モノの機能を自在に設計可能な社会を実現する

WHAT WE DO

モノの機能を自在に設計可能な社会を実現する

Nature Architects™はメタマテリアル*を活用することで従来の製品設計を革新する設計アルゴリズム「DFM」を開発する東京大学発ベンチャーです。

DFM(Direct Functional Modeling™)とはメタマテリアルを用いて製品に必要となる部材ごとの機能をを自在に設計し図面を生成する設計アルゴリズムです。DFMによって固さ(柔らかさ)を高いレベルで制御することにより、固い部材に振動吸収機能を埋め込むなど、これまでに実現できなかった新しい機能をパーツに付与することができます。さらに、フレームや稼働部などの部材ごとに必要な様々な機能を分けることなく一体で設計・製造することが可能になります。

DFMの適用範囲は、ロボティクス、自動車、航空宇宙など動きを明示的に扱う最終製品はもとより、レバー、スイッチ、ファン、バネなどの部材も対象となります。Nature Architectsは、新しい設計・製造・加工方法を志向する企業と共同で製品開発を行うことで、DFMを活用した高付加価値なプロダクトを世に生み出すことを目指します。

* メタマテリアル:ハニカム構造など、人工的な構造によって素材を超える特性(弾力、変形など)を付与されたもののこと。可動部などの機構的な動きを弾性変形によって生み出す構造(コンプライアントメカニズム)なども含む

ABOUT “DFM”

DFMを活用した製品開発

車、飛行機、建築物、家具やロボティクスなど、現在のモノづくりでは様々な部材を個別に選定・加工し、それらを最終製品として組み立てることで製品設計がなされています。その理由は、最終製品はパーツごとに機能要件が異なり、同一の機能要件を持つパーツを「部材」として切り出し、それぞれの部材で適切な加工が必要になるからです。例えば、ロボットアームを製造する場合では、アームフレーム部に軽量かつ高剛性な機能を可動部には特定の方向にのみ動作する機能など、部材を個別に選定・加工した上で最終製品の組み立てを行う必要があります。

一方、メタマテリアルを活用することで「材料が持つ固有の機能を横断する新たな機能」を生み出すことができます。これにより複数の材料を組み合わせて製品を設計するのではなく、一つの材料に複数の機能を埋め込み、大幅に組立工程を削減した製品を設計することができます。また、近年欧米を中心としてイノベーションが加速している3Dプリンタ(Additive Manufacturing)を生産工程に導入することで、メタマテリアルの持つ価値を最大限活用することができるようになります。

Nature Architectsでは様々なクライアントと密に連隊し製品開発を行うことで、DFMを活用した高い付加価値のプロダクトを世に生み出していくことを目指します。

DFMにより実現できる新しいプロダクト価値


  1. 振動制御

    DFMによって特定の周波数帯の振動を抑制または増幅する構造を生み出すことができます。こうした構造を活用することで防振や振動による騒音の静音化、ハプティックデバイスの共振防止・振動の先鋭化などを達成することができます。こうした振動制御技術は従来製品の課題を解決するだけでなく、振動を取り入れた新たな製品開発をサポートします。


  2. 精密・微細挙動

    DFMによってヒンジなどの稼働部品を一体構造の弾性を伴う変形で生み出すことができます。こうした組み立て不要の一体構造は部品間の”あそび”がなくヒンジなど従来の稼働部品よりも精密な挙動を達成できます。また、それらはMEMSなど組み立てが困難な極小スケールの精密挙動の制御に応用することができます。


  3. 人体への高い変形追従性

    DFMによって既存の材料では達成困難な高い変形の追従性を生み出すことができます。こうした構造を用いることで緩衝材やクッション、グリッパーなどの追従性を向上させ、荷重による人への負荷を効率よく分散させることができます。また、DFMによって特定の狙った形状にのみ変形する構造を用いれば人体にフィットしつつ正しい姿勢制御を促すなど、既存の部材ではそもそも達成できなかった新たな機能を製品に付与することができます。


