2026/03/10 更新

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オカダ　マサフミ
岡田　昌史
OKADA MASAFUMI
所属
工学院 教授
職名
教授
外部リンク

News & Media

学位

  • 博士(工学) （ 京都大学 ）

研究キーワード

  • ロボット工学，制御工学

  • ロボット工学

  • システム・制御理論

研究分野

  • 情報通信 / 知能ロボティクス

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス

学歴

  • 京都大学   工学研究科   応用システム科学専攻

    - 1996年

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    国名： 日本国

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  • 京都大学   工学部   精密工学科

    - 1992年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京工業大学   大学院理工学研究科   助教授

    2004年4月 - 2015年11月

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  • 東京大学   大学院情報理工学系研究科   講師

    2001年 - 2004年

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  • 東京大学   大学院工学系研究科   講師

    2000年 - 2001年

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  • 東京大学   大学院工学系研究科   リサーチアソシエイト

    1997年 - 2000年

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所属学協会

論文

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書籍等出版物

  • システム制御の基礎と応用 －メカトロニクス系制御のために－

    数理工学社  2007年 

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  • Human frendly computing robotics

    Ohmsha  2004年 

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  • JSMEテキストシリーズ「演習制御工学」

    日本機械学会  2004年 

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  • 人と共存するコンピュータ・ロボット学

    オーム社  2004年 

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  • JSME Textbook Series Problems in Control Engineering

    Japan society of mechanical engineering  2004年 

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MISC

  • 人の落下を対象とするエネルギー蓄積型衝撃吸収床の開発

    岡田昌史, 木原 遼, 高田 敦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A2-K10   2025年6月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 傾斜地形での掘削距離と深さの変更による目標量自律掘削

    安部川陽多, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A1-A02   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 投擲ロボットの手先スナップを設計変数としたパワーに基づく運動最適化

    小川康輔, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A2-I10   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • ロボットの精密制御を実現する手先位置計測のための受動計測リンク設計とセンサフュージョン

    佐藤杜斗, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A2-F09   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • スクリュー理論に基づく一般 1 自由度 7 回転関節閉ループ機構の設計

    高田 敦, Megzer ITGEL, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   2A1-H01   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 操縦者の意図推定/主導権譲渡による半自律掘削支援インタフェース

    高田 敦, 大場 航, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   2A2-T07   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 大域的安定アトラクタの軌道補間に基づく連続領域の半自律掘削

    李 熙参, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A1-A09   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • トーラス空間を含む多次元多重らせんアトラクタによる半自律掘削

    REN YEQIANG, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A1-A11   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 感度に基づくデータの外れ値検定・除去とロボットのパラメータ同定への応用

    後藤駿樹, 高田 敦, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2025 (Robomec2025)   1A1-K0   2025年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 感度解析に基づく動的制御系のためのロボットのパラメータ同定と制御

    佐藤杜斗, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2P1-L01   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 立ち上がり補助ロボットのための人運動のモデル化とパラメタライゼーション

    武松瑞貴, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   1P1-E07   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 実世界情報を提示する次元の異なるリーダ・フォロワ半自律掘削制御

    大場 航, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2A1-B08   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 感度に基づく機構設計と制御の準最適化

    小川康輔, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2A1-K0   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 撃力非伝達のための特異姿勢と力学的エネルギー交換に基づく衝撃吸収床の開発

    木原 遼, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2P2-O10   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • ロボットの周期運動におけるモデル化されない動特性の構造同定と制御系設計

    岡田昌史, 窪田晃稀

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2A1-N09   2024年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 大域的安定なアトラクタを用いた半自律掘削の速度調整制御

    李 熙参, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2A2-C02   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 半自律制御における連続掘削のための多重らせんアトラクタの設計

    塩田和陽, 岡本 裕, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2024 (Robomec2024)   2P1-B09   2024年5月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • エネルギー効率向上のための目標掘削量を実現する自律制御系の実験検証

    岡本 裕, 岡田昌史

    第41回日本ロボット学会学術講演会   3G4-05   2023年9月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 操作力のスペクトル解析とメンバーシップ関数を用いた半自律掘削のオンライン軌道変形

    岩野航平, 岡田昌史

    第41回日本ロボット学会学術講演会   3F3-0   2023年9月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 通信のむだ時間を考慮したモデル予測制御による半自律掘削のリーダフォロワ同期制御

    森本虹太, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   2A2-D18   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • アトラクタを用いた半自律掘削における人操作力のスペクトル解析に基づくオンライン軌道変形

