 信克, 森 治, 佐藤 泰貴, 宮崎 康行, 坂本 啓, 菅原 佳城, 斎藤 一哉, Kurakawa Masaya, Okuizumi Nobukatsu, Mori Osamu, Sato Yasutaka, Miyazaki Yasuyuki, Sakamoto Hiraku, Sugawara Yoshiki, Saito Kazuya

    [第28回アストロダイナミクスシンポジウム講演後刷り集] = The 28th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics   166   365 - 370   2018年7月

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    記述言語:英語  

    第28回アストロダイナミクスシンポジウム (2018年7月30-31日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000135021レポート番号: A-21

  • 折紙の数理を応用したハニカム構造材料の新しい製造法 査読

    斉藤 一哉, 五島 庸, 王 麗君, 岡部 洋二

    応用数理   28 ( 1 )   26 - 31   2018年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 円筒折を用いた単一アクチュエータで直線上の物体上を進行するロボット

    奥谷 文徳, 梅舘 拓也, 斉藤 一哉, 川原 圭博

    第80回全国大会講演論文集   2018 ( 1 )   145 - 146   2018年3月

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    記述言語:日本語  

    ロボットを用いた電線のメンテナンスロボットなど、直線状の物体上に沿って移動するロボットが存在する。そのようなロボットを我々は折り紙で実現する手法を提案する。直線上の物体を包み込むように円筒折を配置し、その展開と収縮で移動する。円筒折は折れると内径が小さくなる構造である。内径が小さくなることで直線状の物体を把持する。異なる剛性の円筒折を組み合わせることで、最も剛性の小さい円筒折から順に折れ、最も剛性の小さい円筒折から展開する。これにより、ロボットを伸縮させるだけで、剛性が小さい円筒折の方向に進行する。形状記憶合金や、内部への気体の封入で駆動することで、ロボットの軽量化が可能である。

  • 形状記憶合金アクチュエータの収縮タイミング制御で這行運動を生成するシンプルな折紙型ロボット

    李 東池, 斉藤 一哉, 梅舘 拓也, 川原 圭博

    第80回全国大会講演論文集   2018 ( 1 )   349 - 350   2018年3月

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    記述言語:日本語  

    本研究では,折紙のように1枚のシートからの折り曲げのみで構成される3次元の体躯に,アクチュエータとしての形状記憶合金を付けることで実現する,伸縮運動により這行運動をするシンプルなイモムシ型ロボットを実装する。このロボットは機械的機構が簡潔で,極めて安価に作製可能であり,伸縮の波の伝播方向を変えるだけでロボットの進行方向を制御することも可能である。本稿では,この折り紙ロボットの体節伸縮の波伝播運動のメカニズムに着目し,折り目の構造及び形状記憶合金が発生させる力の大きさとタイミングを分析し,効率的な這行運動を生成可能なパターンを見つけ出す。

  • 折紙工法ハニカムコアの産業応用 (特集 折紙工学の最前線 : 基礎から応用まで)

    斉藤 一哉, 五島 庸

    金属   87 ( 10 )   836 - 842   2017年10月

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    記述言語:日本語  

  • The deformation mode and strengthening mechanism of compression in the beetle elytron plate 査読

    Jinxiang Chen, Xiaoming Zhang, Yoji Okabe, Kazuya Saito, Zhensheng Guo, Longcheng Pan

    MATERIALS & DESIGN   131   481 - 486   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    For the development of lightweight biomimetic functional-structural materials, the compressive deformation mode of beetle elytron plates (BEPs) and their strengthening mechanism of high energy absorption were investigated, with the following results: compared with honeycomb plates, the compressive strength and the energy absorption properties of BEPs are significantly increased. This is because in a BEP, the hollow trabeculae with high torsional stiffness cause the deformation behavior to be dominated by compression, generating a convex curve with three half-waves, which is consistent with the deformation of the honeycomb walls. This study reveals not only the compressive deformation mode and the mechanism of high energy absorption in BEPs but also the relationship between the biological prototype of a BEP and its function. The findings show that BEPs represent a significant improvement over honeycomb plates and show potential for widespread application as novel energy-absorbing sandwich structures. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.matdes.2017.06.014

  • Design of a beetle inspired deployable wing 査読

    Kazuya Saito, Tomohiro Tachi, Ryuma Niiyama, Yoshihiro Kawahara

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference   5   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    This study primarily proposes a procedure to design a crease pattern for beetle-inspired deployable wings based on the hindwings in relatively large-sized beetles like horn beetle or chafer. First, we discuss the representative patterns of wing supports and crease lines based on previous entomological research and propose a basic geometry for the artificial wing. Next, the flat foldability and rigid foldability of the proposed crease pattern are discussed based on origami geometry. Geometrical restrictions for flat- and rigid-foldable wings are numerically expressed as a function of the design parameters, and the Newton-Raphson method is used to compute the actual solutions. Although researchers have attempted to characterize the representative crease patterns found in beetles, only flat foldability has been considered in previous research. Our proposed method enables the design of rigid-foldable wings based on beetle-inspired patterns, which is considered beneficial in designing the deployable structures.

    DOI: 10.1115/DETC2017-67697

  • Investigation of hindwing folding in ladybird beetles by artificial elytron transplantation and microcomputed tomography (vol 114, pg 5624, 2017)

    Kazuya Saito, Shuhei Nomura, Shuhei Yamamoto, Ryuma Niiyama, Yoji Okabe

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   114 ( 27 )   E5482 - E5482   2017年7月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1073/pnas.1709196114

  • Design and fabrication of aluminum honeycomb structures based on origami technology 査読

    Wang, Lijun, Saito, Kazuya, Gotou, You, Okabe, Yoji

    Journal of Sandwich Structures & Materials   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Design and fabrication of aluminum honeycomb structures based on origami technology

  • Investigation of hindwing folding in ladybird beetles by artificial elytron transplantation and microcomputed tomography 査読

    Kazuya Saito, Shuhei Nomura, Shuhei Yamamoto, Ryuma Niyama, Yoji Okabe

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   114 ( 22 )   5624 - 5628   2017年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ladybird beetles are high-mobility insects and explore broad areas by switching between walking and flying. Their excellent wing transformation systems enabling this lifestyle are expected to provide large potential for engineering applications. However, the mechanism behind the folding of their hindwings remains unclear. The reason is that ladybird beetles close the elytra ahead of wing folding, preventing the observation of detailed processes occurring under the elytra. In the present study, artificial transparent elytra were transplanted on living ladybird beetles, thereby enabling us to observe the detailed wing-folding processes. The result revealed that in addition to the abdominal movements mentioned in previous studies, the edge and ventral surface of the elytra, as well as characteristic shaped veins, play important roles in wing folding. The structures of the wing frames enabling this folding process and detailed 3D shape of the hindwing were investigated using microcomputed tomography. The results showed that the tape spring-like elastic frame plays an important role in the wing transformation mechanism. Compared with other beetles, hindwings in ladybird beetles are characterized by two seemingly incompatible properties: (i) the wing rigidity with relatively thick veins and (ii) the compactness in stored shapes with complex crease patterns. The detailed wing-folding process revealed in this study is expected to facilitate understanding of the naturally optimized system in this excellent deployable structure.

    DOI: 10.1073/pnas.1620612114

  • Experimental Research on Roll-up Storage Method for a Large Solar Sail

    Kazuya SAITO, Nobukatsu OKUIZUMI, Hiraku SAKAMOTO, Junji KIKUCHI, Jun MATSUMOTO, Hiroshi FURUYA, Osamu MORI

    Proceedings of The fourth International Symposium on Solar Sailing (ISSS 2017)   2017年1月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Experimental Research on Roll-up Storage Method for a Large Solar Sail

  • Design of single/double curved honeycomb cores based on origami techniques 査読

    Kazuya Saito, Akinobu Fujimoto, Lijun Wang, Yoji Okabe

    Proceedings of IASS 2016 Tokyo Symposium: Spatial Structures in the 21st Century – Origami   2016年8月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Design of single/double curved honeycomb cores based on origami techniques

  • Design of a 3D wing honeycomb core based on origami techniques 査読

    Kazuya Saito, Akinobu Fujimoto, Yoji Okabe

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference   5   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Honeycomb cores, which offer substantial weight reductions in design, are used in various engineering fields. For antenna reflector and rotor blade designs, Three-dimensional (3D) honeycomb cores are in considerable demand. 3D honeycombs are typically manufactured by curving or carving flat honeycombs. High associated manufacturing costs have limited their application. The authors of this paper investigated a new honeycomb design and manufacturing method called "kirigami honeycomb." Resembling origami, kirigami honeycomb allows a single flat sheet of material with periodic slits to be folded into a honeycomb shape. Previous studies have reported successful use of this method to create various honeycomb shapes, changing only the folding line diagrams (FLDs). These previous studies have, however, considered only one-directional crosssection modifications
    the core thickness and curvature changed in only the W-direction. This study proposes a new method that will support complex 3D double-curved honeycomb designs made from single flat sheets. A newly defined crease pattern conversion method provides arbitrary scaling of the honeycomb shape in the L-direction. The combined FLD and pattern conversion design methods encourage the cost-effective manufacture of 3D wing shaped honeycombs from single flat paper sheets. Wind or tidal power generation industries that use rotor blades could benefit from this design.

