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教員紹介

連携大学院教員

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荒井 裕彦 / ARAI, Hiorhiko ロボットものづくり研究室
研究テーマ:
スピニング加工(へら絞り)、産業用ロボット、ロボット技術によるものづくり

Hiorhiko_ARAI_study

金属の塑性加工法の一つであるスピニング加工(へら絞り)を中心として、ロボット・メカトロニクス技術を応用したものづくりの研究に取り組んでいます。回転する金属材料にローラ状の工具を押し付けて成形する従来のスピニング加工では、丸い形状の製品しか作れませんでした。本研究室では、力制御など様々なロボット制御技術を取り入れることで、加工の知能化・フレキシブル化を狙います。具体的には、ローラを自在に操って楕円形や多角形などの異形断面形状を成形し、より広い用途に使える付加価値の高いスピニング加工技術を開発しています。また企業との共同研究により加工機の実用化を進めています。現場主義・現物主義で実際に自分の手を動かし、ものを動かして、ごまかしのきかない現物に立ち向かい、製造業の現場で役に立つ本物の技術を作り出したいと考えています。

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後藤 真孝 / GOTO, Masataka 後藤真孝研究室
研究テーマ:
音楽情報処理、音楽情報検索、音声インタフェース、メディアインタラクション

Masataka_GOTO_study

歌声情報処理や音楽情報処理を中心としたメディアインタラクション技術の研究開発を通じて、メディアコンテンツを一層身近で手軽に活用・創造できる社会の実現を目指しています。コンテンツの生成・加工・認識・理解等を可能にするメディア処理技術に加え、ユーザによるコンテンツ利活用を促すインタラクション技術も同時に研究し、さらにそれらを融合することで、世の中にインパクトのある先端研究を実施しています。
 特に近年は、我々が命名した「歌声情報処理」分野の研究を推進しています。研究開発した歌声合成技術VocaListener(ぼかりす)は、既に実用化されています。他にも、歌声抽出、類似歌声検索、自動歌詞同期、歌手名同定、歌唱力向上支援、ビブラート・ブレス検出等の様々な研究開発をしてきました。
 より広く音楽のあらゆる側面を情報技術で扱う「音楽情報処理」に関しても、20年以上の世界最先端の研究実績から、国内外で広く認知された研究拠点となっています。一連の能動的音楽鑑賞インタフェースを実現し、音楽理解技術が人々の音楽の聴き方や関わり方をどのように豊かにできるかを探求しています。成果の一部はWeb上のサービス等により公開しています。

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喜多 泰代 / KITA, Yasuyo 喜多泰代研究室
研究テーマ:
医用画像解析、ロボットビジョンを中心とする画像認識・理解

Yasuyo_KITA_study

人間と同様な、臨機応変で柔軟性の高い視覚認識機能を機械(計算機)で実現することが夢です。そのための計算機視覚(コンピュータビジョン)の研究を、主にロボット応用・医用応用を対象に行っています。特に、形状が変化する柔らかい対象物の視覚認識は難しく面白い課題で、ロボット応用だと衣類のような柔らかな対象物を扱う場合に、医用応用だと乳房や胃など柔らかな組織の検査画像を扱う場合に必要となります。
 右図は、ロボットによる衣類自動ハンドリングのための視覚認識研究の実験例です。例えば、机上に置かれたトレーナを肩で広げるという動作をしたいとき、ロボットは、まず、片手でトレーナを持ち上げトレーナがどのような形状で持ち上がり、肩はどの位置でどのような向きにあるかを視覚情報から認識する必要があります。衣類は、扱う過程で形が大きく変わり、見え方もその状態によって大きく変わるので、この自動認識は簡単ではありませんが、計算機内でその変形をシミュレーションし、画像上での見え方を予測しながら解析するアプローチで取り組んでいます。また、衣類に働きかける動作と動作後に観測した画像の処理をうまく連携させることで、高度な認識を実現します。

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蔵田 武志 / KURATA, Takeshi サービス工学とMR研究室
研究テーマ:
複合現実技術、サービス工学、モバイルインタフェース

Takeshi_KURATA_study

本研究室では、現実世界と仮想世界とを有機的に結び付ける拡張現実(AR)や複合現実(MR)に関する研究開発を、サービス工学的視点から進めていきます。サービスの生産性向上は、経済の持続的発展のために必要不可欠な要素です。従来のように経験や勘だけに頼るのではなく、科学的工学的手法を確立してサービスの生産性向上を達成する枠組みをサービス工学と呼びます。サービス現場における人間行動は、環境刺激によって影響を受け、行動の一部がPOSデータ等の結果として現れます。これら全ての要素を、時空間的・意味的関係も含めて計測し、直感的に提示することで、サービス現場が余すことなく明らかになっていきます。このようなアプローチを拡張サービス・プロセス・リエンジニアリング(ASPR)と呼んでいます。もちろん、それらすべてを実現することは困難な課題が山積していますが、本研究室では、スマートフォンなどに搭載されるセンサやカメラを用いた人間行動理解や屋内外環境計測、さらにそれらの応用によって、ASPRに少しでも寄与すべく、研究に取り組んでいます。