    岩野航平, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   1A1-D13   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 半自律掘削制御系における次元の異なるリーダ・フォロワバイラテラル制御系の設計

    大場 航, 岩野航平, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   1A2-B07   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 人の力学モデルに基づく動く手すりの軌道最適化と制御

    岡田昌史, 于 歌

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   1P1-D21   2023年6月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 周期運動におけるモデル化されない動特性の構造同定

    窪田晃稀, 渡邊和喜, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   2A1-D17   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 特異姿勢と力学的エネルギー交換による衝撃吸収床機構の最適設計

    木原 遼, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   2A1-I19   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • パラメータ誤差に対するロバスト制御性能向上のための状態フィードバック設計

    渡邊和喜, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023 (Robomec2023)   2A2-D17   2023年6月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

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  • 力学系を用いた時系列データの空間的・時間的圧縮とロボットの運動創発への応用

    岡田昌史

    システム/制御/情報   54 ( 1 )   22 - 27   2010年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：システム制御情報学会  

    DOI： 10.11509/isciesci.54.1_22

    CiNii Books

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  • 力学系を用いた時系列データの空間的・時間的圧縮とロボットの運動創発への応用

    岡田昌史

    システム/制御/情報   54 ( 1 )   22 - 27   2010年

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）   出版者・発行元：システム制御情報学会  

    DOI： 10.11509/isciesci.54.1_22

    CiNii Books

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  • Devlopment of CoarseFine Hybrid Positioner for Active Forceps

    2004 JSME conference on robotics and mechatoronics   2P1-H-66   2004年

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  • Design of the Wire Driven Ankle Mechanism with High Backdrivability

    2004 JSME conference on robotics and mechatoronics   2P2-L1-12   2004年

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  • Autonomous motion generation and control based on the attractor in the state space of the humanoid robots

    2004 JSME conference on robotics and mechatoronics   1P1-L1-18   2004年

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  • 二重球面肩関節を持つヒューマノイドロボット

    山本裕介, 中野道樹, 岡田昌史, 中村仁彦

    第21回日本ロボット学会学術講演会予稿集   1L27   2004年

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  • 力学的情報処理における自己組織的シンボル獲得と運動生成

    中村大介, 岡田昌史, 中村仁彦

    第18回人工知能学会全国大会(JSAI2004)   2B2-02   2004年

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  • 能動鉗子のための粗動・細動ハイブリッドポジショナの開発

    山本江, 岡田昌史, 中村仁彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04   2P1-H-66   2004年

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  • ワイヤを用いたバックドライバブルな足首駆動機構の設計

    中野道樹, 岡田昌史, 中村仁彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04   2P2-L1-12   2004年

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  • ヒューマノイドロボットの状態空間におけるアトラクタ設計と自律運動の生成・制御

    大里健太, 岡田昌史, 中村仁彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04   1P1-L1-18   2004年

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  • パッシブポジショナと小型能動機構からなる外科手術ロボットシステム

    村井昭彦, 岡田昌史, 中村仁彦

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   20th   2L16   2002年10月

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    記述言語：日本語  

    J-GLOBAL

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講演・口頭発表等

  • Motion Emergence of Humanoid Robots by an Attractor Design of a Nonlinear Dynamics

    2005年 

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  • Attractor Design of Nonlinear Dynamics based on Energy Distance in State Space

    2005年 

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  • Design of the Continuous Symbol Space for the Intelligent Robots using the Dynamics-based Information Processing System

    2004年 

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  • Self-Organizing Symbol Acquisition and Motion Generation Based on Dynamics-based Information Processing System

    2004年 

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  • Design of the Continuous Symbol Space for the Intelligent Robots using the Dynamics-based Information Processing System

    2004年 

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  • 環境との力学的相互作用のための足部蹴りだし機構の開発

    2005年 

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  • 二足歩行ロボットのための重心補正機能を有する二重球面股関節の設計

    2005年 

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  • 状態空間のエネルギー距離に基づく力学系のアトラクタ設計法

    2005年 

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  • Motion Emergence of Humanoid Robots by an Attractor Design of a Nonlinear Dynamics

    2005年 

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  • 軌道アトラクタに基づく身体・運動記号の設計とその物理的意味表現

    第25回 日本ロボット学会学術講演会  2007年 

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  • 構造的特異性を利用した受動可変剛性を持つトルク伝達機構

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07  2007年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor

    IEEE International Conference on Robotics and Automation  2007年 

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  • Redundancy Utilization of Hyper Redundant Robots Based on Movability and Assistability

    IEEE/RSJ 2007 International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2007)  2007年 

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  • Design and Embodiment of Body/Motion Symbol based on Orbit Attractor Design

    2007年 

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  • Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor

    IEEE International Conference on Robotics and Automation  2007年 

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  • 弾性冗長閉ループロボットの剛性分布制御

    日本機械学会2008年度年次大会  2008年 

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  • 群の連続体モデルに基づく混雑緩和のためのアメニティ設計

    第26回日本ロボット学会学術講演会  2008年 

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  • 軌道アトラクタに基づくコントローラの身体・運動要素への分解と組み合わせによる設計

    第26回日本ロボット学会学術講演会  2008年 

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  • 弾性要素を有する超多自由度閉ループロボットの柔軟性制御

    第26回日本ロボット学会学術講演会  2008年 

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  • Attractor Design of Nonlinear Dynamics based on Energy Distance in State Space

    2005年 

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  • Similarity Evaluation Of Motion Based On Orbit Attractor

    Proc. of 13th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2009)  2009年 

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  • Amenity Design for Congestion Reduction based on Continuum Model of Swarm

    Proc. of 13th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2009)  2009年 

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  • Nonlinear State Space Mapping That Uniforms Motion Dynamics and Controller Desigin based on Analogy

    2009年 

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  • Pseudo-Reference for Motion Segmentation based on Orbit Attractor

    2009年 

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  • Personal Distribution for Evacuation Guidance by the Optimization of Vector Field

    2009年 

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  • Amenity Design for Congestion Reduction and Its Application to the Mobile Robot

    2009年 

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  • Design of Nonlinearity of Passive Stiffness using Closed Kinematic Chain for Impact Absoption

    Proc. of JSME International Conference on Motion and Power Transmissions(MPT2009)  2009年 

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  • Controller Decomposition and Combination Design of Body/Motion Elements based on Orbit Attractor

    Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'09)  2009年 

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  • Controller Decomposition and Combination Design of Body/Motion Elements based on Orbit Attractor

    Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'09)  2009年 

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  • 人の交差流の連続体モデルとその制御

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Modeling and Control of Crossing Swarm Behavior Based on Continuum Model

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Optimization of Personal Distribution for Evacuation Guidance and Its Application for Swarm Robot

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Pseudo-reference for Motion Transfer based on Autonomous Control System with an Orbit Attractor

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 避難誘導のための人員配置最適化と群ロボットへの応用

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 軌道アトラクタを用いた自律制御系に基づく運動伝達のための擬似目標値

    2010年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • ヒューマノイドロボット設計における重量軽減化を目的としたアクチュエータ数の低減化

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity and Its application for Four-legged Robot

    Seventeenth CISM-IFToMM Symposium (Romansy17)  2008年 

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  • 場の重ね合わせと状態空間写像に基づくロボットの運動創発

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 機構的優位性を持つヒューマノイドの身体進化

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 非線形ばね機構を用いた四脚ロボットの運動制御 ― 構造的特異性による硬さと柔らかさの両立 ―

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Torque Transmission Mechanism with Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity

    IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'08)  2008年 

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  • Stiffness Distribution Control of Elastic Redundant Parallel Robot

    Mechanical Engineering Conference, 2008 Japan  2008年 

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  • Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity and Its application for Four-legged Robot

    Seventeenth CISM-IFToMM Symposium (Romansy17)  2008年 

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  • Torque Transmission Mechanism with Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity

    IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'08)  2008年 

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  • Similarity Evaluation Of Motion Based On Orbit Attractor

    Proc. of 13th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2009)  2009年 

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  • Amenity Design for Congestion Reduction based on Continuum Model of Swarm

    Proc. of 13th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2009)  2009年 

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  • 運動特性を保存した非線形状態空間写像とアナロジーに基づくコントローラ設計

    日本機械学会 機械力学・計測制御部門 Dynamics and Design Conference 2009  2009年 

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  • 軌道アトラクタに基づく運動の分節化のための仮想目標値

    第27回日本ロボット学会学術講演会  2009年 

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  • 場の最適化による避難誘導のための人員配置

    第27回日本ロボット学会学術講演会  2009年 

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  • 混雑緩和のためのアメニティ設計と移動ロボットへの応用

    第27回日本ロボット学会学術講演会  2009年 

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  • 閉リンク系を用いた非線形剛性のための機構総合と衝撃吸収への応用

