ACSRG (制御システム研究室)
Advanced Control Systems
Research Group
研究室紹介ビデオ:
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制御システム研究室では,システム制御理論,最適化理論,信号処理,非線形時系列解析,多変数量解析,学習理論などを基礎とした数理的アプローチにより,動物や生物の行動を含む様々なシステムを対象として,そのモデリングや解析,制御系デザインやシステム実現の理論および技術を幅広く研究しています.
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News (2023年)
B4の近藤優一君が,情報科学類の「心青会賞」を受賞しました.また,本同じくB4の田剛己君が,情報メディア創成学類の「学類長表彰」を受賞しました.いずれも,卒業研究が高く評価されたものです.
M1の石附透真君が国際会議:The XXVⅢ International Bioacoustics Congress(2023/20/27-10/31)において「Analysis of frog call synchronization through playback experiments using frog robots」のタイトルでポスター発表しました.(2023/11/1)
卒業生の岩谷燎君(現 本田技研)と河辺 徹先生の論文「 障害物の角速度情報と解像度可変ポテンシャル場を用いた自律走行パーソナルモビリティの運動制御 」が計測自動制御学会論文集6月号に掲載されました.詳細はこちら .(2023/6/16)
卒業生の永崎佑里さん(現 日立製作所)彦坂 勇向君(現 JR東海), 河辺 徹先生,合原 一究先生の論文「Landing dynamics of a seagull examined by field observation and mathematical modeling」がNOLTA Journal Best Paper Awardを受賞しました!詳細はこちら(2023/6/10)
M2のSaldanha Matheus Henrique Junqueira君が,システム情報研究群長表彰を受賞しました.(2023/3/24)
M2の梨木誠人君が第8回数理生物学交流発表会(2023年3/10-11:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル:捕食者-被食者ダイナミクスから探る魚類の生存戦略 (2023/3/11)
News (2022年)
2023年度研究室配属(募集:MAST:名; COINS:4名)では,MAST:5名,COINS:3名の配属が決まりました.研究室配属のための説明会日程: 終了しました.)
M2の柴田 智史君が非線形問題研究会(2022年11/24-25:立命館大学びわこ・くさつキャンパス)にて研究発表を行いました.
タイトル |アラナミキンクロの群れ行動モデルをもとにした電子連結車両の数値シミュレーション(2022/11/28)M2の村社 光誠君が日本鳥学会 2022年度大会(2022年11/3-6:東京農業大学北海道オホーツクキャンパス)にて研究発表を行いました.
タイトル |風速と風向に着目したウミネコの着地軌跡のパターン分け(2022/11/14)D3の桐原 健太君, 河辺 徹先生の論文「Power System Frequency Control Architecture Combining Open Charge Point Protocol and Electric Vehicle Model Predictive Charge Rate Control 」がIEEE Accessに掲載されました.詳細は こちら(2022/10/03)
M1の村社 光誠君, B4の石附 透真君が第69回日本生態学会大会(2022年3/14-19:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル(村社) | ウミネコの着地動作のデータ化とカテゴライズによる分析
タイトル(石附) | 競争下におけるニホンアマガエルの鳴き方の遷移法則の解析(2022/03/19)M1の柴田 智史君, 梨木 誠人君が第7回数理生物学交流発表会大会(2022年3/10-11:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル(柴田) | 電子連結車両への応用に向けたアラナミキンクロの群れ行動モデルの改良
タイトル(梨木) | 魚類の捕食行動, 逃避行動の実験的・数理的研究 (2022/03/19)
News(2021年)
2022年度研究室配属(募集:MAST:6名; COINS:4名)では,MAST:2名,COINS:3名の配属が決まりました.研究室配属のための説明会日程: 終了しました.)
