超音波の代数モデルによる制御技術を開発

超音波の代数モデルによる制御技術を開発

（　キャビテーションによる現象をＭｏｎｏｉｄとする

　　Ｍｏｎｏｉｄ（モノイドの圏）モデルを応用）

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超音波システム研究所は、

超音波の非線形性に関する現象を含めた状態を、

絶対数学における

Ｍｏｎｏｉｄ（モノイドの圏）を利用したモデルにより

制御する技術を開発しました。

基本的な超音波照射による現象全体をＲｉｎｇ（環の圏）として、

キャビテーションによる現象をアーベル群の圏

加速度による現象をＭｏｎｏｉｄ（０元をもつ乗法の一元体）

とするモデルを開発しました。

＜ポンプ波＞

http://youtu.be/8KjzRrCSY7I

http://youtu.be/PE2NJiZJPy0

http://youtu.be/hZv0NlAmxP4

http://youtu.be/HLoWFA5KdMk

http://youtu.be/xHrU4vbmON8

http://youtu.be/uF3Kj81EtWg

http://youtu.be/rQwj-u4m-vM

http://youtu.be/rtgfZbEUKoI

＜超音波の送受信＞

http://youtu.be/8O-jrZYM9gY

http://youtu.be/E4NWP5ksLv0

http://youtu.be/DN-Zl68TonA

http://youtu.be/cOGtO1pUBiI

http://youtu.be/OZd3dQKpNY4

http://youtu.be/XNzHGDSqU4c

http://youtu.be/SlH4ACdVx7M

http://youtu.be/X0TYCntOIzI

http://youtu.be/vtrR0ofMERg

http://youtu.be/fG5D95pMnhw

http://youtu.be/6gGV1gUIIFs

http://youtu.be/Z6340ZSV6WE

http://youtu.be/75I1saaU89c

http://youtu.be/EawdonedK_Y

http://youtu.be/tW3fmd2_fsk

http://youtu.be/nTxzsbeGAFk

http://youtu.be/gAi5uQlbVMM

http://youtu.be/bLjibL_dIuc

http://youtu.be/CzZ8-zJGW9E

http://youtu.be/FM7eQ-3ifIQ

＜超音波ホーン＞

http://youtu.be/DPiOJ2Nyy6k

http://youtu.be/CSTHbU_3Z9g

＜洗浄器＞

http://youtu.be/fjVDynWXMys

http://youtu.be/bJXl9K4Dv8M

http://youtu.be/KoVPxUTj6t8

http://youtu.be/VTIdNobkv94

＜音圧データの解析＞

http://youtu.be/7QOtIL9W-BU

http://youtu.be/teMIRJz4oM8

http://youtu.be/pZz-tkhzkUM

http://youtu.be/1ZG5w-QO0aM

数学における、環の複雑さを

アーベル群とＭｏｎｏｉｄに区別して関係性を調べる方法を

次のように超音波現象に対応させました。

アーベル群：加法に関する演算をキャビテーション現象に対応させます

Ｍｏｎｏｉｄ：乗法に関する演算を加速度現象に対応させます。

超音波テスターを利用した

これまでの計測・解析結果を

Ｍｏｎｏｉｄモデルに適応させたところ

拡大された、現実の現象に応用できること（注）が多数あり、

本格的な論理モデルとして開発・応用しました。

注：特に非線形性現象の相互作用

しかし、現実の現象は変化する各種の要因があるため

Ｍｏｎｏｉｄを基本にして

これまでの代数モデル（スペクトルシーケンス）として

検討発展させることで

今後、より実用的な論理モデルに発展できると考えています。

ここで提示したいことは

このモデルの正しさではなく

超音波のような複雑な現象に対する取り組みに

抽象的な代数学を論理モデルとして利用することで

本質的な特徴が検出しやすくなるという考え方です。

カルノー・サイクルの経緯のように

技術の進歩が科学の進歩を促進する。
　（科学と技術の工学的な関係）

こういった関係が「超音波の利用」には必要（注）な気がします

注：
実用や応用には多くのパラメータの適切なバランス感覚が必要
特に、設計を考慮に入れた観察が行えるようになるための
経験と直感の訓練により
本質的な発見やアイデアが生まれると思います

コメント：
実用と言う制約と、
興味深い現象の中から、適切な開発・設計を行うことは
開発者の人間性によるところが大変大きいと思います
諦めずに、粘り強く努力する根拠には、「困難を乗り越える喜び」と
それを理解してくれる
「第三者（歴史的、あるいは競合者、理解者」があると考えています