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 運動の力学的意味を考慮したコントローラの身体・運動要素への分解と運動の類似性評価

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 機構的優位性によるヒューマノイドロボットのモデル化と運動制御の容易化

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 自律移動型群ロボットの開発と場に基づく制御

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Design of Nonlinearity of Passive Stiffness using Closed Kinematic Chain for Impact Absoption

    Proc. of JSME International Conference on Motion and Power Transmissions(MPT2009)  2009年 

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  • Robot Motion Emergence by Orbit Attractor Design for Tapping Dance Robot Control - Experimental Evaluation with Drastic Change of Dynamics Property -

    Proc. of The 10th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2006)  2006年 

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  • Redundancy Utilization of Hyper Redundant Robots Based on Movability and Assistability

    IEEE/RSJ 2007 International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2007)  2007年 

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  • Robot Motion Emergence by Orbit Attractor Design for Tapping Dance Robot Control - Experimental Evaluation with Drastic Change of Dynamics Property -

    Proc. of The 10th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2006)  2006年 

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  • 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御とコミュニケーションの表現

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06  2006年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 棒渡り式平面移動ロボットの運動制御

    日本設計工学会平成18年度春季大会研究発表講演会  2006年 

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  • 水熱合成法によるマイクロ繊毛アクチュエータの圧電薄膜の形成

    第12回日本IFToMM会議シンポジウム  2006年 

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  • 軌道アトラクタ設計によるロボットの運動創発とタップダンスロボットの制御 - 力学特性の大きな変化を伴う運動への適用 -

    第12回日本IFToMM会議シンポジウム  2006年 

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  • 軌道アトラクタによるロボットの運動記号と身体記号の設計

    第24回日本ロボット学会学術講演会  2006年 

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  • 超多自由度ロボットの自由度の有効使用の評価と運動制御への適用

    日本機械学会2006年度年次大会  2006年 

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  • 平面棒渡り移動ロボットの軌道生成

    日本機械学会2006年度年次大会  2006年 

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  • Self-Organizing Symbol Acquisition and Motion Generation Based on Dynamics-based Information Processing System

    2004年 

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Works（作品等）

  • 生物的適応性を応用したロボットの長期的進化と短期的学習のダイナミクス表現の開発

    2006年 - 2007年

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    作品分類：芸術活動  

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受賞

  • 第5回 優秀研究・技術賞(2024)

    2024年9月   日本ロボット学会   エネルギー効率向上のための目標掘削量を実現する自律制御系の実験検証

    岡本 裕,岡田昌史

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  • ロボティクス・メカトロニクス部門一般表彰 ROBOMECH表彰(学術研究分野)

    2023年6月   日本機械学会   半自律系における類似タスク区別のための非線形力学系次元拡張

    岩野航平, 岡田昌史

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  • ロボティクス・メカトロニクス部門一般表彰 ROBOMECH表彰(学術研究分野)

    2022年6月   日本機械学会   制御系に低感度な最小動力学パラメータの確率的同定

    渡邊和喜, 舛屋 賢, 岡田昌史

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  • 日本機械学会ロボメカ部門 部門優秀論文表彰

    2021年6月   日本機械学会   人の操作モデルと拡張カルマンフィルタによる状態推定を用いた掘削の半自律制御

    岡田昌史,岡本裕,舛屋賢

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  • 日本機械学会賞(論文)

    2017年4月   日本機械学会   非線形状態空間写像を用いた力学的整合を持つ運動変換

    岡田昌史, 宮嵜哲郎

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  • 優秀論文賞

    2013年3月   第18回 ロボティクスシンポジア   身体パラメータに合わせた胸骨圧迫の運動最適化

    萱島 駿, 岡田昌史

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  • 手島精一記念研究賞 藤野志郎賞

    2013年2月   財団法人 手島工業教育資金団   人と環境の力学的調和に基づくアメニティ空間のデザイン

    岡田昌史

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  • 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2008年   情報と機構の非線形性が現象として実在化する巧な運動の研究

    岡田昌史

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    受賞国：日本国

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  • 日本ロボット学会論文賞

    2004年   日本ロボット学会   高速度カメラを用いた心拍動同期とそれを用いた心臓外科手術支援ロボットシステム

    中村 仁彦, 岸 宏亮, 岡田 昌史

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    受賞国：日本国

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  • Finalist, Best Conference Paper Award

    2002年   IEEE International Conference on Robotics and Automation   Polynomial Design of the Nonlinear Dynamics for the Brain-like Information Processing of Whole Body Motion