    DOI: 10.1115/DETC2016-60419

  • 折紙と展開構造 (特集 折紙工学の深化と新しい潮流) 査読

    斉藤 一哉

    応用数理   26 ( 1 )   9 - 14   2016年3月

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    記述言語:日本語  

    This study presents a new method for designing self-deploying origami using the geometrically misaligned creases. In this method, some facets are replaced by "holes" such that the systems become a 1-DOF mechanism. These perforated origami models can be folded and unfolded similar to rigid-foldable (without misalignment) models because of their DOF despite the existence of the misalignment. Focusing on the removed facets, the holes will deform according to the motion of the frame of the remaining parts. In the proposed method, these holes are filled with elastic parts and store elastic energy for self-deployment. First, a new extended rigid-folding simulation technique is proposed to estimate the deformation of the holes. Next by using the above technique, the proposed method is applied on arbitrary-size quadrilateral mesh origami. Finally, by using the finite-element method, the authors conduct numerical simulations and confirm the deployment capabilities of the models.

  • The identification of damage types in carbon fiber-reinforced plastic cross-ply laminates using a novel fiber-optic acoustic emission sensor 査読

    Fengming Yu, Qi Wu, Yoji Okabe, Satoshi Kobayashi, Kazuya Saito

    STRUCTURAL HEALTH MONITORING-AN INTERNATIONAL JOURNAL   15 ( 1 )   93 - 103   2016年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In this study, a phase-shifted fiber Bragg grating sensor was employed for acoustic emission detection in cross-ply carbon fiber-reinforced plastic laminates. First, we evaluated the response of the phase-shifted fiber Bragg grating sensor to a simulated acoustic emission source using a pencil lead breakage test. The existing modes of Lamb waves were observed, and their relations to the acoustic emission source orientation were investigated using a modal acoustic emission method for discriminating between acoustic emission signals generated by transverse cracking and delamination. As a result, those two types of damage were identified during a tensile test. In the time-frequency analysis of the waveforms detected by the phase-shifted fiber Bragg grating sensor, in addition to the S-0 and A(0) modes that are usually used in modal acoustic emissions, we found an A(1) mode in the high-frequency range of the acoustic emission generated by a transverse crack. Then, we conducted a finite element analysis to examine the inherent mechanism of the A(1) mode excitation. The results of the calculation almost agreed with the experimental results and indicated that a phase-shifted fiber Bragg grating sensor has a high sensitivity response to acoustic emission in the carbon fiber-reinforced plastic laminates over a broad bandwidth. Therefore, this novel fiber-optic sensor has been shown to have high potential for monitoring the ultrasonic structural health of composites.

    DOI: 10.1177/1475921715624503

  • Designing of self-deploying origami structures using geometrically misaligned crease patterns 査読

    Kazuya Saito, Akira Tsukahara, Yoji Okabe

    PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SCIENCES   472 ( 2185 )   2015235   2016年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Usually, origami-based morphing structures are designed on the premise of 'rigid folding', i.e. the facets and fold lines of origami can be replaced with rigid panels and ideal hinges, respectively. From a structural mechanics viewpoint, some rigid-foldable origami models are overconstrained and have negative degrees of freedom (d.f.). In these cases, the singularity in crease patterns guarantees their rigid foldability. This study presents a new method for designing self-deploying origami using the geometrically misaligned creases. In this method, some facets are replaced by 'holes' such that the systems become a 1-d.f. mechanism. These perforated origami models can be folded and unfolded similar to rigid-foldable (without misalignment) models because of their d.f. focusing on the removed facets, the holes will deform according to the motion of the frame of the remaining parts. In the proposed method, these holes are filled with elastic parts and store elastic energy for self-deployment. First, a new extended rigid-folding simulation technique is proposed to estimate the deformation of the holes. Next, the proposed method is applied on arbitrary-size quadrilateral mesh origami. Finally, by using the finite-element method, the authors conduct numerical simulations and confirm the deployment capabilities of the models.

    DOI: 10.1098/rspa.2015.0235

  • Beetle Inspired Deployable Structures

    Kazuya Saito, Yoji Okabe

    Proceedings in the 26th International Conference on Adaptive Structures and Technologies   2015年10月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Beetle Inspired Deployable Structures

  • 716 昆虫の翅に見られる折りたたみとその展開方法

    斉藤 一哉, 岡部 洋二

    機械力学・計測制御講演論文集   2015   "716 - 1"-"716-6"   2015年8月

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    記述言語:日本語  

    Foldable hindwings in beetles are one of the ultimate deployable structures. They have sufficient strength and stiffness to tolerate 20-1000 beats per second in the flight position, although they can be folded and unfolded nearly instantly depending on the situation. This study focuses on a group of beetles that have unfolding-stable-type wings and aims to reveal their wing-folding/unfolding mechanisms. These beetles use their wing elasticity for deployment and can therefore quickly take off. First, on the basis of the reports of entomologists, the authors describe the factors related to the actuation of insect wing folding and unfolding. Then, the detailed motions involved in take-off and wing storing in ladybird beetles and rove beetles are observed by a high-speed camera. The analysis of these movies reveals the detailed processes of wing-unfolding and folding in these two species. Intrinsic elasticity plays a major role in wing development in both species. In the case of wing storing, a ladybird beetle folds its hindwings into a symmetric pattern using a simple up-down movement of the abdomen, whereas rove beetles also use their abdomens for wing-folding, but their movements are more complex, and the crease patterns are asymmetric. Finally, the characteristics of each wing-folding mechanism are summarized and the potential for engineering applications are discussed. Wing-folding/unfolding mechanisms in these insects have various unique capabilities which will provide new possibilities for designing deployable structures.

  • Acoustic emission detection and position identification of transverse cracks in carbon fiber-reinforced plastic laminates by using a novel optical fiber ultrasonic sensing system 査読

    Qi Wu, Fengming Yu, Yoji Okabe, Kazuya Saito, Satoshi Kobayashi

    STRUCTURAL HEALTH MONITORING-AN INTERNATIONAL JOURNAL   14 ( 3 )   205 - 213   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Utilizing optical fiber technique to structural health monitoring of composite materials is attracting attention recently due to the inherent advantages in optical fiber sensor. However, acoustic emission signals with low energy and high frequency from transverse cracks in carbon fiber-reinforced plastic laminates are difficult to be detected by normal optical techniques. In this work, we present a phase-shifted fiber Bragg grating balanced sensing system to detect acoustic emission signals generated in a carbon fiber-reinforced plastic laminate in a three-point bending test. We demonstrated that the phase-shifted fiber Bragg grating balanced sensing system with a broad bandwidth and high sensitivity can detect high-frequency, low-energy acoustic emission signals caused by transverse cracks. In our experiments, the transverse cracks were identified very well through the detected acoustic emission signals. The relationship between the strain and the acoustic emission signals, and the typical waveforms of the acoustic emission signals were investigated. Furthermore, accurate position identification using acoustic emission detection by the phase-shifted fiber Bragg grating sensor was demonstrated. All the results obtained from the phase-shifted fiber Bragg grating sensor were compared to the results obtained from commercial lead-zirconate-titanate acoustic emission sensors. We found that the phase-shifted fiber Bragg grating balanced sensing system performance was comparable to the commercial lead-zirconate-titanate acoustic emission sensors.

