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研究者情報:研究・産学連携

研究室案内 知能機械工学専攻

大学院情報理工学研究科知能機械工学専攻の研究室と研究内容を紹介します。

研究内容

研究室名 研究テーマ・内容
先端ロボティクスコース
青山 尚之 研究室 【機械工学】
『マイクロロボットによる微細加工や人工授精に挑む』
手の平に乗るマイクロロボットの開発と実用化を進めています。小さなパーツの生産をマイクロロボットが行えば、非常に効率的な生産システムが実現できます。本研究室はそれを視野に入れて開発を推進しています。2つのマイクロロボットを昆虫のような役割にし、細胞を人工授精させる研究も進めています。いかに細胞の処理を精密かつ自動的に行うかが最終目標です。
内田 雅文 研究室 【電気・電子工学、情報工学、医用・生体工学】
『生体計測技術により、ヒトの暮らしを快適にする』
工学的な視点で「ヒト」という生体を計測し、快適な生活を送るためのツール開発がテーマになっています。触覚ディスプレイはその一例です。この技術を発展させ、ヒトへより自然な形で情報を伝える装置を目指しています。これを応用した本人認証技術や身体動作を解析・制御する研究も進めています。
金森 哉吏 研究室 【機械工学、電気・電子工学、情報工学】
『精巧なロボットシステムを実現するメカトロニクス』
機械と電子と情報の技術を融合したメカトロニクスに取り組み、特にハードとソフト両方の側面から考えた精巧なロボットシステムの構築を目指しています。現在、ヒューマンアシストロボットのための外界認識センサやナビゲーションシステムの開発、洗濯作業支援双腕ロボット、楽器演奏ロボット、アーチェリーロボットなどの開発を行っています。
金子 正秀・中村 友昭 研究室 【情報工学、電気・電子工学、映像・光工学】
『多彩な画像技術を活かし人間的なロボットの開発を目指す』
画像処理、パターン認識技術を活かした研究を進めています。特に目(画像・距離情報)と耳(音情報)で周囲の人間や環境の状況を把握し、人間的な振る舞いをしたり、人間とコミュニケーションできる知能ロボットの実現を目指しています。また、カメラで取り込んだ顔写真から顔の特徴や印象を数値的に解析し、表現力豊かな似顔絵をコンピュータに自動的に描かせる研究も進めています。
小泉 憲裕 研究室 【機械工学、情報工学、医用・生体工学】
『医デジ化による超高精度な超音波診断・治療の実現』
がんや結石の位置を高精度に抽出・追従・モニタリングしながらピンポイントに超音波を照射する診断・治療ロボットを実現します。これまで呼吸・拍動等により運動・変形する臓器には照射の精度が要求される治療法の適用が困難でした。医療技能をデジタル・機能関数化(医デジ化)してシステムの機構・制御・画像処理・アルゴリズム上に実装することで、システム上で医療の質の向上を図ります。
下条 誠・鈴木 陽介 研究室 【機械工学、電気・電子工学、情報工学】
『触覚センサを活用したロボットハンドリングを実現する』
特に触覚センサと、その応用分野を広く研究しています。人間は脳に送った視覚情報から、無意識のうちに適正な力でものをつかめます。こうした作用を触覚センサだけで実現するロボットハンドリングがテーマの1つです。また、変形性に富み自由曲面に装着できる触覚センサを開発。球、円筒など自由な曲面状のタッチ画面を操作できることから、その応用を目指しています。
杉 正夫 研究室 【機械工学、情報工学】
『人間の作業を情報面・物理面から支援する生産システム』
製造業の組立作業者や、オフィスでのデスクワーカーなどを、情報面・物理面の両方から支援するシステムを研究しています。例えば「動く箱」。必要な時に必要な部品や道具を作業者に渡し、不必要になったら片付けるという形で人間の作業を手伝います。また、電子的な組立作業マニュアルを用意し、それを作業者にわかりやすく提示する方法についても研究しています。
田中 一男・田中 基康 研究室 【機械工学】
『無人飛行ロボットやヘビ型ロボットの実用化を目指す』
被災地などで上空から情報収集を行うことを目的に、パラグライダーロボットを用いた、無人飛行ロボットシステムを開発しています。離陸から着陸までの完全自動化が大きな目標です。また、操作の難しいヘビ型ロボットを「賢く動かす」ための制御について研究し、運搬作業への応用などを試みています。車イスや飛行ロボットを脳波によって動かす実験にも取り組んでいます。