    Masafumi OKADA, Koji TATANI and Yoshihiko NAKAMURA

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ベクトル場に基づいた人と機械の協調制御系の設計

    研究課題/領域番号：23K20922  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岡田 昌史

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    配分額：17030000円 （ 直接経費：13100000円 、 間接経費：3930000円 ）

    (1) 人の運動訓練支援装置の設計(立ち上がりの補助)：2022年度の成果を発展させ，障がいの部位の違いによる手を引く動作を求めた．評価関数を関節のパワー，トルク，角速度で表し，障がいの部位に大きな重みを設定することで，それぞれ障がいの部位が異なる運動を求めた．また，重みをひとつのパラメータで表し，運動を時間とパラメータの多次元空間における面で関数近似し，人の姿勢，手先の力を観測して手を引くロボットの軌道を変化させる制御アルゴリズムを提案した．
    (2) 道具の準最適化：ホッピング運動を対象とし，人の上下移動量，移動速度，発生力を評価関数とし，離陸するまでの時間とホッピングの剛性を設計パラメータとして評価関数を最小化する運動を求めた．これは，疲労しないよう複雑な力制御を必要とすることから熟練者向きの運動に相当する．一方，これに人が動き出すタイミングのずれを考慮し，これが大きくても所望のホッピング高さが維持し続けられるよう，離陸するまでの時間とホッピングの剛性の最適化を行った．これは，初心者用の運動に相当する．これらを比較し，初心者用は大きな力を短時間で入力する運動となり，ホッピングの剛性も大きくなる結果を得た．すなわち，大きな力を必要とするが，力の時間変化は単純であり，高い技術は必要としない結果と言える．さらに，ホッピングロボットを試作し，初心者用のホッピング(剛性)，動作を用いることで，人の動作のタイミング誤差があるにも関わらずホッピング高さの変化が小さいことを示した．
    (3) 環境との接触における衝撃緩和機構の開発：体重60kgの人が30cmの高さから落下すると設定し，強度計算により衝撃緩和機構の試作を行った．これは，高齢者などがベッドから落下した際に，床で衝撃を吸収することを想定している．2回の試作を通して，人が飛び乗っても衝撃を感じないよう動作する機構が設計できた．

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  • ベクトル場に基づいた人と機械の協調制御系の設計

    研究課題/領域番号：21H01283  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岡田 昌史

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    配分額：17030000円 （ 直接経費：13100000円 、 間接経費：3930000円 ）

    (a) 領域アトラクタの設計と手押しカートへの応用：推進力を人が，舵取りを機械が行う手押しカートの人間機械協調系の設計手法を発展させ，コントローラの次元を仮想的に拡張し，人の操作によって障害物を回避可能な領域アトラクタの設計を行い，実験によって有効性を検証した．また，カートのデッドロックを避けるために，前進・後退の両方において目標軌道に収束するアトラクタの設計手法を提案し，実験によって有効性を検証した．
    (b)-(1) 人の運動訓練支援装置の設計(車椅子の開発)：漕ぎやすい車椅子の開発を目指し，人の力学モデルに基づいて，引く力によって推進力を発生する機構の設計を行った．モーションキャプチャデータから人が動力を発生する力学モデルを導出し，これに基づいた車椅子の構造最適化を行った．具体的には，人の腕の幾何モデルから主に使用している関節を運動中の動力の重み最適化によって求め，機構パラメータの最適化を行った．
    (b)-(2) 人の運動訓練支援装置の設計(立ち上がりの補助装置)： Assist as neededのコンセプトに基づき，立ち上がりを補助する「動く手すり」の軌道最適化を行った．人の立ち上がり動作のモーションキャプチャデータから，これに手先を引く動く手すりを想定し，はたらく力に基づいて人の全身の動力を最小化するための軌道・速度を導出した．
    (c) 環境との接触における衝撃緩和機構の開発：人と機械が空間を共有する際には必ず衝突が起こり，安全性のためにこれを緩和する必要がある．そこで，これまでに開発したパッシブな運動量交換型衝撃ダンパの機構最適化を行い，衝突時に力(加速度)伝達を極めて小さくする機構を開発した．この機構は特異性を利用して衝突における撃力を伝達しないこと，衝突時の運動量を機構に搭載したおもりに移動させ，力を緩和させるものである．また，試作機を設計し実験によって有効性を検証した．

