Research

SYSTEM DYNAMICS Group

METAL CASTING

特殊形状取鍋と非接触流量計測を用いた画像フィードバック制御による高精度注湯

M2 渡邉 一成

産業ロボットと特殊な形状の取鍋を用いて鋳物生産システムの注湯工程の自動化を目指しています.そのためにモデルベースの流量フィードフォワード制御と高速度カメラを用いた視覚情報フィードバック制御による二自由度制御により様々な外乱に対応した制御を行います.

高精度流量制御のための多眼高速度カメラによる流出液体画像に基づく流量推定

B4 田口 龍之介

複数の高速度カメラを用いて取鍋から流出する液体の高精度流量計測を提案します.流体形状を正確に捉えた動的流量計測によって,鋳造・薬品・飲料の生産プロセスなどでも有用な流量フィードバック制御方法を確立します.

振動予測と視覚計測による容器傾動をともなう液面制振三次元搬送

B4 中川 竜志

液体容器搬送時の振動抑制を目指し,振動を発生させない速度制御と容器の傾動による制振を行います.傾動によって生じる液体の非線形性を考慮した三次元搬送経路での制振制御によって,柔軟な生産ラインに対応するシステムを実現します

PLASTERING

壁面こて塗り作業を想定した自律ロボットによる塗面制御

M2 石川 慎一

左官技能者の動作を再現し自動化することを目指します.材料の流れをモデル化し,経験的に行われている動作をロボットにより実現します.こての角度や,押付け力,速度を適切に制御することで,技能者のような材料の塗付け動作を可能にする制御手法を提案します.

ADDITIVE MANUFACTURING

積層造形プロセス中の視覚計測によるダイナミックフルードコントロール

M2 石川 慎一

積層造形プロセスに視覚計測とモーション制御を導入し,失敗しない造形技術の確立を目指します.画像センサから取得する造形線から,即座にでノズル軌道の修正を行います.また,数理モデルに基づく動作設計により,多彩な吐出形状の再現を可能にします.

積層造形高速化のための液体吐出式ノズルに対する回転・並進の動的モーション制御

M1 佐藤 陸

出口形状が長方形のノズルを回転させることで,3Dプリンタの高速化を目指します.ノズルの回転と並進を同期させて速度制御し,所望の造形線を描きます.様々な液体材料を対象とすることで広範囲の用途に対応する3Dプリンティング技術を新たに構築します

高速積層造形プロセスにおける積層面上の凹凸検出による動的塗布制御

B4 山田

積層面上の凹凸面に影響されない(事前の誤差を補う)積層造形システムを提案します.供給量,送り速度,クリアランスを制御することで,凹凸を平滑にしながら積層造形を遂行します.凹凸を高速高精度に検出し,積層面の変化に対応可能なフィードバック型積層造形技術を構築します

ARC WELDING

溶融状態観測とトーチ動作制御の高度技能アシスト機能を有する遠隔・自在化溶接

M1 吉岡 汰涼

多品種少量・変種変量などの自動化が困難な溶接プロセスに対して,熟練技能者から素人作業者まで誰でも何処でも作業可能な遠隔・自在化溶接手段を提案・検証する.人の判断と機械の自動制御を融合するアシストシステムは,溶接条件の自動調整機能と力覚操作ハンドルを特徴とする.

遠隔溶接システムのための視覚情報による溶融池の立体形状観察および制御

B4 小宮 佑太

溶接自動化のために溶融池形状から溶接条件を適切に変更することを目指します.画像処理によって溶融池形状の情報を取得し,トーチ角度と速度を変更することで溶融池形状を一定に保ちます.溶融池形状とビード形状の関係性を評価します.

MANUFACTURING SYSTEM Group

GANTRY CRANE

柔軟支柱構造ガントリーにおける高速制振搬送制御

M2 熊谷 優佑

数m〜数十mの距離を移動する自動搬送システムのガントリーローダは,軽量化・省スペース化の要求にともない構造が柔軟化します.高速搬送時の防振対策として,制振装置のハードウェア設計,および軌道生成・運動制御によるソウトウェア設計の両面から制振方法を提案しています.

ガントリーローダーにおけるアクティブマスダンパを用いた構造体制振制御

M2 簗島 一希

アクティブマスダンパ(AMD)を用いたガントリーローダの制振制御システムの構築を目指します.従来のAMDの様に振動発生後から振動を弱める様に動くのではなく,振動発生前のローダの停止や等速移動中から,その後の動作で生じる振動を予測し打ち消す様に積極的に加振を行います.

