SAWADA, Hideyuki

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Advanced Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.sawada.phys.waseda.ac.jp/

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Research Institute 【 display / non-display 】

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

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Education 【 display / non-display 】

  • 1995.04
    -
    1998.03

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering   Department of Pure and Applied Physics  

  • 　
    -
    1998

    Waseda University   Graduate School, Division of Science and Engineering   Department of Pure Physics and Applied Physics  

  • 1990.04
    -
    1992.03

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering   Department of Pure and Applied Physics  

  • 1986.04
    -
    1990.03

    Waseda University   School of Science and Engineering   Department of Applied Physics  

  • 　
    -
    1990

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering   Department of Applied Physics  

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Degree 【 display / non-display 】

  • Waseda University   Ph.D.

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Research Experience 【 display / non-display 】

  • 2017.04
    -
    Now

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering   Professor

  • 2010.04
    -
    2017.03

    Kagawa University   Faculty of Engineering   Professor

  • 1999.04
    -
    2010.03

    Kagawa University   Faculty of Engineering   Associate Professor

  • 2009
    　
    　

    Universite de Savoie   Polytech'Savoie   Professeur Invite

  • 2005
    　
    　

    Universite de Savoie   Politech Savoie   Visiting Professor

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Professional Memberships 【 display / non-display 】

  • 　
    　
    　

    電気学会

  • 　
    　
    　

    ヒューマンインタフェース学会

  • 　
    　
    　

    日本ロボット学会

  • 　
    　
    　

    計測自動制御学会

  • 　
    　
    　

    日本機械学会

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Research Areas 【 display / non-display 】

  • Mechanics and mechatronics

  • Robotics and intelligent system

  • Rehabilitation science

  • Intelligent robotics

  • Perceptual information processing

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Research Interests 【 display / non-display 】

  • ヒューマンインタフェース

  • 情報工学

  • ロボティクス

  • Human interface

  • Information science

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Papers 【 display / non-display 】

  • Sound Visualization and Scale Recognition Using Capillary Waves of Soap Film

    Koki Nakano, Hideyuki Sawada

    IPSJ Journal   62 ( 10 ) 1737 - 1747  2021.10  [Refereed]

    Authorship：Corresponding author

  • Touching 4D Objects with 3D Tactile Feedback

    Haruo Igarashi, Hideyuki Sawada

    2021 14th International Conference on Human System Interaction (HSI)   HSI2021   132 - 138  2021.07  [Refereed]

    Authorship：Corresponding author

    DOI

  • Four‐dimensional collision detection and behaviour based on the physics‐based calculation

    Yuki Nakai, Takanobu Miwa, Hiroki Shigemune, Hideyuki Sawada

    Expert Systems   2021 ( e12668 )  2021.03  [Refereed]

    Authorship：Corresponding author

  • Temperature and Humidity Dependence of Marangoni Convection and its Effect on the Self-propulsion of an Oil Droplet

    Masato Yamada, Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Hideyuki Sawada

    Chemistry Letters   50 ( 3 ) 493 - 496  2020.12  [Refereed]

    Authorship：Corresponding author

    DOI

  • Programming Stepwise Motility into a Sheet of Paper Using Inkjet Printing

    Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Eiji Iwase, Shuji Hashimoto, Shigeki Sugano, Hideyuki Sawada

    Advanced Intelligent Systems     2000153 - 2000153  2020.10  [Refereed]

    Authorship：Corresponding author

    DOI

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Books and Other Publications 【 display / non-display 】

  • Pervasive Haptics

    SAWADA Hideyuki( Part： Contributor, Tactile Display Using the Micro-vibration of Shape-Memory Alloy Wires and Its Application to Tactile Interaction Systems)

