INFOMATION

お知らせ

【お知らせ】弊社代表の清良平が国際会議「IABSE 2026」にて登壇、東京大学生産技術研究所 水谷研究室 受託研究員として発表します

平素は格別のご高配を賜り、厚く御礼申し上げます。
「見えない世界を、可視化する技術」株式会社計測技術サービスです。

この度、弊社代表取締役の清 良平が、2026年4月22日にデンマークで開催された土木・建築分野の国際会議「IABSE Symposium 2026」にて、論文の口頭発表を行いました。

本発表は、清 良平が参画している「東京大学生産技術研究所 水谷研究室 受託研究員」としての学術発表となります。
(共同研究者:東京大学生産技術研究所 水谷 司 先生

発表内容と、弊社の主力製品 次世代電磁波レーダー探査機「ADSPIRE 01」との繋がり

発表テーマ:
『Void Thickness Estimation inside Concrete by Spectral Centroid of Portable GPR Signals』
(レーダ信号のスペクトル重心によるコンクリート内部の空洞厚さ推定)

本論文で発表される「レーダ信号のスペクトル重心を用いた解析手法」は、単なる基礎研究にとどまりません。

実はこの技術こそが、東京大学と共同開発した弊社独自の最先端ディジタル信号処理の根幹であり、世界最軽量クラスの次世代電磁波レーダー探査機 ADSPIRE 01 の頭脳として搭載されている技術そのものです。

この高度な解析アルゴリズムにより、従来は判別が困難であったコンクリート内部の豆板(ジャンカ)や空洞、浮きなどを、高精度かつ鮮明に検出することが可能となっています。

発表概要

学会名 IABSE Symposium 2026
セッション Circular Construction (a)
日時 2026年4月22日(水) 11:00 AM – 12:30 PM(現地時間)
発表者 清 良平
(東京大学生産技術研究所 水谷研究室 受託研究員/株式会社計測技術サービス 代表取締役)
共同研究者 水谷 司(東京大学生産技術研究所)

弊社は、代表自身が非破壊検査業界での長年の経験と独自の発想を持ち、東京大学にて博士(工学)の学位を取得するなど、常に最先端の学術研究の最前線に立っております。

今後も、研究活動で得られた世界トップレベルの知見をADSPIRE 01をはじめとする製品や計測技術サービスへと還元し、日本のインフラの安全・安心を守り続けてまいります。

\本ページ限定の特別コンテンツ/
発表資料(全10スライド)+ 日本語訳を公開

本ページでは、IABSE 2026本会議の発表に使用される全10枚のスライド資料と、その日本語訳・英語原稿を特別に公開いたします。
(YouTubeなど他の媒体では公開していない、本記事限定のコンテンツです)

発表スライド全文(日本語訳・英語原稿)

IABSE 2026 発表スライド P1 はじめに

▼ 日本語訳

本日は、携帯型GPR信号のスペクトル重心を用いたコンクリート内部の空隙厚推定に関する研究について発表いたします。

本発表では、研究の背景、手法の基本概念、実験による検証、そして推定性能についてご説明いたします。

▼ English (Original)

Today, I would like to present our study on void thickness estimation inside concrete using the spectral centroid of portable GPR signals.

In this presentation, I will explain the background, the basic idea of the method, the experimental validation, and the estimation performance.

IABSE 2026 発表スライド P2 背景

▼ 日本語訳

コンクリート内部の剥離や空隙は、インフラ構造において深刻な問題です。これらの欠陥は構造性能を低下させるため、空隙の早期発見と厚さの評価は維持管理計画において重要です。

GPR(地中レーダー探査)は、マイクロ波がコンクリートを透過できるため、有望な非破壊検査法です。しかし、従来の時間領域法では、空隙が薄い場合に困難が生じることがよくあります。

▼ English (Original)

Delamination and voids inside concrete are serious problems in infrastructure. These defects reduce structural performance. Therefore, early detection and evaluation of void thickness are important for maintenance planning.

GPR is a promising non-destructive method because microwave can penetrate concrete. However, conventional time-domain methods often have difficulty when the void is thin.

