平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東京大学
 
2.研究領域 理工
 
3.研究分野 マイクロメカトロニクス・ソフトメカニクス
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96P00801
 
6.研究プロジェクト名 マイクロ・ソフトメカニクス統合体としての高度生体機能機械の研究

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
井上 博允 いのうえ ひろちか 大学院工学系研究科 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
下山 勲 しもやま いさお 東京大学・大学院工学系研究科 教授
広瀬 茂男 ひろせ しげお 東京工業大学・大学院理工学系研究科 教授
土肥 健純 どひ たけよし 東京大学・大学院工学系研究科 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
篠田 裕之 しのだ ひろゆき 東京大学・大学院工学系研究科 助教授
中村 仁彦 なかむら よしひこ 東京大学・大学院工学系研究科 教授
稲葉 雅幸 いなば まさゆき 東京大学・大学院工学系研究科 教授

10.研究成果の概要

マイクロメカトロニクス技術、柔らかい皮膚・機構・制御技術、システムの柔軟性を実現するための知能情報処理等の基礎技術を開拓する共に、それらを統合集積して安全性と対人親和性に優れた未来志向の高機能ロボットを開発することを目標として、以下の6課題の研究を行った。
 1)センサー分布人工皮膚の研究では、超音波共鳴セルによる触覚センサーや、皮膚内部でテレメトリを応用したテレメトリックスキン、MEMS技術で作ったLC回路分布触覚センサー等、材料の柔らかさを損なうことなくセンサーと配線を埋め込む新技術を開発した。
 2)ソフトアクチュエータの研究では、人間の肩の複雑で柔軟な動きを模したサイバネティックショルダーを提案し、これを用いて機構と制御のハイブリッドな柔らかさの実現法を示した。また、未来の人工筋肉への発展を視野に入れて、導電性ポリマーを用いたゲルロボットの研究を行い、電場制御によってヒトデ型のゲルロボットの裏返り運動を実現した。
 3)MEMSロボットハンドの研究では、直径1mmの空気圧人工筋肉と、MEMSによるマイクロバルブを新開発してマイクロサーボ系を構築し、人間の手の骨格模型を駆動することによる精密ロボットハンドを開発した。
 4)メカトロ行動体の研究では、人間や動物の柔らかくしなやかな運動を生成している脊椎に着目し、多節の脊椎構造を多数の腱駆動サーボを組み込んだ全身型メカトロ行動体を実現した。
 5)統合型ヒューマノイドの研究では、上記の基礎技術開拓の成果を統合して、実時間の立体視覚で周囲を認識し、2足で柔らかく歩行し、人間と対話的しつつ人間の指示に従って行動する人間型ロボットの開発に成功した。また、
 6)マイクロメカトロ技術を応用した低侵襲外科手術支援システムを開発し医療分野への応用も展開した。

11.キーワード

(1)マイクロメカトロニクス、(2)ソフトメカニクス、(3)センサー分布人工皮膚
(4)サイバネティックショルダー、(5)メカトロニック行動体、(6)ヒューマノイド
(7)低侵襲外科手術支援システム

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
H. Inoue Whither Robotics: Key Issues, Approaches and Applications
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems   1996 9-14

著者名 論文標題
寺田夏樹 多モード音響共鳴を用いたテンソルセル触覚センサ
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 Vol.33,No.4 1997 234-240

著者名 論文標題
H. Shinoda Tactile Sensing Based on Acoustic Resonance Tensor Cell
雑誌名 発行年 ページ
Int. Conf. on Solid-State Sensors and Actuators (Transducers'97)   1997 129-132

著者名 論文標題
H. Shinoda Acoustic Resonant Tensor Cell for Tactile Sensing
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Robotics & Automation   1997 3087-3092

著者名 論文標題
則次俊郎 空気圧アクチュエータ
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.15,No.3 1997 355-359

著者名 論文標題
則次俊郎 ゴム球を用いた3自由度フレキシブルアクチュエータの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.15,No.4 1997 557-564

著者名 論文標題
T. Noritsugu Human-Friendly Soft Actuator
雑誌名 発行年 ページ
Int. J. of The Japan Society for Precision Eng. Vol.31,No.2 1997 92-96

著者名 論文標題
稲葉雅幸 導電性ファブリックを用いた全身被覆型触覚センサスーツ
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.16,No.1 1997 80-86

著者名 論文標題
岡 哲資 BeNet:自律ロボットの情報システム記述のための並列情報処理モデル
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.15,No.6 1997 878-885

