澤田　秀之 (サワダ　ヒデユキ)

写真a

所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

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

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学内研究所等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1995年04月
    -
    1998年03月

    早稲田大学大学院   理工学研究科   物理学及応用物理専攻 博士後期課程  

  • 　
    -
    1998年

    早稲田大学   Graduate School, Division of Science and Engineering   Department of Pure Physics and Applied Physics  

  • 1990年04月
    -
    1992年03月

    早稲田大学大学院   理工学研究科   物理学及応用物理専攻 博士前期課程  

  • 1986年04月
    -
    1990年03月

    早稲田大学   理工学部   応用物理学科  

  • 　
    -
    1990年

    早稲田大学   Faculty of Science and Engineering   Department of Applied Physics  

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 早稲田大学   博士(工学)

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2017年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院   教授

  • 2010年04月
    -
    2017年03月

    香川大学   工学部   教授

  • 1999年04月
    -
    2010年03月

    香川大学   工学部   准教授

  • 2009年
    　
    　

    Universite de Savoie   Polytech'Savoie   Professeur Invite

  • 2005年
    　
    　

    Universite de Savoie   Politech Savoie   Visiting Professor

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 　
    　
    　

    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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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • 機械力学、メカトロニクス

  • ロボティクス、知能機械システム

  • リハビリテーション科学

  • 知能ロボティクス

  • 知覚情報処理

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】

  • Pervasive Haptics

    澤田 秀之( 担当： 分担執筆,  担当範囲: Tactile Display Using the Micro-vibration of Shape-Memory Alloy Wires and Its Application to Tactile Interaction Systems)

    Springer Japan  2016年07月 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年 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年 ISBN: 9784864280013

  • Robotics Handbook

    ナノオプトニクス・エナジー出版局  2010年 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年 ISBN: 9784864280013

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Misc 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年09月

    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年02月

    　概要を見る

    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年02月

    　概要を見る

    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年02月

    　概要を見る

    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

  • 人体と物体との接触帯電により空間に生じる電位分布を利用した腕動作検出

    平野 夢得, 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 ) 265 - 266  2019年02月

    　概要を見る

    様々なセンサを用いて，高い精度で人体動作の検出を行う手法が提案されてきた．しかしながら，これらセンサの多くは，大規模な光学システムや複雑な電子回路を要する．動作検出システムがより日常生活の中に溶け込むためには，シンプルなセンシングシステムが必要となる．我々は，簡易な回路構成で身体動作の検出が可能なシステムの構築を目的として，人体と物体との接触帯電現象に着目した．人体に直接電極を貼り付け，帯電物体周りで動作を行うことによって変化する人体電位を測定する．測定した人体電位を学習信号としてサポートベクターマシンにかけることで，初期位置や速度の異なる6種類の腕部動作を良好に識別することに成功した．

    CiNii

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産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

    特許権

    　概要を見る

    公開番号:特開2005-115813

  • 自動車の音響同定方法

    特許権

    　概要を見る

    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

    特許権

    　概要を見る

    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

    特許権

    　概要を見る

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

  • 末梢神経検査装置

    特許権

    　概要を見る

    登録番号:特許5118777号

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Works(作品等) 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年
    -
    2007年

  • 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年
    -
    2007年

  • 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年
    -
    2006年

  • 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年
    -
    2006年

  • エンジン音計測に関する研究

    2002年
    -
    2006年

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 第83回全国大会 大会優秀賞

    2021年05月   情報処理学会   触覚フィードバックを伴う4次元空間可視化システム  

    受賞者： 五十嵐治雄, 澤田秀之

  • 第4回IBM賞

    2020年08月   情報処理学会 アクセシビリティ研究会   災害時に障がい者を安全に導く情報技術 ～視覚・聴覚障がい当事者からの提議～  

    受賞者： 設楽明寿, 諸熊浩人, 加藤優, 佐藤文一, 大島千佳, 澤田秀之

  • 最優秀論文賞

    2020年06月   International Conference on Human System Interaction   Presenting Braille Information on Two Fingers Using Vibratory Patterns from an Array of Shape-memory Alloys  

    受賞者： Nuttasorn Aiemsetthee, Hideyuki Sawada

  • 学生奨励賞

    2020年03月   情報処理学会   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  

    受賞者： 平野夢得, 重宗宏毅, 澤田秀之

  • 学生奨励賞

    2020年03月   情報処理学会   形状記憶合金ワイヤを用いた音響センシングシステムの構築と周波数特性評価  

    受賞者： 光武弘輝, 澤田秀之

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 形状記憶合金の高速変態制御による触覚提示と双方向触覚コミュニケーションの実現

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2024年03月
     

    澤田 秀之, ハルトノ ピトヨ, 重宗 宏毅

  • ストカスティックマシンの創成を通じたソフトロボティクスの攻究

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    研究期間:

