Research / 研究内容
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Overview of Research Theme / 研究のテーマ
Overview of Research Theme / 研究のテーマ
Prof. KAMEZAKI has been engaged in research and development of human-coexistence robots, construction robots, disaster response robots, driving interfaces, personal mobility, etc., based on the interface and interaction design between humans and highly intelligent machines. Recently, he has been working on the research of new robotic systems using functional materials (fluid, elastomer, gel, polymer, and so on).
人と高度知能機械の界面（メディア）デザインを機軸とした「スマート・メカノ・システム（SMS）」という学際的研究を推進しています。人間共存ロボット、建設ロボット、災害対応ロボット、ドライビングインタフェース、パーソナルモビリティ等の研究開発に取り組んでいます。最近では、機能性材料（流体、エラストマ、ゲル、ポリマーなど）を用いた新しいロボットシステムの構成法に関する研究を鋭意展開しています。
■ Human-Symbiotic Robot/Mobility（人間共存ロボット・モビリティ）
■ Human-Symbiotic Robot/Mobility（人間共存ロボット・モビリティ）
For various types of mobility devices to perform safe and secure autonomous movement in human-coexistence spaces, we study smart navigation technologies including environment recognition and intention estimation based on probabilistic robotics, proximity and mutual concessive movement control, and human interface. We have applied our studies to automated delivery and guidance assistance using autonomous mobile robots and personal mobility.
さまざまなモビリティが、人の生活空間で安全安心な自律移動を行うために、確率ロボティクスに基づく環境計測や意図推定、近接・譲り合い移動制御、ヒューマンインタフェースを含むスマートナビゲーション技術を研究しています。近年では、自律移動ロボットを用いた自動配送や案内支援、パーソナルモビリティへの応用、深層強化学習を用いた人混みでの移動戦略の獲得、経験に基づく移動パラメータ調整に関する研究も行っています。
Autonomous Mobile Robot
（自律移動ロボット）
The purpose is to design an interactive proximal navigation method for human-symbiotic mobile robots, which can freely move through human-existing environments.
人への接近・接触の許容を核に据え、同調と主張に基づく人との譲り合いを実現するロボットの観察・洞察・実体制御技術の導入による、安全・安心な協調移動技術を研究しています。
Collaborative Working Robot
（協働作業ロボット）
We study action planners that are necessary for human-robot collaboration, estimating each other's actions and planning actions including requests and support to the other.
人とロボットが協働作業を行う際に必要となる、お互いの行動（意図）を推定し、相手への依頼や支援を含めた行動を計画し、適切な行動を選択する行動決定システムについて研究しています。
Smart Personal Mobility
（スマートパーソナルモビリティ）
The aim is to develop personal mobility, with a soft body enabling physical interaction with people and environment, and a soft intelligence enabling situation-adaptive driving control.
人や環境との物理的インタラクションを可能とするやわらかい身体と、さまざまな環境に応じた走行制御を可能にするやわからい知能を有する人と共生するパーソナルモビリティの研究をしています。
■ Driver-Vehicle Interface/Interaction（運転者・車両間インタフェース/インタラクション）
■ Driver-Vehicle Interface/Interaction（運転者・車両間インタフェース/インタラクション）
This group studies intelligent information processing technologies, ranging from estimation of gaze and body posture to estimation of emotion, burden, and situation recognition using biometric information and body movements for advanced Intelligent vehicles. We are also working on building behavior change technology based on the estimated human condition, skills, and characteristics and virtual agent technology to support cognition, judgment, and operation.
次世代知能化車両を対象に、視線や人の体姿勢等の推定から、生体情報や身体運動を入力とした感情・負担・状況認識推定に至る、知的情報処理技術に関する研究をしています。推定された人の状態や技能、性質等に基づく「行動変容技術」、認知・判断・操作を支援する「Virtual Agent技術」（車の運転、機械操作）の基盤構築にも取り組んでいます。また、ハンドルとペダル操作にとらわれない新しいDriver-vehicle Interfaceの研究にも取り組んでいます。
Driver-Vehicle Interface
（運転者・車両間インタフェース）
This study proposes a new driver-vehicle interaction and driving interface for each level of automation. We use touch panels, voice, embodied interfaces, etc, as an interface.