    DOI: 10.1177/1475921714560074

  • 『屈曲性』と『強度』を両立させる新しいハニカム構造形成技術 (特集 「柔軟性・屈曲性」と「耐久・耐折性」の両立技術)

    斉藤 一哉

    Material stage   15 ( 1 )   42 - 48   2015年4月

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    記述言語:日本語  

  • New Deployable Structures Based on an Elastic Origami Model 査読

    Kazuya Saito, Akira Tsukahara, Yoji Okabe

    JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN   137 ( 2 )   021402   2015年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Traditionally, origami-based structures are designed on the premise of "rigid folding," However, every act of folding and unfolding is accompanied by elastic deformations in real structures. This study focuses on these elastic deformations in order to expand origami into a new method of designing morphing structures. The authors start by proposing a simple model for evaluating elastic deformation in nonrigid origami structures. Next, these methods are applied to deployable plate models. Initial strain is introduced into the elastic parts as actuators for deployment. Finally, by using the finite element method (FEM), it is confirmed that the proposed system can accomplish the complete deployment in 3 x 3 Miura-or model.

    DOI: 10.1115/1.4029228

  • Asymmetric hindwing foldings in rove beetles 査読

    Kazuya Saito, Shuhei Yamamoto, Munetoshi Maruyama, Yoji Okabe

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   111 ( 46 )   16349 - 16352   2014年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Foldable wings of insects are the ultimate deployable structures and have attracted the interest of aerospace engineering scientists as well as entomologists. Rove beetles are known to fold their wings in the most sophisticated ways that have right-left asymmetric patterns. However, the specific folding process and the reason for this asymmetry remain unclear. This study reveals how these asymmetric patterns emerge as a result of the folding process of rove beetles. A high-speed camera was used to reveal the details of the wing-folding movement. The results show that these characteristic asymmetrical patterns emerge as a result of simultaneous folding of overlapped wings. The revealed folding mechanisms can achieve not only highly compact wing storage but also immediate deployment. In addition, the right and left crease patterns are interchangeable, and thus each wing internalizes two crease patterns and can be folded in two different ways. This two-way folding gives freedom of choice for the folding direction to a rove beetle. The use of asymmetric patterns and the capability of two-way folding are unique features not found in artificial structures. These features have great potential to extend the design possibilities for all deployable structures, from space structures to articles of daily use.

    DOI: 10.1073/pnas.1409468111

  • K19100 ハイスピードカメラを用いた昆虫の翅の展開・収納挙動の解析と展開構造物への応用([K19100],宇宙工学部門)

    斉藤 一哉

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan   2014   "K19100 - 1"-"K19100-4"   2014年9月

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    記述言語:日本語  

    Artful wing folding of insects has attracted the interest of aerospace engineering scientists as well as entomologists. Foldable hindwings are the ultimate deployable structures. They have sufficient strength and stiffness to tolerate 20-1000 beats per second in the flight position, although they can be folded and unfolded instantly depending on the situation. Entomologists point out that insect wings can be classified into the following two groups based on structural characteristics: folding-stable type and unfolding-stable type. In each group, the movement toward a stable point is easy to achieve because it can be triggered by a small force and progresses automatically by elastic force. Naturally, problems are observed mainly in reverse-directed movements that require a larger force to cross the peak of elastic energy. Some insects address these problems by unique and somewhat heavy-handed methods. Despite large potential for engineering application, few studies have been undertaken to reveal these characteristic movements. This study used a high-speed camera to observe the folding and unfolding movements of some beetles. The revealed folding/unfolding mechanisms can achieve not only highly compact wing storage but also immediate deployment/folding. They offer significant potential for space deployable structures.

  • J0420203 超高感度光ファイバセンサで検知したAE波形に基づくCFRP積層板の損傷同定([J042-02]超音波計測・解析法の新展開(2),機械材料・材料加工部門)

    于 豊銘, 岡部 洋二, 呉 奇, 小林 訓史, 斉藤 一哉

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan   2014   "J0420203 - 1"-"J0420203-3"   2014年9月

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    記述言語:日本語  

    In this research, phase-shifted FBG (PS-FBG) sensor was employed to practical AE detection for carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite laminate. Firstly, we evaluated the characteristics of AE signals detected by this kind of sensor. Secondly, through the experiment and simulation concerning AE source orientation, quantitative information about the standard for discriminating the AE signals due to transverse cracks and delaminations was obtained. Finally, according to the standard, we identified the occurrence of those two damage types successfully from the actually detected AE signals under three point bending and tensile tests.

  • 535 不整を与えた剛体折紙モデルに基づく自己展開構造の設計(領域6 スマート構造・評価診断・動的計測)

    斉藤 一哉, 塚原 彬, 岡部 洋二

    機械力学・計測制御講演論文集   2014   "535 - 1"-"535-6"   2014年8月

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    記述言語:日本語  

    This study presents a new method for designing self-deploying origami using the geometrically misaligned creases. In this method, some facets are replaced by "holes" such that the systems become a 1-DOF mechanism. These perforated origami models can be folded and unfolded similar to rigid-foldable (without misalignment) models because of their DOF despite the existence of the misalignment. Focusing on the removed facets, the holes will deform according to the motion of the frame of the remaining parts. In the proposed method, these holes are filled with elastic parts and store elastic energy for self-deployment. First, a new extended rigid-folding simulation technique is proposed to estimate the deformation of the holes. Next by using the above technique, the proposed method is applied on arbitrary-size quadrilateral mesh origami. Finally, by using the finite-element method, the authors conduct numerical simulations and confirm the deployment capabilities of the models.

  • Manufacture of Arbitrary Cross-Section Composite Honeycomb Cores Based on Origami Techniques 査読

    Kazuya Saito, Sergio Pellegrino, Taketoshi Nojima

    JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN   136 ( 5 )   51011   2014年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    As observed in the design of antenna reflectors and rocket bodies, both flat and 3D-shaped honeycomb cores are used in the field of aerospace engineering. This study illustrates a new strategy to fabricate arbitrary cross-section honeycombs with applications of advanced composite materials by using the concept of the kirigami honeycomb, which is made from single flat sheets and has periodical slits resembling origami. The authors also describe a method of applying this technique to advanced composite materials. Applying the partially soft composite techniques, 3D shaped composite honeycombs are manufactured, and some typical samples are shown with their folding line diagrams.

    DOI: 10.1115/1.4026824

  • Sensitivity Distribution Properties of a Phase-Shifted Fiber Bragg Grating Sensor to Ultrasonic Waves 査読

    Qi Wu, Yoji Okabe, Kazuya Saito, Fengming Yu

    SENSORS   14 ( 1 )   1094 - 1105   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In this research, the sensitivity distribution properties of a phase-shifted fiber Bragg grating (PS-FBG) to ultrasonic waves were investigated employing the surface attachment method. A careful consideration was taken and examined by experimental results to explain that the distances and angles between the sensor and ultrasonic source influence not only the amplitudes, but also the initial phases, waveforms, and spectra of detected signals. Furthermore, factors, including the attachment method and the material's geometric dimensions, were also discussed. Although these results were obtained based on PS-FBG, they are also applicable to a normal FBG sensor or even an optical fiber sensor, due to the identical physical changes induced by ultrasonic waves in all three. Thus, these results are useful for applications of optical fiber sensors in non-destructive testing and structural health monitoring.

    DOI: 10.3390/s140101094

  • 複合材の損傷同定のための光ファイバセンサ検知AE信号の評価

    于 豊銘, 呉 奇, 岡部 洋二, 小林 訓史, 斉藤 一哉

    機械材料・材料加工技術講演会 M&P   21   5p   2013年11月

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    記述言語:日本語  

    Evaluation of AE signals detected by an optical fiber sensor to identify the damage in composites

  • ラム波のモード変換を利用したファイバメタル積層板の損傷検知

    平川 響, 岡部 洋二, 斉藤 一哉, 中谷 隼人, 荻原 慎二

    機械材料・材料加工技術講演会 M&P   21   3p   2013年11月

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    記述言語:日本語  

    Damage detection in fiber metal laminates using the mode conversion of the lamb wave

  • 新規光ファイバセンサによるCFRP複合材料中のAE信号検知

    呉 奇, 于 豊銘, 岡部 洋二, 小林 訓史, 斉藤 一哉

    機械材料・材料加工技術講演会 M&P   21   5p   2013年11月

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    記述言語:日本語  

    AE detection in CFRP composites by a novel optical fiber sensor

  • J045093 高速FBG計測に基づいた衝撃位置同定に関する研究(〔J045-09〕知的材料・構造システム(9))

    斉藤 一哉, 龍口 恭平, 岡部 洋二, 副島 英樹

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan   2013   "J045093 - 1"-"J045093-4"   2013年9月

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    記述言語:日本語  

    This paper presents a new impact identification method using the high-speed strain measurement system. This system consists of fiber Bragg grating (FBG) sensors and an arrayed waveguide gratings (AWG) filter, and can detect large strain waves such as the impact strain waves. Firstly, we propose new algorism for calculation of coordinates of the impact-loaded point. Although conventional detection methods are carried out under the condition that the propagation speed of the elastic wave is given, this proposed method enables us to calculate the position of a wave source without its speed. This algorism also has the great versatility of sensors positions. Next, the high-speed strain measurement system used in this study is mentioned. Using multiplexed FBG sensors, this system can detect the strain wave on four different points at the same time. Finally, the impact identification tests are carried out on the carbon Fiber reinforced plastic (CFRP) laminate. The aforementioned algorism are used to calculate the impact loaded position from the difference for the arrival times of the four sensor points. The results indicate the correct position with relatively small errors.