D3の桐原 健太君, 河辺 徹先生の論文「"Novel Emission Dispatch for Adding Electric Vehicles and Renewable Energy Sources With Short-Term Frequency Stability」がIEEE Accessに掲載されました.詳細は こちら(2021/8/16)
河辺徹教授がGuest Associate Editorを務めた IEEE Sensors Journalの特集号(Vol.20, No.10) ``Sensors in machine vision of automated systems''が発行されました.詳しくはこちら.(2021/5/1)
M2の石丸貴大君, 白坂誠浩君が第68回日本生態学会大会(2021年3/17-21:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル(石丸) | 2種類の鳴き声を切り替えるツクツクボウシの相互作用に関する研究
タイトル(白坂) | 音響計測と信号処理に基づくスズムシの鳴き交わしの特徴分析 (2021/03/22)OGの永崎 佑里さん(現 日立製作所), OBの彦坂 勇向君(現 JR東海), 河辺 徹先生,合原 一究先生の論文「Landing dynamics of a seagull examined by field observation and mathematical modeling」がNonlinear Theory and Its Applications, IEICEに掲載されました.詳細は こちら(2021/3/1)
OBの平澤 敦基君(現 パナソニックオートモーティブ社), 合原 一究先生, 河辺 徹先生の論文「シェアドスペースにおける周辺移動物 の軌道予測に基づく自律走行パーソナルモビリティの運動制御」が計測自動制御学会論文集2月号に掲載されました.詳細は こちら(2021/3/1)
M2の水井樹君がAROB 26th 2021(2021年1/21-1/23:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル | A hybrid dynamical modelling of sheep flocking and sheepdog guiding.
(更新日 2021/01/22)
News(2020年)
M2の石丸貴大君, 白坂誠浩君が第39回日本動物行動学会大会(2020年11/20-22:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル(石丸) | 2種類の鳴き声によるツクツクボウシの鳴き交わし機構に関する研究
タイトル(白坂) | 音響計測に基づくスズムシの鳴き交わしの特徴分析
(2020/11/26)
M2の水井樹くんが非線形問題研究会(2020年9/10:オンライン)にて研究発表を行いました.
タイトル | ヒツジの群れ行動と牧羊犬の誘導手法の数理モデル化 ~恐怖値を仮定した状態遷移の導入~
(2020/09/16)
坂嶋 栞奈 さんが2019年度情報メディア創成学類長表彰を受賞しました.(2020/3/26)
M2の金子涼佑君がAROB 25th 2020(2020年1/22-1/24:B-Con PLAZA)にて研究発表を行いました.
タイトル|A Computational Study and its Application of Strategic Mating Behavior in Frogs
News(2019年)
M1の石丸貴大君, 白坂誠浩君が第6回生物音響学会年次研究発表会(2019年11/20-11/22:文部科学省研究交流センター)にて研究発表を行いました.
タイトル(石丸) | Interaction mechanism of male cicadas (Meimuna opalifera) examined by audio recording and signal processing
タイトル(白坂) | Development and application of a sound discrimination device for field recordings on choruses of male Japanese tree frogs
(2019/12/23)
平田祥人准教授が分担執筆した書籍 「次世代電力システム設計論: 再生可能エネルギーを活かす予測と制御の調和」が発刊になりました.(2019/12/10)
みんなのラズパイコンテスト2019において, 石丸貴大君, 滝田勢也君, 白坂誠浩君,
水井樹君のチームが開発した「ひまわりはんがー」 が「優秀賞」を受賞しました.
詳細はこちら! (2019/11/29)
OBの彦坂 勇向君(現JR東海), 合原 一究先生, M2の永崎 佑里さん, 河辺 徹先生の論文「カモメの着地動作の映像解析に基づく自動車の速度制御則の提案」が計測自動制御学会論文集10月号に掲載されました.詳細は こちら(2019/10/21)
平田祥人准教授が着任しました.非線形時系列解析の理論と応用がご専門です. (2019/6/3)
M2の永崎佑里さんの執筆記事”鳥の着地動作メカニズムの解明とその応用”が日本比較生理生化学会学会誌 「比較生理生化学 Vol.36, No.1」の「若手の会コーナー」に掲載されました.(2019/5/20)
河辺徹教授が分担執筆した書籍 「電気自動車のモーションコントロールと走行中ワイヤレス給電」が発刊になりました.詳しくはこちら.(2019/5/17)
合原一究助教が,「野生動物の行動ダイナミクスの数理的・実験的研究」により, 平成31年度科学技術分野の文部科学大臣表彰「若手科学者賞」を受賞しました. 詳しくはこちら. (2019/4/15)
水井 樹 君が2018年度心青会賞を受賞しました.(2019/3/25)
石丸 貴大 君が2018年度情報学群長表彰を受賞しました.(2019/3/25)
News(2018年)
平澤 敦基 君が 第61回自動制御連合講演会(2018年11/17-11/18:南山大学名古屋キャンパス)にて行った研究発表にて,優秀発表賞を受賞しました.
みんなのラズパイコンテスト2018において,永崎佑里さん,金子涼佑君, 平澤敦基君のチームが開発した「Gardening pi ~ IoT×Planter ~」 が「KSY賞」を受賞しました.詳細はこちら!
