2022/06/27 更新

写真a

オオタニ タクヤ
大谷 拓也
所属
理工学術院 理工学術院総合研究所
職名
次席研究員(研究院講師)
プロフィール

 『人間をもっと理解するためのロボット』を目指して,新しい人間型ロボットや農作業支援ロボットなどの構造や制御の研究を進めています.特に,人間の身体のばね性や骨盤運動,全身のバランス制御といった『人間のすごいところ』をロボットに取り入れてこれまでよりも運動能力の高いロボットを開発しています.また,ロボットになりきる操縦技術や人間への感覚伝達技術の研究開発を進めています.

人間のような骨盤動作と脚のばね性による跳躍          人間のように上半身や腕を使う安定動作

      ロボットになりきる操縦システム

兼担

  • 理工学術院   創造理工学部

学歴

  • 2013年04月
    -
    2016年03月

    早稲田大学   先進理工学研究科   生命理工学専攻  

  • 2011年04月
    -
    2013年03月

    早稲田大学   創造理工学研究科   総合機械工学専攻  

  • 2007年04月
    -
    2011年03月

    早稲田大学   創造理工学部   総合機械工学科  

学位

  • 2016年03月   早稲田大学   博士(工学)

経歴

  • 2019年04月
    -
    継続中

    理工学術院総合研究所   次席研究員(研究院講師)

  • 2017年04月
    -
    2022年03月

    東京デザインテクノロジーセンター専門学校   ロボット専攻   非常勤講師

  • 2018年04月
    -
    2019年03月

    早稲田大学   理工学術院   助教

  • 2016年04月
    -
    2018年03月

    早稲田大学   理工学術院   助手

  • 2013年04月
    -
    2016年03月

    早稲田大学   日本学術振興会特別研究員(DC1)

所属学協会

  •  
     
     

    日本バーチャルリアリティ学会

  •  
     
     

    日本IFToMM会議

  •  
     
     

    日本機械学会

  •  
     
     

    日本ロボット学会

  •  
     
     

    IEEE

 

研究分野

  • ロボティクス、知能機械システム

  • 知能ロボティクス

  • 機械力学、メカトロニクス

研究キーワード

  • 知能ロボティクス

  • ロボット操縦

  • ヒューマノイドロボット

  • 農作業ロボット

  • ヒューマンインタフェース

  • ハプティクス

  • 人間計測

  • 手術支援ロボット

  • 量子アニーリング

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論文

  • Optimization of Link Length Fitting between an Operator and a Robot with Digital Annealer for a Leader-Follower Operation

    Takuya Otani, Atsuo Takanishi, Makoto Nakamura, Koichi Kimura

    Robotics    2022年01月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • Development of Neonatal Airway Management Simulator for Evaluation of Tracheal Intubation.

    Y Takebe, M Shiina, Y Sugamiya, Y Nakae, T Katayama, T Otani, H Ishii, A Takanishi

    Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference   2021   7535 - 7538  2021年11月  [査読有り]  [国際誌]

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    The long-term goal of this study is a training system that can simulate medical cases and advise physicians based on quantitative evaluation of neonatal resuscitation. In this paper, we designed and manufactured a neonatal airway management simulator for quantitative evaluation of tracheal intubation. This robotic simulator is equipped with 25 sensors of 6 types, which detect motions that lead to complications, inside the manikin replicated a neonate. A performance experiment of the developed sensor and an evaluation experiment with physicians were conducted. We observed that an erroneous operation in the laryngoscopy can be detected by the sensors in our simulator.

    DOI PubMed

  • Development of robot simulator for interactive training of neonatal cardio-pulmonary resuscitation

    Y. Takebe, K. Imamura, Y. Sugamiya, Y. Nakae, T. Katayama, T. Otani, H. Ishii, A. Takanishi

    2021 30th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication, RO-MAN 2021     1230 - 1235  2021年08月  [査読有り]

     概要を見る

    In recent years, awareness of improving the quality of medical care has increased. We focused on neonatal resuscitation, which is difficult to train clinically, and our long-term goal is a neonatal resuscitation training system that can simulate cases and can feedback interactively based on quantitative evaluation of the procedures. In this study, we developed the neonatal simulator that has a respiratory movement simulating mechanism and a chest compression measurement mechanism. Through an interview with neonatologists, the fidelity of respiratory movements and the possibility of evaluating chest compression with the developed simulator were assessed.

    DOI

  • 異なる大きさの足裏反力提示下における重心投影点位置推定能力に関する調査

    大谷 拓也, 黒岩 祐志, 高西 淳夫

    知能と情報   33 ( 3 ) 671 - 677  2021年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

     概要を見る

    <p>人間の安定性感覚は人間の姿勢維持に関わる重要な感覚であり,安定性感覚を提示することができればVR体験のリアリティ向上などに繋がると考えられる.本研究では,安定性の指標の一つである重心投影点を再現するため,他者の足裏反力を再現する装置と重心投影点回答システムを用いて,他者の足裏反力を提示された際に,再現した足裏反力から推定した重心投影点を確認する実験を行い,実際の足裏反力を提示した場合は2 cmの精度で重心投影点推定が可能であり,0.1倍した足裏反力を提示した場合には推定が困難であることを確認した.</p>

    DOI CiNii

  • 任意の対象人物への非装着型音声伝達システムのための基礎検討

    大谷拓也, Sun Xiao, 小川駿也, 鈴木滋英, 山田晃久, 小西瑶果, 清水智壮, 正宗賢, 村垣善浩, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会誌   39 ( 4 )  2021年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    J-GLOBAL

  • Evaluation of Tracking Control for Hydraulic Direct-drive System

    Juri SHIMIZU, Takuya OTANI, Kenji HASHIMOTO, Atsuo TAKANISHI

    JFPS International Journal of Fluid Power System   13 ( 3 ) 17 - 24  2020年12月  [査読有り]

    DOI

  • Jumping Motion Generation for Humanoid Robot Using Arm Swing Effectively and Changing in Foot Contact Status

    H. Mineshita, T. Otani, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H.O. Lim, A. Takanishi

    2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)    2020年10月  [査読有り]

    DOI

  • Development of a Trapezoidal Leaf Spring for a Small and Light Variable Joint Stiffness Mechanism

    Hiroki Mineshita, Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 23rd CISM IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control     355 - 363  2020年09月  [査読有り]

    DOI

  • Investigation of Parallel Connection Circuit by Hydraulic Direct-Drive System for Biped Humanoid Robot Focusing on Human Running Motion

    Hideki Mizukami, Takuya Otani, Juri Shimizu, Kenji Hashimoto, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 23rd CISM IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control     34 - 42  2020年09月  [査読有り]

    DOI

  • 分散床反力をヒト足底に提示可能な足底力覚提示装置の開発

    大谷拓也

    日本ロボット学会誌   38 ( 6 ) 567 - 573  2020年07月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