  • J045065 弾性変形を考慮した折紙モデルに基づく形状可変構造の開発([J045-06]知的材料・構造システム(6))

    塚原 彬, 斉藤 一哉, 岡部 洋二

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan   2013   "J045065 - 1"-"J045065-4"   2013年9月

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    記述言語:日本語  

    As represented by Miura-ori, origami has inspired various types of deployable structures. Usually, these Origami structures are designed under the assumption of "rigid folding", which means each plane is undeformable and connected with ideal joints. The authors proposed a new strategy for designing deployable structures by using partially elastic origami models. These new origami structures take into account the elastic deformation. It enables us to estimate the elastic energy through folding and unfolding process and to design self-deploying origami structures. This paper presents the manufacturing methods for the deployable structures based on partially elastic origami. The challenge is summarized in two main problems: treating of plate thickness and designing for hinge parts. Firstly, the authors propose the method using commercially available hinges and make the sample of aluminum alloy plate. Secondly, by using 3D printer, some plastic samples are made and the representative one is shown. Finally, the deformations of elastic parts in these trial models are compared with a theoretical model.

  • 6-4-1-543 弾性変形を考慮した折紙モデルに基づく新しい展開構造(6-4-1:折紙の強度・剛性への展開,領域6:スマート構造・評価診断・動的計測,総合テーマ「海を越え,国を越え,世代を超えて!」)

    斉藤 一哉, 塚原 彬, 岡部 洋二

    機械力学・計測制御講演論文集   2013   "543 - 1"-"543-6"   2013年8月

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    記述言語:日本語  

    As represented by Miura-ori, origami has inspired various types of deployable structures. Usually, these Origami structures are designed under the assumption of "rigid folding", which means each plane is undeformable and connected with ideal joints. The authors proposed a new strategy for designing deployable structures by using partially elastic origami models. These new origami structures take into account the elastic deformation. It enables us to estimate the elastic energy through folding and unfolding process and to design self-deploying origami structures. This paper presents the manufacturing methods for the deployable structures based on partially elastic origami. The challenge is summarized in two main problems: treating for plate thickness and designing for hinge parts. Firstly, the authors propose the method using commercially available hinges and make the sample from of aluminum alloy plate. Secondly, by using 3D printer, some plastic samples are made and the representative one is shown. Finally, the deformations of elastic parts in these trial models are compared with a theoretical model.

  • 816 弾性折りを利用した展開構造の設計

    斉藤 一哉, 岡部 洋二

    Dynamics & Design Conference   2012   "816 - 1"-"816-6"   2012年9月

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    記述言語:日本語  

    As represented by Miura-ori, origami has inspired various types of deployable structures. Usually, these Origami structures are designed under the assumption of "rigid folding", which means each plane is undeformable and connected with ideal joints. In this study, a new strategy for designing deployable structures are proposed by using partially elastic origami models. These new origami structures take into account the elastic deformation. It enables us to estimate the elastic energy through folding and unfolding process and to design self-deploying origami structures.

  • J044081 弾性折りを利用した新しい展開機構に関する研究

    斉藤 一哉, 岡部 洋二

    年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan   2012   "J044081 - 1"-"J044081-3"   2012年9月

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    記述言語:日本語  

    As represented by Miura-ori, origami has inspired various types of deployable structures. Usually, these Origami structures are designed under the assumption of "rigid folding", which means each plane is undeformable and connected with ideal joints. In this study, a new strategy for designing deployable structures are proposed by using partially elastic origami models. These new origami structures take into account the elastic deformation. It enables us to estimate the elastic energy through folding and unfolding process and to design self-deploying origami structures.

  • 222 3Dハニカムコアの設計法(折り紙構造の工学特性,OS-15 折紙の数理的・バイオミメテックス的展開と産業への応用,総合テーマ:「部門創設25周年、新たなる躍動」)

    斉藤 一哉, 野島 武敏

    機械力学・計測制御講演論文集   2011   40 - 40   2011年9月

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    記述言語:日本語  

    222 Designing Method for 3D Honeycomb Cores

  • A Cellular Kirigami Morphing Wingbox Concept 査読

    Kazuya Saito, Fabio Agnese, Fabrizio Scarpa

    JOURNAL OF INTELLIGENT MATERIAL SYSTEMS AND STRUCTURES   22 ( 9 )   935 - 944   2011年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This study introduces the design and manufacturing of a wingbox based on a cellular hexagonal morphology and produced using kirigami techniques. The wingbox is manufactured in autoclave-cured woven Kevlar fabric using ply-cutting patterns designed around an airfoil profile. The cellular wingbox can be completely or partially folded, providing some shape-adapting capabilities for possible morphing applications. A numerical and analytical evaluation of the torsional stiffness of the wingbox with novel elastomeric face skins is also performed.

    DOI: 10.1177/1045389X11416030

  • 529 空間充填形の折紙モデルに基づく新しい軽量コアパネルの特性検討

    斉藤 一哉, 野島 武敏, 萩原 一郎

    Dynamics & Design Conference   2009   "529 - 1"-"529-6"   2009年8月

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    記述言語:日本語  

    Dia-Core is a newly devised core panel formed by gluing/welding of two same shaped panel pieces which have periodically indents. The basic model of Dia-core is based on Octet-Truss developed by Fuller, and it consists of tetrahedra and octahedra. It has good cost performance due to easy press forming. Therefore, it is expected to become new core materials which can compete with honeycomb panels from the total points of view. In this paper, by using experiments and numerical simulations, the bending rigidity, a representative propertie of Dia-Core is clarified. The results suggest that the bending rigidity of Dia-core is proportional to the initial thickness of panel pieces and the square of the panel height. These trends can be explained by the application of the theory of sandwich structures. And by using these results, the specific rigidity of Dia-core is calculated and compared with that of two typical honeycomb panels.

  • 527 トラスコアパネルの騒音振動に関する検討

    田中 聡, 斉藤 一哉, 森村 浩明, 萩原 一郎

    Dynamics & Design Conference   2009   "527 - 1"-"527-6"   2009年8月

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    記述言語:日本語  

    In this paper, we present the vibration analyses of Trass core panel. Trass core panel is newly devised lightweight core panel and has general versatility. We conducted the vibration analyses and excitation experiment to obtain the vibration characteristics such as Eigen frequency and Eigen mode, then we compared the Eigen frequency of a Trass core panel to that of the flat panel which weight is equal to the Trass core panel.

  • 新しく開発した軽量コアパネルの幾何学的パターンと機械的特性の関係 査読

    斉藤 一哉, 野島 武敏, 萩原 一郎

    日本機械学會論文集. A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. A   74 ( 748 )   1580 - 1586   2008年12月

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    記述言語:日本語  

    Dia-Core is a newly devised core panel formed by gluing/welding two same shaped panel pieces which have periodical indents. It has good cost performance due to easy press forming. Therefore, it is expected to become new core material which can be compete with honeycombs from the total points of view. The basic model of Dia-core is based on Octet-Truss developed by Fuller, and it consists of tetrahedra and octahedra. By varying the geometrical patterns that appear on the panel surfaces, various shaped modified models are devised systematically. In this paper, it is clarified that these pattern variations can be ruled by two geometric parameters, truncation [k ] and separation [s]. Next, by numerical simulation using FEM, effects of these two parameters on the representative properties of Dia-Core, bending and in-plane shear rigidity, are clarified.