IABSE 2026 発表スライド P3 時間領域法の限界

▼ 日本語訳

このスライドは、様々な空隙の厚さにおける時間領域データの例を示しています。これらの画像では、空隙の領域と金属反射が確認できます。

しかし、時間領域データでは、反射信号が強く重なり合うため、空隙厚さを直接推定することは困難です。したがって、この範囲では、時間領域情報だけでは信頼性の高い厚さ推定には不十分です。これが、周波数領域解析を用いる理由です。

▼ English (Original)

This slide shows examples of time-domain data for several void thicknesses. The void region and the metal reflection can be observed in these images.

However, in the time-domain data, it is difficult to estimate the void thickness directly. This is because the reflected signals overlap strongly. So, the time-domain information alone is not sufficient for reliable thickness estimation in this range. This is the reason why we used to frequency-domain analysis.

IABSE 2026 発表スライド P4 提案システムとワークフロー

▼ 日本語訳

本研究では、スマートフォンで制御可能な携帯型GPRシステムを使用しました。このシステムは小型で操作が容易なため、現場での使用に適しています。また、アルゴリズムをスマートフォンアプリに実装できるという利点もあります。

基本的なワークフローは以下のとおりです。まず、反射信号を時間領域で測定します。次に、信号を周波数領域に変換します。そして、スペクトル重心を計算し、理論的な関係式と比較することで、空隙の厚さを推定します。

▼ English (Original)

In this study, we used a smartphone-controlled portable GPR system. This system is practical for field use because it is compact and easy to operate. Another advantage is that the algorithm can be implemented in a smartphone application.

The basic workflow is this. First, we measure the reflected signal in the time domain. Next, we transform the signal into the frequency domain. Then, we calculate the spectral centroid and compare it with the theoretical relationship to estimate the void thickness.

IABSE 2026 発表スライド P5 基本理論

▼ 日本語訳

ここでは、基本的な理論について説明します。コンクリート内部に空隙が存在する場合、マイクロ波は空隙の上面界面で反射するだけでなく、空隙の上面と下面の界面の間で複数回反射します。これらの多重反射は、受信信号の周波数特性に影響を与えます。

この現象に基づき、本研究では多重反射モデルを用いて反射波を定式化しました。そして、空隙厚さに依存する伝達関数を定義しました。この伝達関数が、測定信号と対象とする空隙厚さを結びつける重要な要素となります。

▼ English (Original)

Here, I explain the basic theory. When a void exists inside concrete, the microwave is reflected not only at the top interface of the void, but also multiple times between the top and bottom interfaces. These multiple reflections affect the frequency characteristics of the received signal.

Based on this phenomenon, we formulated the reflected wave using a multiple reflection model. Then, we defined a transfer function that depends on the void thickness. This transfer function is the key to linking the measured signal and the target thickness.

IABSE 2026 発表スライド P6 スペクトル重心解析

▼ 日本語訳

理論的に導出した伝達関数を用いて、空隙厚さが増加するにつれてスペクトルがどのように変化するかを計算しました。重要な観察結果として、スペクトル形状は周波数方向に徐々に圧縮され、スペクトル重心が低周波側へ移動することが分かりました。

そこで本研究では、この変化を特徴づける指標としてスペクトル重心を用いました。スペクトル重心は、周波数の加重平均であり、簡単に計算することができます。

理論解析の結果、スペクトル重心と空隙厚さの間には、おおよそ線形の関係があることが示されました。これは、原理的にはスペクトル重心から空隙厚さを推定できることを意味します。

▼ English (Original)

From the theoretical transfer function, we calculated how the spectrum changes as the void thickness increases. The important observation is that the spectral shape is gradually compressed in the frequency direction, and the centroid shifts toward lower frequencies.

So, in this study, we used the spectral centroid as a feature to characterize this shift. The spectral centroid is a weighted average of frequency, and it is simple to calculate.

Our theoretical results showed an approximately linear relationship between the spectral centroid and the void thickness. This means that the void thickness can be estimated from the spectral centroid in principle.

