Research

液体材料を用いた高速積層造形システムの構築を目指します．高速度カメラを用いて造形線を計測し，送り速度・クリアランスを制御することで所望の造形線を描きます．また，液体材料を対象とすることで使用材料を限定させずに様々な用途に対応できる3Dプリンティング技術を構築します.

断面形状が長方形や楕円形のノズルの，高さ方向周りの回転を制御し，造形線の幅を変化させることで高速高精度造形を実現させます．また，食品ペーストに近い性質をもった液体材料を用いることで回転式ノズルのフードプリンティングへの応用を目指しています．

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．

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.

自動注湯における適切な目標流量の設計を目指します．CFDシミュレーターを用いて鋳型内の溶湯流動を解析し，この結果を基に流量設計を行います．高温の溶融金属では粘性や表面張力などの特性が刻々と変化します．これらを考慮することで，鋳物品質向上と作業効率化に貢献します．

上下に分かれた鋳型の相対運動によって，キャビティ内に溶湯を充填させる砂型プレスキャスティング法について研究しています．複雑形状の鋳造を可能にするためプレス時の鋳型内圧力のフィードバック制御の最適化を行い，高品質かつ高速な鋳造を目指します．

包丁をロボットに持たせ，職人と同じく肉や魚などの柔軟物体を切る操作を行うことを目指します．ロボットアームの先端に力覚センサと包丁を取り付けて，職人が感覚的に行う引き切りという操作の有効性を実証し，自動高速柔軟物体切断プロセスを実現します．

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．

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．

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．

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．

足裏反力の情報から路面コンディションの僅かな変化を検出し，それに応じて歩容を変えることで，あらゆる不整地を走破できる4脚ロボットを開発しています．さらに、荷物の配達等で実用性を高めるため，突発的な状況変化でも転倒しない動作を提案し、制御に組み込んでいきます．

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．

溶接工程において機械のアシストにより高い溶接技術を発揮することができる技能アシストシステムについて研究をします. 視覚センサを用いて溶融池を観察し厚さや幅, 母材の溶込み具合の最適値を確認しそれらのデータをもとに技能アシストシステムの制作を目指します.

産業用ロボットを用いた手先におけるダイナミクス操作の高速化を目指します．関節の可動範囲や特異点といった機械的な制約をロボットの冗長性を利用して作業の効率化を図ります．画像処理によって作業空間における障害物を認識・回避し，人との協働を実現します．

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．

深度カメラを用いて，骨格筋の３D形状の可視化と，マッサージ用5指ロボットハンドの適切な指令値の生成を研究しています．深度カメラによる視覚情報から被施術者の骨格筋配置を推定し，力覚センサを搭載したロボットハンドによる触覚情報から骨格筋の硬さを取得します．

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．

姿勢保持筋が作用しない患者を対象とし，患者の身体情報を元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を明らかにし，個人に適切な歩容を算出可能にする方法を提案します．

占有体積が小さく強力高速に収縮が可能なHASELアクチュエータを活用することにより，高自由度かつ軽量で出力が高いロボット義手の実現を目指します．各関節をモータで制御するのではなく，HASELアクチュエータを骨格筋の位置を模倣して取り付けることで人の手に近い形状を実現します．

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．

空中を飛翔するボールを，反発させることなく，ラケットを用いて多関節マニピュレータが捕球する研究をしています．ボールの運動を高速カメラでとらえ，画像処理からその後の軌道を予測することにより，マニピュレータの軌道を自動生成することを目指しています．

人混みの中を自律的に走行する移動ロボットのシステム構築を目指します．都心の駅のような混雑環境下では同方向に向かう歩行者集団毎に歩行者流が形成されており，カメラで歩行者流を計測し歩行者流に追従し，人間のような動きで目的地までの自律走行を可能にします．

自律ロボットの搬送機能に着目し，特定人物を追従しながら荷物の状態を崩さず，安全に運ぶことを目指します．LRFなどのセンサを用い，人物の誤検出，見失いの防止など追従性能を向上させるとともに，搬送物の揺れに対して，ロボットの新たな制振手法を提案します．

クレーンにおいて，揺れを生じさせずに素早く吊り荷を搬送する制振手法を研究しています．吊り荷とクレーン自体の2種類の揺れが存在しますが，プリシェイプ法により揺らさない搬送軌道を生成し，また，搬送途中に発生した揺れに対しても，打ち消すような振動を加えることによりどちらの振動に対しても制振を行います．

シミュレーションと実際の挙動が異なる理由として対象の変形があります．この研究では小型の旋回クレーンとモーションキャプチャーを用いることにより，クレーンの挙動を計測し機械学習を用いてクレーンの変形，およびその個体差を反映するモデル生成システムの構築を目指します．