  4. デザイン自由度の拡張

    DFMによる統合的な機能設計は部材の加工・組み立てを前提とする従来の設計思想とは根本的に異なります。既存の加工・組み立てから解放されたDFMの設計は新たな機能を製品に埋め込むだけではなく、これまでは製造が困難であった複雑な形状の造形など、意匠設計の自由度を製造性を考慮した上で拡張することができます。

PROJECTS

プロジェクト

多様な曲面形状の設計

複雑な曲面を持つ造形物は、設計が困難で施工コストが膨大になります。DFMを活用することで、平面材料に構造を付与し立体的な曲面を生成できます。構造はNCなどの既存の加工方法でも造形できるため、設計の簡便化および大幅な施工コスト削減が可能となりました。
(導入事例) Slush Tokyo 2017 ベンチ、Inspired. Lab オブジェ、建設会社 R&Dセンター パーテーション 等

組み立て不要な可動部の設計

自動車、航空・宇宙、ロボティクス等、動きが中心となる最終製品はもとより、レバー、スイッチ、ファン、バネ等もまた可動部として組立が必要となります。DFMを活用することで、最終製品から部材まで幅広いプロダクトに対して一体造形可能な可動部の開発を進めています。
(導入事例) SIGGRAPH ASIA 2018で発表後、複数の企業と用途開発中

PUBLICATION

学術論文

2018
Taisuke Ohshima*, Miyu Iwafune*, and Yoichi Ochiai. 2018. Coded Skeleton: Shape Changing User Interface with Mechanical Metamaterial. In SIGGRAPH Asia 2018 Technical Briefs (SA '18). ACM, New York, NY, USA, Article 11, 4 pages. DOI: https://doi.org/10.1145/3283254.3283255 (* Joint first authors)
2016
Taisuke Ohshima*, Miyu Iwafune*, and Yoichi Ochiai. 2016. Coded skeleton: programmable deformation behaviour for shape changing interfaces. In SIGGRAPH ASIA 2016 Emerging Technologies (SA '16). ACM, New York, NY, USA, , Article 1 , 2 pages. DOI: https://doi.org/10.1145/2988240.2988252 (* Joint first authors)
Taisuke Ohshima*,Miyu Iwafune* and Yoichi Ochiai. 2016. Coded skeleton: programmable bodies for shape changing user interfaces. In ACM SIGGRAPH 2016 Posters (SIGGRAPH '16). ACM, New York, NY, USA, , Article 18 , 2 pages. DOI: http://dx.doi.org/10.1145/2945078.2945096 (* Joint first authors)
2015
Taisuke Ohshima, Tomohiro Tachi, Hiroya Tanaka, Yasushi Yamaguchi "Analysis and design of elastic materials formed using 2D repetitive slit pattern", Proceedings IASS 2015

MEMBER

Ohshima Taisuke

大嶋 泰介 代表取締役 / CEO

東京大学総合文化研究科広域科学専攻広域システム科学系博士課程単位取得退学。独立行政法人日本学術振興会特別研究員(DC1)、筑波大学非常勤研究員などを経て、2017年5月にNature Architectsを創業。メカニカル・メタマテリアル、コンピュテーショナルデザイン、デジタルファブリケーションの研究と、物質の弾力や変形を計算し、幾何構造によって自在に設計・製作・制御するための技術開発に従事する。独立行政法人情報処理推進機構より未踏スーパークリエータ、総務省より異能ベーションプログラム認定。

GRANT

  • 2018

    NEDO NEP事業採択

  • 2017

    未踏アドバンスド事業採択

  • 2015

    総務省異能vation採択

  • 2014-2017

    日本学術振興会特別研究(DC1)