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  • 運動の誤差感度解析に基づく投擲の最適化と教示

    研究課題/領域番号：16K01654  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    岡田 昌史, 土方 亘, 舛屋 賢, 田中 尚義, 小林 亮, 大庭 翔太, 岡本 裕, 山中 悠太, 中塚 大輝, 尤 亜倫

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    本研究では，感度解析結果に基づいて誤差の影響の小さい運動を設計し，これを投擲に応用して命中率の高い投げ方を求めるとともに，投擲ロボットを用いた実験により検証を行った．また，得られた運動を人に適切に提示・誘導することを目的として，自律制御系をベースとした制御系において人と機械の役割分担を行い，人が楽に運動を実現するよう誘導する人間－機械協調系の設計を行った．

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  • 子どもが行う普通救急救命のための胸骨圧迫最適化

    研究課題/領域番号：25540116  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    岡田 昌史

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    配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

    胸骨圧迫は救急救命の中でも最も重要な行為である．しかし，胸骨圧迫には大きな力を必要とするため，長時間運動を続けるためにエネルギー消費の小さな適切な運動をする必要があるが，適切な運動は訓練者の身長，体重に大きく依存し，体格に合った運動を求める必要がある．本研究では，運動学，動力学の観点から胸骨圧迫を体格に合わせて最適化する手法を提案した．擬似微分と零位相フィルタによって信号の速度，加速度を求める手法を提案し，トルク最小化問題を関節角度の最適化問題に帰着させた．また，小学生の胸骨圧迫を対象として，運動の最適化と同時に背負う重りの最適化も行い，心拍数の計測によりその有効性を示した．

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  • 個体行動の要素化モデル構築と群のマクロな動的挙動および制御

    2007年 - 2013年

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    資金種別：競争的資金

    本研究では，場の制御によって群ロボットの制御を行う．

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  • Mutual Progression of Robot Body and Intelligence from Dynamics Point of View

    2006年 - 2008年

    Grant-in-Aid for Scientific Research 

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    資金種別：競争的資金

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  • 力学的観点に立ったロボットの身体と知能の相互発達と運動の創発

    2006年 - 2008年

    科学研究費補助金 

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    資金種別：競争的資金

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  • Joint Design of symbol space and motion space via dynamics-based information processing system

    2004年 - 2005年

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    資金種別：競争的資金

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  • 力学的情報処理による記号空間と運動空間の結合設計

    2004年 - 2005年

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    資金種別：競争的資金

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  • 知能の力学的情報処理モデルの展開

    研究課題/領域番号：15100002  2003年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    中村 仁彦, 山根 克, 杉原 知道, 岡田 昌史, 関口 暁宣, 大武 美保子

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    配分額：122070000円 （ 直接経費：93900000円 、 間接経費：28170000円 ）

    1.力学的情報処理理論
    力学敵情報処理を行うメカニズムの設計法として,多項式および物理的力学系を用いた手法を確立した.また,力学系の可塑性パラメータを導入し,その可塑性に基づく学習と発達のモデルを構築するとともに,力学的引き込み現象としてのコミュニケーションモデルを実現した.
    2.ミラーニューロンの数学モデル
    隠れマルコフモデル(HMM)を用いたミラーニューロン数学モデルとその計算法を確立し,HMMの多重階層化による行為の抽象化を実現した.また,常識データベースをもつ言語解析システムと多重階層化ミラーニューロンモデルとの結合を行った.
    3.ヒューマノイドロボットによる行為の受容と生成の実験
    従外力運動をするヒューマノイドロボットの試作を行い,人間動作計測に基づいて動作パターンを獲得して制御系を設計する手法を開発した.また,ヒューマノイドロボットと力学情報処理および言語解析システム,行動受容生成システムの結合実験を行った.
    4.人間の筋・骨格詳細モデルによる大規模センサリ・モータ系のシミュレーション
    モーションキャプチャデータに基づく筋張力の推定と動力学シミュレーションを行う手法を開発した.また,人間詳細モデルの動力学計算の並列計算による高速化を実現した.大規模センサリ・モータ系としてのヒューマンキデルシミュレータを開発し,力学的情報処理モデルとの結合を実現した.