高速ガントリーローダの長尺ローディングアーム及び搬送物の制振制御

M1 近藤 亮也

ガントリーローダが高速搬送を行った際に生じるローディングアーム(搬送物を持つ昇降機構)の振動に着目し,この振動を生じさせない搬送速度の設計方法の確立を目指します.これにより工場内での揺れない高速自動搬送を実現し,生産性と製品品質の向上を可能にします.

リニアスライダーとロボットアームの協調動作による高速三次元搬送

B4 蛭田

リニアスライダとロボットアームを組み合わせた搬送システムにおいて,高速な精密作業を実現します.リニアスライダを最速で動かす際,ロボットアームおよび搬送物の障害物を回避させる軌道と制振を考慮した三次元動作を設計します

ASSEMBLY

組立作業時の触力覚情報による高度技能の抽出とロボットシステムへの転移

M2 鈴木 皓

組立プロセスの熟練者の触力覚情報から技能特徴量を抽出し,機械学習データベースとしてロボット制御システムに取込みます.手先感覚をもつロボットのオンライン学習アルゴリズムにより,職人でも難しい嵌合作業を100%成功させる高速精密組立ロボットシステムを創り出します.

CUTTING, PICKING

非一様柔軟物の特性を考慮した調理切断ロボットの高感度力覚フィードバックシステム

M1 高本 光規

ロボットアームに包丁を把持させ,プロの調理人のように様々な食材に対して最適な切断動作を実行するロボットシステムを構築します.人の直感的かつ巧みな包丁操作(刃物の姿勢・動作速度)を,食材切断時の力覚センサ情報をもとにロボットが実行することを目指します

食材盛り付け作業をロボット化・高速化する定量ピッキングマニピュレーション

B4 花井

食品工場などで作業者が通常利用する道具をロボットに把持させ,ピッキング対象に応じて適切な道具操作を行うロボットマニピュレーションを提案します.粘弾性体や液状物質など様々なものを超高速かつ一定量で正確に盛り付ける,近未来の自動工程の実現に向けた研究です

DYNAMIC COMPENSATION

多自由度マニピュレータによる衝突発生を想定した動的補償

B4 金子 泰輔

外部から力が加えられた際に力を受け流したうえで液体をこぼさないロボットアームの動的補償システムを目指します.これにより安全性を高め,ロボットに飲食業務を任せられるようになり,介護業務や育児での労働量軽減を実現します

PHYSICAL CONTROL Group

MASSAGE THERAPY

5指ロボットマッサージにおける指腹計測と制御を用いたエキスパート施術の再現

M2 原田 直弥

ロボットによるマッサージにおいて,エキスパートによるマッサージの再現を目指します.エキスパート施術動作に基づいた施術動作の設計を行います.その動作ではハンド指腹部の圧力センサによる力覚情報から被施術者の動きや特性に対応し,所望の圧力での施術を行います.

ロボットマッサージにおける視触診システムによる施術位置の推定

M1 佐川 智輝

マッサージを受ける人に合わせて施術する自律マッサージロボットの研究に取り組んでいます.マッサージ師が施術位置を決定するときの「視診」と「触診」の診察手法に着目し,視覚センサによって骨格筋の位置を,力覚センサによって的確な施術位置を推定します

ロボットマッサージにおける人の施術に基づいた頭部揉捏動作の再現

B4 小野 恵太郎

マッサージ師が行う揉捏法の再現を目指します.人によるマッサージ特有の柔軟に適応する動作に着目し,施術における力覚情報の解析を行います.特徴的な硬さと形状もつ高難易度の頭部に対して,柔軟な指を有するロボットにより,多指の相互的で繊細な揉捏を可能にします.

自らの身体に対するロボットマッサージ操作における操作他者感の増大

B3 加来 彩人

本研究では自分で操作しているものが他者に操作されているような感覚,操作他者感に着目します.自身に対するロボットアームを使ったマッサージ操作において,出力時に時間や強弱の差を意図的に発生させることで操作他者感の付与とその増大方法を探ります

RUNNING

泥濘地移動を想定した4脚ロボットの脚動作設計および生物規範型歩行制御

M2 鈴木 啓太

農業利用を目的として,泥濘地と呼ばれる田んぼのようなドロドロとした地面を素早く移動できる4脚ロボットの開発を目指します.脚の動きとロバスト性に優れた生物の神経回路に基づく歩行制御に着目し,実機を用いた実験により泥濘地に適した歩行・走行を探索します.

流動性をもつ地面を移動する4脚ロボットの歩行モデリングと動作設計

M1 小川 泰輝

泥濘地のような流動性をもつ地面を走破する4脚ロボットを開発しています.すべての脚の関節に加わるトルクを低減する脚動作軌道を自動的に設計するアルゴリズムを提案します.また, ZMP(Zero Moment Point)を組み込んだ制御により,転倒せずに素早く移動することを可能にします.

