/日本工業出版(株)/

■特集:海洋音響工学(水中超音波)②
○日本沿岸域に生息するスナメリ鳴音の音響特性計測
/(国研)海洋研究開発機構　小川真由
/京都大学　木村里子
日本沿岸域に生息するスナメリがエコーロケーション時に発するクリックトレインとコミュニケーション時に発するバーストパルスの音響特性を解明した。本稿では、その計測手法と音響特性について紹介する。

○高周波超音波と深層学習を組み合わせたアサリの分布推定手法の開発
/横浜市立大学　門井辰夢・寺山慧
/東京大学　水野勝紀
非接触・非破壊的に海底下に生息するアサリの個数・分布を把握するために高周波超音波と深層学習を組み合わせたシステムを開発し、その有効性を検証した。

○A-coreを用いたアサリの室内生態試験
/木更津工業高等専門学校　高久雄輝・虻川和紀
/東京大学　水野勝紀
本稿では、音響コアリングシステム(A-core)を用いてアサリの水温変化による潜砂深度の違いについて室内実験を行ったので紹介する。土中のアサリに対して超音波を照射し、その反射波から音響画像を作成し潜砂位置の検出を試みた。

○不明音源からの音源種推定プロトコルの開発
/早稲田大学　平木優到・竹山春子・赤松友成
近年、海洋環境の急激な変化が水産資源や生態系に大きな影響を及ぼしている。本稿では、魚の「鳴音」を利用する受動的音響観察法(PAM)の有用性と課題に焦点を当て、定置網を活用したデータ収集や未知音からの種同定プロトコルについて紹介する。さらに、環境DNAや機械学習を組み合わせることで、より効率的、かつ包括的な海洋生物モニタリングの実現を目指す。また、今後の研究発展に向けた指針や、筆者らが目指す環境DNAとPAMを組み合わせたモニタリング手法の開発に向けた展望について述べる。

○鯨類鳴音観測ハイドロフォンアレーシステムの同期
/㈱ソニック　韓軍
鯨類鳴音観測ハイドロフォンアレーのビームフォーミングを実現するため、ピンガを用いたソフト同期手法と、GPSとFPGAによるハード同期手法を検討し、後者では100 ns以内の高精度な同期を達成した。本稿では、それらの手法と技術的ノウハウを紹介する。

○ 南の島で魚の声を聴く
/早稲田大学　赤松友成
南の島のサンゴ礁で海洋生物の声を聴いてその分布を明らかにする試みは、実際に行ってみると体力が必要だが、手軽に行える移動式音響調査であった。スズメダイや甲殻類の音響的分布が明らかになった。

○ 海底地震計網による遠地海底火山活動の検出
/(国研)海洋研究開発機構　岩瀬良一
福徳岡ノ場の噴火を事例として、海外のハイドロフォン・アレーでしか検出の報告がなかった遠地海底火山活動に伴う海中音波について、国内の大規模海底地震計網を活用することで検出可能なことを示した。

○ 水中音響通信におけるBPDNを用いた通信路推定とその最適化
/筑波大学　石島諒一・海老原格・若槻尚斗・前田祐佳・水谷孝一
従来の通信路のインパルス応答のスパース性を活用した水中音響通信では、基底追跡雑音除去における正則化パラメータを決定するために通信の前にシミュレーションを行う必要があった。本稿では、より柔軟な水中音響通信の実現を目指し、正則化パラメータの新しい決定手法を紹介する。

○Doppler効果に基づく音響反射計測を用いた移動ロボットの自己位置推定手法
/筑波大学　土屋充志・若槻尚斗・海老原格・善甫啓一
単一の音響送受波器を用いた超音波センサーでは反射物体の方向情報を得ることができないため、高精度な自己位置推定の実現には至っていなかった。本稿では、移動ロボットが移動する際に発生するDopplerシフトを活用することにより、単一の送受波器のみを用いた高精度自己位置推定手法について紹介する。


■解説
○サブミクロン粒子懸濁液への高周波超音波照射により形成される液柱での粒子分離
/鹿児島大学　河野優斗・水田敬・二井晋
サブミクロン粒子の懸濁液にMHz域の超音波照射により発生させた噴水で形成される、特定サイズの粒子濃縮場を調査し、濃縮場の形成メカニズムを論じた。粒子分離にはキャビテーションが強く影響を及ぼすと考えられる。