  • Flow Compensation for Hydraulic Direct-Drive System with a Single-rod Cylinder Applied to Biped Humanoid Robot

    J. Shimizu, T. Otani, H. Mizukami, K. Hashimoto, A. Takanishi

    Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation     2857 - 2863  2020年05月

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    Biped robots require massive power on each leg while walking, hopping, and running. We have developed a flow-based control system - called hydraulic direct drive system - that can achieve high output while avoiding spatial limitations. To implement the proposed system with simple equipment configuration, a pump and single-rod cylinder are connected in a closed loop. However, because compensation for flow rate is impossible in a completely closed loop, owing to the difference in the pressure receiving area caused by the rod, a passive flow compensation valve is employed. This valve has a simple structure and is easy to implement. Further, an additional sensor is required to detect the open/close state because the valve state will cause an error in flow control. Therefore, we implemented a model in the controller to predict the state of the flow compensation valve and formulated a method of switching from flow control to pressure control according to the predicted state. Experimental results indicate that the error of the joint angle is reduced to less than 1.6 degrees for walking patterns, and stable walking is realized when the system is installed in biped humanoid robots.

    DOI

  • Experimental Validation of Hydraulic Interlocking Drive System for Biped Humanoid Robot

    J. Shimizu, T. Otani, H. Mizukami, K. Hashimoto, A. Takanishi

    IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems     7163 - 7169  2019年11月

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    Biped robots require substantial amounts of power on each leg alternately while walking, hopping, and running. However, it is difficult to adopt large high-power electrical motors in conventional mechanical transmission systems owing to spatial limitations. To address this problem, a hydraulic interlocking drive system that incorporates two hydraulic direct-drive systems is proposed for biped humanoid robots. The hydraulic interlocking drive system connects the two hydraulic direct-drive systems and concentrates the pump output on one side cylinder. The other side cylinder meter-in flow rate is controlled by the meter-out flow rate from the cylinder on which the pump is concentrated. Good position tracking and excellent energy saving are achieved with the proposed system. A performance comparison with a single hydraulic direct-drive system shows that the motor power of the hip pitch joint is reduced by 27.3% for walking patterns. This result shows that the rated output of the motor can be reduced, and smaller and lighter motors can be installed in biped robots.

    DOI

  • Robotic Ankle Mechanism Capable of Kicking While Jumping and Running and Adaptable to Change in Running Speed

    H. Mineshita, T. Otani, K. Hashimoto, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H.O. Lim, A. Takanishi

    2019 IEEE-RAS 19th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)    2019年10月

    DOI

  • Experimental Validation of High-Efficiency Hydraulic Direct-Drive System for a Biped Humanoid Robot—Comparison with Valve-Based Control System

    J. Shimizu, T. Otani, H. Mizukami, K. Hashimoto, A. Takanishi

    2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA)    2019年05月  [査読有り]

    DOI

  • Construction of Automatic Scoring System to Support Objective Evaluation of Clinical Skills in Medical Education

    Yurina Sugamiya, Takuya Otani, Ryu Nakadate, Atsuo Takanishi

    2019 41ST ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)     4177 - 4181  2019年  [査読有り]

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    In this study, we focused on the automatic scoring of medical clinical abilities. The objective clinical ability tests that all undergraduate students take before starting clinical practice were considered. As these tests evaluate practical skills, there is a problem that the learning method is poor compared to the examination of other lectures. Therefore, in this study, we recorded the voice of a student examining a simulated patient using a microphone. We constructed a system comprising a speech recognition module and a scoring system that performed automatic scoring by checking against a prepared example answer. This system was evaluated by medical doctors.

  • Downsizing the Motors of a Biped Robot Using a Hydraulic Direct Drive System

    Juri Shimizu, Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 18th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids 2018)     580 - 586  2018年11月  [査読有り]

  • Jumping Motion Generation of a Humanoid Robot Utilizing Human-like Joint Elasticity

    Otani, Takuya, Hashimoto, Kenji, Ueta, Hiroki, Sakaguchi, Masanori, Kawakami, Yasuo, Lim, Hum Ok, Takanishi, Atsuo

    Proceedings of the 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems     8707 - 8714  2018年10月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

  • Trunk motion control during the flight phase while hopping considering angular momentum of a humanoid

    Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Takaya Isomichi, Akira Natsuhara, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    Advanced Robotics    2018年10月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • Upper-body control and mechanism of humanoids to compensate for angular momentum in the yaw direction based on human running

    Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Shunsuke Miyamae, Hiroki Ueta, Akira Natsuhara, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hum-Ok Lim, Atsuo Takanishi

    Applied Sciences (Switzerland)   8 ( 1 )  2018年01月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Many extant studies proposed various stabilizing control methods for humanoids during the stance phase while hopping and running. Although these methods contribute to stability during hopping and running, humanoid robots do not swing their legs rapidly during the flight phase to prevent rotation in the yaw direction. Humans utilize their torsos and arms when running to compensate for the angular momentum in the yaw direction generated by leg movement during the flight phase. In this study, we developed an angular momentum control method based on human motion for a humanoid upper body. The method involves calculation of the angular momentum generated by the movement of the humanoid legs and calculation of the torso and arm motions required to compensate for the angular momentum of the legs in the yaw direction. We also developed a humanoid upper-body mechanism having human link length and mass properties, using carbon-fiber-reinforced plastic and a symmetric structure for generating large angular momentum. The humanoid robot developed in this study could generate almost the same angular momentum as that of a human. Furthermore, when suspended in midair, the humanoid robot achieved angular momentum compensation in the yaw direction.

    DOI

  • Ankle and foot mechanism mimicking joint stiffness and following motion based on human

    Otani, T, Hashimoto, K, Natsuhara, A, Sakaguchi, M, Kawakami, Y, Lim, H.-O, Takanishi, A

    ROMANSY22-Robot Design, Dynamics and Control     86 - 93  2018年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • Angular momentum compensation in yaw direction using upper body based on human running

    T. Otani, K. Hashimoto, S. Miyamae, H. Ueta, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H. O. Lim, A. Takanishi

    Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation     4768 - 4775  2017年07月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Humans utilize their torsos and arms while running to compensate for the angular momentum generated by the lower-body movement during the flight phase. To enable this capability in a humanoid robot, the robot should have human-like mass, a center of mass position, and inertial moment of each link. To mimic this characteristic, we developed an angular momentum control method using a humanoid upper body based on human motion. In this method, the angular momentum generated by the movement of the humanoid lower body is calculated, and the torso and arm motions are calculated to compensate for the angular momentum of the lower body. We additionally developed the humanoid upper-body mechanism that mimics the human link length and mass property by using carbon fiber reinforced plastic and a symmetric structure. As a result, the developed humanoid robot could generate almost the same angular momentum as that of human through human-like running motion. Furthermore, when suspended in midair, the humanoid robot produced the angular momentum compensation in the yaw direction.