長井 隆行 研究室 【機械工学、情報科学】
『人間のように柔軟な知能を備えたロボットを実現する』
不確実な世界でシステム自体が理解し、考えて動く「柔軟性」を備えたロボットの実現を目指しています。具体的には、会話や経験を通して言葉の意味を学習・理解する仕組みを作り、将来的には雑談ができるロボットを開発したいと考えています。また、物体認識、パターン認識の研究をベースに、自らの学習によって道具を使えるようになるロボットの研究も進めています。
明 愛国 研究室 【機械工学】
『生物模倣でロボットを進化させる』
長年にわたって進化してきた人間や生物の機構と運動制御技能をヒントに、人間や生物らしいコンパクトな構造と自然な動きを実現できる高性能ロボットの実現を目指しています。具体的には、ヒューマノイド(人型ロボット)、猫型ロボット、魚型ロボット、昆虫型飛行ロボットの研究と開発に取り組んでいます。
横井 浩史 研究室 【情報科学、機械工学、医用・生体工学】
『人間と機械をつないで運動と感覚の機能を再現する』
ヒューマンインタフェースの医用福祉応用に関する研究をしています。1つは「代替」の研究。人の筋活動(筋電位)を計測して、手の動きを再現する筋電義手を開発しています。現在、手指を握る・開く、つかむなどの15種類のパターンの実現が可能になりました。もう1つは「補助・回復」の研究。パワーアシスト装置を使って、効率的で効果の大きいリハビリの提供を目指しています。
機械システムコース
大川 富雄・榎木 光治 研究室 【機械工学】
『発電時に発生する難解な熱流動現象をつかむ』
水だけや空気だけの流れを「単相流」、水と空気が混ざった流れを「混相流」と呼びます。単相流でも熱や流れの様相は複雑ですが、混相流では、さらに気体と液体の界面が複雑に変化するため、熱流動現象の予測はさらに困難となります。このため、発電プラントの性能向上や次世代CPUの冷却手法の確立を目指して、「混相流」のメカニズム解明に取り組んでいます。
久保木 孝・梶川 翔平 研究室 【機械工学】
『誰もが簡単にできる新しい金属加工法を研究・開発』
金属の加工法の1つとして、材料に大きな力を加えて変形させる塑性加工法がありますが、その技術の獲得は非常に困難です。そこで、塑性力学に基づく視点から数値解析と実験を重ね、誰でも簡単に金属加工が行えるよう、原理の解明と産業界へ技術を移す応用研究を行っています。既存の加工法を最適化する技術の他、新たな塑性加工法の開発も行い、成果を上げています。
新谷 一人 研究室 【機械工学、材料工学、応用物理学】
『ナノ材料の力学的特性を解明する』
グラフェン、カーボンナノチューブ、ナノワイヤ、ナノ粒子などのナノ材料は、ナノテクを実現する上でとても重要です。私たちは分子動力学法などの原子・分子レベルのシミュレーションにより、ナノ材料の強さや変形のしかたを調べています。ナノ材料に特有な性質を理解できれば、ふつうの大きさの材料では考えられないような応用を目指すことができるかもしれません。
高田 昌之 研究室 【機械工学、情報工学】
『人間のような「賢さ」を備えた機械システムを実現する』
私たちは機械システムを賢く動かすために必要な、道具と智慧とを研究しています。私たちが機械に実現させたいと考える「賢さ」とは、1)複数の機械同士が共通目標のために協調したり、2)他の機械の負担を減らすために、余裕のある機械が負担を肩代わりしたり、3)将来の状態が楽になるように、計画しそれを遂行したり、することです。人間には簡単ですが機械にはとても難しいことなのです。
千葉 一永 研究室 【航空・宇宙工学分野】
『設計情報学による航空宇宙機の新たな設計法の創出とその応用』
流体・構造・騒音・制御・推進など多分野に渡る航空宇宙機の設計は、多数の妥協解を得る膨大な作業です。そこで、問題定義・進化的最適化・データマイニングの3本柱で構成される設計情報学という枠組を構築し、次世代航空機や次期宇宙輸送機など実機への応用を通じ洗練させています。設計空間の有機的構造化と可視化により能動的に発想し、効率的に設計し、革新設計の実現を目指しています。
前川 博・井上 洋平 研究室 【航空・宇宙工学、機械工学】
『輸送機器のエネルギー効率を上げる・騒音や振動を減らす』
ロケットや超音速輸送機などの開発について、使用される熱・流体工学機器(圧縮機やエンジンなど)の流体力学的機構を解明し、エネルギー効率が極めて高い流体工学要素(翼など)を創り出す基盤技術の確立に役立ちたいと考えています。また、輸送機器の騒音や振動を小さくするなど、身近な環境の快適性・安全性について、流体力学的機構を有効に使う研究を行っています。
