３．湯水内の入浴姿勢を捉えるとりくみ

一方、浮力によって体重が軽減されるといった免荷の影響のみが入浴感を左右するのであれば、浴槽の形状に関わらず、湯水を張りさえすれば入浴したときの感覚が変わらないことになる。しかし、クレイドル浴槽を筆頭に、これまで先人たちの開発してきた浴槽形状を鑑みると、首、背中、そして脚部や臀部の当たる浴槽壁面の形状が変わることでお客様からの評価が変わることも報告されていた。そこで、我々はこれまで開発者・デザイナーの経験によって作られてきた浴槽形状を、ヒトと浴槽の関係を詳細に調査するために計測系、入浴感を捉えるための生体力学モデルの両方を構築することを目指して研究に取り組んだ。
その結果、湯水中でのヒトの三次元的位置座標や力点に生じる三次元的力情報を捉える独自の計測システムを大型水槽内に構築するに至った。加えて、3Dプリンターを活用し、上記計測システム内において試作された各パーツを組み上げ、任意の浴槽形状を再現して計測することを可能にした。得られたヒトの三次元座標情報と各力点における三次元的力情報をもとに入浴姿勢保持時の生体力学モデルを構築した^3-5)。上記モデル式には、各セグメントに働く浮力の影響、陸上では十分影響が小さいと無視されてきた、受動抵抗の影響を考慮した。これによって、入浴姿勢と浴槽形状の関係を可視化し、浴槽によって誘導される入浴姿勢を各関節に働く関節トルクによって評価した。(図2)浴槽毎にヒトが感じる脱力の程度を代用特性（トルク量）によって議論することが可能になったことで、「脱力感」を満足する目標値を定め、ものづくりの仕様に反映させることに繋げた。

４. 入浴感を脳神経科学の視点から可視化する

湯水浸かる入浴行為に関しては、静水圧や温熱効果が安全面に与える影響を自律神経の視点から議論する報告が多くなされている。しかし、浴槽内で身体が受ける力学的変化と脳神経系を紐づけて議論した研究は少ない。そこで、浴槽形状を変形させて力学的に身体を脱力させた（脚部の関節トルクが低く抑えられた）入浴状態と脱力できていない窮屈な（脚部の関節トルクが増加した）入浴状態において、ヒトはどのような脳活動変化を取るのか？を脳機能計測技術を用いて定量的に評価した。(図3)

結果、関節への力学的負担が減った状態（脱力した状態）に導くことで、大脳左半球の言語関連領域（腹外側前頭前野）の脳活動が抑制されることが示唆された⁶⁾。これらの結果は、入浴したときに体と心をリラックスするといった我々日本人が日常的に感じている経験を、定量的に示している。よって、湯に浸かる経験の少ない海外のお客様に向けて、浴槽での入浴の良さを、例えば禅のように心を落ち着かせることができる浴槽といった具合に、お客様のイメージしやすい訴求で価値をお伝えできるようになった。

５．おわりに

日常生活の中で気にも留めず、入浴時の快適さを体感してきた。そうした日本の生活文化に浸透した湯に浸かる行為について、改めて最新のセンシグ技術を駆使して可視化することに挑戦し、知見を商品に実装した。活動を通じて、上述したセンシング技術や学術領域の知見を取り入れる活動は、外部有識者の協力が不可欠と感じている。TOTOにおける感性工学等の学術的知見は信州大学の上條先生をはじめ、多くの大学有識者から指導を受けて獲得・実現している。ヒトの感覚といった曖昧な情報を正しく捉えて、商品開発、訴求に繋げていく活動は今後もセンシグ技術を切り口として様々な学問領域と連携する必要があると感じている。新しいセンシング技術を取り込むことで、TOTOはこれからもお客様の感性に訴える新しい価値を提案し続けていきたい。

【著者略歴】
加藤　智久（かとう　ともひさ）
ＴＯＴＯ（株）ビジネスイノベーション推進部

■略歴
2005年　TOTO株式会社へ入社
同社総合研究所の主席研究員を経て
2019年10月から、同社ビジネスイノベーション推進部
ビジネスイノベーション推進グループに在籍

■専門分野
制御工学、生体工学、神経生理学
生体医工学会、人間工学会の各会員
現在、米国シリコンバレーにて新技術・新事業の探索活動に従事
博士（工学）

２．３　布の外観の印象を決める織物の特徴は何か^[6-7]
小林^[4]は、風合い評価結果をものづくりにフィードバックするためには、織物のもつ物理的性質を何らかの方法で計量して、特徴化し、主観的な風合いと対応づけることが必要であると述べている。
織物の表面はたて糸とよこ糸の交絡による微細な凹凸があり、複雑な光反射分布を有している。このため、空間反射光分布（特定の角度から見た場合に強い光反射が生じる等の特徴）や異方性反射光分布（回転させた場合にある方向で強い光反射が生じる等の特徴）が重要とされており、３次元変角測光・測色法が研究されてきた。これらの測光・測色法は、いずれも変角に伴う反射光強度の変化を精度よく測定することを目的としているため、一定範囲の平均値を計測する、いわば巨視的な測光・測色法である。しかし、先の専門評価者が見た目の風合いを評価する場合に微視的な明るさ感が価値判断において重要な要因になっていることからしても、人間の視覚機能に備わる微視的な空間分解能を備えた微視的測光法が有効ではないかと考えた。そこで本研究では、図５に示すように3次元変角機構を実現し、かつ視覚的な弁別距離と同程度の空間分解能で反射光強度分布を計測できる方法（以下、変角輝度分布計測法）を提案した。