    Springer Japan  2016.07 ISBN: 9784431557722

  • ロボット情報学ハンドブック

    ナノオプトニクス・エナジー出版局  2010 ISBN: 9784764955073

  • 触覚認識メカニズムと応用技術 －触覚センサ・触覚ディスプレイ－

    サイエンス&テクノロジー  2010 ISBN: 9784864280013

  • Robotics Handbook

    ナノオプトニクス・エナジー出版局  2010 ISBN: 9784764955073

  • 触覚認識メカニズムと応用技術 －触覚センサ・触覚ディスプレイ－

    サイエンス&テクノロジー  2010 ISBN: 9784864280013

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Misc 【 display / non-display 】

  • ポリ塩化ビニル板とトナー印刷による接触帯電を用いた腕動作認識システム

    平野 夢得, 重宗 宏毅, 澤田 秀之

    第82回全国大会講演論文集   2020 ( 1 ) 83 - 84  2020.02

    　View Summary

    様々なセンサやカメラを用いて、高精度に人体動作の検出と認識を行う手法が提案されている。我々はこれまでに接触帯電に着目し、PTFE板周辺にマイナス電位を形成させ、これを用いてシンプルなシステム構成で腕動作の認識ができることを示した。しかし本手法で認識できる動作は、PTFE板が単一極性にのみ帯電することから2パターン程度に限られていた。本研究では、両極性の電位を板上に形成させるため、印刷に使われるトナー中の電荷制御剤に着目する。ここでは、トナーを用いて特定のパターンをポリ塩化ビニル板に印刷し、これに接触帯電を行うことでプラス電位も容易に形成できることを示す。両極性電位の形成によってより多くのジェスチャが認識可能となり、様々なインタラクションへ応用可能であることを報告する。

    CiNii

  • 機能的マテリアルとソフトロボットの知能化への展開

    重宗宏毅, 前田真吾, 澤田秀之

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   80th   ROMBUNNO.20p‐B01‐7  2019.09

    J-GLOBAL

  • 触覚認知における皮膚の形態計算のためのモデル化

    武者 茜, 重宗 宏毅, 臺原 学, 澤田 秀之

    第81回全国大会講演論文集   2019 ( 1 ) 321 - 322  2019.02

    　View Summary

    人間は接触面の微小な凹凸を認識して触覚を得ているが，この機能を工学的に再現することは未だ難しい．そこで我々は，人間の皮膚構造が持つ形態計算に着目した. 人間の皮膚は，硬さの異なる3層の組織からなり，応答性の異なる4種の受容体と相互作用する構造を持つ．この皮膚構造をバネ定数の異なるバネの連結によってモデル化する．冗長な力学モデルでは入力が力学系内に保持され，次の入力に影響を与えることが知られている．この履歴情報を利用することで，皮膚の力学モデルが時系列データにおける学習性能に寄与することを確認した．実験結果をもとに，皮膚構造が触覚のセンシングにおいて果たす役割と，その情報処理能力について議論する．

    CiNii

  • ワイヤレス給電を用いた触覚提示システムの提案

    小林 剛史, 澤田 秀之, 重宗 宏毅

    第81回全国大会講演論文集   2019 ( 1 ) 217 - 218  2019.02

    　View Summary

    近年，様々なアクチュエータを応用した触覚提示システムが提案されている．これまで我々は，システムの小型化や省電力化を目的として，糸状形状記憶合金を用いた触覚提示システムを構築してきた．本研究では，触覚提示システムのユーザビリティを向上するために，ワイヤレス電力伝送を新たに取り入れる。非接触での電力伝送の手法として，伝送距離の長い磁界共振方式を採用する．この方式ではコイル間の距離や位置関係の変化に伴い，共振周波数が変化するため，電力の送受電特性も変化する．本稿ではワイヤレス触覚提示システムのプロトタイプと，その性能評価並びに送受電特性について報告する．