各自動化レベルに対応した新たな「運転者と車両間のインタラクションおよびインタフェース」について研究を行っています。タッチパネルや音声、Embodiedインタフェースなどを扱っています。
Driver Monitoring System
（運転者モニタリングシステム）
We study driver safety evaluation and driving support based on gaze and driving behavior, and study systems for estimating attention state, health status, and driving competency.
視線や運転行動（ペダル操作など）の情報に基づく運転者の安全評価や運転運転支援や、注意状態（運転負担・状況認識）、健康状態、運転能力などを推定するシステムについて研究を行っています。
Takeover Support System
（テイクオーバー支援システム）
We study situational awareness estimation and support systems to determine if the driver has sufficient situational awareness for manual driving in SAE levels of automation 3 takeovers.
SAE自動運転レベル 3のテイクオーバーにおいて、運転者が手動運転を行うために必要な状況認識が十分であるか否かを判断するための状況認識推定システムやその支援技術について研究しています。
■ Functional Material-Based Robot Design（機能性材料を用いたロボット設計）
■ Functional Material-Based Robot Design（機能性材料を用いたロボット設計）
This group studies smart devices such as soft skin sensors, backdrivable and high-power actuators, energy-efficient suction cup grippers, robot hands, and haptic devices using X-responsive functional materials such as fluids, plastics, elastomers, gels, and polymers. We aim to construct a new interdisciplinary research area of Mechanism x Material x AI (Control), and recently, we explore the fusion with biology and bionics.
流体、プラスチック、ゲル、ポリマーなどの刺激応答性材料を使ったソフトスキンセンサ、逆可動型アクチュエータ、ロボットハンド、高エネルギー効率の吸盤機構、ハプティックデバイス等の新しいスマートデバイス・ロボットシステムについて研究しています。機構✕材料✕AI（制御）という新しい融合領域研究の構築を目指しており、最近では、生物学（Biology）や生体工学（Bionics）、化学（Chemistry）との融合を模索しています。
Backdrivable Fluid Actuator
（流体アクチュエータ）
With the aim of developing powerful and backdrivable robotic devices, we study linear and rotary actuators, dampers, brakes, and clutches using magnetorheological fluids (MRFs).
パワフルかつ逆可動性を有するロボットデバイスを開発することを目的に、磁気粘弾性流体（MRF）を用いた直動・回転型アクチュエータ、ダンパー、ブレーキ、クラッチなどを研究しています。
Powerful Robot Hand
（高出力流体ロボットハンド）
The aim is to develop a fluid-driven robot hand with the same size, the same degree of freedom, and the same or higher power output as a human, as an end-effector of a robot.
人の労働を代替するロボットのエンドエフェクタとして、人と同程度の体格、人と同程度の自由度、人と同等以上の出力を有する流体駆動型多指ロボットハンドを研究開発しています。
Soft Robot Gripper
（ソフトロボットグリッパ）
We study soft grippers with independence, stability, and energy efficiency, currently focusing on soft suction cups and jamming grippers using permanent magnet elastomers.
独立性、安定性、省エネ性を強化したソフトグリッパーに関する研究を行っています。磁気粘性エラストマを用いたソフト吸盤機構や永久磁石エラストマ膜を用いたジャミンググリッパを開発しています。
Soft Skin Sensor
（ソフトスキンセンサ）
We study on soft skin sensors like human skin, which are soft and stretchable, as well as have high resolution and self-healing properties, by using e.g., magnetic functional elastomers.
人間の皮膚のように、柔らかく、伸縮性がありつつも、解像度が高く、自己修復性もあるソフトスキンセンサに関する研究を行っています。磁気機能性エラストマなどを用いたセンサを開発しています。
Wearable Haptic Device
（ハプティックデバイス）
This team studies wearable haptic devices to properly transmit tactile information acquired by the robot to humans. We explore the application of new mechanisms and driving principles.