  • 2012

    未踏IT人材発掘・育成事業採択

AWARDS

  • 2012

    未踏IT人材発掘・育成事業 スーパークリエータ認定

Tanimichi Kotaro

取締役 / CTO

1993年愛知県生まれ、2016年東京大学工学部卒業後、同年東京大学大学院学際情報学府に入学し、デザインエンジニアリングの研究に従事し国内外多くの展示にて自身の研究成果を出展。在学中はNature Architectsに創業メンバとして従事しながら、同時に個人として日本を代表するプロダクトデザイン事務所のエンジニアリング業務を受託。

GRANT

  • 2018

    未踏IT人材発掘・育成事業採択

AWARDS

  • 2018

    未踏IT人材発掘・育成事業 スーパークリエータ認定

  • 2018

    東京大学優秀修士論文受賞

Suto Kai

取締役 /CRO

1994年 山形県生まれ、東北大学理学部卒業後、東京大学大学院総合文化研究科にて、折紙工学の研究により修士号取得。折紙技術を用いたプロダクト設計支援ツール「Crane」を谷道と共に未踏事業にて開発。現在同研究科博士後期課程に在学しながら Nature Architectsにて創業メンバとして従事。同時に科学計算総合研究所にて研究員として在籍。

GRANT

  • 2018

    未踏IT人材発掘・育成事業採択

AWARDS

  • 2018

    未踏IT人材発掘・育成事業 スーパークリエータ認定

  • 2018

    東京大学一高記念賞受賞(研究科長賞)

Shingo Uzawa

デザイナー

1994年 岩手県生まれ、武蔵野美術大学造形学部建築学科卒業後、筑波大学大学院図書館情報メディア研究科落合研究室にてメカニカル・メタマテリアルを応用した建築の研究に従事。同時に個人としてPixie Dust Technologies Inc.のオフィスの内装設計や展示会場の設計等、多数の実務を在学時からこなす。

Soichiro Yamaguchi

COO / CFO

早稲田大学大学院政治学研究科卒業(修士)。
アクセンチュア戦略グループで、素材・エネルギー系企業に向けた成長戦略・新規事業策定を実施。その後、Mistletoeで投資ディレクターとしてディープテックスタートアップへのベンチャーキャピタル投資を実施。2017年よりスタートアップの資金調達を支援するスタジオ・デル・ソル合同会社を立ち上げる。2018年よりNature Architects参画。一般社団法人未踏のアドバイザーも兼任。

RECRUIT

全く新しい設計フレームワークを開発することで、一緒にものづくりに変革を起こしませんか?

募集内容
Nature Architectsではメタマテリアルやコンプライアントメカニズムを用いて様々な製品のコアとなる機能を設計し様々な領域のクライアント企業と製品開発を行っています。

Nature Architectsが開発する設計アルゴリズム「DFM(Direct Functional Modeling)」を活用することで、従来のものづくりとは根本的に異なる製品設計を可能にします。

ボルトやフレームヒンジなどの「固い」部品を組み立てることで製品設計をしていた従来のものづくりに対して、DFMを活用すると、各パーツのあるべき物理特性を計算しそれを実現するメタマテリアルを生成・割当て可能にすることができます。
その結果、硬い部材に振動吸収機能を付与するなどの、今までは実現できなかった新しい機能をパーツに付加したり、フレームや稼働部など部位ごとに必要な様々な機能を部品に分けることなく一体で設計・製造することが可能になります。

Nature Architectsでは、一般的なCAD, CAEツールを用いた設計に加え、自社設計ツールDFMを用いた最先端の設計を行い企業と製品開発を行う人材や、設計ツールDFM自身の開発に興味のある人材を求めています。

既存の設計ツールでは設計不可能な高度な機能設計を可能にする「未来の設計・設計フレームワーク開発」に興味のある方、一緒に働きませんか? 興味のある方はContactよりお問い合わせください。
業務内容
  • 1. 設計技術DFMを活用し、大企業と共同で新製品を共同開発
  • 2. DFMなど社内設計ツールの開発

COMPANY

登記名
Nature Architects株式会社
住所
〒107-0052
港区赤坂8-4-7アパートメントカーム7C/3D
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代表取締役
大嶋 泰介
設立
2017年5月

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