菅野 重樹 (スガノ シゲキ)

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所属

理工学術院 創造理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.sugano.mech.waseda.ac.jp/index.html

兼担 【 表示 / 非表示

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

  • 理工学術院   大学院創造理工学研究科

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

  • 1989年
    -
     

    人間総合研究センター   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1983年04月
    -
    1986年03月

    早稲田大学 大学院   理工学研究科 博士後期課程   機械工学専攻 単位取得退学  

  • 1981年04月
    -
    1983年03月

    早稲田大学 大学院   理工学研究科 修士課程   機械工学専攻  

  • 1977年04月
    -
    1981年03月

    早稲田大学   理工学部   機械工学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学   工学博士

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    IEEE Robotics & Automation Soceity

  •  
     
     

    人体科学会

  •  
     
     

    精密工学会

  •  
     
     

    日本人間工学会

  •  
     
     

    ヒューマンインタフェース学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 知能ロボティクス

  • 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

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 機械知能

論文 【 表示 / 非表示

  • 料理ロボットのための道具の選択・使用深層学習モデル – 道具と食材の配置に応じた料理のよそい動作の実現

    斎藤菜美子, 呉雨恒, 尾形哲也, 森裕紀, 王丹阳, 陽品駒, 菅野重樹

    情報処理学会第82回全国大会     5U-08  2020年03月

  • Autonomous Mobile Robot Moving Through Static Crowd: Arm with One DOF and Hand with Involute Shape to Maneuver Human Position

    Noriaki Imaoka, Kazuma Kitazawa, Mitsuhiro Kamezaki, Shigeki Sugano, Takeshi Ando

    Journal of Robotics and Mechatronics   32 ( 1 )  2020年02月  [査読有り]

  • Cognitive Untunneling Multi-View System for Teleoperators of Heavy Machines Based on Visual Momentum and Saliency

    Ryuya Sato, Mitsuhiro Kamezaki, Satoshi Niuchi, Shigeki Sugano, Hiroyasu Iwata

    Automation in Construction   110   1 - 9  2019年12月  [査読有り]

    DOI

  • Human-Centered Intervention Based on Tactical-Level Input in Unscheduled Takeover Scenarios for Highly-Automated Vehicles

    Mitsuhiro Kamezaki, Horyaki Hayashi, Udara Eshen Manawadu, Shigeki Sugano

    International Journal of Intelligent Transportatin Systems Research (IJIT)     1 - 10  2019年12月  [査読有り]

    DOI

  • A Visible Light Relay Image Transmission System for Water Pipe Inspection

    Wen Zhao, Mitsuhiro Kamezaki, Kento Yoshida, Kaoru Yamaguchi, Minoru Konno, Akihiko Onuki, Shigeki Sugano

    Proceeding of 1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City     57 - 59  2019年12月  [査読有り]

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Misc 【 表示 / 非表示

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 優秀講演賞

    2018年12月   計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会  

  • 論文賞

    2018年09月   日本ロボット学会  

  • SI2017 優秀講演賞

    2017年12月   計測自動制御学会  

    受賞者: 菅野 重樹

  • 文部科学大臣表彰(科学技術賞・研究部門)

    2017年04月   文部科学省  

    受賞者: 菅野 重樹

  • 論文賞

    2016年09月   計測自動制御学会  

    受賞者: 菅野 重樹

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • タスク環境に適応するための行為の能動的学習過程の構成論的解明

    特定領域研究

  • 人間共存ロボットの人間追従制御手法に関する研究

    基盤研究(A)

  • 神経系の働きを含めた模擬循環器系の構成論構築とその応用

    挑戦的萌芽研究

  • 人間共存型ロボットの能動的な働きかけによる人間協調技術の研究

    基盤研究(S)

  • 手・腕・胴・脚の協調動作のバイオメカニクスに関する研究

    重点領域研究

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 人の血液循環器系を模倣した機械システムの自己修復メカニズムに関する研究