    DOI

  • Joint Mechanism That Mimics Elastic Characteristics in Human Running

    Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Takaya Isomichi, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    Machines   4 ( 1 )  2016年01月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • Joint Mechanism Coping with Both of Active Pushing-off and Joint Stiffness Based on Human

    Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Takaya Isomichi, Shunsuke Miyamae, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    ROMANSY 21 - ROBOT DESIGN, DYNAMICS AND CONTROL   569   243 - 250  2016年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Human steady running is modeled using a spring-loaded inverted pendulum ( SLIP). However, human pushes off the ground actively when starting to run. In this study, we describe a knee joint mechanism for coping with both of an active pushing-off and joint stiffness needed to continue running. To achieve this, knee is equipped with a mechanism comprising a worm gear that improves torque transmission efficiency in order to achieve active movement and two laminated leaf springs for mimicking joint stiffness. We evaluated the performance of the laminated leaf spring and performed an experiment in which the developed running robot started to run. Using the proposed mechanisms, this robot could accomplish hopping with an active pushing-off motion and continued to run using its joint elasticity.

    DOI

  • Utilization of Human-Like Pelvic Rotation for Running Robot

    Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Masaaki Yahara, Shunsuke Miyamae, Takaya Isomichi, Shintaro Hanawa, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    Frontiers in Robotics and AI   2 ( 17 )  2015年06月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • Knee Joint Mechanism That Mimics Elastic Characteristics and Bending in Human Running

    T. Otani, K. Hashimoto, S. Hamamoto, S. Miyamae, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H. O. Lim, A. Takanishi

    2015 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS)   2015-December   5156 - 5161  2015年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Analysis of human running has revealed that the motion of the human leg can be modeled by a compression spring because the leg's joints behave like a torsion spring in the stance phase. Moreover, the knee bends rapidly to avoid contact of the foot with the ground in the swing phase. In this paper, we describe the development of a knee joint mechanism that mimics the elastic characteristics of the stance leg and rapid bending knee of the idling leg of a running human. The knee was equipped with a mechanism comprising two leaf springs and a worm gear for adjusting the joint stiffness and high-speed bending knee. Using this mechanism, we were able to achieve joint stiffness within the range of human knee joints that could be adjusted by varying the effective length of one of the leaf springs. In addition, the mechanism was able to bend rapidly by changing the angle between the two leaf springs. The equation proposed for calculating the joint stiffness considers the difference between the position of the fixed point of the leaf spring and the position of the rotational center of the joint. We evaluated the performance of the adjustable joint stiffness and the effectiveness of the proposed equation for joint stiffness and high-speed knee bending. We were able to make a bipedal robot hop using pelvic oscillation for storing energy produced by the resonance to leg elasticity and confirmed the mechanism could produce large torque 210 Nm.

    DOI

  • Running with Lower-Body Robot That Mimics Joint Stiffness of Humans

    T. Otani, K. Hashimoto, M. Yahara, S. Miyamae, T. Isomichi, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H. O. Lim, A. Takanishi

    2015 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS)   2015-December   3969 - 3974  2015年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Human running motion can be modeled using a spring-loaded inverted pendulum (SLIP), where the linear-spring-like motion of the standing leg is produced by the joint stiffness of the knee and ankle. To use running speed control in the SLIP model, we should only decide the landing placement of the leg. However, for using running speed control with a multi-joint leg, we should also decide the joint angle and joint stiffness of the standing leg because these affect the direction of the ground reaction force. In this study, we develop a running control method for a human-like multi-joint leg. To achieve a running motion, we developed a running control method including pelvis oscillation control for attaining jumping power with the joint stiffness of the leg and running speed control by changing the landing placement of the leg. For using running speed control, we estimated the ground reaction force using the equation of motion and detected the joint angles of the leg for directing the ground reaction force toward the center of mass. To evaluate the proposed control methods, we compared the estimated ground reaction force with the force measured by the real robot. Moreover, we performed a running experiment with the developed running robot. By using ground reaction force estimation, this robot could accomplish the running motion with pelvic oscillation for attaining jumping power and running speed control.

    DOI

  • Foot Placement Modification for a Biped Humanoid Robot with Narrow Feet

    Kenji Hashimoto, Kentaro Hattori, Takuya Otani, Hun-Ok Lim, Atsuo Takanishi

    SCIENTIFIC WORLD JOURNAL    2014年  [査読有り]

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    This paper describes a walking stabilization control for a biped humanoid robot with narrow feet. Most humanoid robots have larger feet than human beings to maintain their stability during walking. If robot's feet are as narrow as humans, it is difficult to realize a stable walk by using conventional stabilization controls. The proposed control modifies a foot placement according to the robot's attitude angle. If a robot tends to fall down, a foot angle is modified about the roll axis so that a swing foot contacts the ground horizontally. And a foot-landing point is also changed laterally to inhibit the robot from falling to the outside. To reduce a foot-landing impact, a virtual compliance control is applied to the vertical axis and the roll and pitch axes of the foot. Verification of the proposed method is conducted through experiments with a biped humanoid robot WABIAN-2R. WABIAN-2R realized a knee-bended walking with 30 mm breadth feet. Moreover, WABIAN-2R mounted on a human-like foot mechanism mimicking a human's foot arch structure realized a stable walking with the knee-stretched, heel-contact, and toe-off motion.

    DOI

  • Bipedal humanoid robot that makes humans laugh with use of the method of comedy and affects their psychological state actively

    T. Kishi, N. Endo, T. Nozawa, T. Otani, S. Cosentino, M. Zecca, K. Hashimoto, A. Takanishi

    2014 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA)     1965 - 1970  2014年  [査読有り]

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    This paper describes the bipedal humanoid robot that makes human laugh with its whole body expression and affect human's psychological state. In order to realize "Social interaction" between human and robot, the robot has to affect human's psychological state actively. We focused on "laugh" because it can be thought as a typical example for researching "Social interaction". Looking through a Japanese comedy style called "manzai" or the art of conversation, we picked out several methods for making human laugh. Then we made several skits with the advice of comedians, and made the whole body humanoid robot perform them. Results of experimental evaluation with these skits shows that the robot's behavior made subjects laugh and change their psychological state seen as a decrease of "Depression" and "Anger".