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村川 正宏 / MURAKAWA, Masahiro 村川正宏研究室
研究テーマ:
センサネットワーク、データマイニング、適応アルゴリズム、スマートグリッド応用

Masahiro_MURAKAWA_study

近年のセンサ、計測技術、通信技術の進歩により、実世界の膨大なセンシングデータが取得できるようになってきました。さらにクラウドサーバを利用することで、その膨大なデータを蓄積し、高度な解析を行い、実世界に対して実時間でフィードバックできる環境も整いつつあります。この研究室では、このようなセンサネットワークを構築するための要素技術の研究開発や、企業と連携してスマートグリッドでの応用開拓を行っています。
 研究事例をあげると、太陽光発電の普及が現在急速に進んでいますが、太陽光発電パネルごとの発電状況をモニタリングし、不具合検知やメンテナンスを容易に行えるシステムを研究開発しています。この実現のために、電力線を用いた独自の通信方式を研究し(写真は開発した小型通信子機)、新たな配線工事を必要としない低コストなモニタリングを可能としました。また、モニタリングしたデータをクラウドサーバ上に収集蓄積し、多数パネルの長期間のセンサデータから、データマイニングにより異常状態を自動的に検出する手法の研究も行っています。これによりパネルが明らかな故障に至る前の予兆を検出し、メンテナンスに活かすことを目指しています。

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依田 育士 / YODA, Ikushi 依田育士研究室
研究テーマ:
コンピュータビジョン、パターン認識を基礎とする画像センシングとその応用

Ikushi_YODA_study

デジタル画像処理を基礎とするコンピュータビジョンやパターン認識の各種手法を用いて、実環境において、リアルタイムで認識可能なヒューマンセンシングに関して研究しています。基本的な仕組みとして、ステレオカメラや距離カメラを用いて距離画像とテクスチャ画像を取得し、距離をキーとしてシーン内の対象を認識します。ファンレス・ドライブレスな小型組込型計算機での実装により、設置条件が厳しい場所にも適応し、認識対象に応じて複数のカメラを適宜設置、ネットワーク接続することで、処理の分散と統合を実現するユビキタスなビジョン環境を構築し、その視野内の人々を中心とする認識を実現します。
主な応用としては、インタフェース系として、通常の機器が使えない重度障害者を支援するビジョンインタフェースを研究開発しています。また、屋外など環境変動が激しいシーンでのビデオサーベイランス系の応用として、屋外での人流解析などの人の行動認識に関する研究しています。さらに、より深い行動認識を実現する研究として、ER内での医療者の動きを解析し、会話分析とも組み合わせることで医療のシミュレーション教育に活かす研究も行っています。

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神村 明哉 / KAMIMURA, Akiya 分散システムデザイン研究室
研究テーマ:
分散型機械システム、自律分散ネットワーク、自己組織化、インフラ・災害調査用ロボット

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 生物を始め自然界では各階層における要素同士が影響し合うことで複雑なシステムを構成しています。要素間の相互作用から人が予想もつかない機能や形態が創発し、かつ動的にシステムが維持されているのが特徴です。本研究室では、そのような要素間の相互作用による全体機能の創出に着目し、工学への応用を研究しています。具体的には、ロボットを複数の細胞機械(モジュール)から構成することで、環境や用途に応じて形態を変更でき、故障した細胞機械を切り離して置き換えることで全体機能を維持できる分散型機械システムの研究や、センサネットワークを構成する無線ノード同士が自律分散的にお互いの通信タイミングを調整することで、全体として通信衝突のない安定したネットワークを維持する自律分散ネットワーク手法の研究開発を実施しています。また、近年インフラの維持管理、災害調査用ロボットが注目されていますが、そのような過酷な環境で動作するロボットシステムの研究開発や、複数のロボットが協調的に配管内を移動しながら検査を行う分散ロボットの研究も進めています。本研究室では、自律分散をキーワードに、集中制御では実現困難な頑健なシステムを構築するための手法の研究を通して、実用的な技術の開発を目指しています。

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近藤 伸亮 / KONDOH, Shinsuke サスティナブルデザイン研究室
研究テーマ:
ライフサイクル設計、持続可能性設計、環境調和設計、設計工学

