なるべく小規模なモデル表現で、複雑な現象を高精度にシミュレートする研究をしています。

例えば、部品点数が数百を超える乗用車トランスミッションを、わずか数個の要素からなる等価モデルで表し、出力軸トルクを精度95%超で再現することに成功しました。下図はその一例で、黒線が実験データ、赤線がシミュレーションの結果です。

ほぼ同様の方法論により、人間のふらつき動作を高精度にシミュレートすることも可能です。下図の赤線は、ある実験協力者のふらつき振幅の確率密度関数です。これを我々のモデルでシミュレートした結果が、青線になります。ここでも95%を超える精度が得られています。このモデルの規模はわずか4自由度です。

ポイントは、測定データをよく吟味して、対象物の構造そのものではなく、力学的な非線形性を忠実にモデル化することです。もうひとつ重要なのは、モデルパラメータを公称値とせずに、測定データから実際に同定した値とすることです。そのための最適化計算には、いわゆるAI的な手法を駆使します。