増田 宏 研究室 【機械工学、情報工学】
『3次元計測と形状モデリングによる仮想世界の構築』
3次元形状処理を基盤技術とした産業支援のための情報技術を研究しています。ものづくりは、コンピュータを用いた設計生産のバーチャル化によって効率化が可能です。最近では、この技術を3次元レーザ計測と組み合わせて、生活環境、工場などの設備、社会基盤など、様々なフィールドのバーチャルモデルを構築して、保全などの作業計画を仮想環境で行う研究にも力を入れています。
松村 隆 研究室 【機械工学】
『金属材料やセラミックス材料の強度を調べ信頼性を高める』
金属材料やセラミックス材料、先端複合材料の強度について研究しています。生体用セラミックスの圧縮強さなど、領域は多彩です。また、材料の内部から疲労破壊が起き、強度を下げる「ギガサイクル疲労」について、その特性と信頼性評価に関する研究を進めています。マイクロマテリアルについても、静的強度および疲労強度の標準的試験方法の開発と、データ蓄積を行っています。
Matuttis Hans-Georg 研究室 【応用物理学、地学、機械工学】
『古くからの謎である粉粒体の物理法則を解き明かす』
土地を構成する砂などを「粉粒体」と言います。長く研究されてきましたが、定量的な予測につながる普遍的な物理法則は見つかっていません。そこで、流体力学系などとの類似点と相違点から、粉粒体の流動化に関する研究をしています。具体的には、粉粒体の粒子の微視的な振る舞いに着目して、その連続体の動きをコンピュータでシミュレーションすることなどに取り組んでいます。
宮嵜 武・田口 智清 研究室 【物理学、地学、航空・宇宙工学】
『宇宙規模から微小領域まであらゆる「渦」の謎に迫る』
流体の渦は、あらゆる自然現象に関わる根本的な力学現象です。私たちは流体運動に伴う物質・エネルギーの輸送現象を、理論・数値シミュレーションや実験により研究しています。例えば、大気や海洋中の渦が形成・維持される仕組みを統計力学的観点から調べています。また、野球のボールをとりまく流体現象と渦との関係を調べ、変化球の仕組みを解明する試みなども行っています。
森重 功一 研究室 【機械工学、情報工学】
『高付加価値加工を実現するためのソフトウェア基盤技術』
付加価値の高い機械加工を実現するためには、工作機械を制御するために必要となる大量の情報を迅速に計算するソフトウェア技術が不可欠です。私たちは、加工精度の向上や加工時間の短縮などを考慮した独自のアイデアをもとに、実用的な製造系ソフトウェアの開発を行っています。バーチャルリアリティなどの他領域における先端技術も、積極的に活用しています。
結城 宏信 研究室 【機械工学】
『モノの状態を発生した音から調べる』
割れが生じるなど固体に何か急激な変化が起こると、AEという微弱な高周波音が発生し物体の中に広がります。本研究室はAEを計測するセンサや、計測した信号からモノの状態を調べる方法について研究しています。また、エンジニアにとって必要な設計や製図の力を身に付けるために欠かせない、能動的な学習をコンピュータで支援するシステムの開発にも取り組んでいます。
電子制御システムコース
安藤 創一 研究室 【医用・生体工学】
『運動が脳の機能を高める仕組みの解明を目指す』
運動が脳の機能にもたらす影響は、運動強度や運動の種類、運動を行う環境によってどのように異なるのか?個人差はなぜ生まれるのか?加齢の影響は?それらの疑問に対して、運動生理学・運動生化学・生体工学などのアプローチから複合的に迫ることで、健康の維持・増進やスポーツのパフォーマンス向上につながるエビデンスを健康スポーツ科学の立場から提供してきたいと考えています。
稲葉 敬之・秋田 学 研究室 【通信工学、電気・電子工学、航空・宇宙工学】
『道路交通の安全・安心のための計測制御技術を推進』
道路交通の安全・安心のためのITS(IntelligentTransportSystems)技術において、電磁波等を用いた計測方式、および計測システムの研究を行っています。研究のテーマの1つである車載レーダでは、高い目標分離能力、遠距離検出能力を備える独自のレーダを開発し、衝突防止や自立自動運転へ応用する研究を進めています。
岡田 英孝 研究室 【医用・生体工学】
『モーションキャプチャシステムを用いた動作分析法で身体運動の謎を解明』
