/日本工業出版(株)/

■特集:空中超音波
○ 音響整合層を付加した高周波空中超音波トランスデューサの開発
/山形大学 高橋貞幸
本稿では、有機質の圧電材料であるP(VDF/ TrFE)(75/25 mol%)を用いて圧電体を製作し、ポリマー系の音響整合層(主としてポリステルフィルム)を付加した約2 MHzで動作する P(VDF/TrFE)トランスデューサの開発について紹介する。P(VDF/TrFE)圧電体およびトランスデューサの効率は、実測値および計算値から評価し、空気中での送受信効率上昇の期待とその有効性が示された。

○ 空中超音波フェーズドアレイを用いた高分解能環境センサ
/福島大学 高橋隆行
屋内移動ロボットへの搭載を想定して、シンプルで実装が容易な超音波センサの機能を高めるための研究開発を行ってきた。特に、空間分解能の向上と複数物体の同時検出を実現するために、アレイ型の送信機とMUSIC法を組み合わせたシステムを開発したので紹介する。

○ 多数の超音波振動子による空中超音波音場の形成と評価
/愛知工業大学 小塚晃透
超音波の指向性を調べる実験では、音源から放射される超音波の位置による2次元音圧分布を、これまで手動ステージを用いて測定してきたが、マイコンでステッピングモータを制御し、ステージに取り付けたマイクロホンを移動させて各位置における音圧を測定する、2次元音圧分布自動測定システムを構築した。

○ 空中超音波域の計量標準
/(国研)産業技術総合研究所 高橋弘宜
空中超音波を定量的かつ信頼性を持って計測するには、基準となる「ものさし」が不可欠であり、その役割を担うのが音響標準である。本稿では、空中超音波域における音響標準として、 WS3マイクロホンの自由音場における相互校正法を紹介する。

○ 空中超音波曝露の許容値と安全性の議論
/ピクシーダストテクノロジーズ㈱ 星貴之
強力超音波技術の普及に伴い、安全性の議論が必要である。40 kHz超音波の暫定許容値として、140 dBが文献調査に基づき提案されている。今後の健全な社会実装に向けて、継続的な研究と法規制・標準化などの議論が望まれる。

○ 空中超音波による触覚再現技術の進展
/東京大学 篠田裕之
近年、空中超音波による非接触での触覚提示技術の実用化が検討され始めている。超音波で生成される触覚は近年著しく向上し、仮想物体の実体感を明瞭に感じることができるようになっている。本稿では、そのような超音波触覚提示について、技術の現状と課題を紹介する。

○ 小型な空中超音波ハプティックアクチュエータの開発と応用
/愛知工業大学 水嶋大輔
空中超音波ハプティクスは、非接触触感提示ができるというユニークな特性を持つが、装置が大型である。そこで筆者は、より小型なアクチュエータの開発を行った。本稿では、その特性と応用として皮膚変位直接測定の結果を紹介する。

○ 非接触・空中超音波検査装置(NAUT21)について
/ジャパンプローブ㈱ 田中雄介
本稿では、接触媒質を用いない空中超音波探傷と装置について紹介する。透過法やガイド波法などの探傷方法やリチウムイオン電池、溶接部欠陥計測などの計測実施例とその計測原理について記述した。

○ 強力空中超音波による非線形高調波法と波源走査法を組み合わせた金属平板内欠陥のイメージング
/日本大学 大隅歩・石川周男・伊藤洋一
/愛媛大学 清水鏡介
強力空中超音波による、非線形高調波法と波源走査法を組み合わせた非破壊検査手法の研究を行っている。本稿では、金属薄板に設けた減肉欠陥に適用した際のイメージング結果について紹介する。

○ コウモリの多様な超音波エコーロケーション
/同志社大学 飛龍志津子
コウモリは超音波を放射し、その反響音を聞くことで周囲を把握するエコーロケーション(音源定位)を行う。本稿では、実験室での精密な行動計測から、野生下での音響計測やバイオロギング調査を通じて明らかになりつつある、コウモリの多様な超音波の運用術ついて紹介する。

○ 光散乱法を用いた卵巣摘出マウス骨の超音波音速評価
/同志社大学 和田大河・北嶋昇太・松川真美
/(国研)産業技術総合研究所 土屋吉史
卵巣摘出と健常マウスの荷重骨(脛骨)の皮質骨中の音速と骨ミネラル密度(BMD)を顕微Brillouin光散乱法とX線CTにより評価した。荷重負荷方向の音速において、OVX群は有意な音速低下を示し、また、BMDも有意な低下を示し,OVXによるエストロゲン分泌低下が骨の物性に影響を及ぼすことを示した。


■特集:動物と超音波
○ FMコウモリをモデルとする浴室内事故防止システムの開発と評価
/東京大学 伊福部達・藪謙一郎
浴室は、居住空間の中でとくにプライバシーが求められることからカメラを設置することは難しく、電磁センサも人工臓器へ影響を与える可能性がある。このような背景から、筆者らは FMコウモリをモデルとした超音波センサシステムを開発し、浴室のようなプライベート空間に活かすための研究を続けている。

○ 水中音響に特化した鯨類の脂肪の構造と起源
/北海道大学 竹内颯・松石隆
イルカやクジラの頭部にある特殊な脂肪組織「音響脂肪体」は、音を伝えるために特化した生体構造である。本稿では、その音響機能に適した脂質分布や進化的起源を、遺伝子発現と代謝制御の視点からひもとき、水中音響の最前線にせまる。

○ AIによる超音波画像B.M.S.推定
/㈱ロジカルプロダクト 辻卓則
本稿では、和牛の脂肪交雑基準(B.M.S.)を、肥育中にAI技術によって超音波画像から解析、および推定できる、使い勝手の良いクラウド上のIoTサービスを紹介する。


■解説
○ キャビテーションでコーヒーかすを資源に変えることに成功
/東北大学 祖山均
本稿では、流れ場を用いて発生させたキャビテーション(流動キャビテーション)を用いて、コーヒーかすからカフェ酸を抽出しつつ、同時に、繊維質を解繊して工業材料に有効利用する技術について紹介する。


■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⑤
○ 計量標準と国際標準が支える超音波音場測定
/(国研)産業技術総合研究所 吉岡正裕
当所計量標準総合センターでは、超音波計量標準の開発、供給および国際標準に基づく超音波音場測定サービスを実施している。計量標準と国際標準が相互に作用し、この測定サービスの信頼性を支えている。


■製品ガイド
○ 超音波流量計