    CiNii

  • 形状記憶合金ワイヤを用いた音響センシングの特性評価

    光武 弘輝, 重宗 宏毅, 澤田 秀之

    第81回全国大会講演論文集   2019 ( 1 ) 227 - 228  2019.02

    　View Summary

    形状記憶合金（Shape memory alloy： SMA）は，応力に応じて結晶構造が変化する性質を有し，これにより通常の金属とは異なる電気抵抗変化が生じる．この性質を利用し，振動を応力としてSMAに伝えることにより，電気抵抗変化による振動の計測が可能となる．しかし，SMAワイヤの微小な応力に対する電気抵抗変化の特性については，未だ詳しい研究はなされていない．本研究では，音の微小振動をSMAワイヤに伝えることで，新しい音響センシングシステムを構築した．本稿では，SMAワイヤへの音響入力条件を変化させて周波数応答を計測することで，音響センシング特性の評価と考察を行う．

    CiNii

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Industrial Property Rights 【 display / non-display 】

  • 車両検出方法、車両検出装置及びこれを用いた駐車場管理システム

    Patent

    　View Summary

    公開番号:特開2005-115813

  • 自動車の音響同定方法

    Patent

    　View Summary

    公開番号:特開2007-033397

  • 形状記憶合金の機械振動を情報伝達手段とする触覚による情報伝達装置

    Patent

    　View Summary

    公開番号:特開2007-048268 / 登録番号:特許4291830

  • 形状記憶合金の機械振動を情報伝達手段とする触覚による情報伝達装置

    Patent

    　View Summary

    公開番号:特開2008-262478 / 登録番号:特許4395572

  • 末梢神経検査装置

    Patent

    　View Summary

    登録番号:特許5118777号

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Works 【 display / non-display 】

  • 形状記憶合金を振動体とする薄型触覚呈示デバイスの製作方法の開発

    2006
    -
    2007

  • 形状記憶合金を振動体とする薄型触覚呈示デバイスの製作方法の開発

    2006
    -
    2007

  • マルチモーダルＩ／Ｆのための音響センシング技術の開発

    2003
    -
    2006

  • マルチモーダルＩ／Ｆのための音響センシング技術の開発

    2003
    -
    2006

  • エンジン音計測に関する研究

    2002
    -
    2006

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Awards 【 display / non-display 】

  • Best Paper Award of IPSJ National Convention

    2021.05   Information Processing Society of Japan   4D Space Visualization System with Tactile Feedback

    Winner： Haruo Igarashi, Hideyuki Sawada

  • IBM award

    2020.08   IPSJ AAC  

  • Best Paper Award

    2020.06   International Conference on Human System Interaction   Presenting Braille Information on Two Fingers Using Vibratory Patterns from an Array of Shape-memory Alloys

    Winner： Nuttasorn Aiemsetthee, Hideyuki Sawada

  • Student Encouragement Award

    2020.03   IPSJ  

  • Student Encouragement Award

    2020.03   IPSJ  

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Research Projects 【 display / non-display 】

  • A study of the fast phase transformation of Shape-memory alloy wires and its application to tactile display and bidirectional tactile communication

    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Project Year :

    2020.04
    -
    2024.03
     

  • A quest for Soft robotics through creation of stochastic machines

    Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    Project Year :

    2018.06
    -
    2023.03
     

  • 化学反応に基づく油滴の内部対流を使った自走制御と水上物体搬送への適用

    挑戦的研究(萌芽)

    Project Year :

    2019.06
    -
    2022.03
     

    澤田 秀之, 前田 真吾, 重宗 宏毅

  • A talking robot having human-like brain functions for autonomous voice learning and its application to a vocal articulation simulator

    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    Project Year :

    2015.04
    -
    2019.03
     

    Sawada Hideyuki, Thanh Vo Nhu

    　View Summary

    We have developed a talking robot, which is a mechanical vocalization system by modeling the human vocal articulatory system. The robot is constructed with mechanical parts that are made by referring to human vocal organs biologically and functionally. In this project, newly redesigned organs were developed for extending the speaking capability.
    In human speech, the timing function is important for determining its duration, stress and rhythm. The cerebellum plays a key role in the coordination, precision and timing of motor responses. We have developed a robotic brain, which generates human-like vocal sounds using a simplified cerebellum-like neural network model as the timing function. The brain model was designed using the System Generator software, and implemented in a hardware co-simulated with a FPGA. We verified that the learning capability of the cerebellar-like neural network was applicable to speaking for generating a human-like utterance with prosodic features.