実験・検討・確認することで

効率の高い超音波利用が可能になると確信しています。

超音波現象に関する基本的な論理モデルの一つとして

超音波システム研究所は

Ｍｏｎｏｉｄｏモデルを考えました。

上図：超音波の非線形性を解析・制御に「代数モデルを」利用した事例

今後、応用モデルとして

タングルの圏とスペクトルシーケンス・・・

といった発展を考え、

新しい超音波の制御技術として研究しています。

これは具体的な応用・対応がすぐにできる方法ですので

コンサルティングとして提案・対応していきます

（詳細なノウハウについて説明します：下記の制御ＢＯＸは一つの具体例です）

参考

代数モデルの応用技術を提供（オリジナル技術：コンサルティング対応）

超音波の「非線形特性」を利用した、検査技術を開発　NO.2
http://ultrasonic-labo.com/?p=1841

超音波による表面改質技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1527

技術提携
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575

超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410

オリジナル超音波システムの開発技術

http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

推奨する「超音波（発振機、振動子）」の販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

超音波洗浄器の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

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

超音波の解析動画を公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=1337

複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1224

超音波＜制御＞技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

超音波＜計測・解析＞事例　Ｎｏ．２
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

超音波実験写真　Ｎｏ．７
http://ultrasonic-labo.com/?p=1697

超音波資料を公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=1765

シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波実験写真 no.8
http://ultrasonic-labo.com/?p=1745

音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1703

ノウハウ＜超音波振動子の設置、脱気・マイクロバブル発生液循環＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1538

音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

超音波の＜ダイナミック特性を利用した制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

超音波を利用した「分散」技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1066

超音波（論理モデルに関する）研究開発資料の公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716

超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004

「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328

小型ポンプと超音波テスターによる「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258

超音波計測装置（超音波テスター）を利用した測定事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1685

超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

超音波テスターによる部品検査技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1532

表面検査対応超音波プローブを開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1557

超音波プローブの＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590

間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=1471

超音波技術（アルミ箔の分散）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1620

物の表面を伝搬する超音波の新しい応用技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1566

小型超音波振動子による「超音波伝播制御」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1602

空中超音波の伝搬状態を評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1552

超音波の新しい「溶着」技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1522

超音波を利用した「振動計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1502

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

＜樹脂容器＞を利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1484

超音波機器機の超音波伝搬状態を測定・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1478

デジタルカメラによるキャビテーションの写真を利用した超音波制御
http://ultrasonic-labo.com/?p=1461

対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1131

超音波の＜ダイナミック特性を利用した制御＞技術を開発 no.2
http://ultrasonic-labo.com/?p=1299

「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

通信の数学的理論を応用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

超音波の代数モデルによる制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

超音波伝搬実験に関する「シミュレーション」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1291

キャビテーションと加速度の効果に関する新しい分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=1251

「音圧レベルの高い、３ＭＨｚ」の超音波利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1249

液循環ポンプによる「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212

超音波美顔器を利用した、組み合わせ「超音波伝搬制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1205

超音波の伝播現象における「音響流」を測定する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1197

超音波を利用した「表面弾性波（surface elastic wave）の計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1184

超音波洗浄機を改良する方法－Ｎｏ．３
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179

超音波による材料の強度を評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1163

超音波キャビテーションによるダメージを推定する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1152

揺動ユニット制御による

超音波（キャビテーション・加速度・音響流）洗浄技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1136

超音波を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1117

超音波測定（音圧測定・解析・評価）

音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

超音波機器の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

超音波技術

＜論理＞

超音波（測定・解析・制御）技術　2013年

http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/04f7d34712031a85107f74d7fd83a4cf.pdf

振動・騒音（振動について：R.ビジョップ著）

http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf

オリジナル技術（20140608）

１）専用水槽　２）表面改質　３）音圧測定解析　４）超音波制御

http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/139f73e3f022e95401910214c5209445.pdf

非線形理論(カオスについて：エノン写像）

http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e46b28c4316c06ce43b75f131a22fff8.pdf

洗浄システム（推奨）

http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/52cc97c1a13fd294f53af526edd69990.pdf

シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法

制御写真

＜超音波のダイナミックシステム＞

応用例（１セットの超音波と２セットの液循環を制御）

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超音波（キャビテーション・音響流）の効果に関する新しい分類 no.2

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超音波システム研究所（所在地：神奈川県相模原市）は、
　超音波の伝搬状態を解析することで、
　キャビテーションと加速度の効果に関する
　分類方法を非線形現象に適合させる方法を開発しました。

今回開発した分類に関する方法は、
　超音波の伝搬状態に関する
　主要となる周波数（パワースペクトル）の
　ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
　キャビテーションと加速度の効果を推定します。

これまでのデータ解析から
　効果的な利用方法を
　以下のような
　４つのタイプに分類することができました。

　１：キャビテーション主体型
　２：音響流主体型
　３：ミックス型
　４：変動型

　上記の各タイプについて
　　安定性・変化の状態・・・に関して
　　詳細な分類により、
　　目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。

　特に、洗浄に関しては
　　汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
　　このような分類をベースに実験確認することで
　　効果的な超音波制御が、実現します。

　この分類の本質的なアイデアは、
　超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
　「導来関手」に適応させるということです。

　抽象的ですが
　超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
　定在波に関する的確な対応・制御事例から
　時間経過とともに変化する状態を捉えるために
　「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
　キャビテーションの強さをパラメーターにした
　複体の変化により分類することにしました。
　