日常生活やスポーツ活動における身体の動きをバイオメカニクス的手法、特に画像を用いた動作分析法を用いて研究しています。人間の身体運動に潜む様々な謎を科学的に解明し、歩行能力診断に役立てたり、動作の負荷を測定したり、スポーツの技術向上につながるコーチングに生かせる知見を得ることを目的にして研究しています。
桐本 哲郎・孫 光鎬 研究室 【電気・電子工学、通信工学】
『肉眼で見えないものを可視化する画像レーダの性能向上をめざす』
レーダをはじめとして、電波を応用するシステムや信号処理技術を中心に研究しています。昼夜や天候に関わらずに物を見ることを可能とする画像レーダの性能を向上させることが目的です。電波を利用して肉眼では見えない物を見るための研究を続け、私たちの生活を快適かつ安全にするために役立ちたいと思っています。
小池 卓二・橋本 卓弥 研究室 【医用・生体工学】
『医療に役立つ計測・診断・治療装置の開発』
数値解析や計測装置の開発を通して、聴覚器官の機能の解明や病変治療法の開発を行っています。また、人工聴覚器の開発により、聴覚機能の回復にも取り組んでいます。さらに、メカトロニクス技術を応用した効率的な筋力トレーニング装置の研究も行っています。これらの研究は、国内外の医学部や病院と協力して進めており、実際の医療現場で役立てたいと思っています。
小木曽 公尚 研究室 【機械工学、電気・電子工学、情報科学】
『物や人の“動き”を巧みに制御する仕組みと手法を究める』
対象物の動きを巧みに利用した制御法の開発やその仕組みの解明を行います。例えば、非線形性を考慮した制御、動特性が切替わるハイブリッド系の制御、最適化を駆使したアドバンスドな制御など、また新たな試みとして、人や組織の意思決定過程を制御する仕組みについても研究を進めています。さらに、これらのテーマに関連した企業共同研究を通して社会に貢献します。
新 誠一・澤田 賢治 研究室 【機械工学、電気・電子工学、情報工学】
『計測制御工学により安全・安心な電子制御システムを開発』
電子制御システムの安全性・高機能化・セキュリティ強化を研究しています。研究の基礎となるのは「制御したい対象の数学モデル」を活用する計測制御工学です。研究対象は携帯電話、家電製品、自動車、産業用ロボット、発電所等、身近なものから重要施設まで様々です。企業や国との連携で、世界における日本の制御システムの安全性と信頼性を高めます。
中野 和司・舩戸 徹郎 研究室 【機械工学、医用・生体工学】
『運動計測と力学・制御理論による脳神経系へのアプローチ』
ヒトや動物は地面の固さや凹凸の異なる様々な生活空間の中で自由に運動を行えますが、このような制御を行う脳の仕組みは未だ分かっていません。我々は、神経疾患動物や神経疾患患者などのヒトや動物の運動の計測と、身体の数理モデルを使った力学解析・制御理論を基に、脳の仕組みの解明と運動に関わる神経疾患の解明を目指した研究を行っています。
樋口 幸治 研究室 【電気・電子工学、通信工学】
『アナログのスイッチング電源をデジタル制御にする技術を開発』
高度制御理論をパワーエレクトロニクスへ応用する研究を行っています。現在、製品化されている大半のスイッチング電源には、アナログ制御が使われています。ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)の低価格化に伴い、DSPに高度ディジタル制御アルゴリズムを実装させる技術を開発しました。これにより様々なタスクを持たせることができるため、産業界から注目されています。
正本 和人 研究室 【医用・生体工学】
『脳における血液の流れと物質輸送:神経血管連関の理解』
各種光イメージングの技術によって、脳内の血管や細胞の立体的な形態を生きたまま観察することができます。さらに血管内を流れる血球の動きと神経の活動をリアルタイムに画像計測することで、両者をつなぐ物質の輸送現象について理解を深めます。このような研究によって、脳の血液の流れを診ることで脳神経の状態を簡便に把握できる脳活計の創出を目指しています。
宮脇 陽一 研究室 【生物・生命工学、情報科学、医用・生体工学】
『ヒトの知覚や生理データを解析し情報処理システムの原理を探求』
ヒトは複数の感覚器から得た情報を処理して、環境を的確に認識し、行動しています。この情報処理過程をヒトの実際の知覚および生理データに基づき、理論的なモデルと照らし合わせて理解することにより、革新的な情報処理システムや機能補綴デバイスを開発することができます。ヒトの知覚や生理データを解析し情報処理システムの原理を探求し、実社会へと還元することを目指しています。
研究・産学連携