遠隔ロボット操作において重要となるロボットが取得した触感情報を人間に適切に伝達するために装着可能なハプティックデバイスを研究しています。新たな機構や駆動原理の応用を模索しています。
Humanoid Hydraulic Robot
（人型流体駆動ロボット）
The aim is to develop a fluid-driven humanoid robot that replaces human labor with the same size, the same degree of freedom, and the same or higher power output as a human.
人の労働を代替するロボットとして、人と同程度の体格、人と同程度の自由度、人と同等以上の出力を有する流体駆動型多指ロボットハンドを研究開発しています。
■ Field Robot（フィールドロボット）
■ Field Robot（フィールドロボット）
This group studies various types of field robots to address specific societal issues, including infrastructure maintenance robots, construction robots, disaster response robots, and teleoperation systems. We attempt to solve problems by proposing total solutions that include not only hardware and software, but also operation and maintenance. We collaborate with many industries and governments in various sectors.
建設ロボット、災害対応ロボット、遠隔操作技術、インフラ・プラント保守点検ロボットなど、社会が抱える特定の課題を解決するために、さまざまなフィールドロボットに関する研究開発をしています。ハードウェアやソフトウェアだけでなく、運用、保守を含めたトータルソリューションを提案して、課題解決を試みています。さまざまな業種の多くの産業界や行政とのコラボレーションを行っています。
Disaster Response Robot
（災害対応ロボット）
This study develops robot hardware (OCTOPUS) that can adapt to unknown and complex environments, a control system, and a motion learning system using virtual spaces (sim2real).
未知で複雑な環境に適応する独自のロボットハードウェア（OCTOPUSなど）と災害対応作業のための制御システム設計、仮想空間を用いた動作学習や能動的情報探索技術について研究をしています。
Advanced Construction Robot
（次世代建設ロボット）
We study information detection, state estimation, operation support, and automation technologies for construction machines, utilizing simulations, scale models, and actual machines.
建設機械における情報検出技術、状態認識技術、操作支援技術、自動制御技術について研究しています。シミュレーション、スケールモデル、実機などを用いて開発・検証を行っています。
Situation-Adaptive Teleoperation（遠隔操作技術）
We study visual and tactile feedback systems that enable teleoperators to work more efficiently and effectively, and also study master-follower type operation systems.
遠隔操作者の効率的・効果的な作業実現のための視覚・触覚支援システムに関する研究を行っています。遠隔操作者の技能分析や支援や、マスター・フォロワ型操作システムの研究も行っています。
Gaspipe Maintenance Robot
（ガス管維持ロボット）
Research and development of a robotic system that moves around the inside of gas pipes to detect, diagnose, and repair anomalies, including assistive robots that move along cables.
ガス管の内部を移動して、異常（孔食など）の検知、診断、そして修復までを行うロボットシステムの研究開発を行っています。ケーブルを伝って移動する補助ロボットなども開発しています。
Waterpipe Maintenance Robot
（管水路維持ロボット）
Research and development of a robotic system that moves around the inside of water pipes to detect, diagnose, and repair anomalies, including the wall-thickness measurement method.
管水路の内部を移動して、異常の検知、診断、そして修復までを行うロボットシステムの研究開発を行っています。管壁の肉厚を測定する技術についても研究を行っています。
Anomaly Detection System
（異常検知システム）
We study AI systems that detect anomalies in infrastructures based on sensor information and analyze active mechanisms to achieve highly accurate and fast detection.
各種インフラの異常を画像等のセンサ情報から検知するAIシステムに関する研究を行っています。検知を高精度かつ高速に行うためのセンシングメカニズムの分析や能動機構等についても研究しています。
■ Industrial Robot and Technogloy（産業用ロボット・テクノロジー）
■ Industrial Robot and Technogloy（産業用ロボット・テクノロジー）
This group studies various kinds of industrial robots and machines and industrial-specific technologies to solve specific issues in industries, including overhead traveling cranes and collaborative robots in factories. We attempt to solve problems by proposing total solutions that include not only hardware and software, but also operation and maintenance. We collaborate with many industries and governments in various sectors.
