金森研究室

電気通信大学
知能機械工学科/機械知能システム学専攻
先端ロボティクスコース

金森研究室とは

本学メカトロニクス研究室の出身である准教授金森のもと、
2005年4月にスタートした研究室です。

これまでに実践的な課題および問題解決に従事し、
多数の共同研究プロジェクトにも参加してきました。

専門は、計測制御システム及びロボットシステムの開発です。

キーワード

高速(リアルタイム)

知能(インテリジェント)

相互理解補充(コミュニケーション&コンプリメント)

安全安心(セーフティ&セキリュティ)

簡素(シンプル&コンパクト)

研究分野

オリジナルメカトロ要素
メカトロニクスの原点に立ち、広い技術分野を視野に入れた研究開発を行います。
専用システム研究開発
先進的なアイディア具体化する大胆な挑戦を行い、画期的なシステムの開発を目指します。
教育システム研究開発
設計開発から学生の教育まで役立つデータベース及び開発環境の整備を行います。
インターネットの情報発信サイトの立ち上げや、
それを中心とする新たなコミュニティの創造を目指しています。
特色GP「楽力」・ロボメカ工房との連携を進めます。

研究内容

計測の自動化・高精度化・メカトロ要素

レーザー光平面を用いた三次元位置計測システムの開発

レーザー光平面を用いた三次元位置計測システム

この研究は、安価で高速、高精度な位置、座標を計測するシステムを開発しています。 線状に拡散するレーザ光で平面を作り回転させ、3つの平面の回転角度から交点を求めます。 レーザ光発射装置を自由に設置できるようにするため、それぞれのレーザ光発射装置の位置や、 それらが作る平面に関しての情報は後から求める必要があります。 これらを求める作業をキャリブレーションといい、この精度が測定精度に影響します。 現在は、より精度の高いキャリブレーションの研究を行っています。

屋内外両方に対応した移動環境認識手法に関する研究

移動環境認識手法

人と共存する移動サービスロボットを考えた場合、人と同様に屋内外を問わず移動できることが望まれます。 しかし屋外と屋内とでは環境条件が異なるため、一方で用いた手法がもう一方で用いれるとは限りません。 また各環境に個別に対処する場合その分だけ搭載するセンサ数が多くなり、コスト面で実用的ではありません。 そこで本研究では屋内及び屋外の両方に対応できる移動環境認識手法についての考案・開発を行います。

環境センサの統合と作業計画ナビゲーションに関する研究

この研究は、安価で高速、高精度な位置、座標を計測するシステムを開発しています。 線状移動ロボットにおいて、重要な要素として環境認識や自己位置推定、障害物回避があります。 これらを行うには様々な内界、外界センサが必要となり、また移動ロボットの種類によっては必要なセンサが異なります。 しかし、必要のないセンサ類を含め多くのセンサを取り付けるのは現実的ではありません。 これらの課題に対し柔軟に対応するために種々のセンサをモジュール化し使用を容易にし、効率化を図ることを目指しています。

インテリジェントエンコーダを用いた太鼓演奏装置の開発

エンコーダを用いた機械システムがより高精度な動作を行うためには、 エンコーダの高分解能化と高速応答化を果たす必要があります。しかし、高性能なエンコーダを機械システム上で用いると、 制御装置が処理すべき情報量が増大し、システム全体の動作に影響を及ぼすことが予想されます。 そこで本研究では、エンコーダ自身に情報処理機能を実装し、メイン制御装置の負荷を軽減させるとした、 制御装置の分散を行うことで問題の解決を図っています。 このエンコーダを中心とした自律制御システムをインテリジェントエンコーダと呼んでいます。 本研究では、このインテリジェントエンコーダを用いた機械システムの開発、 そして人間の演奏技法の再現や楽器の評価を行えるような高精度動作の演奏ロボットの開発を行っています。