  • Running Model and Hopping Robot Using Pelvic Movement and Leg Elasticity

    T. Otani, M. Yahara, K. Uryu, A. Iizuka, K. Hashimoto, T. Kishi, N. Endo, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, S. H. Hyon, H. O. Lim, A. Takanishi

    2014 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA)     2313 - 2318  2014年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Human running motion can be modeled by a spring loaded inverted pendulum (SLIP). However, this model, despite being widely used in robotics, does not include human-like pelvic motion. In this study, we show that the pelvis actually contributes to the increase in jumping force and absorption of landing impact, both of which findings can be used to improve running robots. On the basis of the analysis of human running motion, we propose a new model named SLIP 2 (spring loaded inverted pendulum using pelvis). This model is composed of a body mass, a pelvis, and leg springs; the model can control its springs during running by use of pelvic movement in the frontal plane. To achieve hopping and running motions, we developed pelvis oscillation control, running velocity control, and stabilization control using an upper body, as control methods. We also developed a new hopping robot using the SLIP 2 model. To evaluate the proposed model and control methods, we performed hopping and running simulations. The simulation results showed that the SLIP 2 model successfully achieves hopping and running motions. The hopping robot was also able to accomplish hopping motion. The simulation results also showed that the difference between the pelvic rotational phase and the phase of oscillation of the mass vertical displacement affects the jumping force. In particular, the results revealed that the human-like pelvic rotation contributes to the absorption of landing impact and to the increase in takeoff forces, which validates our observations in human motion analysis.

  • Hopping robot using pelvic movement and leg elasticity

    Takuya Otani, Kazuhiro Uryu, Masaaki Yahara, Akihiro Iizuka, Shinya Hamamoto, Shunsuke Miyamae, Kenji Hashimoto, Matthieu Destephe, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-Ok Lim, Atsuo Takanishi

    Mechanisms and Machine Science   22   235 - 243  2014年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    Analysis of human running has revealed that the motion of the human leg can be modeled by a compression spring because leg’s joints behave like a torsion spring. In addition, the pelvic movement in the frontal plane contributes to the increase in jumping force. We therefore assumed that human-like running, which requires higher output power than that of existing humanoid robots, could be realized based on these characteristics. Hence, we developed a model composed of a body mass, a pelvis and a rotational joint leg, and fabricated the leg by incorporating a stiffness adjustment mechanism that uses two leaf springs. In this way, we were able to achieve a human-like joint stiffness, which could be adjusted by varying the effective length of one of the leaf springs. We achieved hopping by resonance of the pelvic movement and joints’ elasticity.

    DOI

  • Leg with Rotational Joint That Mimics Elastic Characteristics of Human Leg in Running Stance Phase

    T. Otani, T. George, K. Uryu, M. Yahara, A. Iizuka, S. Hamamoto, S. Miyamae, K. Hashimoto, M. Destephe, M. Sakaguchi, Y. Kawakami, H. O. Lim, A. Takanishi

    2014 14th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)     481 - 486  2014年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    In this paper, we describe the development of a leg with a rotational joint that mimics the elastic characteristics of the leg of a running human. The purpose of this development was to realize the dynamics of human running, the analysis of which has revealed that the motion of the leg can be modeled by a compression spring and that of the leg joint by a torsion spring. We, therefore, assumed that these elastic characteristics could be used to develop robots capable of human-like running, which requires higher output power than that of existing humanoid robots. Hence, we developed a model of a leg with a rotational joint and fabricated the leg by incorporating a mechanism comprising of two leaf springs for adjusting the joint stiffness. By this means, we were able to achieve human-like joint stiffness, which could be adjusted by varying the effective length of one of the leaf springs. We evaluated the performance of the adjustable stiffness of the joints, and were also able to achieve hopping by resonance of the rotational leg joint.

  • 顔面各部の広い可動域および顔色により豊かな表情表現が可能な2足ヒューマノイドロボット頭部の開発

    岸竜弘, 遠藤信綱, 大谷拓也, PRZEMYSLAW Kryczka, 橋本健二, 中田圭, 高西淳夫

    日本ロボット学会誌   31 ( 4 ) 106 - 116  2013年  [査読有り]

    DOI J-GLOBAL

  • Impression Survey of the Emotion Expression Humanoid Robot with Mental Model based Dynamic Emotions

    T. Kishi, T. Kojima, N. Endo, M. Destephe, T. Otani, L. Jamone, P. Kryczka, G. Trovato, K. Hashimoto, S. Cosentino, A. Takanishi

    2013 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA)     1663 - 1668  2013年  [査読有り]

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    This paper describes the implementation in a walking humanoid robot of a mental model, allowing the dynamical change of the emotional state of the robot based on external stimuli; the emotional state affects the robot decisions and behavior, and it is expressed with both facial and whole-body patterns. The mental model is applied to KOBIAN-R, a 65-DoFs whole body humanoid robot designed for human-robot interaction and emotion expression. To evaluate the importance of the proposed system in the framework of human-robot interaction and communication, we conducted a survey by showing videos of the robot behaviors to a group of 30 subjects. The results show that the integration of dynamical emotion expression and locomotion makes the humanoid robot more appealing to humans, as it is perceived as more "favorable" and "useful", and less "robot-like."

  • New shank mechanism for humanoid robot mimicking human-like walking in horizontal and frontal plane

    T. Otani, A. Iizuka, D. Takamoto, H. Motohashi, T. Kishi, P. Kryczka, N. Endo, L. Jamone, K. Hashimoto, T. Takashima, H. O. Lim, A. Takanishi

    Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation     667 - 672  2013年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

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    This paper describes the development of a new shank mechanism and mimicking the human-like walking in the horizontal and frontal plane. One of human walking characteristics is that the COM (Center Of Mass) motion in the lateral direction is as small as 30 mm. We assume that it is thanks to the human walking characteristics in the horizontal plane that the step width is as narrow as 90 mm and the foot rotation angle is 12 deg. To mimic these characteristics, we developed a new shank and implemented it in a humanoid robot WABIAN-2RIII. It has a parallel mechanism which mimics the shank's size of human. Thanks to its size almost the same as human's the robot is capable of realizing gait with the narrow step width of 90 mm and the foot rotation angle of 12 deg. We evaluated the performance of the shank using WABIAN-2RIII. The robot could realize stepping in place with lateral displacement of CoM within 34 mm, which is almost as small as that of human. © 2013 IEEE.