著者名 論文標題
岡 哲資 並列モジュール記述モデルに基づく自律ロボットの情報システム開発環境
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.15,No.7 1997 1050-1059

著者名 論文標題
加賀美 聡 リモートブレイン方式におけるソフトウエアプラットフォームの構造化と実現
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.15,No.4 1997 550-556

著者名 論文標題
M. Inaba Remote-Brained Ape-Like Robot to Study Full-Body Mobile Behaviors Based on Simulated Models and Real-Time Vision
雑誌名 発行年 ページ
Advanced Robotics Vol.11,No.6 1997 653-668

著者名 論文標題
A. Konno Development of a Humanoid Robot Saika
雑誌名 発行年 ページ
IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS97)   1997 805-810

著者名 論文標題
小林英津子 腹腔鏡ナビゲータ
雑誌名 発行年 ページ
BME Vol.11,No.8 1997 40-45

著者名 論文標題
K. Masamune Development of a CT-guided Neurosurgical Manipulator for Photon Radiosurgery System
雑誌名 発行年 ページ
Computer Assisted Radiology and Surgery   1997 1035

著者名 論文標題
M. Hakozaki Telemetric Skin
雑誌名 発行年 ページ
Technical Digest of the 16th Sensor Symp.   1998 223-226

著者名 論文標題
N. Asamura Selectively Stimulating Skin Receptors for Tactile Display
雑誌名 発行年 ページ
IEEE Computer Graphics and Applications Vol.18,No.6 1998 32-37

著者名 論文標題
岡 哲資 実時間並列計算モデルに基づく自律ロボットの運動システムの構造化記述と設計
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.16,No.3 1998 337-344

著者名 論文標題
岡 哲資 並列計算モデルBeNetに基づくプログラミング環境を利用した実時間ロボット視覚の実現
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.16,No.3 1998 391-398

著者名 論文標題
田宮幸春 人間型ロボットの片足立脚動作における全身を用いた実時間動バランス補償
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.17,No.2 1998 268-274

著者名 論文標題
M. Inaba Design and Implementation of a 35 D. O. F. Full-Body Humanoid that can Sit, Stand Up and Grasp an Object
雑誌名 発行年 ページ
Advanced Robotics Vol.12,No.1 1998 1-14

著者名 論文標題
I. Mizuuchi Adaptive Pick-and-Place Behaviors in a Whole-Body Humanoid Robot with an Autonomous Layer Based on Parallel Sensor-Motor Modules
雑誌名 発行年 ページ
Robotics and Autonomous Systems Vol.28 1998 99-113

著者名 論文標題
M. Hakozaki Telemetric Robot Skin
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 1999 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation   1999 957-961

著者名 論文標題
H. Shinoda Thermally Induced Ultrasonic Emission from Porous Silicon
雑誌名 発行年 ページ
nature Vol.400,No.6747 1999 853-855

著者名 論文標題
岡田昌史 人間らしい柔らかな動きと駆動機構
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.17,No.6 1999 782-785

著者名 論文標題
M. Okada Development of the Cybernetic Shoulder-A Three DOF Mechanism that Imitates Biological Shoulder-Motion
雑誌名 発行年 ページ
IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and System   1999 543-548

著者名 論文標題
則次俊郎 ソフトアクチュエータ
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.17,No.6 1999 795-798

著者名 論文標題
S. Hirose Development of X-Screw : A Load-Sensitive Actuator Incorporating a Variable Transmission
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 1999 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation   1999 193-199

著者名 論文標題
M. Otake Development of Gel Robots made of Electro-Active Polymer PAMPS Gel
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 1999 IEEE Int. Conf. on Systems Man and Cybernetics   1999 WA20-2

著者名 論文標題
T. Nakakubo Three-dimensional Micro Self-assembly using Bridging Flocculation
雑誌名 発行年 ページ
Int. Conf. on Solid-state Sensors and Actuators   1999 1166-1169

著者名 論文標題
近野 敦 人間型多指ハンドの開発および手探りによる未知物体の把握実験
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集C編 Vol.65,No.638 1999 4070-4075

著者名 論文標題
吉池孝英 人間の実演によるヒューマノイドの動作生成基礎実験
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集C編 Vol.65,No.638 1999 4070-4075

著者名 論文標題
香山健太郎 短期的な記憶に基づく環境変化の検出・記録が可能な広範囲環境記述法
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集C編 Vol.65,No.632 1999 1524-1529