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  • 力学的情報処理の階層化に基づく知能ロボットのリアルタイムカーネルの構築

    研究課題/領域番号：15017219  2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    岡田 昌史, 中村 仁彦

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    配分額：5400000円 （ 直接経費：5400000円 ）

    これまで,ロボットの行動決定のための情報処理系はオートマトンやモジュールのネットワークとして記述される離散事象システムとして表現されてきた.ここでは,各ノードやモジュールが個々の処理を行い,せいぜいこれらの組み合わせの数の情報処理しか実現できない.これはフレーム問題として,実世界に対応した情報処理系の実現に向けた大きな問題となっている.これに対し,生体内における力学現象から力学系と知能の密接な関係が注目されるようになり,力学系を用いた情報処理系の設計が行われるようになってきた.本研究では,力学的情報処理系を基礎として,これを扱う記号空間の構成法を以下の二つの手法によって示す.
    (1)関数空間の設計による記号空間の設計
    運動を決定する運動空間のベクトル場を定める上層の空間が存在し,この中の点が力学系に従って移動することにより,運動空間でのベクトル場が連続的に変わり,ロボットの運動の生成と遷移を実現をする.1つの運動を記号空間での1点として表現し,これが時空間的に連続に動くことでロボットの運動を定める構造となっている.
    (2)自己組織的にシンボルを獲得する空間の設計
    自己組織化マップを用いることで,力学系を連続的に配置する機構を設計する.従来の自己組織化マップでは時系列信号を陽に扱うことは困難であったため,ここではDBSOM(Dynamics-based Self Organizing MaP)を開発し,運動の記憶と再生を可能とする記号空間を設計する.

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  • 手術室環境を占有しない手術支援小型マスタースレーブロボットシステムの開発

    研究課題/領域番号：14655097  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    岡田 昌史, 中村 仁彦

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    配分額：2800000円 （ 直接経費：2800000円 ）

    我々はこれまでに能動鉗子を用いたマスタスレーブ型小型手術ロボットシステムを開発した.このシステムは手術空間を占有しないことを目的とし,能動鉗子,マニピュレータを小型化し,駆動系を含めて腹壁近くに配置するシステムとなっている.これらは多自由度ポジショナによって支持され,手術に適した位置と姿勢で固定される.ポジショナは4つの球面ジョイントを持つ多関節アームで,静止時は機械的にロックされ,位置決めを行う際には圧縮空気の注入によりロックがはずされフリーになる.これらのパッシブな機構により,ロボットの位置決めを自由に行い,機械的ロックによって固定することが迅速なセッティング,安全性といった観点から必要であろう.また,手術時のロボットのセッティングにおいて,鉗子をトロカールに通して体腔内に挿入する際,組織を傷つけないよう注意しながらトロカール中心軸方向に鉗子を挿入しなければならない.この動きには鉗子を術部に正確に近づけること,内視鏡を適確に術部に向けること,鉗子や内視鏡の挿入のための大きな動きを迅速に行うことが要求される.しかし,現在用いているポジショナを使って鉗子を挿入する場合,可動範囲の狭さ,自由度の制約,鉗子軸方向に生じる振れから挿入時に臓器を傷つける可能性があること,細かな位置決めが容易でないことといった問題点を有している.このことから,能動鉗子のためのトロカール中心軸方向1自由度の位置決め機構が必要であろう.さらに,操作性に注目した場合,鉗子挿入の際は大きく動き,腹腔内では鉗子先端の微調整ができる機構が適している.したがって,このような能動鉗子のための1自由度位置決め機構としては粗動・細動の切り替えが簡単に出来ることが望ましい.本研究では,アクチュエータを用いずに粗動・細動の切り替えが可能なハイブリッドポジショナを開発し,それを用いて能動鉗子の位置決めをすることで手術時の初期配置における時間の短縮と安全性の向上を目指す.

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  • ミラーニューロンの計算モデルに基づく行動と言語の相互発達の情報処理

    研究課題/領域番号：14019024  2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    岡田 昌史, 中村 仁彦

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    配分額：3100000円 （ 直接経費：3100000円 ）