    2018年06月
    -
    2023年03月
     

    前田 真吾, 澤田 秀之

    　概要を見る

    人間共存用のロボットや知能機械の実現に対する期待が高まっている．そのような背景において，従来の価値観とは異なり「やわらかさ」を基盤とした科学技術が重要となる．つまり，ソフトロボットややわらかい機械を実現することである．特に本研究では，ソフトロボットの「しなやかな知能」を実現するために、確率的な方法を探求する．（１）ゲルと化学反応ネットワークについて，化学反応の連鎖（ネットワーク）とハイドロゲルがカップルした系についてこれまで基礎研究を進めてきた．具体的にはBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応と呼ばれる濃度振動や空間的なパターンを示す化学反応に着目した．BZ反応によってゲルが機械的な拍動や蠕動性を示すことを明らかにしてきた．本研究ではそのような仕組を用いて新しい情報処理系を構築することを検討した．（２）液滴の自発運動とその運動制御について，研究をスタートした．無水オレイン酸の加水分解反応と界面活性剤が共役することで、自走する液滴の運動制御を試みた．液滴の形状を上手く制御することで運動の方向を決定できることが明らかになってきた．（３）SMAワイヤの高速応答性とソフトロボットへの展開について，研究を開始した．形状記憶合金SMAの高速応答性について、研究分担者の澤田らによって見出されている．本テーマではその高速応答性を利用し，確率的な情報処理手法で柔らかいデバイスや機械への展開を目指す．
    ソフトロボット研究としてトップレベルの拠点のEdinburgh University，Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, Scuola Superiore Sant'Annaらと共同研究を開始した．

  • 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

    挑戦的研究(萌芽)

    研究期間:

    2019年06月
    -
    2022年03月
     

    澤田 秀之, 前田 真吾, 重宗 宏毅

  • 発話ロボットの音声学習における脳機能モデルの再現と発声障害のシミュレータの構築

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2019年03月
     

    澤田 秀之

    　概要を見る

    申請者らがこれまでに研究を進めてきた、人間と同等の発声器官を全て機械的に構成した発話ロボットを再設計し、より柔軟に発話動作を獲得できる機構を実装した。聴覚フィードバック学習によって、ロボットが聴取音声を基に自律的に発話動作を獲得し、任意の音声を生成することができる学習機構を実装するため、人間の脳機能を再現した学習モデルを構築した。更にFPGAによって、音声獲得の高速オンライン学習を実現した。これら発話器官を再現した機械モデルと、脳の音声学習機能に着目したオンライン学習モデルを統合した新しい発話ロボットを構築し、脳内モデルの学習過程、獲得される発話動作および、ロボットの生成音声の解析を行った。

  • 微小振動子アレイによる触覚呈示と末梢神経障害の定量的測定手法の開発

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

    澤田 秀之, 中村 祐

    　概要を見る

    本研究では、形状記憶合金ワイヤの微小振動子をアクチュエータとして用いた触覚呈示デバイスを構築し、指先感覚の喪失の程度を数値化する、指先触覚感度測定手法を開発した。
    まず高出力触覚アクチュエータの研究開発をおこない、皮膚の微小部位に様々な周波数の振動刺激を与えることで、触覚の高次知覚の呈示が可能であることを示した。更に指先触覚感度を定量的に測定するシステムを構築し、糖尿病などで引き起こされる末梢神経障害に起因した指先感覚の喪失程度を数値化する測定法の実装をおこない、被験者実験により有効性を示した。糖尿病の症状の進行度を定量的に計れることは、早期の診断や的確な治療に大きく貢献できる。

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講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】

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

    Hideyuki Sawada  [招待有り]

    FILKOM Tech Talk webinar  

    発表年月： 2020年11月

    開催年月：
    2020年11月
    　
    　

  • 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  [招待有り]

    かがわ産業支援財団 高度産業人材育成事業  

    発表年月： 2020年09月

    開催年月：
    2020年09月
    　
    　

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

    澤田 秀之  [招待有り]

    The 1st Workshop on Active Matter for Soft Robotics  

    発表年月： 2019年03月

  • 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  

    発表年月： 2018年03月

  • 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)  

    発表年月： 2018年03月

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特定課題研究 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年  

    　概要を見る

    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年  

    　概要を見る

    　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年  

    　概要を見る

    　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年   重宗宏毅

    　概要を見る

    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年   重宗宏毅

    　概要を見る

    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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現在担当している科目 【 表示 ／ 非表示 】

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担当経験のある科目(授業) 【 表示 ／ 非表示 】

  • 基礎物理学

    早稲田大学  

    2020年04月
    -
    継続中
     

  • 計測・情報工学特論

    早稲田大学  

    2017年04月
    -
    継続中
     

  • ダイナミカルシステム

    早稲田大学  

    2017年04月
    -
    継続中
     

  • 応用確率過程

    早稲田大学  

    2017年04月
    -
    継続中
     

  • 力学

    香川大学  

    1999年04月
    -
    2017年04月
     

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2013年01月
    -
    2014年12月

    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年04月
    -
    2013年03月

    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年01月
    -
    2012年12月

    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年04月
    -
    2012年12月

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

  • 2012年09月
    -
    　

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

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