    2017年   長濱峻介

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     本研究は,人工循環器システムを用いて材料の修復および機能維持を行うことが目的である.人間の血液循環系は,物質を細胞に供給することにより細胞を維持し体内のホメオスタシスを実現している.この仕組みを機械システムに導入する. 本年度は,循環系を用いた材料修復技術構築のために,材料と構造の研究を行った.材料の研究では,トリプルネットワークゲルの合成手法を提案し,構造を維持したまま導電性などの機能を高強度のゲルに付与する手法を構築した.構造の研究では,微小突起構造などの構造を,MEMS技術を用いて構築する技術を開発した.また循環系と組み合わせることで材料の摩耗を抑え,摺動部の潤滑が可能な機構の開発も行った.

  • 人の血液循環器系を模倣した機械システムの自己修復メカニズムに関する研究

    2016年  

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     In order to realize our proposal, it is necessary to develop (1) a mechanism of robots which has flow path to deliver repairing agent, and(2) a material adsorbing to the damaged area and repairing the area. In this year, we developed a robot which has an artificial circulatory system, a self-repairable high strength triple-network gel and a gel capable of controlling adsorption by temperature. As for robot development, by covering the skeleton of the robot with artificial skin and integrating an artificial circulatory system inside robot, it became possible to transport the liquid to everywhere inside the robot. As a result, it was possible to supply the repairing agent to many damaged area. As for self-repairing gels, we developed a Triple Network (TN) gel. The developed gel has high tensile strength property, and self-repairing ability by contacting the fracture surface at room temperature. However, the timing of adsorption could not be controlled with the above gel, a gel capable of controlling adsorption according to temperature change was developed. A polymer of a self-repairing gel was replaced with a thermo-responsive polymer (LCST type), and it was possible to control binding by temperature change when the fracture surface each other were in contact.

  • 情動・神経の働きを含んだ模擬循環器系に関する構成論の解明

    2012年  

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     本研究の目的は,生物の循環器系システム及び循環器系を制御している情動システムや神経回路網の働きを工学的に模擬することにより,生物に近い循環器系システムを生物の血液循環器系を模擬したシステムを構築し,これを機械をはじめとした様々なシステムに応用することにある. 神経系とホルモン系をシステムに組み込むと極めて煩雑なシステムになってしまうため,本年度はまず人工血液(片栗粉と水とエタノールの混合液)とポンプ,エタノール燃料電池,フィルター,チューブを用いた単純なシステムを構築した.1)断裂したチューブの修復,2)温度調整(水冷),3)フィルターを用いた混合液からのエタノール分離による燃料電池へのエネルギー供給の3つの機能を有する血液循環器系システムを構築し,その有効性を確かめた.システム構築の過程で周期的なパルスで混合液を送液するポンプ(拍動流ポンプ)と一定量の混合液を送液するポンプ(無拍動流ポンプ)の凝固作用の差異を確かめることを目的としたチューブの破壊・修復実験を行い,拍動流ポンプを用いると人工血液の凝固が促進されることを確認した.また拍動流はフィルターの目詰まり防止にも有効に働き,無拍動流ポンプでは数分でフィルターの目詰まりが生じてしまいエタノールの抽出が不可能になったが,拍動流ポンプでは長時間安定してエタノールの抽出が可能であった. 拍動流が液体の凝固を促進することは確かめられた事例はなく,また本研究の結果を医学的観点から見ると血液の凝固と拍動が関係していると考察されるため,このシステムが医療分野の研究にも有用であることが示唆される.また,このシステムの3つの機能は,システムの恒常性を保つために必要な機能であり,これらの機能を流体と拍動流ポンプのみを用いて実現できた工業的な意義は大きい. 今後は本年度製作したシステムに,神経系や情動系を模倣したシステムを組み込むことにより,より医学的に意義のあるシステムや工業的に有用なシステムを構築し,新たな知見や工業的なアプリケーションを開発していく.