  • Tactile display using micro-vibration array and the development of a quantitative measuring method of Diabetic Peripheral Neuropathy

    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    Project Year :

    2012.04
    -
    2015.03
     

    SAWADA Hideyuki, YU Nakamura

    　View Summary

    Diabetes mellitus is a group of metabolic diseases, which causes high blood sugar to a person, due to the functional problems of the pancreas or the metabolism. Patients of untreated diabetes would be damaged by the high blood sugar in vessels, and this starts to destroy capillary vessels to lower the sensitivity of tactile sensations, then effects to various organs and nerve systems. We pay attention to the decline of the sensitivity of tactile sensations, and develop a non-invasive screening method of the level of diabetes using a novel micro-vibration actuator that employs a shape-memory alloy wire. The actuators are arranged in an array, and various tactile stimuli are generated by just controlling the driving current signals. The tactile stimuli are presented to subject’s index and middle fingers, and he/she responds to the stimuli by answering how they are perceived. We made an experiment in a medical clinic, and evaluated the validity of the developed system.

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Presentations 【 display / non-display 】

  • New physical properties of a shape-memory alloy and their applications to sensors and actuators

    Hideyuki Sawada  [Invited]

    FILKOM Tech Talk webinar 

    Presentation date： 2020.11

    Event date：
    2020.11
    　
    　

  • 人工知能入門・実践講座

    光武弘輝, 大矢隆晟, 陳毅文, 澤田秀之  [Invited]

    かがわ産業支援財団 高度産業人材育成事業 

    Presentation date： 2020.09

    Event date：
    2020.09
    　
    　

  • A Shape-memory Alloy Wire and Its Physical Properties as Soft Actuators and Sensors

    SAWADA Hideyuki  [Invited]

    The 1st Workshop on Active Matter for Soft Robotics 

    Presentation date： 2019.03

  • 古典籍自動翻刻のための変体仮名切り出し手法

    臺原学, 三輪貴信, 澤田秀之, 橋本周司

    情報処理学会全国大会講演論文集 

    Presentation date： 2018.03

  • 塵埃の分布傾向を考慮した掃除ロボットの経路計画

    佐々木貴裕, ENRIQUEZ Guillermo, 三輪貴信, 澤田秀之, 橋本周司

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 

    Presentation date： 2018.03

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Specific Research 【 display / non-display 】

  • 触覚提示のための微小振動センサ・アクチュエータに関する研究

    2020  

    　View Summary

    形状記憶合金(SMA)の相変態は熱の移動によって引き起こされるため、これまでは高速動作が要求されるようなアクチュエーションとその制御には不向きであると考えられていた。申請者らはこれまでの研究で、パルス電流を流すことで、その周波数に同期して300Hzを超える周波数までの振動が発生することを見だした。本研究では、Ti-Ni-Cu系SMAワイヤについて、その高速伸縮動作と時間応答を精密に測定することで、高速変態の特性解析と考察をおこなった。更に、SMAの変態動作のダイナミクスならびに変態量を正確に制御する手法を確立し、ソフトアクチュエータ、フレキシブルセンサへの応用を見出した。

  • SMAワイヤの⾼速変形ダイナミクスの解析とソフトアクチュエータ・センサへの展開

    2019  

    　View Summary

    　申請者らは、形状記憶合金の微細ワイヤにパルス電流を流すと、その周波数に同期して300Hzを超える周波数まで、触知覚が可能な振動が発生することを見だした。マルテンサイト変態の温度域を超える0℃や100℃の環境においても、パルス電流を流すと即座に微小振動が発生する。本研究では、Ti-Ni-Cu系SMAワイヤを中心とし、その高速伸縮動作と時間応答を精密に測定して、物性的特性の考察をおこなった。SMAの変態動作のダイナミクスならびに変態量を正確に制御する手法を提案し、実測値と物理シミュレーションとの比較検討をおこなった。更に、微小振動パターンによって触覚感覚を人工的に創り出すシステムの構築を進めた。