    DOI: 10.1299/kikaia.74.1580

  • 933 幾何学的パターン変化によるトラスコアパネルのプレス成形解析と成形後の強度特性(OS18.次世代CAD/CAM/CAE/CG/CSCW/CAT/C-Control (3),ポスターセッションP-2,オーガナイズドセッション)

    武田 晃太, 戸倉 直, 斉藤 一哉, 萩原 一郎

    計算力学講演会講演論文集   2008 ( 21 )   387 - 388   2008年11月

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    記述言語:日本語  

    933 Press Forming Analysis and Strength Characteristic after Forming for Truss Core Panel based on Geometrical Patterns

  • 932 新しく開発した軽量コアパネルの幾何学的パターンとその機械的特性(OS18.次世代CAD/CAM/CAE/CG/CSCW/CAT/C-Control (3),ポスターセッションP-2,オーガナイズドセッション)

    斉藤 一哉, 野島 武敏, 萩原 一郎

    計算力学講演会講演論文集   2008 ( 21 )   385 - 386   2008年11月

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    記述言語:日本語  

    平面/空間充填形の概念に基づいて開発された新しいコアパネル(ダイアコア)は,プレス加工されたパネル片を2枚対称に接合することによりハニカムコアよりもはるかに安価に製作できる.それゆえ実用化されれば様々な製品への応用が期待され,オクテットトラス型の基本モデル以外にも様々なデザインを持つ多数の発展型モデルが開発されている.本論文はその多様な幾何学的パターンを2つのパラメータを用いて数理的に表す方法を明らかにすると共に,有限要素法を用いてこれらのパラメータがパネルの曲げ剛性,面内せん断剛性に与える影響を明らかにする.

  • 232 プレス成形後のトラスコア構造の強度特性

    武田 晃太, 戸倉 直, 萩原 一郎, 斉藤 一哉

    Dynamics & Design Conference   2008   "232 - 1"-"232-6"   2008年9月

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    記述言語:日本語  

    This paper deals with a new core structure panel, called Truss Core Panel. We consider this Panel is useful for environment concern, because this panel has high-specific stiffness, such as Honey Comb Panel. And more, this Panel is formed by Press Forming. So, we think it leads more general versatility unlike Honey Comb Panel that has multi forming process. And now Truss Core Panel changes its core shape based on Truncation parameter, k and Separation parameter, s. So we think this feature changes mechanical characteristic of Truss Core Panel. In this paper, we examined formability of Truss Core Panel according to Truncation parameter, k and Separation parameter, s. through the dynamic FEM simulation. As a result, Relation between Thickness Reduction and Truncation parameter, k became nonlinear in certain Separation parameter, s. And we examined strength characteristic of Truss Core Panel after Press Forming. So this panel has the effect of work hardening. As a result, Relation between Mean Load cf Panel and Truncation parameter, k became almost linear despite Separation parameter, s. In conclusion we showed Formability and Strength Characteristic affer Press Forming do not always relate in the same condition.

  • 平面/空間充填形に基づく新しい軽量高剛性コアパネルのモデル化 査読

    斉藤 一哉, 野島 武敏

    日本機械学会論文集. A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. A   73 ( 735 )   1302 - 1308   2007年11月

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    記述言語:日本語  

    By processing triangle or square pyramid shaped indents on a flat sheet, panels with periodical indents in regular plane tiling patterns are manufactured. Highly rigid core panels are newly developed by setting this panel (as top panel) on a reversed one (as bottom panel), and gluing/ welding them at the apexes of pyramids to the vertexes of the tiling patterns in the bottom panel. The basic model named Dia-Core is a panel created in the form of Octet-Truss developed by Fuller which corresponds to the space filling model consisting of a combination of two tetrahedra and one octahedron. By varying the geometric patterns that appear on the panel surfaces, all possible patterns based on geometrical considerations are devised, systematically creating various modified models with larger welding portions.

    DOI: 10.1299/kikaia.73.1302

  • 707 円筒および円錐形の可変トラス構造モデルと折りたたみ構造

    野島 武敏, 菅野 千歳, 斉藤 一哉

    Dynamics & Design Conference   2007   "707 - 1"-"707-4"   2007年9月

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    記述言語:日本語  

    By allowing elastic deformation in truss members, it is investigated whether or not shape-changable/variable geometry truss structure can be designed based on the origami models of foldable cylindrical and conical shells. Stability (or instability) and statically determinate(or indeterminate) conditions in truss structures, whose nodes consists of 6 members are examined under conditions with both rigid members and elastic members. It is exemplified that foldable/deployable truss structures can be designed when members are elastic.

  • 701 トラスコア構造の衝撃特性の最適化解析

    武田 晃太, 萩原 一郎, 斎藤 一哉, 野島 武敏

    Dynamics & Design Conference   2007   "701 - 1"-"701-6"   2007年9月

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    記述言語:日本語  

    Today, we need more lightweight and more high stiffness panels, because of environment concern. Especially this demand is strong for automobile vehicles. Here we examine the application possibility to the door structure for the side collision of vehicles etc., paying attention to the Truss Core Panel, invented by Nojima based on "filling theory". Then, we evaluate its bending characteristic through the dynamic non-linear FEM simulation. And we select design variables of Truss Core Panel to examine the sufficiency of its bending characteristic. In this research, three conclusions are obtained as follows; 1) The evaluation value becomes high by making the "flat rate gamma" small 2) The evaluation value also becomes high as "triangular pyramid cutting" length becomes large. 3) If panel board thickness becomes 60&#37; or less, the evaluation value greatly down. Thus, it is important to calculate the optimal value considering both of "formulability and bending characteristic" for its utilization .

  • 705 新しく開発したコアパネルの機械的性質の評価

    斉藤 一哉, 野島 武敏, 萩原 一郎

    Dynamics & Design Conference   2007   "705 - 1"-"705-4"   2007年9月

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    記述言語:日本語  

    By processing triangle or square pyramid shaped indents on a flat sheet following regular plane tiling patterns, panels with periodical indents are manufactured. By setting a panel piece (as top panel) on reversed one (as bottom one), and gluing them at the apexes of pyramids to nodal points of the tiling patterns of bottom panel, highly rigid core panels are newly developed. By analyzing mechanical property of these core panels with experiments and numerical simulations, it is clarified that surface patterns affect panel rigidity, and they are able to compete with honeycomb at the point of specific rigidity

  • 折紙による機能構造と3次元構造のモデル化 査読

    野島 武敏, 杉山 文子, 斉藤 一哉

    成形加工   19 ( 6 )   328 - 333   2007年6月

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    記述言語:日本語  

    Origami Modeling of Functional and 3D Structures

  • I-1 DEVELOPMENT OF LIGHT WEIGHT RIGID CORE PANELS(Session: Casting/Molding)

    SAITO Kazuya, NOJIMA Taketoshi

    ASMP : proceedings of Asian Symposium on Materials and Processing   2006   147 - 147   2006年11月

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    記述言語:英語  

    By processing triangle or square pyramid shaped indents on a flat sheet following regular plane tiling patterns, panels with periodical indents are manufactured. By setting this panel (as top panel) on reversed one (as bottom panel), and gluing them at the apexes of pyramids to nodal points of the tiling patterns of bottom panel, highly rigid core panels are newly developed. The basic model named "dia-core" corresponds to the space filling models by two tetrahedra and one octahedron. Besides, varying the geometric patterns which appear on their surfaces, various modified models are devised. This pattern variation is known as Archimedean plane tiling in geometry.

  • 618 軽量コア構造のモデル化

    斉藤 一哉, 野島 武敏, 五島 庸

    Dynamics & Design Conference   2006   "618 - 1"-"618-5"   2006年8月

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    記述言語:日本語  

    By processing triangle or square pyramid shaped indents on a flat sheet following regular plane tiling patterns, panels with periodical indents are manufactured. By setting this panel (as top panel) on reversed one (as bottom panel), and gluing them at the apexes of pyramids to nodal points of the tiling patterns of bottom panel, highly rigid core panels are newly developed. The basic model named "dia-core" corresponds to the space filling models by two tetrahedra and one octahedron. Besides, varying the geometric patterns which appear on their surfaces, various modified models are devised. This pattern variation is known as Archimedean plane tiling in geometry.