プロフェッショナル・ロボティクス

楽器演奏ロボットに関する研究

楽器演奏ロボット

「楽器に一切手を加えない」という前提のもと、 演奏シミュレータやエンターテインメントロボットとしての 活躍が期待できる楽器演奏ロボット「MUBOT」の開発を行っています。 人間がバイオリンを演奏するとき、 左手の指で弦を押さえ、右手で弓を持って動かすことで音を発生させます。 特に左手の指のはたらきは重要で、弦を押さえることは発音のコントロールやさまざまな演奏技法に直結しています。 こうした指の動きをロボットに行わせるために、人間の弦押さえ動作を 「X:演奏する弦の選択」「Y:弦押さえ位置の選択」「Z:弦押さえ」の3つに分割し、 機構の設計を行っています。 本研究ではこれらの軸に「θ:指を設置した円盤の回転」を加え、 指を持つ円盤がバイオリン上を走る新方式の運指機構を開発しています。 弦押さえ動作を単純化させ、容易な制御と演奏技術の向上を両立できる演奏ロボットの完成を目指しています。

回り階段も移動可能な直交4脚車輪ロボットの開発

階段昇降

近年、共働き世帯の増加や少子高齢化の進行に伴い、ロボットによる家事作業の支援が求められています。 ロボットが家事を遂行するためには、家事そのものを行う機能とともに、 家屋内を移動する機能も必要となります。  しかし、家屋内には様々な敷居や階段等が存在し、ロボットはこれらの不整地に対応して移動しなければなりません。 中でも階段は連続した不整地であり、移動が非常に困難です。 さらに、日本の一般家屋に多く見られる途中で折れ曲がっている階段、 所謂「回り階段」を移動することも要求されますが、 回り階段を移動することはまっすぐな階段を移動するよりも困難です。 以上を踏まえ、本研究では家事作業支援を念頭においた家屋内移動ロボットの開発を目的としています。 そこで、回り階段も移動可能な「直交4脚車輪ロボット」を開発し、その歩容や動作について実験・検証を行っています。

家庭用双腕サービスロボットの開発

双腕ロボット

近年、高齢化や共働き世帯の増加により、家庭内において家事作業を行うサービスロボットの必要性が高まってきています。 近年開発されている双腕ロボットは産業向けのものが多く、 ホンダのASIMOや産業技術総合研究所が開発しているHRP4-Cのような家庭での使用を目的としたものは未だ開発中であり、 実際に開発されたとしても非常に高価です。 そこで、本研究では炊事・洗濯・掃除といった家事機能を有し、 できるだけ安価な家庭用双腕サービスロボットの提案を行い、これを開発します。

スポーツロボットに関する研究

アーチェリーロボット

弓矢の歴史は長く、近年では、弓道・アーチェリーというスポーツ競技として、 その様式が洗練されてきています。特に、アーチェリーにおいて、 新素材や新機構の導入によって弓の発射性能が飛躍的に高まってきました。 一方で、飛翔体である矢の研究、特にその空力特性に主眼をおいた科学的な研究はあまり行われていません。 人間が弓具を用いて発射すると、飛翔している矢は、とても複雑な運動をします。 それは、矢が矢羽の空力効果によって矢軸周りに回転するだけでなく矢自体がたわみ振動するためです。 これまでに、矢のたわみ振動を起こさない状態での矢の飛翔は再現できています。 次の段階として、人間と同様にたわみ振動を起こしながら矢を飛翔させることが可能な実験装置が必要です。 本研究では実際の選手が使用する道具を用いてシューティングが可能なアーチェリーロボットを設計試作し、 スポーツシミュレータとしての機能拡充(シューティング精度、たわみ振動の制御)に向けて実験・評価を行っています。

メンバー

役職 名前 専門
准教授 金森 哉吏 計測制御システム及びロボットシステムの開発
学年 名前 研究テーマ
M2 井出 家庭用サービスロボットの開発
M2 2D-LRFを用いた歩行者認識法に関する研究
M2 (非公開)
M2 宮田 (非公開)
M1 清水 (非公開)
M1 四役 移動サービスロボットシステムに関する研究
M1 移動サービスロボットシステムに関する研究
M1 宮下 アーチェリーロボットに関する研究
M1 大越 回り階段も移動可能な直行4脚車輪ロボットの開発
B4 Arya 移動サービスロボットシステムに関する研究
B4 岩田 自律移動車椅子に関する研究
B4 栗田 (非公開)
B4 (非公開)
B4 回り階段も移動可能な直行4脚車輪ロボットの開発

アクセス

電気通信大学

〒182-8585
東京都調布市調布ヶ丘 1-5-1

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金森研究室

金森准教授

東4号館3階303室
Tel 042-443-5428
Fax 042-484-3327 (学科事務室)
E-mail kanamori@mce.uec.ac.jp

学生部屋

東4号館3階301室