工場内天井走行クレーン、工場内協働ロボット、バッテリーの劣化箇所推定など、産業が抱える特定の課題を解決するために、さまざまな産業用途のロボット・機械システム、テクノロジーに関する研究開発を行っています。ハードウェアやソフトウェアだけでなく、運用、保守を含めたトータルソリューションを提案して、課題解決を試みています。さまざまな業種の多くの産業界や行政とのコラボレーションを行っています。
Collaborative Industrial Robot
（産業用協働ロボット）
This study covers environmental sensing, control, and human-robot interaction design for industrial cooperative robots that take human safety and productivity into consideration.
人間の安全性と生産性を考慮した産業用協働ロボットのための環境センシング、制御、人間・ロボット間インタラクションデザイン について研究を幅広くしています。
Automated Overhead Crane
（天井クレーンの自動化）
Overhead cranes used in construction machines and steel factories require specialized operating techniques. This study focuses on the trolley-position correction system before lift-off.
建設機械・製鉄工場等で使用される天井クレーンは、高重量で多様な形状の荷物を扱うため、専門的な操作技術が必要となります。本研究では、地切り前位置補正の自動化に関する研究を行っています。
Battery Management System
（バッテリー維持システム）
To determine the appropriate operating voltage range, we develop a battery internal state estimation method using an equivalent circuit model and Bayesian estimation.
適切な使用電圧範囲を決定するには、電池の劣化箇所を知る必要があります。電池解体が不要な内部状態推定として、等価回路モデルとベイズ推定を組み合わせた電池内部状態推定手法を開発しています。
■ Human-Machine/Computer Interaction（人間・機械/計算機・インタラクション）
■ Human-Machine/Computer Interaction（人間・機械/計算機・インタラクション）
We are dealing with hardware and software that bridge humans and machines in human-machine systems, and are developing mechanisms for bi-directional adaptation and promoting learning of operations. In recent years, we have been working on human-computer interaction as well as physical human-machine interaction, such as gesture recognition using bone conduction.
人間機械システムにおける人と機械を橋渡しするハードウェアおよびソフトウェアを扱っており、人と機械の双方向に適応する仕掛けや学習を流す仕組みなどを研究開発しています。近年では、物理的なヒューマン・マシン・インタラクションだけでなく、骨伝導を使ったジェスチャ認識などのヒューマン・コンピュータ・インタラクションにも取り組んでいます。
Infinite Natural Walking Device
（無限自然歩行装置）
To realize Infinite Natural Walking (INW), allowing people to walk infinitely with the same sensation as normal walking, we study an INW device with a treadmill and wire traction device.
通常の平地歩行と同じような感覚で無限に歩くことができる無限自然歩行の実現を目的に、トレッドミルとワイヤ牽引装置で構成する無限自然歩行装置や歩行時インピーダンス推定を研究をしています。
■ AI-Based Human Sensing/Support（AIを用いた人のセンシングとサポート）
■ AI-Based Human Sensing/Support（AIを用いた人のセンシングとサポート）
This group studies intelligent information processing technologies, ranging from estimation of gaze and body posture to estimation of emotion, burden, and situation recognition using biometric information and body movements for advanced Intelligent vehicles. We are also working on behavior prediction using generative AI and coaching systems using LLM.
視線や人の体姿勢等の推定から、生体情報や身体運動を入力とした感情・負担・状況認識推定に至る、知的情報処理技術に関する研究をしています。推定された人の状態や技能、性質等に基づく「行動変容技術」、認知・判断・操作を支援する「Virtual Agent技術」の基盤構築にも取り組んでいます。生成AIを用いた行動予測やLLMを用いたコーチングシステムに関する研究を行っています。
Supports Analytics/Coaching
（スポーツアナリティクス/コーチング）
This topic focuses on sports analytics and coaching using sensor technology and AI. Sports analytics is the collection and analysis of sports-related data for the benefit of players and teams.
センサ技術とAIを使ったスポーツアナリティクスとコーチングについて研究しています。スポーツアナリティクスとは、スポーツに関するデータを収集・分析し、選手やチームのために活用することです。
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