  • Development of newly designed ultra-light core structures 査読

    T Nojima, K Saito

    JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING   49 ( 1 )   38 - 42   2006年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    By folding a thin flat sheet with periodically set slits or punched out portions into the third dimension, ultra-lightweight strong and functional core models are newly devised. The basic idea of this modeling arises from the application of origami technique to engineering. Based on the space filling models, fundamental flat cores and skew type sponge cores have been newly developed. By applying these models, such modified core models as curved cores and 3D honeycomb core are newly devised.

    DOI: 10.1299/jsmea.49.38

  • 720 超軽量高剛性コア構造の折紙モデル

    野島 武敏, 斉藤 一哉

    Dynamics & Design Conference   2005   "720 - 1"-"720-5"   2005年8月

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    記述言語:日本語  

    By folding a thin flat sheet with periodically set slits or punched out portions into the third dimension, ultra-lightweight strong and functional core models are newly devised. The basic idea of this modeling arises from the application of origami technique to engineering. Based on the space filling models, fundamental flat cores and skew type sponge cores have been newly developed. By applying these models, tube shaped core and curved cores are newly devised.

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書籍等出版物

  • Industrial Biomimetics (eds. Akihiro Miyauchi, Masatsugu Shimomura), Chapter 7: Strange wing folding in a rove beetle

    Kazuya Saito(担当:共著)

    Jenny Stanford Publishing  2019年6月 

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    記述言語:英語   著書種別:学術書

  • インスツルメンテーションの視点からみたバイオミメティクス

    斉藤一哉(担当:共著)

    CMCリサーチ  2016年7月 

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    記述言語:その他  

  • 応用数理ハンドブック

    斉藤一哉

    朝倉書店  2013年11月 

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    記述言語:その他  

  • 折紙の数理とその応用

    斉藤一哉, 野島武敏

    共立出版  2012年5月 

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    記述言語:その他  

  • デザインサイエンス百科事典

    斉藤一哉

    朝倉書店  2011年5月 

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    記述言語:その他  

講演・口頭発表等

  • Bioinspired Deployable Structures 招待 国際会議

    Kazuya Saito

    OIST-Kyudai Joint Symposium Series 1: Bio-Inspired Wonders and Energy Innovations  2024年2月 

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    開催年月日: 2024年2月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:OIST   国名:日本国  

  • ヘビとイモムシの脱皮から考える円筒膜剥ぎ取りの幾何学と力学

    米田大樹, 斉藤一哉

    日本物理学会第78回年次大会講演概要集  2023年9月 

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語  

    国名:その他  

  • Deployable earwig fan dome with the algorithmic design tool

    Chisaki KITAJIMA, Kazuya SAITO

    10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics  2023年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年8月

    記述言語:英語  

    国名:その他  

  • Geometry and mechanics of molting in snakes and caterpillars

    Taiju Yoneda, Kazuya Saito

    10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics  2023年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年8月

    記述言語:英語  

    国名:その他  

  • 脱皮から考える円筒膜剥ぎ取りの変形と力学

    米田大樹, 斉藤一哉

    第34回折り紙の科学・数学・教育研究集会  2023年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:英語  

    国名:その他  

  • New deployable structures based on an elastic origami model 国際会議

    Saito K, Tsukahara A, Okabe Y

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2013年8月 

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    国名:その他  

    New deployable structures based on an elastic origami model

  • Manufacture of arbitrary cross-section composite honeycomb cores based on origami techniques 国際会議

    Saito K, Pellegrino S, Nojima T

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2013年8月 

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Manufacture of arbitrary cross-section composite honeycomb cores based on origami techniques

  • Designing of self-deploying origami models using geometrically misaligned crease patterns 国際会議

    Saito K, Tsukahara A, Okabe Y

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2014年8月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Designing of self-deploying origami models using geometrically misaligned crease patterns

  • ハイスピードカメラを用いた昆虫の翅の展開・収納挙動の解析と展開構造物への応用

    斉藤一哉

    日本機械学会2014年度年次大会 宇宙工学部門  2014年9月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

  • 折紙する昆虫

    斉藤一哉

    第21回折紙探偵団コンベンション  2015年8月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

  • Elastic wing deployments in beetles and their folding mechanisms 国際会議

    Saito K, Okabe Y

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2015年8月 

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Elastic wing deployments in beetles and their folding mechanisms

  • 折りたたみの科学-昆虫の翅にみる展開・収納メカニズム- 招待

    斉藤一哉

    第43回建築物環境衛生管理全国大会  2016年1月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

    折りたたみの科学-昆虫の翅にみる展開・収納メカニズム-

  • Design of a 3D wing honeycomb core based on origami techniques 国際会議

    Saito K, Fujimoto A, Okabe Y

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2016年8月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Design of a 3D wing honeycomb core based on origami techniques

  • 甲虫後翅の折り畳みを応用した展開構造の開発 招待

    斉藤一哉

    第36回エアロ・アクアバイオメカニズム学会  2017年3月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

    甲虫後翅の折り畳みを応用した展開構造の開発

  • Design of a beetle inspired deployable wing 国際会議

    Saito K, Tachi T, Niiyama R, Kawahara Y

    Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference  2017年8月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Design of a beetle inspired deployable wing

  • Inkjet Printed Speaker: 導電性インクの印刷だけで作る折り紙スピーカー

    加藤邦拓, 斉藤一哉, 川原圭博

    第26回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ  2018年9月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

    Inkjet Printed Speaker

  • Demo: Origami robots with flexible printed circuit sheets 国際会議

    Lee D, Saito K, Umedachi T, Ta T.D, Kawahara Y

    UbiComp/ISWC 2018 - Adjunct Proceedings of the 2018 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and Proceedings of the 2018 ACM International Symposium on Wearable Computers  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Demo: Origami robots with flexible printed circuit sheets

  • Patterns in Insect Wings 招待

    斉藤一哉

    Tokyo-Berkeley Symposium: Forms in Nature and Art  2019年1月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Patterns in Insect Wings

  • Folding Patterns in Insect Wings 招待

    斉藤一哉

    ART+NATURE SYMPOSIUM, UC Barkley  2019年11月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

    Folding Patterns in Insect Wings

  • ハサミムシの扇子の設計法 招待

    斉藤一哉

    MIMS 現象数理学研究拠点 共同研究集会:折り紙の科学を基盤とするアート・数理および折紙工学への応用研究  2020年12月 

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    記述言語:その他  

    国名:その他  

  • ハサミムシの扇子の数理 招待

    斉藤一哉

    明治大学 研究ブランディング事業 第5回公開シンポジウム  2021年3月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

  • Numerical evaluation on the out-of-plane properties of bio-inspired honeycomb cores with extra hollows

    Mudong Li, Sachiko Ishida, Kazuya Saito

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2021年9月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

  • 3D structural form creation of earwig fan using the algorithmic design tool

    Kazuya Saito, Chisaki Kitajima

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2021年9月 

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    記述言語:その他  

    国名:その他  

    3D structural form creation of earwig fan using the algorithmic design tool

  • ハサミムシの扇子の工学応用 招待

    斉藤一哉

    MIMS共同研究集会「折り紙の科学を基盤とするアート・数理および折紙工学への応用Ⅱ」  2021年12月 

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    記述言語:その他  

    国名:その他  

  • ハサミムシ後翅の折り畳みのドーム構造への拡張

    北島千朔, 斉藤 一哉

    第18回(2021年度)日本応用数理学会研究部会連合発表会  2022年3月 

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    記述言語:その他  

    国名:その他  

  • 柱状生物の脱皮 -- ヘビ、イモムシ、あるいはヒトの靴下

    米田大樹, 斉藤一哉

    日本応用数理学会2022年度年会  2022年9月 

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    記述言語:日本語  

    国名:その他  

  • Designing dome-shape structure of earwig fan usingthe algorithmic design tool

    Chisaki Kitajima, Kazuya Saito

    Proceedings of The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年9月 

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    記述言語:英語  

    国名:日本国  

  • Origami in Insect wings 招待

    Kazuya Saito

    Structual Origami Gathering 2023 Joint Lecture (in University of Innsbruck)  2023年5月 

