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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

池山メディカルジャパンの高度な人工乳房を『最新デジタル技術』で、広く貴方の胸元へお届け出来るようになりました。

株式会社3DGデザイン研究所

プロジェクト名 人工乳房の写真計測とその画像処理に基づくデジタル製作プロセスの研究開発
対象となる川下分野 ヘルスケア、自動車、住宅・インフラ、産業機械、その他(デザイン、アニメ)
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
効率化(生産性・作業性の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
短納期化(リードタイム、工程の短縮など)
美的価値の追求(デザイン性の向上など)
その他(3D-PAD(タブレットによる立体スケッチ))
上記ニーズに対する具体的な数値 ――従来のアナログ方式との比較で――
①試行錯誤回数:1/4回
②肌露出時間(除く彩色時間):1/10以下
③乳房復元時間:約1.5倍(補完研究で短縮化実験中)
事業実施年度 平成24年度~平成25年度
事業化状況 実用化済み(完成はしているが販売実績はなし)
対象としている素材 シリコン、石膏(ケミカルウッドetc.)

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
現状の人工乳房はベテラン技術屋の手作業によるカスタムメイドのため、高コストで製作期間が長く、かつ頻繁な乳房露出(患者胸部の模り石膏制作→乳房モデルの胸部フィッティングチェック→患者乳房に貼付したままの彩色)を要求され、患者の精神的負担も大きい。そこで、本研究では乳房写真からその形状と色をデジタルデータとして抽出し、新しい画像処理技術を実現することにより、現状の手作業依存の複雑な製作工程をデジタル技術で革新し、量産可能でかつ患者にも優しいデジタル一貫プロセスを確立する。
研究開発のポイント
1)写真計測:乳房の色と形状及び手術痕の面形状を写真撮影により非接触で一括計測を行なう。2)形状のデジタル化:写真画像から乳房曲面及び手術痕曲面形状を抽出しモデリングを行なう。3)色のデジタル化:画像からのデジタル化。積層シリコンのベース色を算出する。4)CG画像による形状・色確認:PC画像端末に色・形状の判断可能な人工乳房画像を表示する。5)乳房モデルのRPによる凹型製作。6)シリコンを積層し人工乳房の製作。7)3Dプリンターによるシリコン乳房へ印刷。

研究開発の具体的な成果
1-a)物理BOX(非直方体)利用撮影法による形状計測の確立。-b)写真撮影による色計測手法を確立した。2-a)相貫計算による3D曲線抽出。-b)乳房モデリング手法と手術面用ゴードン面の有用性の確認。3-a)RGB画像データからXYZ色空間画像への変換。-b)XYZ色空間画像の色分離。-c)PC表示装置へのシリコンベース色再現提示。4-a)人肌用の反射モデル実験式確立。-b)加色情報の3次元形状へのマッピング手法確立。5-a)RPによる凹型製作の可能性を確認。6-a)実際にシリコン積層し、計算したベース色の適用は可能なことを確認。7-a)直接乳房印刷可能な3Dプリンターは未だ存在しないことが判明したが、色再現の仕組みは確立。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
1)本研究テーマ全体との関連性が高いと思われる分野:
――乳房以外の医療・エピテーゼ分野。動物における同分野。動植物の剥製製作。
2)基本技術(2D・3D変換技術)の利用分野:
――内機と外形との紐帯が高く、スタイル重視度の高い商品分野
  Ex)自動車、電車などの乗物。家電、カメラなどの生活用品。
――背景合成用ジオラマの計画・検証・製作
――スマホで撮った写真をスマホ上で立体化するソフト
  (条件を満たした写真やマンガをスマホ上で立体化)

事業化への取り組み

知財・広報活動 今回のサポインでの知財申請予定案件は無い。本件に関連する既得知財は特許が3件(日本3/米国2件)ある。
現在補完研究中であり、それに集中するため広報活動は現在控えている。
今後の見通し 人工乳房のデジタル化による効果として品質・精度・効率化は当然上げられる項目だが、本テーマにおいてはデジタルモデリング時間が川下業者の受容出来る時間を遥かに越えていたため、補完研究を行なうこととし、現状のアナログモデリング時間以下を目指す。
今回の研究で最大の課題はモデリング時間にあると予想していたがその通りになった。要因はソフトの問題では無く「人工物(ex.自動車etc.)」に馴れたオペレータに取って自然物のモデリング(立体解析)は捉えどころが無く解析を難しくしているものと考えられる。そこで「乳房形状」を幾つかの要素別パターンに分類し、同一グループ内では「モーフィング」適用が出来るかどうかを検証する。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
上記パターンモデルのモデリング時間が達成できれば、川下業者の当面の事業化目標は達成されたと考えてよい。

川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
本研究テーマは川下産業の株式会社池山メディカルジャパンとの共同研究であり、事業化は同社とのみである。

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人中部科学技術センター
法認定事業者 株式会社3DGデザイン研究所、株式会社池山メディカルジャパン
研究実施機関 株式会社3DGデザイン研究所、株式会社アイヴィス、株式会社池山メディカルジャパン
アドバイザー 市立四日市病院、株式会社SCSK、東京貿易テクノシステム株式会社、日本ユニシス株式会社、トヨタ自動車株式会社

PRコメント

工業製品開発プロセスをデジタル一貫プロセスにするには、開発の最上流工程である意匠開発工程のデジタル化が鍵であるが、現実的にはアナログが主流でデジタル化が進んでいるのは一部の領域のみである。3DGデザイン研究所は自動車開発の経験で得られた意匠、即ち形状及び色に特化したデジタル処理技術をさらにレベルアップさせかつ一般工業製品までにも適用できるように研究・開発を進めており、意匠のデジタル開発工程の確立を通じて最終的には製品の開発リードタイム短縮、コスト低減を目指している。本プロジェクトは一般工業製品への適用の第1弾の取り組みであり、熟練職人の手作業による一品製作プロセスにデジタル技術を導入し非熟練者でも製作可能なデジタル一貫プロセスを確立できた。今後は更なる期間短縮を図り当初目標を達成させたい。また今後必要性が高まると予想されるカスタマイズ製品全般への適用を拡大させるとともに、得意分野の自動車開発への適用もあわせて研究・開発を継続する。

企業情報

社名 株式会社3DGデザイン研究所
(法人番号:1180301021899)
所在地 〒444-0072 愛知県岡崎市六供町1丁目10番地
電話番号 0564-24-6526
社員数 2名
資本金 400万円
業種 その他の製造業
事業内容 1.スケッチ・図面・写真等の2D画像を元に、対象物を立体化するCAD・CAM・CGシステムの研究開発と実用サービスの提供
2.前号に付帯する一切の業務
URL https://www.3dg-design.com/
生産拠点エリア 国内 所在地:愛知県岡崎市六供町1丁目10番地
海外生産対応 不可
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名

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