    DOI

  • Development of Expressive Robotic Head for Bipedal Humanoid Robot

    Tatsuhiro Kishi, Takuya Otani, Nobutsuna Endo, Przemyslaw Kryczka, Kenji Hashimoto, Kei Nakata, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems     4584 - 4589  2012年10月  [査読有り]

    DOI

  • Development of Expressive Robotic Head for Bipedal Humanoid Robot with Wide Moveable Range of Facial Parts and Facial Color

    Tatsuhiro Kishi, Takuya Otani, Nobutsuna Endo, Przemyslaw Kryczka, Kenji Hashimoto, Kei Nakata, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 19th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control (ROMANSY2012)     151 - 158  2012年06月  [査読有り]

  • Development of Distributed Control System and Modularized Motor Controller for Expressive Robotic Head

    Takuya Otani, Tatsuhiro Kishi, Przemek Kryczka, Nobutsuna Endo, Kenji Hashimoto, Atsuo Takanishi

    Proceedings of the 19th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control (ROMANSY2012)     183 - 190  2012年06月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 責任著者

  • Biped Walking Stabilization Based on Gait Analysis

    Kenji Hashimoto, Yuki Takezaki, Hiromitsu Motohashi, Takuya Otani, Tatsuhiro Kishi, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

    2012 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA)     154 - 159  2012年  [査読有り]

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    This paper describes a walking stabilization control based on gait analysis for a biped humanoid robot. We have developed a human-like foot mechanism mimicking the medial longitudinal arch to clarify the function of the foot arch structure. To evaluate the arch function through walking experiments using a robot, a walking stabilization control should also be designed based on gait analysis. Physiologists suggest the ankle, hip and stepping strategies, but these strategies are proposed by measuring human beings who are not "walking" but "standing" against force disturbances. Therefore, first we conducted gait analysis in this study, and we modeled human walking strategy enough to be implemented on humanoid robots. We obtained following two findings from gait analysis: i) a foot-landing point exists on the line joining the stance leg and the projected point of CoM on the ground, and ii) the distance between steps is modified to keep mechanical energy at the landing within a certain value. A walking stabilization control is designed based on the gait analysis. Verification of the proposed control is conducted through experiments with a human-sized humanoid robot WABIAN-2R. The experimental videos are supplemented.

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Misc

  • 2足ヒューマノイドロボット向け油圧直接駆動システムのモデルベース流量補償制御の開発

    清水自由理, 清水自由理, 大谷拓也, 水上英紀, 橋本健二, 高西淳夫

    フルードパワーシステム講演会講演論文集   2019   2857 - 2863  2020年05月

    DOI J-GLOBAL

  • IMUを用いた溶接動作計測システムに関する基礎検討

    重藤千隼, 大谷拓也, 佐藤丈弘, 水上英紀, 小椋優, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   38th  2020年

    J-GLOBAL

  • 人間の特徴に着目した投球ヒューマノイドロボットの開発(第1報:弾性力と慣性力を利用した投球が可能な投球腕部機構の開発)

    渡部竜也, 峯下弘毅, 大谷拓也, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   38th  2020年

    J-GLOBAL

  • 任意の対象人物への非装着型音声伝達システムのための基礎検討

    大谷拓也, 孫瀟, 小川駿也, 鈴木滋英, 山田晃久, 小西瑶果, 清水智壮, 正宗賢, 村垣善浩, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   38th  2020年

    J-GLOBAL

  • Motion-Less VR:リアル身体とバーチャル身体の姿勢相違を考慮した運動意図取得手法に関する基礎検討

    今永尚志, 望月典樹, 大谷拓也, 中村壮亮

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集(CD-ROM)   25th  2020年

    J-GLOBAL

  • 2足ヒューマノイドロボット向け油圧直接駆動システムへの連動回路の適用

    清水自由理, 清水自由理, 大谷拓也, 水上英紀, 橋本健二, 高西淳夫

    フルードパワーシステム講演会講演論文集   2019  2019年

    J-GLOBAL

  • 直動機構を用いた足底力覚提示装置の開発

    大谷拓也, 峯下弘毅, 内藤博, 名村圭祐, 伊藤明, 野田慶太, 桃井啓伍, 森田愛大, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   37th  2019年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第23報:高出力,剛性変化可能で人間と同等の質量特性を有する下腿機構)

    黒岩祐志, 大谷拓也, 峯下弘毅, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   37th  2019年

    J-GLOBAL

  • 足底力覚提示による運動認識に関する検討

    大谷拓也, 高西淳夫

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集(CD-ROM)   24th  2019年

    J-GLOBAL

  • 状態遷移モデルと患者CGを用いた臨床技能訓練システム

    菅宮友莉奈, 大谷拓也, 中楯龍, 大久保由美子, 山内かづ代, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   37th  2019年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第24報:2足走行ロボットへの搭載に向けた油圧駆動股関節機構)

    水上英紀, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 清水自由理, 清水自由理, 峯下弘毅, 川上泰雄, 阪口正律, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   37th  2019年

    J-GLOBAL

  • ヒト走行運動に着想を得た油圧直接駆動システムの並列接続による2足ヒューマノイドロボットの股関節出力向上

    水上英紀, 大谷拓也, 清水自由理, 清水自由理, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, LIM Hun-ok, LIM Hun-ok, 高西淳夫

    フルードパワーシステム講演会講演論文集   2019  2019年

    J-GLOBAL

  • 流量制御に基づく油圧システムの2足ヒューマノイドロボットへの適用

    清水自由理, 清水自由理, 大谷拓也, 橋本健二, 高西淳夫

    フルードパワーシステム講演会講演論文集   2018  2018年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第22報:能動駆動と弾性発揮を活用する跳躍運動の実現)

    大谷拓也, 植田大貴, 橋本健二, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   36th  2018年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第21報:跳躍・走行時の能動蹴り出しや走行速度の変化に対応した足関節機構)

    峯下弘毅, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 張春宇, 尾原睦月, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   36th  2018年

    J-GLOBAL

  • 2足ヒューマノイドロボット向け油圧直接駆動システムの応答性の検討

    清水自由理, 清水自由理, 大谷拓也, 水上英紀, 橋本健二, 高西淳夫

    フルードパワーシステム講演会講演論文集   2018  2018年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第16報:広範囲剛性関節機構のための台形CFRP重ね板ばね)

    赤堀孝太, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 礒道貴矢, 夏原彬, 植田大貴, 尾原睦月, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   35th  2017年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第18報:角運動量を考慮した跳躍時体幹制御)

    大谷拓也, 礒道貴矢, 橋本健二, 橋本健二, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   35th  2017年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第17報:低速走行から高速走行への遷移に対応した広範囲剛性可変機構)

    尾原睦月, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 礒道貴矢, 夏原彬, 植田大貴, 赤堀孝太, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   35th  2017年

    J-GLOBAL

  • 医学教育における臨床能力の客観的評価をサポートするための自動採点システムの構築

    菅宮友莉奈, 中楯龍, 大谷拓也, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   35th  2017年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第19報:CFRP重ね板ばねによる弾性関節機構の小型化)

    夏原彬, ZHANG Chunyu, 大谷拓也, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, LIM Hun-ok, 高西淳夫

    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(CD-ROM)   18th  2017年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第14報:弾性要素を有し能動動作と路面への倣い動作が可能な足関節・足部機構)

    夏原彬, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 宮前俊介, 礒道貴矢, 植田大貴, 赤堀孝太, 尾原睦月, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   34th  2016年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第13報:人間と同等の角運動量が発生可能で人間の質量特性を模擬した上半身機構)

    植田大貴, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 宮前俊介, 礒道貴矢, 夏原彬, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   34th  2016年