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    記述言語:英語  

    国名:その他  

  • 多角形面素の配置による任意図形の折り紙展開図生成手法の検討

    山口 卓人, 谷 慎一, 斉藤 一哉, 森本 有紀

    日本応用数理学会 第20回 研究部会連合発表会  2024年3月 

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    記述言語:その他  

    国名:その他  

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MISC

  • 昆虫の進化と折紙の数理

    斉藤一哉

    数学セミナー   2023年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 昆虫たちの折紙

    斉藤一哉

    岩波「科学」   2023年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 昆虫から学ぶ折り紙工学

    斉藤一哉

    応用物理   2023年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

Works(作品等)

  • READY TO FLY

    1. 山中俊治,斉藤一哉,杉原 寛,谷道鼓太朗,村松 充

    2019年7月

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    虫展 −デザインのお手本−(21_21 DESIGN SIGHTギャラリー1&2,2019.7.19–11.4)にて発表

産業財産権

特許権   出願件数: 4件   登録件数: 1件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • American Society of Mechanical Engineer

  • 日本応用数理学会

  • 日本機械学会

委員歴

  • 日本図学会   理事   国内

    2023年4月 - 2025年4月   

  • 日本応用数理学会   幹事   国内

    2022年4月 - 2024年3月   

  • 日本応用数理学会   折紙工学研究部会幹事   国内

    2022年4月 - 2024年3月   

学術貢献活動

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • デジタルとフィジカルが融合した生物模倣スマートマテリアル(フェーズ2)

    2024年 - 2027年

    JST創発的研究支援事業(フェーズ2)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 自然と人工物をつなぐ折紙科学

    研究課題/領域番号:24H00823  2024年 - 2026年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 生物模倣軽量構造の共同研究

    2023年4月 - 2024年3月

    共同研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:その他産学連携による資金

  • 月の縦孔での滞在開始用ベースキャンプの最少形態と展開着床機構の開発

    2022年6月 - 2025年3月

    国土交通省 

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    担当区分:研究分担者 

  • フレキシブルハニカムコアの理論解析に関す

    2022年6月 - 2023年3月

    共同研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:その他産学連携による資金

  • 切り紙構造が誘起する折り紙構造の学理創出とデバイス実証

    2022年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会 

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    担当区分:研究分担者 

  • デジタル・ファブリケーションと生物模倣が切り開く陶磁器の未来

    2022年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会 

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    担当区分:研究代表者 

  • デジタルとフィジカルが融合した生物模倣スマートマテリアル

    2022年4月 - 2024年3月

    JST 

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    担当区分:研究代表者 

  • 切り紙構造が誘起する折り紙構造の学理創出とデバイス実証

    研究課題/領域番号:22H04954  2022年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • デジタルファブリケーションと生物模倣が切り開く陶磁器の未来

    研究課題/領域番号:22K19798  2022年 - 2024年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 月の縦孔での滞在開始用ベースキャンプの最少形態と展開着床機構の開発(代表:佐藤淳,東大)

    2022年 - 2024年

    国土交通省「月面等での建設活動に資する無人建設革新技術開」

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    担当区分:研究分担者  資金種別:受託研究

  • ハサミムシ後翅の折り畳みに基づく展開構造の開発

    2022年

    第Ⅵ期 大学発ベンチャー事業シーズ育成支援プログラム(ギャップファンド)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:学内資金・基金等

  • フレキシブルハニカムコアの理論解析に関する研究

    2021年10月 - 2023年3月

    日産自動車株式会社 

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    担当区分:研究代表者 

  • 形加工による「うごく」超微細機能表面の創成

    2021年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会 

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    担当区分:研究分担者 

  • ハサミムシの翅の折り畳みを応用した屋台用展開屋根の開発

    2021年4月 - 2022年3月

    受託研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:その他産学連携による資金

  • デジタルとフィジカルが融合した生物模倣スマートマテリアル(フェーズ1)

    2021年 - 2023年

    JST創発的研究支援事業

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 変形加工による「うごく」超微細機能表面の創成

    研究課題/領域番号:21K18702  2021年 - 2022年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別:科研費

  • 折紙工法ハニカムコアによる光・音・熱の環境デザイン手法の開発

    2020年4月 - 2024年3月

    旭硝子財団 

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    担当区分:研究代表者 

  • ハサミムシの翅の折り畳みを応用した屋台用展開屋根の開発

    2020年4月 - 2020年3月

    株式会社鈴三材木店 

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    担当区分:研究代表者 

  • 建築用フィルム膜材と折紙工法ハニカムコアを組み合わせた新しい膜構造の研究

    2020年2月 - 2021年1月

    能村膜構造技術振興財団 

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    担当区分:研究代表者 

  • 折紙工法ハニカムコアによる光・音・熱の環境デザイン手法の開発

    2020年 - 2023年

    旭硝子財団研究助成・若手継続グラント

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 建築用フィルム膜材と折紙工法ハニカムコアを組み合わせた新しい膜構造の研究

    2020年 - 2021年

    能村膜構造技術振興財団研究助成

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • 陶芸とデジタル・ファブリケーション技術の融合

    2020年

    QRプログラム研究実績報告書(わかば)

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    資金種別:学内資金・基金等

  • 昆虫に見られる外骨格の弾性を利用した高速変形メカニズムの解明とその工学応用

    研究課題/領域番号:24860024  2017年 - 2020年

    科学研究費助成事業  若手研究(A,B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ヤブガラシの把持パターン分岐メカニズムの解明と機械工学への応用

    研究課題/領域番号:17K18851  2017年 - 2020年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 昆虫の翅にみられる折りたたみ・展開機構を応用した革新的展開構造の創成

    研究課題/領域番号:26870125  2014年 - 2016年

    科学研究費助成事業  若手研究(A,B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 拡張折紙工学デザイン手法の開発

    研究課題/領域番号:25560012  2013年 - 2015年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別:科研費

  • 弾性変形を考慮した折紙モデルに基づく新しい展開構造の開発

    研究課題/領域番号:24860024  2012年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

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教育活動概要

  • 学部においてはインダストリアルデザインコースの科目の他、全コース必修科目の基礎造形Ⅱ、コース融合科目を担当。
    学府においては人間生活デザインコースにおいて生物模倣工学、スタジオ科目を担当。
    ファブリケーションラボWGにおいてデジタルファブリケーション機器の管理を担当している。

担当授業科目

  • クリエーティブデザイン演習

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学特別研究Ⅱ(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学特別研究Ⅳ(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学演習(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学特別研究Ⅳ(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学特別研究Ⅱ(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • クリエーティブデザイン演習

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 芸術工学演習(人間生活デザインコース)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • コース融合プロジェクトA(i. アルゴリズムとデザイン)

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • リサーチリテラシー

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • インダストリアルデザイン基礎Ⅰ

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • コース融合プロジェクトB(i. アルゴリズムとデザイン)

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • コース融合プロジェクトA(i. アルゴリズムとデザイン)

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • リサーチリテラシー

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • インダストリアルデザイン基礎Ⅰ

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • コース融合プロジェクトB(i. アルゴリズムとデザイン)

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • 生命科学入門II

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 生命科学入門II

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 生命科学実習

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 生命科学実習

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 分子生物学

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 生物模倣工学(旧:生体模倣工学)

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 分子生物学

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 生物模倣工学(旧:生体模倣工学)

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 機能工学デザイン(2021年度以前入学者)

    2024年4月 - 2025年3月   通年

  • 機能工学デザイン(2021年度以前入学者)

    2024年4月 - 2025年3月   通年

  • 芸術工学特別研究Ⅰ(人間生活デザインコース)

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 芸術工学特別研究Ⅲ(人間生活デザインコース)

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 芸術工学特別研究Ⅲ(人間生活デザインコース)

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 芸術工学特別研究Ⅰ(人間生活デザインコース)

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • イノベーションデザイン論・演習Ⅰ

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • イノベーションデザイン論・演習Ⅰ

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 人間生活デザイン特論

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 人間生活デザイン特論

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅳ

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • クリエーティブデザイン演習

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 卒業研究Ⅰ

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 卒業研究Ⅱ

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • デジタル陶芸

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • デジタル陶芸

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • 基礎造形Ⅳ

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 分子生物学

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 生体模倣工学

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • スタジオプロジェクトⅡ-B(誤用の美学:3Dプリンターをハックする)

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • スタジオプロジェクトⅡ-A(誤用の美学:3Dプリンターをハックする)

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトB(e. 誤用の美学:3Dプリンターをハックする)

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトA(e. 誤用の美学:3Dプリンターをハックする)

