＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」
参考動画
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
参考
＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」
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＜＜ 超音波資料 ＞＞
１）超音波攪拌装置（推奨）20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/8b22150e4b345ecbe10dfd612300047a.pdf
２）超音波実験資料20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/35ca760e77b6e52390ab619e1c0eb33f.pdf
３）超音波テスター資料20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/8fd5379cd652a53540b02469b31ee072.pdf
４）洗浄システム（推奨）20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e063304164a6dc373b62b1b5dafa339c.pdf
５）音圧解析に関する資料20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d2a25103ad3cc9e7412ba335bcf94507.pdf
６）オリジナル技術20160712
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/a6c0b4afdabb85b38f9c4268ba61f30c.pdf
７）自己診断方法20160808
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/b80606ed363efa65a12fd7c2c147c9e0.pdf
８）なぜ R を使うべきなのか？（１６５ページ～）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/0c65c97be4aba10f313a5f3b813a4186.pdf
９）薄板中の超音波伝播
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/833b152a146d5bc7dcbeccd45d8c6f90.pdf
＜＜＜ 論理モデル ＞＞＞
通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む＜統計的な考え方＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
＜＜＜ ダイナミック制御 ＞＞＞
＜超音波のダイナミック制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=2301
超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015
オリジナル技術（液循環）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658
＜超音波のダイナミックシステム：液循環制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425
＜＜＜ 音圧測定・解析 ＞＞＞
超音波測定解析の推奨システムを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
超音波プローブの＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590
超音波プローブによる
＜メガヘルツの超音波発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1811
超音波＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267
オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
超音波技術（多変量自己解析モデルによるフィードバック解析）を開発
超音波システム研究所は、
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）になることを確認しました。
注：
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。
＜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
＜参考＞
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
オリジナルソフト（解析システム）を
オープンソースの統計解析システム 「 Ｒ 」 で
実行・解析を行っています
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
赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる医学者・工学者待望の書
内容（「MARC」データベースより）
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、
他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。
生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル（フォートランのソースファイル）
*.dat 解析データファイル
インパルス応答（時間領域での伝達特性
ラプラス変換するとＳ領域での伝達特性）
周波数伝達関数（周波数領域での伝達特性）
AIRCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のインパルス応答
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
ARPCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のパワー寄与率
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）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
超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します
２）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・・に関する解析評価を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、形状、材質、測定条件・・
データの最適化に関する解析評価を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の
非線形（バイスペクトル）解析により
対象物の振動モードに関する
ダイナミック特性の解析評価を行います
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とで実現しています。
＊＊＊
＜＜＜ 超音波の論理モデル ＞＞＞
代数モデル
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
超音波資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1905
＜＜＜ 音圧測定・解析 ＞＞＞
超音波測定解析の推奨システムを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
超音波プローブの＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590
超音波プローブによる
＜メガヘルツの超音波発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1811
超音波＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267
オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
キャビテーションと音響流による現象について
三角化された加法的カテゴリーモデルにより
制御パラメータ（流れ・表面弾性波、出力・パワー、周波数・発振）を
スペクトル系列のコホモロジーで、最適化します。
参考
超音波の非線形振動
http://ultrasonic-labo.com/?p=13908
モノイド圏モデルを利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9692