    J-GLOBAL

  • ヒューマノイドロボットによる人間の走行模擬のための足関節に着目した人体運動解析

    大谷拓也, 夏原彬, 橋本健二, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   34th  2016年

    J-GLOBAL

  • ヒト走行時の骨盤運動解析に基づくヒューマノイドによる跳躍運動

    大谷拓也, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, LIM Hun-ok, 高西淳夫

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2016  2016年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第10報:弾性要素と能動的な蹴り出しから跳躍力を獲得できる膝関節機構)

    礒道貴矢, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, 八原昌亨, 宮前俊介, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   33rd  2015年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第11報:CFRP重ね板ばねによる軽量高出力弾性関節機構)

    大谷拓也, 礒道貴矢, 橋本健二, 橋本健二, 八原昌亨, 宮前俊介, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   33rd  2015年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第7報:着地時間推定を用いた連続跳躍の実現)

    大谷拓也, 大谷拓也, 飯塚晃弘, 宮前俊介, 濱元伸也, 八原昌亨, 橋本健二, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   32nd  2014年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第8報:膝関節に能動屈伸機構と弾性要素を有する2足走行ロボット脚部)

    濱元伸也, 大谷拓也, 飯塚晃弘, 宮前俊介, 瓜生和寛, 八原昌亨, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   32nd  2014年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第6報:走行運動を目指した腰部関節の強度強化)

    宮前俊介, 大谷拓也, 飯塚晃弘, 濱元伸也, 八原昌亨, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   32nd  2014年

    J-GLOBAL

  • 笑い方策を利用した2足ヒューマノイドロボットによる人間の笑い誘発と心理状態への積極的な働きかけ

    岸竜弘, 岸竜弘, 遠藤信綱, 大谷拓也, COSENTINO Sarah, 野澤隆司, ZECCA Massimiliano, ZECCA Massimiliano, 橋本健二, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   31st  2013年

    J-GLOBAL

  • 人体運動シミュレータとしての2足ヒューマノイドロボットの開発(第17報:歩行中の視線安定を維持する頭部姿勢安定化モデル)

    KRYCZKA Przemyslaw, 南重松行紀, 大谷拓也, 橋本健二, 橋本健二, FALOTICO Egidio, LASCHI Cecilia, DARIO Paolo, BERTHOZ Alain, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   31st  2013年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第4報:骨盤回旋運動を利用した走行制御)

    大谷拓也, 大谷拓也, 飯塚晃弘, 八原昌亨, 瓜生和寛, 橋本健二, 橋本健二, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   31st  2013年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第3報:板ばねを用いた弾性可変機構を持つ回転関節脚)

    瓜生和寛, 大谷拓也, 八原昌亨, 飯塚晃弘, 濱元伸也, デステフ マチュー, 橋本健二, 橋本健二, 保原浩明, 阪口正律, 川上泰雄, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   31st  2013年

    J-GLOBAL

  • 漫画表現への特化により高い感情表出能力を有する2足ヒューマノイドロボット頭部の開発

    二木元, 岸竜弘, 遠藤信綱, TROVATO Gabriele, 大谷拓也, 飯塚晃弘, DESTEPHE Matthieu, 橋本健二, 橋本健二, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   31st  2013年

    J-GLOBAL

  • 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第1報:骨盤運動と脚弾性を活用した走行モデルの考案)

    大谷拓也, 八原昌亨, 瓜生和寛, 橋本健二, 阪口正律, 川上泰雄, LIM Hun-ok, 高西淳夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2013  2013年

    J-GLOBAL

  • 人体運動シミュレータとしての2足ヒューマノイドロボットの開発(第16報:水平面と前額面における人間の歩行運動が模擬可能な下腿機構)

    飯塚晃弘, 高本大己, 大谷拓也, 本橋弘光, KRYCZKA Przemyslaw, 遠藤信綱, 橋本健二, 高嶋孝倫, 林憲玉, 林憲玉, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   30th  2012年

    J-GLOBAL

  • ヒューマノイドのためのモジュール化された多機能小型モータコントローラの開発

    大谷拓也, KRYCZKA Przemyslaw, 遠藤信綱, 岸竜弘, 橋本健二, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   29th  2011年

    J-GLOBAL

  • 高い情動表出能力を有する2足ヒューマノイドロボット頭部の開発

    岸竜弘, 遠藤信綱, 大谷拓也, KRYCZKA Przemyslaw, 橋本健二, 中田圭, 高西淳夫, 高西淳夫

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   29th  2011年

    J-GLOBAL

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産業財産権

  • 動作計測装置および動作計測方法

    特許権

  • 遠隔操作システム

    大谷 拓也, 高西 淳夫

    特許権

  • 移動ロボット及び先端ツール

    特許第6593991号

    高西 淳夫, 橋本 健二, 瓜生 和寛, 寺町 知峰, 松澤 貴司, 小泉 文紀, 濱元 伸也, 大谷 拓也, 岸 竜弘, 田見 智宏, 山田 弘之, 塩谷 成敏, 木内 裕介, 藤島 泰郎

    特許権

    J-GLOBAL

  • 2足走行ロボットの移動制御システム

    6311153

    高西 淳夫, 川上 泰雄, 橋本 健二, 阪口 正律, 大谷 拓也, 飯塚 晃弘, 八原 昌亨, 瓜生 和寛, 宮前 俊介, 濱元 伸也

    特許権

受賞

  • 第9回 WASEDA e-Teaching Award Good Practice賞

    2021年03月   早稲田大学   メカトロニクスラボF  

    受賞者: 大谷 拓也 石井 裕之 岩田 浩康 亀崎 允啓 菅野 重樹 高西 淳夫 長濱 峻介 三浦 智

  • Best Student Paper Award, Romansy2020

    2020年09月   IFToMM   Investigation of Parallel Connection Circuit by Hydraulic Direct-Drive System for Biped Humanoid Robot Focusing on Human Running Motion  

    受賞者: Hideki Mizukami, Takuya Otani, Juri Shimizu, Kenji Hashimoto, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim, Atsuo Takanishi

  • 第30回日本ロボット学会研究奨励賞

    2015年09月   日本ロボット学会   骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第7報:着地時間推定を用いた連続跳躍の実現)  

    受賞者: 大谷拓也

  • Young Investigator Fund Best Paper Award

    2015年07月   日本IFToMM会議シンポジウム   骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第9報:人間の脚弾性を模擬した下半身ロボットによる矢状面における片脚走行の実現)  

    受賞者: 大谷拓也

  • Young Investigator Fund Best Paper Award Finalist

    2014年05月   日本IFToMM会議   骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第5報:人間の骨盤動揺と多関節脚の関節弾性を模擬した跳躍ロボット)  

    受賞者: 大谷拓也

  • SI2012優秀講演賞

    2012年12月   公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門   超小型無線慣性センサユニットWB-4の開発-2足ヒューマノイドロボットの脚部姿勢とたわみ量測定-  