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地球温暖化などの環境危機はますます深刻化しています。また3Dプリンタなどの技術はクラウドワーキングなどの新しい働き方を生み出し、一企業だけで製品設計や製造が完結しない、オープンなモノづくりへの潮流が生まれています。このような危機や変化に対処して持続可能な社会を築くためには、製品設計や製造の方法を大きく変革していかなくてはなりません。そのための方法論の一つとしてライフサイクル設計という考え方が注目されています。
ライフサイクル設計とは、人工物が製造されてから最終的に廃棄されて土に還るまでに生じる環境負荷とコストを最小化し、人工物が生涯を通じ生み出す価値を最大化することを目指す設計の考え方です。ライフサイクル設計では設計図等の人工物を製造するために必要な情報に加えて、人工物を構成する部品や材料そのものの生涯、つまり、それらをどのように作成し、使用終了後にはどのように再利用・廃棄すればよいかを事前に決定することが課題となります。また計画された再利用等がきちんと実行されるようなビジネスモデルの設計も重要です。私たちは、ライフサイクル設計を体系的に進めるための方法論やツールの開発を行っています。

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松本 吉央 / MATSUMOTO, Yoshio サービスロボティクス研究室
研究テーマ:
サービスロボティクス(生活支援・介護支援・リハビリ支援)、効果評価、生活分析、画像センシング、アンドロイドロボット

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高齢化社会におけるQOL向上やサービスの効率化を目指して,日常生活・業務において人の支援を行うロボット技術の研究開発を行っています.個別の支援技術の要素開発に加え,ユーザの生活を分析し機器の設計につなげる設計支援や,安全性および効果の評価技術の開発を行い,実証実験や企業との連携を通じて,実用化による社会への成果還元を目指しています.
 生活支援の設計・評価技術としては,ロボット開発の前段階で行う生活分析,要求分析,および開発後に行うベネフィット評価,コスト分析などの研究に取り組んでいます.
 また,生活支援ロボットを実現するための実装技術としては,ビジョンによる高精度な位置・姿勢のセンシング,空間知能化,操作インタフェースなどの開発を行っています.
 また,ロボット技術の医療・福祉応用として,人に酷似したアンドロイドを用いた発達障害児のコミュニケーション支援や,リハビリ支援の研究を,医師等の専門家と連携しながら行っています.

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坂無 英徳 / SAKANASHI, Hidenori スマートシステム研究室
研究テーマ:
コンピュータビジョン、パターン認識を基礎とする画像センシングとその応用

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情報通信技術に関する研究を通じて医工連携を推進する立場から、医師や医療従事者の負担を軽減し、診断能力を補助・強化する手法の実現など、高品質な医療を広く普及させるための基盤技術の確立を目指しています。最近では、乳腺超音波画像や内視鏡画像、病理画像を対象に、がん等の病変の自動的検出、データベースからの高速な類似症例検索などにより、医師の診断を支援する手法やシステムの研究開発を行っています。また、リハビリテーション分野での活用を目指し、ビデオ映像をもとに歩き方の特徴を定量的に評価する研究にも取り組んでいます。これらを達成するため、知的な情報処理を実現すべく、様々な技術領域に強い関心を持って、新しい計算原理に関する基礎研究から、それらの応用研究まで、幅広く活動しています。研究の成果については、国内外の学会で発表するだけでなく、企業との共同研究などを通じた実用化・製品化を積極的に推進します。
 超高齢社会を迎えた現在、社会全体で健康長寿を実現する仕組みが不可欠となっています。我々は、工学的なアプローチにより多くの命を救う技術開発を行い、安心して暮らせる社会の実現に貢献します。

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吉田 英一 / YOSHIDA, Eiichi ロボットモーション研究室
研究テーマ:
ヒューマノイドロボット、動作計画・制御・最適化、人間動作解析・理解

Eiichi_YOSHIDA_study

当研究室では、ヒューマノイドロボットを主な対象として、ロボットの高度な自律性や適応性を実現するため、その動作の計画・制御、また人間動作の解析とその再現などの研究を行っています。具体的な研究テーマとしては、複雑な環境におけるロボットの全身動作計画や制御、高度な物体操作のための手法や機構設計、また、人間動作の解析と理解、ヒューマノイドによるその再現とアシスト機器評価などの研究課題を推進しています。ロボットの動作計画や制御手法の基礎を学び、最適化手法やシミュレーション技術などの最新の成果を融合して、実世界で有用な動作をロボットに効率的かつ適応的に行わせるための枠組みの確立を目指しています。研究室には、成果を実証するため、等身大のヒューマノイドHRP-2とHRP-4が設置されています。配属先はフランス国立科学研究センター(CNRS)と共同で設立された国際研究組織「AIST-CNRS ロボット工学連携ラボ」で、常時10人以上在籍する外国人研究者と切磋琢磨して国際感覚を磨きつつ、上記のロボティクスの先端研究課題に取り組める環境が特徴です。