図６に３原組織(平織、綾織、朱子織)で試作した紳士用ブラックフォーマル織物の計測例を示す。織組織によって輝度変動の様子が異なっている。これは，たて糸とよこ糸の交絡パターンによって生じる微小な凹凸が反射光強度（輝度）の空間的な変動を生じさせた結果である（以下、輝度分布曲面）。また、この輝度分布曲面には、素材の反射率、染色・仕上げの状態、糸の撚りや織組織の構造要因の影響が反映されていると考えられるので、見た目の風合いと対応付けるには重要な情報であると考える。

そこで、この輝度分布曲面から織物の光反射特性を示す特徴量を定義することにした。すなわち、輝度分布曲面を構成する谷-山-谷からなる円錐形状を構成要素として抽出し、その形態的特徴を図７に示す山高さ[Zp]、谷高さ[Zv]、深さ[Zd]、平均高さ[Zt]、長さ[w]、エネルギー[e]、傾き[s]、単位面積当たりの構成要素の数，すなわち密度[D]と定義して導出した。
これらの特徴量を用いて、視覚的風合いの影響要因である「明るさ感」との関係を検討した。その結果、既存の測光法を用いた場合と比較して、「明るさ感」を高精度に推定し得ることがわかった。このことから提案した変角輝度分布計測法が見た目の風合いを数値化する際の有効な計量法になることが期待できる。

3．展望

経済産業省の我が国におけるデータ駆動型社会に係る基盤整備 （電子商取引に関する市場調査）に関する報告書^[8]によれば、将来の国際的なE-comas市場のポテンシャルは、対米国、対中国で右肩上がりの成長が見込まれる。最も大きな売り上げが見込める分野は、アパレル、靴、アクセサリーであると予想され、対米国市場では全体の48%、対中国市場では全体の55%を占めると予測されている。この予測を踏まえると、見た目の風合いの計測・評価についても、国際市場に対応できる技術でなければならない。しかし、風合いに対する市場の要求や価値基準は、必ずしも市場間で共通したものとは言い難い。そこで、各市場における見た目の風合いの評価構造を明確にするための調査・研究を進め、市場の要求の違いを正確に理解する必要があると考える。その上で市場に共通する評価項目については、計量化法の国際標準化に向けた努力も必要になるだろう。
また、優れた視覚的風合いをもつ布を効率的に開発することを目指せば、繊維素材、糸構造、織物構造、染色・仕上げ工程などの個別の設計要因を原因、つくられた布の光反射特性や視覚的風合いの評価を結果とみて、データを蓄積し、ビックデータを構成することで、視覚的風合いの要求を満たす布の製造レシピともいえる設計指針を得ることが可能性になると期待される。さらにデータベースや人工知能技術を活用して、生産工程の最適化を図ることができれば、製造に要する時間の短縮化や過剰生産、在庫管理のリスクを低減するオンデマンド生産体制の実現にも近づけるのではないかと考える。

４．謝辞

本研究の実施にあたり試料の提供を頂いた三菱ケミカル株式会社、ならびに株式会社AOKIホールディングスの関係各位に深謝する。また，本研究の一部は独立行政法人日本学術振興会(JSPS)「科研費 16700203」、ならびに、独立行政法人科学技術振興機構(JST)「平成 20 年度シーズ発掘試験（06-026）」の助成を受けて実施したものである。

【著者略歴】
金井 博幸（かない　ひろゆき）
信州大学 繊維学部 先進繊維・感性工学科　准教授

■略歴
2003年4月より信州大学繊維学部助手
2005年博士(工学)
2007年4月助教
2009年4月講師を経て，
2011年12月より准教授となり現在に至る。
感覚計測工学に基づく繊維製品設計法に関する研究に従事。
繊維学会、日本繊維機械学会、日本繊維製品消費科学会、日本感性工学会の会員

丸 弘樹（まる　ひろき）
栃木県産業技術センター　繊維技術支援センター　技師

■略歴
2017年3月信州大学大学院総合工学系研究科修了 博士(工学)
2017年4月より栃木県産業技術センター繊維技術支援センター技師となり現在に至る。
繊維に関する試験研究業務および中小企業等の新技術・新製品開発を支援する業務に従事。
繊維学会、日本繊維機械学会、日本繊維製品消費科学会、日本人間工学会の会員

２．４ 圧縮特性（Compressional Property）

布の圧縮特性とは、布面に垂直方向に圧縮した時の布の厚みと圧力との関係をいう。図５^２）にKESで計測される布の典型的な圧縮特性図を示す。引っ張り特性同様、下に凸の非線形挙動を示すが、これは糸の織りクリンプの圧縮や糸自身の圧縮が効いているからである。一般に糸の織りクリンプ率の大きな布やバルキーな糸からなる布は圧縮柔らかいといえるが、その理由は布を圧縮したときに繊維が容易に曲がるからである。紡績糸織物の場合、表面毛羽の効果が初期圧縮特性に顕著に表れ、自由な繊維が容易に曲げられるため圧縮柔らかい。図５に示す3つの力学特性値が定義されており、風合い客観評価に役立てられている。LCは圧力と厚みとの関係が直線にどの程度近いかを表し、この値が小さいほど布は初期に圧縮柔らかい。WCは最大圧力までの仕事量であり、一般にこの値が大きいほど布はつぶれやすい場合が多い。RCは圧縮時のエネルギーに対する回復されるエネルギーの割合であり、この値が大きいほど布は圧縮変形からの回復性（レジリエンス）が高い。