    近年,見まねによるヒューマノイドの行動獲得手法に関する研究が注目されている.しかしながら従来研究では,行動の時系列データを単純に座標変換するだけであったり,教示者からの見本行動が失われると行動が生成できないものが多く存在した.この問題への対処として,本研究ではサルやヒトの脳において発見されたミラーニューロンの働きに注目する.ミラーニューロンは他者の行動の理解と自己の行動の生成の双方において発火するニューロン群であり,言語野と非常に近い部位に存在していることから,行動の模倣とシンボル生成との間を強く結び付ける器官であり,この存在がヒトの高次知能の元となるシンボル操作能力を生み出したとする仮説が注目されている.本研究では隠れマルコフモデルと力学的情報処理系を用いてミラーニューロンを工学的にモデル化し,言語発達の問題と行動発達の問題を統一的な工学モデルで実現することを目的としている.
    隠れマルコフモデルを用いるアプローチでは,連続型隠れマルコフモデルによって,行動の表現に使用される基本的な行動要素と,シンボル操作を実現するための基本要素となる原始シンボルの双方を同時に獲得する手法を提案し,ヒューマノイドロボットにおいてその有効性を確認した.
    また,力学的情報処理系のアプローチでは,シンボルの概念を力学系のアトラクタとして実装する設計論を展開し,それをベースとして複数の力学系アトラクタ間を遷移する上位の力学系の設計法を提案した.この階層的な力学系を用いることによって,内部状態であるシンボルを力学的に遷移することによるヒューマノイドロボットの行動生成を実現した.

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  • ヒューマノイド・ロボットの周波数ハイブリッドコンプライアンスの設計に関する研究

    研究課題/領域番号：13650246  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    中村 仁彦, 岡田 昌史

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    配分額：3300000円 （ 直接経費：3300000円 ）

    人間と空間を共有するヒューマノイド・ロボットが安全性・作業性能の向上のために柔らかさを持つことが必要とされている.しかし,どのような状況で,あるいはタスクに対してどの程度の柔らかさが要求されるのかという評価基準は明確にされていない.本研究ではまず,コンプライアンスの概念を周波数領域に拡張したダイナミックコンプライアンスによって,タスク・安全性に必要な特性を表現した.次に,希望のコンプライアンス特性をメカニカルなコンプライアンス(パッシブ)とフィードバックによるコンプライアンス(アクティブ)の2つで実現した.特に後者では周波数領域での補償器設計法であるロバスト制御則を用い,パッシブとアクティブの両方の利点を生かしたハイブリッドコンプライアンスを実現する.これにより,タスクや安全性とコンプライアンス特性の関係が明確化され,されにこの特性を実現する体系的な手法を確立することで,コンプライアンス制御の新たな指針だけでなく,ヒューマノイド・ロボットに柔らかさを導入する有効性が示されることによって新たな機構設計の展開をもたらす.一方,コンプライアンスを有効に利用することはロボットの運動性能の向上につながる.具体的には柔らかなリンクにポテンシャルエネルギを蓄え,これを一気に放出することでモータだけでは出力できないパワーを瞬間的に得ることができる.本研究では,コンプライアンス制御の応用として,エネルギの蓄積と放出の制御を行うことにより得られる新たな性能を力学的技量と呼び,これがロボットの力学特性に依存した能力を発揮することを示した.また,この設計論を上半身型のヒューマノイド・ロボットに応用し,素振り動作に置いて大きな速度を得るための軌道計画方を提案した.

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  • 大規模構造可変リンク系のO(N)順動力学計算法の開発とそのCG製作への応用

    研究課題/領域番号：13555062  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中村 仁彦, 今川 洋尚, 野地 朱真, 岡田 昌史

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    配分額：12600000円 （ 直接経費：12600000円 ）

    本研究の成果は以下の4点でまとめられる.
    ・複数のヒューマンフィギュアなど大規模な構造可変リンク系に適用可能な高速順動力学計算法を開発した.この計算法を用いるとN個のリンクからなる系の動力学シミュレーションに必要な計算量がO(N)となり,さらにO(N)個のプロセスで並列計算を行うことにより計算時間をO(logN)に短縮することができる.これは現在提案されている最も高速な順動力学計算法と同じ計算複雑性であるのに加え,構造可変リンク系に適用可能であるという特徴を持つ.これにより,接触を含む複雑な運動を実時間の数倍程度の時間でシミュレートすることができる.
    ・逆運動学計算を用いて,数個のリンクの位置を指定するだけで全身のポーズを決定することのできる計算法を開発し,CGアニメーション生成に応用した.従来のCGアプリケーションと比べて容易に自然なアニメーションを生成することができ,作業効率が大幅に向上することが示された.
    ・上記動力学計算法と逆運動学計算のインタフェースを応用して,力学的整合性を満たすヒューマンフィギュアの運動生成を行う方法を開発した.これにより,簡単なインタフェースで力学的なバランスなどを考慮した運動を自動的に生成できるようになった.
    ・力学計算を用いたゲームなどのアプリケーションに必要なインタフェースを考案した.力学シミュレーションを用いることにより,サーカス,アクロバットなどモーションキャプチャの難しい運動も扱えることを実証した.

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