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 卒業研究Ⅰ

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 基礎造形Ⅱ

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 人間生活デザイン特論

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • イノベーションデザイン論・演習Ⅰ

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅳ

    2022年12月 - 2023年2月   冬学期

  • コース融合プロジェクトA(i. 音と光のパビリオン)

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • デジタル陶芸

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • スタジオプロジェクトⅢ-B(音と光のパビリオン)

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • スタジオプロジェクトⅢ-A(音と光のパビリオン)

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • コース融合プロジェクトB(i. 音と光のパビリオン)

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 分子生物学

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 生体模倣工学

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • スタジオプロジェクトⅡ-B(セラミックラボ・アートウォール計画)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • スタジオプロジェクトⅡ-A(セラミックラボ・アートウォール計画)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 生命科学実習

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 生命科学入門II

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトB(f. セラミックラボ・アートウォール計画)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトB(d. 芸工生のための分子生物学入門)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトA(f. セラミックラボ・アートウォール計画)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • コース融合プロジェクトA(d. 芸工生のための分子生物学入門)

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2022年4月 - 2022年9月   前期

  • 基礎造形Ⅱ

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅳ

    2021年12月 - 2022年2月   冬学期

  • 基礎造形Ⅳ

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2021年6月 - 2021年8月   夏学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2021年6月 - 2021年8月   夏学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • 基礎造形Ⅱ

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • 折紙工学概論

    2020年10月 - 2021年3月   後期

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FD参加状況

  • 2024年3月   役割:参加   名称:ハラスメント研修

    主催組織:部局

国際教育イベント等への参加状況等

  • 2019年6月

    The University of Tokyo, University of Californi, Berkeley

    Tokyo-Berkeley Workshop "Forms in Nature and Art"

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    開催国・都市名:東京,日本

    参加者数:20

社会貢献・国際連携活動概要

  • 昆虫の翅の生物模倣工学に関して,テレビ番組の監修や科学博物館での展示協力を行っている.

社会貢献活動

  • 21_21 Design Sightで開催される「未来のかけら展」において出展されたReady To Flyの技術協力を行った。

    21_21 Design Sight  21_21 Design Sigh  2024年3月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:研究指導

  • 「感覚する構造 – 力の流れをデザインする建築構造の世界」(建築倉庫、R5.9.30~2.25)において展示された月面基地用ハサミムシ型太陽電池パネルの模型の設計を行った。

    WHAT MUSEUM  建築倉庫  2023年9月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:研究指導

  • 「ふくおか大昆虫展inももち」において、ハサミムシの翅の折りたたみの工学応用に関する研究の展示を行った。

    株式会社TNCプロジェクト、九州大学総合研究博物館  TNC放送会館  2023年7月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:その他

  • サイエンスカフェ@福岡において「昆虫のはねの謎に迫る!~3億年前から使われている折りたたみ~」のテーマについて一般向けセミナーを行った.

    九州大学社会連携推進室  BIZCOLIラウンジ(電気ビル共創館)  2023年5月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

  • はこだてみらい館で2023年3月25日~4月11日に開催された「あっちもこっちも昆虫展」のバイオミメティクスコーナーにテントウムシの翅の折り畳みに関する展示を提供した.

    はこだてみらい館  はこだてみらい館(北海道函館市)  2023年3月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:研究指導

  • ワークショップコレクションin 福岡2024において小学生を対象に「昆虫たちに学ぶ折りたたみのテクニック」について講演を行った。

    九州大学、株式会社大広九州  2023年3月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 蔦屋書店熊本三年坂店で開催された「数学カフェ」で講師を務め,昆虫の翅の生物模倣工学について一般向けセミナーを行った.

    NPO法人数学カフェ  蔦屋書店 熊本三年坂店  2022年11月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • 佐賀経済同友会第683回例会 講演会「バイオミメティクスについて」の講師を務めた.

    佐賀経済同友会  グランデはがくれ  2022年9月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • 九州大学発スタートアップマッチングセミナーに講師として参加し,「ハサミムシ後翅の折り畳みに基づく展開構造の開発」に関する講演を行った.

    九州大学学術研究都市推進機構  日本橋ライフサイエンスビルディング  2022年9月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 小学生を対象に,南区こども大学「昆虫のはねを折ってみよう」を開催した.

    南区市役所  九州大学大橋キャンパス  2022年8月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • 福岡市南区の小学生を対象とした夏休みの公開講座,「南区こども大学:昆虫のはねを折ってみよう」を主催した.

    福岡市南区の小学校を対象  2022年8月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 明治大学研究ブランディング事業第5回公開シンポジウム:数理科学する明治大学,特別講演

    明治大学先端数理科学インスティチュート  オンライン  2021年3月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

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メディア報道

  • 記事「ハサミムシ技術を宇宙へ応用」において研究が紹介された。 新聞・雑誌

    毎日小学生新聞  2024年4月

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    記事「ハサミムシ技術を宇宙へ応用」において研究が紹介された。

  • NHK、Eテレの教育番組、ミミクリーズ「はねのかたち」の回においてハサミムシの翅の展開図、ペーパークラフトが放送された。 テレビ・ラジオ番組

    NHK  2024年4月

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    NHK、Eテレの教育番組、ミミクリーズ「はねのかたち」の回においてハサミムシの翅の展開図、ペーパークラフトが放送された。

  • NHK BSの番組、「ビヨンドファーブル」においてハサミムシの翅の折りたたみに関する研究が紹介された。 テレビ・ラジオ番組

    NHK  2023年12月

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    NHK BSの番組、「ビヨンドファーブル」においてハサミムシの翅の折りたたみに関する研究が紹介された。

  • 2023年6月号に「昆虫の進化と折紙の数理」を寄稿した. 新聞・雑誌

    数学セミナー(日本評論社)  2023年6月

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    2023年6月号に「昆虫の進化と折紙の数理」を寄稿した.

  • 昆虫フロンティアの第1回の記事「小さな羽に 広がる宇宙」においてハサミムシの翅の折り畳みを工学応用する研究が紹介された。 新聞・雑誌

    毎日新聞  2023年1月

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    昆虫フロンティアの第1回の記事「小さな羽に 広がる宇宙」においてハサミムシの翅の折り畳みを工学応用する研究が紹介された。

  • 日本経済新聞,2023年1月22日朝刊に掲載された連載「生き物に学ぶ」においてハサミムシの翅の生物模倣工学についての研究が取り上げられた. 新聞・雑誌

    日本経済新聞  2023年1月

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    日本経済新聞,2023年1月22日朝刊に掲載された連載「生き物に学ぶ」においてハサミムシの翅の生物模倣工学についての研究が取り上げられた.

  • 2022年9月23日朝刊の科学・医療面「昆虫の構造 技術に生かす」において,ハサミムシの翅の折り畳みに関する研究が紹介された. 新聞・雑誌

    読売新聞  2022年9月

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    2022年9月23日朝刊の科学・医療面「昆虫の構造 技術に生かす」において,ハサミムシの翅の折り畳みに関する研究が紹介された.

  • NHK Eテレ「ミミクリーズ」,はねをたたむ(初回放送日: 2021/11/8)の監修 テレビ・ラジオ番組

    NHK  2021年11月

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    NHK Eテレ「ミミクリーズ」,はねをたたむ(初回放送日: 2021/11/8)の監修

  • NHK Eテレ「ミミクリーズ」,はねをひらく(初回放送日: 2021/2/15)の監修 テレビ・ラジオ番組

    NHK  2021年2月

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    NHK Eテレ「ミミクリーズ」,はねをひらく(初回放送日: 2021/2/15)の監修

  • 2020年11月号,付録「ハサミムシペーパークラフト」のデザイン,監修 新聞・雑誌

    子供の科学(誠文堂新光社)  2020年11月

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    2020年11月号,付録「ハサミムシペーパークラフト」のデザイン,監修

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海外渡航歴

  • 2023年5月

    滞在国名1:オーストリア共和国   滞在機関名1:University of Innsbruck

  • 2023年3月

    滞在国名1:台湾   滞在機関名1:台湾師範大学

    滞在国名2:オーストラリア連邦   滞在機関名2:University of Queensland

  • 2019年11月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:University of California, Berkeley

  • 2019年5月 - 2020年12月

    滞在国名1:グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)   滞在機関名1:オックスフォード大学

学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2023年4月 - 2025年3月   学科 工作工房WG委員

  • 2022年4月 - 2025年3月   部門 ファブリケーションラボWG委員