○ 深層強化学習による超音波モータの高速応答制御
/東京大学　笹村樹生・森田剛
超音波モータは優れた高速応答性を持つ一方で、強い非線形特性により一般的な線形制御ではその応答性を十分に発揮できない。本稿では、深層強化学習を用いて安定性を維持しつつ、応答時間を従来の数十msから1～2 msまで短縮した試みについて紹介する。

○超音波を用いた固体酸化銀からの銀ナノ粒子合成に及ぼす分散剤と溶媒との親和性の影響
/東北大学　久保正樹・林大和
本稿では、超音波を用いて固体酸化銀から銀ナノ粒子を合成するプロセスにおいて、溶媒と分散剤の観点から分散剤の効果を解明し、狭い粒径分布かつ所望の粒径を有するナノ粒子の合成条件を選定する手法を紹介する。

○コンクリート中のひび割れ進展と超音波伝搬速度から求める動弾性係数の関係
/新潟大学　鈴木哲也・柴野一真
近年、コンクリート構造物の経年劣化が社会的問題となっており、効率的な維持管理や更新が求められている。構造損傷を同定する上で比較的簡便に試験を行うことのできる非破壊検査技術の現場ニーズは高い。本稿では、竣工後約50年が経過した既設鉄筋コンクリート排水樋門より採取したコンクリートコアを対象にX線 CT法により同定したひび割れ指標と圧縮応力場のAE、超音波伝搬速度から推定される動弾性係数の関係を紹介し、コンクリート中の損傷蓄積が材料物性評価へ及ぼす影響を考察する。

○ ソノケミストリーを応用した金属粉の腐食・侵食による金属酸化物微粒子の室温合成
/東北大学　林大和・山中俊輝
本稿では、不均一固液系におけるソノケミストリーを応用したγ–AlOOHナノ粒子の室温合成プロセスを紹介する。金属粉からなる不均一固液系超音波プロセスは、既存の液相合成法と比較して、室温・アニオン廃棄物フリーな合成プロセスであり、金属粉をアップサイクルする有効な候補技術の一つであると考えられる。

○有人宇宙環境における空気モニタリング用弾性表面波ガスクロマトグラフの開発
/ボールウェーブ㈱　岩谷隆光・赤尾慎吾・竹田宣生・岡野達広・福士秀幸・
大泉透・武田昭信・山中一司
宇宙空間で人が生活する環境(有人宇宙環境)では、空気の安全のため有害ガスのモニタリングが必要である。多種類の有害ガスの分析にはガスクロマトグラフ(GC)が有効であるが、一般的にGCは大型で持ち運びが困難である。本稿では、有人宇宙環境モニタリングのための球状の素子の弾性表面波センサ(ボールSAWセンサ)を利用した可搬型GCについて紹介する。


■製品紹介
○超音波による半導体・電子部品の非破壊検査技術
/㈱日立パワーソリューションズ　小林昌幸
半導体・電子部品の製造・開発現場では超音波による非破壊検査が広く取り入れられている。本稿では、超音波映像装置の基本的な原理と装置構成を解説し、先端半導体の解析に有用と思われる技術を紹介する。

○超音波センサーを使用した追従運搬車
/㈱城南製作所　小林真由
超音波センサーを用いたセンシングにより使用者を追従することで、作業の効率化を図る農業用運搬車を開発している。本稿では、開発の経緯、機能の特徴、効果検証を行った共同研究の事例などを紹介する。

○メタルマスク超音波洗浄装置
/㈱ブルー・スターR&D　柴野佳英
電子部品の高密度実装や微細加工技術の進展に伴い、メタルマスクの高精密化は、ますます重要になっている。この洗浄機は、メタルマスクの高精密化に十分に対応できる高性能メタルマスク超音波洗浄装置として開発された。


■連載:産業技術総合研究所 超音波音場計測クラブと、関連する計量標準及び工業標準③
○超音波音圧標準
/(国研)産業技術総合研究所　千葉裕介
本稿では、超音波診断装置などの医用超音波機器の安全性評価に資する、光干渉法を用いたMHz帯域のハイドロホン感度の校正サービスについて紹介する。