  • 複数の人間と共に移動可能なヒューマノイドロボットの安全モビリティに関する研究

    2011年  

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    人間共存ロボットの導入における課題の一つとして,人との接触が避け難い狭小空間でも安全を確保した上で効率的に目的地へ到達する安全安心移動技術がある.これまで安全性の観点から接触に対する追従制御は実現されているが,それに伴う移動の変化による効率については考慮されておらず,トレードオフ関係を形成する人・ロボット双方の移動効率を満足する技術が必要である.そこで本研究では,接触力に基づく軌道予測を行い,双方の移動効率を満足しつつ安全性と両立させる接触運動制御手法の開発を目的とした.上述の制御則構築のため,本研究ではまず移動効率を接触前後の移動速度ベクトルの変化と定義した.接触移動中は両者の目標移動効率を実現しうる目標接触力と全身の運動目標を決定するため,腕部による接触力は両者を結ぶ線分方向,移動部による加速度は接触力と直交する方向に限定し,人が接触力に倣うことを前提に相対座標系を用いて軌道予測を行う.実際に算出した目標接触力を維持するように腕部で力制御を行い,移動部は相対的な軌道目標に追従させる.しかし,人が非常に大きな接触力を与える場合においては移動部が予想と異なる軌道を描くため,ロボットの移動効率は著しく低下する.そこで目標接触力を増大させ移動効率を満たすよう軌道を修正する.人からの接触力が小さい場合には同様に人の移動効率が低下してしまうため目標接触力を減少させる.なお,接触力が安全性の目標である痛覚耐性値を超える場合には目標移動効率を修正した上で再び予測を行う.これにより,接触中の力変化に応じて適応的に目標接触力と軌道が変化し,結果として安全性を確保しつつ,互いの移動効率を満たすことができる.有効性検証のため二次元空間でのシミュレーション実験,接触移動用プロトタイプロボットとマネキンを用いた評価実験を行った.両実験において力変化に安全に対応しつつ目標移動効率が高められることを確認した.

  • 安全な人間追従を可能にする人間共存ロボットの表面カバーに関する研究

    2006年  

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     人間と共存するロボットは,人間と直接的に触れ合っても安全である機能が要求される.本研究では,この機能実現のために,以下の3課題の研究を進めた.(1) 基礎評価用表面カバーの開発(2) 人間による接触認知の実験(3) 実験・計測用マニピュレータの設計・試作 人間とロボットとが接触しても安全であるためには,まず人間同士が共同作業をする際に生じるさまざまな触れ合い状態を,コンテキストとして分析し,力学的な解析と組み合わせることで,触れ手側と受け手側とのデータの特徴として表現することを試みた.この実験のために,分布型触覚センサと6軸力センサを用いて評価用表面カバーを試作し,これを人間の前腕部に装着して共同作業中の触れ合い状態を計測した.また,作業のシナリオ/コンテキストに基づき,接触が生じる場面,時間的推移,接触の程度の関連性を検討し,接触情報の認知と接触制御手法について考察した. さらにこのデータを基に,ロボットの接触検出用表面カバーとしての仕様を検討し,合わせて,安全なロボットマニピュレータシステムを構築するために,これまでに本研究で提案しその有効性を実証してきた関節メカニズム(MIA: Mechanical Impedance Adjuster)をベースとして,この関節機能と表面カバーの機能とをうまく両立させたシステムの構築を検討した. 以上より,触れた際にそこに込められた意味,例えば,気付かせる,注意する,促すなどを接触情報から区分けする方法を見出し,逆にその接触情報を人間に与えられれば,同様の情報伝達が可能であることを確認した.これらの知見を,ロボットマニピュレータ全体の制御にインプリメントし,人間とロボットとの相互の触れ合い情報伝達の基礎実験の準備を行った.

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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