    受賞者: 蒲旭, 本橋弘光, 大谷拓也, 瓜生和寛, 八原昌亨, クリチェカ・プシェミスワフ, リン・ゾウワ, ピーターセン・クラウス, 橋本健二, セッサ・サルバトーレ, ゼッカ・マッシミリアーノ, 高西淳夫

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 人型ロボットの身体内保存力学的エネルギー活用による高効率運搬・スポーツ動作の実現

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(S)

    研究期間:

    2021年07月
    -
    2026年03月
     

    高西 淳夫

  • 身体固定状態における没入型VRシステムの実現に関する基礎研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    中村 壮亮

  • 人型ロボットの身体内保存力学的エネルギー活用による高効率運動実現に関する研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    高西 淳夫

  • 操縦者の運動意図に忠実な人型ロボット全身安定操縦

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2023年03月
     

    大谷 拓也

  • 令和3年度 スズキ財団科学技術研究助成

    スズキ財団 

    研究期間:

    2022年02月
    -
    2023年02月
     

  • ロボットのマスタスレーブ操作における操作者とロボットの身体フィッティング最適化

    富士通株式会社  共同研究

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2022年03月
     

  • 関節の弾性・受動性を活用した投球動作が可能な人間型スポーツロボットの開発

    みずほ学術振興財団  第63回工学研究助成

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2022年03月
     

  • ロボット安定情報提示を伴う人型ロボット全身遠隔安定操作

    公益財団法人JKA  機械振興補助事業 研究補助

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2021年03月
     

    大谷拓也

  • 人間の運動時の足底力触覚提示装置の研究開発

    公益財団法人 電気通信普及財団  研究調査助成

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2021年03月
     

  • CFRP弾性要素を搭載した大出力ロボット弾性関節機構の開発

    公益財団法人 NSKメカトロニクス技術高度化財団  平成30年度研究助成

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2021年03月
     

  • 人間の運動時の角運動量補償メカニズムに基づく人間型ロボットの上半身運動制御手法

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    人間型ロボットの移動能力向上に向け,走行動作生成に関する研究が行われているが,未だ人間と同等の速度で安定して走ることができない.その原因として,既存研究の多くは脚の動きにのみ注目しており上半身は1つの質点として扱っている.一方,人間は体幹や腕の振りにより角運動量を発生させ,脚の動きにより生じる角運動量を相殺することで安定化を行っている.そこで本研究では,人間の運動時の角運動量補償メカニズムに基づく上半身運動制御手法を明らかにした.具体的な研究方法として,提案手法の具体化およびシミュレーションを用いた有効性検証を行い,提案手法を人間型ロボットに適用し運動時の安定性を評価した.脚の運動制御は既存研究にてさまざまに提案されており,これはそのまま用い,その脚の運動を行った際の角運動量を計算し,立脚中には上半身により同等の角運動量を発生させることで全身の角運動量が小さい状態を維持し,跳躍中には全身の角運動量が保存されることから,ロボットの腰部の回転を防ぐように上半身により角運動量を発生させる運動制御とした.動力学シミュレーションを用いて提案手法の有効性を検証した.シミュレーションにより,提案手法を用いない場合は跳躍中に腰部が大きく回転し着地に失敗してしまうが,提案手法を用いることで複数回の連続跳躍を行ってもその都度空中にて腰部姿勢を安定化させられることを確認した.開発した運動制御手法を,申請者が開発している人間型ロボットにて実行することで有効性を検証した.検証のために必要な作業として,確立した制御手法をロボットのプログラムへ組み込み,実験時のロボットの傾き計測に必要となる高精度姿勢センサをロボットへ搭載した.実際のロボットでは,上半身を用いることで安定性および跳躍力が向上できることを確認した

  • ヒューマノイドの全身協調による瞬発的な高出力運動の実現に関する研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2020年03月
     

  • 人の角運動量補償動作を元とした人型ロボットの安定走行手法の開発

    立石科学技術振興財団  研究助成(A)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2019年03月
     

  • 人間を模擬した歩行・走行運動が可能な2足ヒューマノイドロボットの開発

    日本学術振興会  特別研究員

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

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講演・口頭発表等

  • カーボンニュートラル実現に向けた農作業支援ロボット

    大谷拓也  [招待有り]

    早稲田大学 第7回次世代ロボット研究機構シンポジウム  

    発表年月: 2022年02月

  • 人間を模擬するヒューマノイドロボット開発

    大谷拓也  [招待有り]

    日本電子材料技術協会 協会セミナー「ロボティクスの最前線研究」  

    発表年月: 2021年09月

  • 「ロボットになりきる」ための遠隔操縦システム

    大谷拓也  [招待有り]

    JST新技術説明会  

    発表年月: 2021年06月

  • 人間の動作戦略に基づく人型ロボット動作生成

    大谷拓也  [招待有り]

    Robomech2020 ワークショップ 自律ロボットシステム開発に向けた MATLAB,Simulink 活用  

    発表年月: 2020年05月

特定課題研究

  • 人の角運動量補償動作に基づく人型ロボットの安定走行手法の開発

    2018年  

     概要を見る

     本研究では,ヒト走行時の上半身運動戦略をヒューマノイドにより検証することで明らかにすることを目的に,ヒト走行時の運動に基づき腕および遊脚を含めて角運動量を補償する制御アルゴリズムの開発を行った.また,跳躍中にのみ用いていた本手法を立脚中にも用いるよう拡張することで,走行中の全期間を通じて安定化を行う制御アルゴリズムとした.提案手法を動力学シミュレーションモデルに実装し有効性を検証したところ,新たな制御アルゴリズムを用いることで連続的な跳躍を継続できるようになることを確認し,跳躍中に外力を受ける状態でも転倒しないことを確認した.

  • 腕・体幹を用いた人間の安定動作に基づく人間型ロボットの安定性向上に関する研究

    2017年   高西淳夫

     概要を見る

    本研究では,ヒト走行時の上半身運動戦略をヒューマノイドにより検証することで明らかにすることを目的に,ヒト走行時の運動に基づき腕および遊脚を含めて角運動量を補償する制御アルゴリズムの開発を行った.また,跳躍中にのみ用いていた本手法を立脚中にも用いるよう拡張することで,走行中の全期間を通じて安定化を行う制御アルゴリズムとした.提案手法を動力学シミュレーションモデルに実装し有効性を検証したところ,これまでは1秒程度で転倒していたものが,新たな制御アルゴリズムを用いることで4秒間ほど連続的な跳躍を継続できるようになることを確認した.