石丸 貴大 君が 日本比較生理生化学会第40回神戸大会 (2018年11/23-11/25:神戸大学先端融合研究環統合研究拠点コンベンションホール)にて行った研究発表にて, 発表論文賞大会委員長賞(ポスター発表で50件中3件が受賞)を受賞しました.
河辺徹教授が,独立行政法人日本学術振興会から表彰されました. 詳細はこちら! (2018/9/25)
M1の永崎 佑里 さん,金子 涼佑 君,B4の石丸 貴大 君が 日本比較生理生化学会第40回神戸大会 (2018年11/23-11/25:神戸大学先端融合研究環統合研究拠点コンベンションホール)にて研究発表を行いました.
タイトル(永崎) | Landing behavior of seagull examined by field observation and mathematical modeling
タイトル(金子) | A computational study on an energy-efficient mating strategy of male frogs
タイトル(石丸) | Development of a frog-robot and its application to the behavioral experiment of wild frogs
M2の赤松 伸樹 君,彦坂 勇向 君,M1の平澤 敦基 君が 第61回自動制御連合講演会
(2018年11/17-11/18:南山大学名古屋キャンパス)にて研究発表を行いました.
タイトル(赤松) | 縦加速度と横加速度の時系列データに基づく乗り心地指標を用いた運転特性解析
タイトル(彦坂) | 鳥の着地動作に基づく自動車の速度制御法の構築
タイトル(平澤) | シェアドスペースにおける周辺移動物の軌道予測に基づく自律走行パーソナルモビリティの運動制御
平澤 敦基 君が2017年度情報学群長表彰(主な受賞理由:卒研成果)を,また, 永崎 佑里 さんが2017年度情報メディア創成学類長表彰(主な受賞理由:卒研成果) を受賞しました.(2018/3/23)
主な研究テーマ
I. ビークルシステムの制御技術に関する研究
自動車や船舶,飛行機,車両型移動ロボットなどのビークルシステムを対象として,運動性能や安全性,乗り心地感の向上のための制御技術や複数の移動ロボットを用いた 協調作業の自動化技術について研究しています.また,高性能で省電力な次世代電気自動車開発のための制御技術や生体アナロジー(コウモリの飛行モデル等)を応用した車列形成制御,EVを主体としたスマートシティやITS等の基盤制御技術も研究しています.
II. 生物の行動や機能に基づいた制御理論
生物は長い進化の過程で環境に適した構造や仕組みを獲得しており,生物の行動から制御方法を導出することにより,柔軟で高精度な制御の実現が期待できます.特に鳥の着地動作に着目しており,鳥は自身の姿勢や翼の角度を変化させ速度を柔軟に調整することで正確かつ滑らかな着地を実現しています.この鳥の着地動作を模擬した速度制御法を構築できると,人工移動体の事故防止や燃費向上,乗り心地の改善などが期待できます.
III.非線形時系列解析の理論と応用
非線形時系列解析の手法を開発し,それを様々な非線形現象に応用しています.非線形時系列解析は,背後のダイナミクスに関する有益な情報を与えるだけでなく,時系列予測や制御の手段を与えます.ここ10年余りは脳神経データから生成される発火系列を解析するためにrecurrence plotsと呼ばれる手法の開発に力を入れています.加えてsingle cell Hi-Cと呼ばれる,細胞の中の染色体の空間的に近い部分についての実験データと,recurrence plotsの類似性を利用して,染色体の3次元構造の再構成などを行っています.具体的な現実の対象から観測された実データを手掛かりに,数理的なツールを使って様々な世界を覗いてみたい人向けのテーマです.
IV. フィールドでの生物の鳴き声計測
夏になって田んぼに水が入ると多くのカエルが鳴き始めます.実は,鳴いているのはオスのみでメスを呼ぶために鳴いています.このようなカエルの合唱は比較的よく知られた自然現象ですが,特に野外での合唱構造に関しては,わかっていないことだらけです.本研究室では,音声可視化装置「カエルホタル」,マイクアレイなどの音響計測システムを開発・応用し,国内外のフィールドで生き物の鳴き声を実際に計測します(写真は沖縄でのカエルの調査風景).
V. 生物の行動モデリングとその応用
ホタルの集団発光,魚の群れ,カエルの合唱など,動物はユニークで多様な行動を見せます.このような動物の行動は,個体同士が相手を認識し,自身の行動をコントロールした結果,生じるものと考えられます.本研究室では,動物行動の数理モデリング,そして動物の行動原理に基づく新しい制御技術の開発に取り組んでいます.
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