WALKING

下肢完全麻痺患者に対する歩行用バイオニックスーツによる立位保持と歩行アシスト

M2 前田 康貴

下肢完全麻痺を発症した患者が適切に運動を行えるバイオニックスーツの実現を目指します.対象者の使用環境や身体特徴に合わせた出力を行い,従来のアシストスーツとは異なり,下肢完全麻痺患者でも装置を装着することにより立位や歩行などの動作が行えるようなアシスト装置の開発を行っています.

歩行計測情報の機械学習による様々な移動環境に適応する歩行パターン生成

M1 石川 輝

姿勢保持筋が作用しない患者を対象とし,機械学習を用いて患者に適切な歩容モデルを作成し,アシスト装置に反映することを目指します.モーションキャプチャを用いて歩容を測定し,身体情報との関係性から個人に適切な歩容を算出可能にする方法を提案します

Peano-HASEL人工筋肉で駆動する歩行ロボットの試作および制御設計

B3 Wang Wenhe

Peano-HASEL人口筋肉を用い,人の大腿構造を模倣する新たな二足歩行型ロボットを製作します.ロボットの非線形ダイナミクスを解析し,モデルベース深層強化学習で制御アルゴリズムを構築し,安定した歩行を達成するロボットの創造デザインに取り組んでいます

SYMBIOSYS AND FLEXIBILITY Group

IMITATION LEARNING

ロボットアームによる道具形状と経験を利用した深層模倣学習の教師データの低減と実行

研究員 笹竹 晴萌

人の道具の使用方法を簡単にロボットアームに模倣させる方法を研究しています.模倣のために深層模倣学習を用い,道具の形状&物理的特徴とほかの道具を使用した経験を利用することにより,少ない教師データから模倣を可能とする技能獲得手法を研究しています.

柔らかい筆を扱う絵画技法の再現のための模倣学習によるロボット手先動作生成

M1 吉本 穣

知能機械に絵画を描く人の動きを学習させることにより、ロボットアームによって人の筆跡・絵画を再現する.これまで,機械・ロボットによる再現が難しいとされた、人の感覚的かつ芸術的な動作の再現手法を提案する

ACROBATICS

模倣学習を用いたロボットアームによる独楽回し動作のスキル獲得

B4 小俣 陽紀

模倣学習を用いてロボットアームに人の独楽回しの腕振り動作を獲得させ,紐を用いた独楽回しをロボットアームによって成功させることを目的とします.人や紐,独楽の動きを解析し,ロボットによる高度な独楽回し動作の実現を目指します

ロックグラスのバースライド動作における液面振動抑制と高精度位置決めの同時実現

B3 浦田 駿

バーテンダーがロックグラスを滑らせて人に届ける動作を真似て,さらに制振制御を組み合わせることで,グラス内の液体を溢すことなく滑走するモーションコントロールを実現します.適切なスローイング制御動作の生成により,高速・高精度な位置決めと溢流・振動の防止を同時に達成することを目指しています

AUTONOMOUS MOBILITY

俯瞰視点による歩行者流情報に基づく全方向移動ロボットナビゲーション

M1 重本 竜声

歩行者の流れを認識して,混雑環境下でも滑らかなロボットナビゲーションを実現することを目指します.俯瞰視点の視覚センサとロボットに搭載した測域センサで歩行者流情報を抽出し,人混みにおける歩行者挙動の理解に基づく自律的行動判断によって,目的地までのスムーズに移動します.

全方向移動ロボットにおける急激な速度変化に対する安定走行制御

B4 済田 祥平

自律移動ロボットにおける安定かつ効率的な障害物回避を可能にすることを目的としています.周囲環境センサ情報から動的・静的障害物を認識し,制振手法と経路拡大を引き起こさない経路計画手法の2つの利点を有する新たなロボット動作制御手法を提案します

ROTARY CRANE

クレーンの自動運転に向けた旋回・起伏・巻上げの協調動作による制振制御

B4 川﨑 舜平

大型旋回クレーンの吊り荷を目標位置まで搬送し,残留荷振れを素早く減衰させる制振手法を研究しています.位置決めの過程で旋回と起伏の協調動作により,周方向と半径方向の複合的な荷振れを一方向へと変化させます.位置決め後の残留荷振れを巻上げ動作を用いて減衰させます

旋回クレーンの3D自動制振技術と自在感のある操作インタフェース

B4 草間 知貴

だれでも・どこからでも,クレーンを安全に操縦できるサポートシステムを提案しています.旋回・起伏・巻上げ/下げと,操作レバーの一対一対応の基本操作(固定概念)を一新する,自在感のある操作インターフェースを構築します.素人が高度熟練者のように操るための自動制振がコア技術です