  • 腕・体幹を用いた人間の安定メカニズムに基づく人間型ロボットの上半身制御手法構築

    2017年   高西淳夫

     概要を見る

    本研究では,ヒト走行時の上半身運動戦略をヒューマノイドにより検証することで明らかにすることを目的に,ヒト走行時の運動に基づき腕および遊脚を含めて角運動量を補償する制御アルゴリズムの開発を行った.また,跳躍中にのみ用いていた本手法を立脚中にも用いるよう拡張することで,走行中の全期間を通じて安定化を行う制御アルゴリズムとした.提案手法を動力学シミュレーションモデルに実装し有効性を検証したところ,これまではモデルが次第に傾いていき4秒程度で転倒していたものが,新たな制御アルゴリズムを用いることで連続的な跳躍を継続できるようになることを確認した.

  • ヒューマノイドを用いたヒト跳躍・走行時の上半身動作戦略の解明

    2016年  

     概要を見る

     本研究では,まずヒト走行時の運動に基づくヒューマノイドの上半身による角運動量制御アルゴリズムの開発を行った.ヒト走行時の運動計測データを解析し,跳躍中の脚動作により発生する角運動量を上半身動作が相殺していることから,動作時の脚の発生する角運動量を算出し,それを上半身により発生すべき角運動量の目標量として上半身の運動を決定する角運動量制御法を開発した.また,炭素繊維強化プラスチックやダブルモータ駆動の活用により,各部においてヒトと同等の質量・重心位置・慣性モーメントを有する上半身機構を開発した.全身ヒューマノイドにおいて提案手法が旋回方向での安定化に有効であることを確認した.

 

現在担当している科目

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担当経験のある科目(授業)

  • メカトロニクスラボA

    早稲田大学  

    2019年09月
    -
    継続中
     

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    この実習は、機械工学における専門知識の習得およびモデリング力/解析力の基盤の習得を目的とする。

    メカトロニクスラボFに引き続き、センサ信号処理、論理回路、知識情報処理などの実体験を通して、より高度なメカトロニクスシステムの設計論と情報処理の方法論を体得することを目標とする。
    主たる項目:
    (1)論理回路製作、(2)センサ、(3)マイクロコントローラのプログラミング、(4)周辺装置のインタフェイス、(5)制御システム工学、(6)センサ,アクチュエータ,マイコンを用いたシステムを製作.

  • メカトロニクスラボF

    早稲田大学  

    2019年04月
    -
    継続中
     

     概要を見る

    メカトロニクスとは、メカニクス(機械工学)とエレクトロニクス(電気工学)を組み合わせた和製造語である。ここ数年、電子工学やコンピュータの進歩は目覚ましく、メカトロニクスの分野で扱う領域もどんどん広がっている。メカトロニクスの知識や技術は、ロボット工学、自動車工学、家電機器などに応用されている。最小単位(モジュール)を設計し、それらを組み合わせ、まとめあげる―現実の課題を解決するために、メカトロニクスでは、こうした一連の作業を行う。そのため、エンジニアは複数の学問分野にまたがる学際的な基礎知識と現実的な解決方法を導くためのスキルを身につける必要がある。メカトロニクスの現場では、機械工学、電気工学、制御工学、コンピュータ工学から、それぞれの長所を取り入れた複数の原則に基づく手法をとっている。
    この授業では、メカトロニクスの専門的知識をもたない高校を卒業したばかりの総合機械工学科の1年生が、メカトロニクスのシステムを構成する基本モジュールについて理解できることを目的に行う。

  • プロジェクト・ベースド・ラーニングF

    早稲田大学  

    2018年09月
    -
    継続中
     

  • メカトロニクス

    早稲田大学  

    2020年09月
    -
    2021年03月
     

     概要を見る

    力学・電気・制御工学系科目で個々に学習した成果を「メカトロニクス」という形で統合を試みる.
    具体的には,センサ,アクチュエータおよびコントローラ(主に電子回路を設計論)の各要素を中心に理解を深める.

 

委員歴

  • 2021年10月
    -
    2022年06月

    日本バイオフィードバック学会  総会事務局長

  • 2019年07月
    -
    2019年09月

    日本ロボット学会  第37回学術講演会プログラム委員会

  • 2018年12月
    -
    2019年09月

    日本ロボット学会  第37回学術講演会 事務局長

  • 2018年03月
    -
     

    日本ロボット学会  会誌編集委員会

  • 2016年09月
     
     

    日本機械学会,日本生活支援工学会,ライフサポート学会  LIFE2016プログラム委員

社会貢献活動

  • きみとロボット ニンゲンッテ、ナンダ?

    日本科学未来館、朝日新聞社、テレビ朝日 

    2022年03月
    -
     

  • あ、ロボット見よっと。

    早稲田祭 

    2021年11月
    -
     

  • 映画「夏への扉 ―キミのいる未来へ―」

    2021年01月
    -
     

メディア報道

  • 「人間とロボットの現在地:変わりゆく人間の姿」

    インターネットメディア

    美術展ナビ  

    2022年06月

  • 日本科学未来館で「ロボット展」がスタート! トレンドは「こころ」に寄り添う癒やしロボット?

    インターネットメディア

    All About NEWS  

    2022年04月

  • 日本最大級ロボット展が開催中

    テレビ・ラジオ番組

    日本テレビ   シューイチ  

    2022年04月

  • REVIEW 特別展「きみとロボット ニンゲンッテ、ナンダ?」 日本科学未来館

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    M&C  

    2022年04月

  • 国内展覧会史上最大規模のロボット展! 2022年8月31日(水)まで日本科学未来館で開催! 特別展「きみとロボット ニンゲンッテ、ナンダ?」が開催!

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    キッズイベント  

    2022年03月

  • ロボットから見える体・心・命の意味 「きみロボ」展が伝えたいこと ロボットって何だろう?そもそも、人間とは。

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    withnews  

    2022年03月

  • ASIMOが卒業。90種類のロボが展示される「きみとロボット」展などが未来館で開催

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    PC Watch  

    2022年03月

  • 走り・おしゃべり、まるで人間 特別展「きみとロボット」

    新聞・雑誌

    執筆者: 本人以外  

    朝日新聞  

    2022年03月

  • 約130点のロボットが大集結 ― 日本科学未来館「きみとロボット ニンゲンッテ、ナンダ?」

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    インターネットミュージアム  

    2022年03月

  • 未踏をゆく、若き研究者たち

    新聞・雑誌

    執筆者: 本人以外  

    朝日新聞出版   早稲田理工 by AERA  

    p.7, 38  

    2020年02月

  • The best robot videos of the week, ICRA edition

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    IEEE SPECTRUM  

    2017年06月

  • ヒト模倣のスゴ技を新ヒューマノイドへ

    新聞・雑誌

    執筆者: 本人  

    Robocon Magazine No.91  

    PP. 34  

    2013年12月

  • Designing a More Human-Like Lower Leg for Biped Robots

    インターネットメディア

    執筆者: 本人以外  

    IEEE SPECTRUM  

    2013年05月

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