著者名 論文標題
S. Kagami Real-Time 3D Flow Generation System
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems (MFI'99)   1999 237-242

著者名 論文標題
K. Nishiwaki Generation of Reactive Stepping Motion for a Humanoid by Dynamically Stable Mixture of Pre-designed Motions
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 1999 IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics No.VI 1999 702-707

著者名 論文標題
正宗 賢 駆動分離型定位脳手術支援マニピュレータシステム
雑誌名 発行年 ページ
J. JSCAS Vol.1,No.1 1999 24-29

著者名 論文標題
S. Tadokoro Development of a Micro Forceps Manipulator for Minimally Invasive Neurosurgery
雑誌名 発行年 ページ
Proc. Computer Assisted Radiology and Surgery '99   1999 700-705

著者名 論文標題
篠田裕之 器用な手の皮膚と触覚
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.18,No.6 2000 767-771

著者名 論文標題
H. Shinoda Instantaneous Evaluation of Friction Based on ARTC Tactile Sensor
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation   2000 2173-2178

著者名 論文標題
H. Shinoda Wireless Tactile Sensing Element Using Stress-Sensitive Resonator
雑誌名 発行年 ページ
IEEE/ASME Transaction on Mechatronics Vol.5,No.3 2000 258-265

著者名 論文標題
岡田昌史 サイバネティック・ショルダの開発 -人間の肩の動きを模倣した3自由度機構-
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.18,No.5 2000 690-698

著者名 論文標題
M. Okada Design of Active/Passive Hybrid Compliance in the Frequency Domain - Shaping Dynamic Compliance of Humanoid Sholder Mechanism
雑誌名 発行年 ページ
Int. Conf. on Robotics and Automation (ICAR'00)   2000 to appear

著者名 論文標題
M. Okada Design of Programmable Passive Compliance (PPC) Mechanism using Closed Kinematic Chain - PPC Cybernetic Shoulder for Humanoid Robots -
雑誌名 発行年 ページ
Pre-Prints of the Proc. of Int. Symp. on Experimental Robotics (ISER2000)   2000 31-40

著者名 論文標題
則次俊郎 揺動型空気圧ソフトアクチュエータの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集(C編) 66巻647号 2000 2280-2285

著者名 論文標題
則次俊郎 空気圧ソフトアクチュエータを用いた管内移動ロボットの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.18,No.6 2000 831-838

著者名 論文標題
T. Noritsugu Soft Planar Actuator using Pneumatic-Rubber Balls
雑誌名 発行年 ページ
J. of Robotics and Mechatronics Vol.12,No.3 2000 254-260

著者名 論文標題
萩原哲夫 広い速度・負荷適応機能を有する新しい負荷感応型直動機構 DM X-Screwの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集(C編) 66巻644号 2000 188-193

著者名 論文標題
広瀬茂男 負荷感応型無断変速機 X-screwの開発
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集(C編) 66巻646号 2000 1912-1918

著者名 論文標題
H. Ohno Study on Slime Robot (Proposal of Slime Robot and Design of Slim Slime Robot)
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 2000 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems   2000  

著者名 論文標題
M. Otake Kinematics of Gel Robots made of Electro-Active Polymer PAMPS Gel
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 2000 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation   2000 488-493

著者名 論文標題
M. Otake Development of Electric Environment to Control Mollusk-Shaped Gel Robots made of Electro-Active Polymer PAMPS Gel
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of SPIE, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) Vol.3987 2000 321-330

著者名 論文標題
M. Otake Behavior of a Mollusk-Type Robot Made of Electro-Active Polymer Gel under Spatially Varying Electric Fields
雑誌名 発行年 ページ
In Intelligent Autonomous Systems 6   2000 686-691

著者名 論文標題
李 湧権 空気圧ゴム人工筋の魅力とその可能性
雑誌名 発行年 ページ
日本油空圧学会誌(フルイドパワーシステム) Vol.31,No.1 2000 52-56

著者名 論文標題
Y. K. Lee A Micro Rubber Artificial Muscle Driven by a Micro Compressor for Artificial Limbs
雑誌名 発行年 ページ
7th Int. Conf. on New Actuators   2000 to appear

著者名 論文標題
N. Futai Micromachined Planar Coil Tactile Sensors Implantable in Soft Structure
雑誌名 発行年 ページ
the 2000 ASME Int. Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE)   2000 51-56

