＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」についてお話できます

■ 具体的な経験の内容

超音波システム研究所は、
　超音波利用に関して、
　＜統計的な考え方＞を利用した
　効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。

＜統計的な考え方について＞
　統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
　具体的なものとの接触を通じて
　抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
　これが統計数理の特質である

超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」

＜モデルについて＞
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。

正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。

＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞
( 考察する場合の注意事項 )

１）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります

２）モデルの本質を考えるためには、
　圏論（注）を利用することが有効だと考えています
　（実際に応用化学や量子論などで積極的に利用されています）

注：圏論は、数学的構造とその間の関係を抽象的に扱う数学理論

＜論理モデルの作成について＞
（情報量基準を利用して）

１）各種の基礎技術（注）に基づいて、対象に関する、

　D1=客観的知識（学術的論理に裏付けられた理論）
　D2=経験的知識（これまでの結果）
　D3=観測データ（現実の状態）

　　からなる 「情報データ群 」、DS＝(D1,D2,D3) を明確に認識し
　　その組織的利用から複数のモデル案を作成する

２）統計的思考法を、
　　　情報データ群（DS）の構成と、
　　　それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
　　　によって情報獲得を実現する思考法と捉える

３）　AIC の利用により、
　　　様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する

４）　作成したモデルに基づいて
　　　超音波装置・システムを構築する

５）　時間と効率を考え、
　以下のように対応することを提案しています

５－１）「論理モデル作成事項」を考慮して
　　　「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する

５－２）実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する

５－３）検討メンバーが合意できるモデルにより
　　　装置やシステムの具体的打ち合わせに入る

上記の参考資料
　１）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
　　　：赤池弘次/共著 中川東一郎/共著：サイエンス社
　２）生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門
　　　：和田孝雄/著：講談社　

ポイントは
　表面弾性波の利用です、
　対象物の条件・・・により
　超音波の伝搬特性を確認することで、
　オリジナル非線形共振現象（注１）として
　対処することが重要です

注１：オリジナル非線形共振現象
　オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
　共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
　超音波振動の共振現象

様々な分野への利用が可能になると考え
　各種コンサルティングにおいて提案しています。

＜＜超音波の音圧測定・解析　Ｎｏ．２＞＞

１）時系列データに関して、
　多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析により
　測定データの統計的な性質（超音波の安定性・変化）について
　解析評価します

２）超音波発振による、発振部が発振による影響を
　インパルス応答特性・自己相関の解析により
　対象物の表面状態・・に関して
　超音波振動現象の相互作用として解析評価します

３）発振と対象物（洗浄物、洗浄液、水槽・・）の相互作用を
　パワー寄与率の解析により評価します

４）超音波の利用（洗浄・加工・攪拌・・）に関して
　超音波効果の主要因である対象物（表面弾性波の伝搬）
　あるいは対象液に伝搬する超音波の
　非線形（バイスペクトル解析結果）現象により
　超音波のダイナミック特性を解析評価します

この解析方法は、
　複雑な超音波振動のダイナミック特性を
　時系列データの解析手法により、
　超音波の測定データに適応させる
　これまでの経験と実績に基づいて実現しています。

＜＜　音圧測定・解析　＞＞

音圧解析の初歩
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/f98bae783ad048328016cdd7293e365a.pdf

超音波技術（R言語）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4e8bd13014b40d79f1ccb1f5

■その他
地域: 日本
役割: コンサルティング
規模: 従業員、数万人まで対応