  • 化学反応に基づく油滴の内部対流を使った自走制御と水上物体搬送への適用

    2019  

    　View Summary

    　界面活性剤を含んだ水溶液中で、油滴が自走する現象が知られている。電気などの外部エネルギーを必要としない化学反応に起因する自律的現象は、ミリ・マイクロスケールにおける物体移動法となり得る。本研究では、微細な形状記憶合金ワイヤを用いたアクチュエータを油滴の外骨格として与えることで、油滴の自走方向および速度をダイナミックに制御することを目的とした。本年度の研究により、外骨格による油滴の自律的変形は、マランゴニ対流発生の境界条件を変化させ、結果的に油滴の自走制御へ繋がることを示した。今後は、油滴の自走制御を、スタンドアローンで移動して注入まで行うドラッグデリバリーシステムの確立へと展開していく。

  • 形状記憶合金ワイヤの高速変形ダイナミクスの解析

    2018   重宗宏毅

    　View Summary

    形状記憶合金(SMA)の相変態は熱の移動によって引き起こされるため、これまでは高速動作が要求されるようなアクチュエーションには不向きであると考えられていた。申請者らはこれまでの研究で、SMAワイヤにパルス電流を流すと、その周波数に同期して300Hzを超える周波数まで、十分に触知が可能な振動が発生することを見だした。本研究では、その高速伸縮動作と時間応答を精密に測定し、物理シミュレーションと共にその物性的特性を考察した。更に、SMAの変態動作のダイナミクスならびに変態量を正確に制御する手法を提案し、これを人の皮膚に対して様々な触覚感覚を提示するデバイスおよびシステムへと応用した。

  • 形状記憶合金ワイヤの高速変形ダイナミクスの解析とソフトアクチュエータへの応用研究

    2018   重宗宏毅

    　View Summary

    形状記憶合金(SMA)の相変態は熱の移動によって引き起こされるため、これまでは高速動作が要求されるようなアクチュエーションには不向きであると考えられていた。申請者らはこれまでに、SMAワイヤにパルス電流を流すと、その周波数に同期して300Hzを超える周波数まで、十分に触知が可能な振動が発生することを見だした。本研究では、Ti-Ni-Cu系SMAワイヤを中心とし、その高速伸縮動作と時間応答を精密に測定し、物理シミュレーションと共にその物性的特性を考察した。更に、SMAの変態動作のダイナミクスならびに変態量を正確に制御する手法を提案し、微小振動や微小変位の提示が可能なソフトアクチュエータへの応用展開を行った。

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Syllabus 【 display / non-display 】

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Teaching Experience 【 display / non-display 】

  • Fundamental Physics

    Waseda University  

    2020.04
    -
    Now
     

  • Measurement and Information Technology

    Waseda University  

    2017.04
    -
    Now
     

  • Dynamical Systems

    Waseda University  

    2017.04
    -
    Now
     

  • Stochastic process

    Waseda University  

    2017.04
    -
    Now
     

  • Classical mechanics

    Kagawa University  

    1999.04
    -
    2017.04
     

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Committee Memberships 【 display / non-display 】

  • 2013.01
    -
    2014.12

    IEEE Japan Council, IEEE Japan Council Student Activities Committee (JC-SAC) Chair (議長), IEEE Student Activities (SAC) の運営と学生指導

  • 2012.04
    -
    2013.03

    情報処理学会, 情報処理学会 インタラクション2013 大会委員長, 情報処理学会 インタラクション2013の運営

  • 2012.01
    -
    2012.12

    IEEE Japan Council, IEEE Japan Council Student Activities Committee (JC-SAC) Vice Chair (副議長), IEEE Student Activities (SAC) の運営と学生指導

  • 2011.04
    -
    2012.12

    International Conference on Human System Interaction 2012, International Conference on Human System Interaction 2012, International Steering Committee

  • 2012.09
    -
    　

    - Chiang Mai University, Editorial Advisory Board of Chiang Mai University Journal of Natural Sciences, Editorial Advisory Board

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