著者名 論文標題
Y. K. Lee A Micro Rubber Artificial Mmuscle Driven by a Micro Compressor for Artificial Limbs
雑誌名 発行年 ページ
7th Int. Conf. on New Actuators (ACTUATOR 2000) B3.2 2000 272-275

著者名 論文標題
M. Inaba A Platform for Robotics Research Based on the Remote-Brained Robot Approach
雑誌名 発行年 ページ
the Int. J. of Robotics Research Vol.19,No.10 2000 933-954

著者名 論文標題
S. Kagami A Fast Generation Method of a Dynamically Stable Humanoid Robot Trajectory with Enhanced ZMP Constraint
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of IEEE Int. Conf. on Humanoid Robotics (Humanoid2000)   2000  

著者名 論文標題
K. Nishiwaki Design and Development of Research Platform for Perception- Action Integration in Humanoid Robot : H6
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS'00) Vol.3 2000 1559-1564

著者名 論文標題
S. Kagami Design, Implementation, and Remote Operation of the Humanoid H6
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 7th Int. Symp. on Exprimental Robotics   2000 41-50

著者名 論文標題
J. J. Kuffner Dynamically-stable Motion Planning for Humanoid Robots
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of IEEE Int. Conf. on Humanoid Robotics (Humanoid2000)   2000  

著者名 論文標題
J. J. Kuffner Graphical Simulation and High-Level Control of Humanoid Robots
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS'00) Vol.3 2000 1943-1948

著者名 論文標題
S. Kagami AutoBalancer : An Online Dynamic Balance Compensation Scheme for Humanoid Robots
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 4th Int. Workshop on Algorithmic Foundations on Robotics (WAFR'00)   2000 SA-79--SA-89

著者名 論文標題
S. Kagami Design and Implementation of Onbody Real-time Depthmap Generation System
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA'00)   2000 1441-1446

著者名 論文標題
S. Kagami Follow and Avoid a Walking Human Being using Real-time 3D Depth Flow Generation
雑誌名 発行年 ページ
Intelligent Autonomous Systems 6E   2000 257-264

著者名 論文標題
岡田 慧 PCによる高速対応点探索に基づくロボット搭載可能な実時間視差画像・フロー生成法と実現
雑誌名 発行年 ページ
日本ロボット学会誌 Vol.18,No.6 2000 896-901

著者名 論文標題
中島 勧 画像誘導手術のための3次元ディスプレイシステムの開発
雑誌名 発行年 ページ
電子情報通信学会論文誌D-II Vol.J83-D-II,No.1 2000 387-395

著者名 論文標題
中島 勧 Integral Photographyの原理を用いた3次元ディスプレイの画像高速作成法
雑誌名 発行年 ページ
映像情報メディア学会誌 Vol.54,No.3 2000 420-425

著者名 論文標題
S. Nakajima Surgical Navigation System with Intuitive Three-Dimensional Display
雑誌名 発行年 ページ
3rd Int. Conf. Proc. Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention(MICCAI 2000)   2000 404-411

著者名 論文標題
K. Harada Development of a micro manipulator for minimally invasive neurosurgery
雑誌名 発行年 ページ
Computer Assisted Radiology and Surgery2000   2000 116-120

著者名 論文標題
R. Nakamura Developoment of foreceps manipulator system for laparoscopic surgery
雑誌名 発行年 ページ
Computer Assisted Radiology and Surgery2000   2000 105-110

著者名 論文標題
S. Nakajima Real 3-D display system for use in medical applications
雑誌名 発行年 ページ
Computer Assisted Radiology and Surgery2000   2000 613-618

著者名 論文標題
K. Nishiwaki Online Mixture and Connection of Basic Motions for humanoid Walking Control by Footprint Specification
雑誌名 発行年 ページ
Proc of the 2001 IEEE Int. Conf. of Robotics & Automation   2001 to appear

著者名 論文標題
S. Kagami Design and Implementation of Software Research Platform for Humanoid Robotics : H6
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA'01)   2001 to appear

著者名 論文標題
K. Okada Walking Human Avoidance and Detection from A Mobile Robot using 3D Depth Flow
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA'01)   2001 to appear

著者名 論文標題
K. Okada Plane Segment Finder : AlgorithmImplementation and Applications
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA'01)   2001 to appear

著者名 論文標題
J. J. Kuffner Motion Planning for Humanoid Robots Under Obstacle and Dynamic Balance Constraints
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA'01)   2001 to appear


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