IABSE 2026 発表スライド P7 実験設定

▼ 日本語訳

提案手法を実験的に検証するため、コンクリート板を積み重ねた供試体を作製しました。上側と下側のコンクリート板の間にプラスチック製のスペーサーを挿入することで、空隙を作成しました。空隙厚さは、2 mmから60 mmまで、2 mm刻みで変化させました。各厚さ条件に対して、コンクリート表面上で5本の測線を計測しました。

この実験条件により、制御された環境下で理論モデルと実験データを比較することができました。

▼ English (Original)

To validate the method experimentally, we prepared concrete specimens by stacking concrete slabs. A void was created by inserting plastic spacers between the upper and lower. The void thickness was changed from 2 to 60 millimeters in 2-millimeter increments. For each thickness condition, we measured five survey lines on the concrete surface.

This setup allowed us to compare the theoretical model and the experimental data under controlled conditions.

IABSE 2026 発表スライド P8 多重反射の次数検討

▼ 日本語訳

次に、モデルに何次までの多重反射を含めるべきかを検討しました。一次反射のみを考慮した場合、理論値と実験値の一致は十分ではありませんでした。二次反射を加えると一致度は向上しましたが、薄い空隙厚さの範囲では逆の傾向が見られました。

三次反射以降では、理論結果と実験結果がより近くなりました。さらに高次の反射を加えても変化は小さかったため、本研究では最終的に五次反射までを解析に採用しました。

▼ English (Original)

Next, we examined how many orders of multiple reflections should be included in the model. When only the first-order reflection was considered, the agreement between theory and experiment was not sufficient. When second-order reflection was added, the agreement improved, but an inverse tendency still appeared in the thin range.

From the third order, the theoretical and experimental results became much closer. Since little additional change was observed at higher orders, we finally adopted multiple reflections up to the fifth order in the analysis.

IABSE 2026 発表スライド P9 推定性能

▼ 日本語訳

最後に、このスライドでは提案手法の推定性能を示します。測定されたスペクトル重心を理論的な関係と比較し、残差が最小となるように空隙厚さを推定しました。本手法は、2 mmから60 mmまでの空隙厚さに対して検証しました。

その結果、提案手法は薄い空隙厚さを比較的高い精度で推定できることが示されました。最大推定誤差はおよそ±8 mmでした。この結果は、従来の時間領域手法ではこの厚さ範囲において大きな誤差が生じやすいことを考えると、有望な結果であると言えます。

▼ English (Original)

Finally, this slide shows the estimation performance of the proposed method. We compared the measured spectral centroid with the theoretical relationship and estimated the void thickness by minimizing the residual. The method was validated for void thicknesses from 2 to 60 millimeters.

The results showed that the proposed method could estimate thin void thickness with reasonable accuracy. The maximum estimation error was approximately plus or minus 8 millimeters. This result is promising because conventional time-domain methods tend to show large errors in this thickness range.

IABSE 2026 発表スライド P10 結論

▼ 日本語訳

結論として、本研究では、可搬型GPR信号を用いてコンクリート内部の空隙厚さを推定する周波数領域の手法を提案しました。本手法は多重反射モデルに基づいており、シンプルかつロバストな特徴量としてスペクトル重心を用いています。

理論解析および室内実験の両方において、スペクトル重心と空隙厚さの間に明確な関係が確認されました。また、提案手法により、2 mmから60 mmまでの空隙厚さを推定できることが示されました。

今後は、実構造物を対象とした検証や、含水状態および材料ばらつきの影響評価に取り組む予定です。

ご清聴ありがとうございました。

▼ English (Original)

In conclusion, this study proposed a frequency-domain method for estimating void thickness inside concrete using portable GPR signals. The method is based on a multiple reflection model and uses the spectral centroid as a simple and robust feature.

Both the theoretical analysis and the laboratory experiments showed a clear relationship between spectral centroid and void thickness. The proposed method successfully estimated void thicknesses from 2 to 60 millimeters.

Future work will focus on validation using actual structures and on evaluating the effects of moisture and material variability.

Thank you very much for your attention.

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