Yagi Lab. @ Ibaraki University

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研究テーマの概要

動くメカニズムの要である「関節」に注目して人の運動や生物の機構、ロボットの制御を考える研究をしています。

■足関節

人の歩行は足関節の固さや柔らかさの調節を通じて安定化されています。
この調節の仕方を数値化して歩行アシストロボットやリハビリテーションへ応用することを目指しています。

■手関節

人は日常生活からスポーツ、遊びの場面にいたるまで様々な道具を扱います。
初めて触る道具の扱いはぎこちなく、段々とスムーズになっていきます。
この「ぎこちなさ」=「固さ」と「スムーズさ」=「柔らかさ」を数値化し、
人の繊細な道具操作技能やその上達の秘密に迫ることを目指しています。

■生き物の関節

生物の驚くべき身体機構に学ぶ「生物模倣(バイオミメティクス)」という研究分野があります。
当研究室では生き物の異次元の「俊敏さ」に注目した新しいロボット機構開発を目指しています。

■ディジタル制御の理論と応用

人の動きの計測やロボットシステムの制御はコンピュータデバイス上で行われます。
現実世界は時間が連続的ですが、コンピュータの世界は離散的です。
計測データを正しく理解するためにも、制御アルゴリズムを正しく実装するためにも
ディジタルシステムに対する基礎理論が重要です。
当研究室では「サンプリング周期」に左右されないシステム制御理論の確立と
ステッピングモータの駆動回路を始めとする産業応用を目指しています。


メンバー

■スタッフ

助教 矢木 啓介 (keisuke.yagi.dc アット vc.ibaraki.ac.jp)

■博士前期課程生

M2 打越 元紀
M2 土田 竜也
M1 田島 貴一
M1 宮原 宣道

■学部生

B4 遠藤 友基
B4 岡田 尚也
B4 小ノ澤 義伸

森・矢木研究室全体のメンバーはこちら


研究成果

■学術誌論文

【2021】

K. Yagi, Y. Mori, and H. Mochiyama, “Force-sensorless human joint impedance estimation utilizing impulsive force,” Advanced Robotics, vol. 35, no. 6, pp. 349-358, 2021.

【2020】

Keisuke Yagi, “Matched-Pole-Zero Discrete-Time Model in the State-Space Representation,” IET Control Theory & Applications, vol. 14, no. 19, pp. 3270-3281, 2020.

R. Fukai, K. Yagi, and Y. Mori, “Dynamic model for using casterboard by a humanoid robot,” Advanced Robotics, vol. 34, no. 10, pp. 648–660, May 2020.

■国際会議論文

【2020】

R. Tsuchida, K. Yagi, and Y. Mori, “A Study on the Plant-Input-Mapping Discretization for Nonlinear Control Systems Utilizing Feedback Linearization,” Proc. of SICE Annual Conference 2020, pp. 265-270.

K. Yagi, Y. Mori, and H. Mochiyama, “Evaluation of the Impulsive Force Induced by the Snap-Through Buckling of Closed-Elastica,” Proc. of 21st IFAC World Congress, 3 pages, 2020.

【2019】

M. Hassan, M. Kennard, K. Yagi, H. Kadone, H. Mochiyama, K. Suzuki, "MRLift: a Semi-active Lower Back Support Exoskeleton based on MR Fluid and Force Retention Technology," IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2019), pp. 7349-7354, 2019.

K. Yagi and H. Mochiyama, "Human Wrist Impedance Estimation Based on Impulse Response Induced by Snap-Through Buckling of Closed-Elastica," Proc. of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19), pp. 5339-5343, 2019.

M. Hassan, K. Yagi, H. Kadone, T. Ueno, H. Mochiyama, and K. Suzuki, "Optimized Design of a Variable Viscosity Link for Robotic AFO," Proc. of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19), pp. 6220-6223, 2019.

J. Nishida, K. Yagi, M. Hassan, and K. Suzuki, "Wearable Kinesthetic I/O Device for Sharing Wrist Joint Stiffness," Proc. of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19), pp. 3306-3310, 2019.

■国内学会発表

【2021】

打越元紀, 宮原宣道,矢木啓介, 森善一, "Peg-in-Hole作業中の手関節インピーダンス推定," ロボティクス・メカトロニクス講演会2021, 2P2-I02, 4 pages, 2021.

田島貴一,矢木啓介, 森善一, "テッポウエビのハサミ関節構造を模した高速運動デバイスの開発," ロボティクス・メカトロニクス講演会2021, 2P3-I01, 4 pages, 2021.

【2020】

伊藤星平, 矢木啓介, 森善一, "ダイレクトドライブ型の装着型デバイスを用いた運動中の足関節インピーダンス推定," 第21回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, pp. 1930-1934, 2020.

矢木啓介, 森善一, 望山洋, "道具を操る曲芸における人の手関節の使い方," 第38回日本ロボット学会学術講演会, RSJ2020AC3J1-02, 3 pages, 2020.

遠藤雅和, 打越元紀, 矢木啓介, 森善一, "障害物を利用した登坂を行うヘビ型ロボットの開発," 日本機械学会2020年度茨城講演会, 4 pages, 2020.

伊藤星平, 矢木啓介, 森善一, "周波数応答法に基づく足関節の機械インピーダンス推定," 日本機械学会2020年度茨城講演会, 4 pages, 2020.

矢木啓介, 森善一, 望山洋, "弾性体の飛び移り座屈機構を利用した人関節インピーダンスの力センサレス推定," 第25回ロボティクスシンポジア, pp. 290-292, 2020.

【2019】

武藤寛明, 矢木啓介, 森善一, "閉ループ特性を保存するディジタル再設計法の状態空間表現への拡張," 第62回自動制御連合講演会, 1F3-04, 6 pages, 2019.

矢木啓介, 森善一, 望山洋, "人間関節インピーダンス推定のための閉ループ弾性体の飛び移り座屈機構で生じる瞬発力の評価," 第62回自動制御連合講演会, 1G4-05, 4 pages, 2019.

■受賞

矢木啓介, 部門若手奨励賞, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門, 2020.

■その他(解説等)

望山洋, ハサンモダル, 矢木啓介, 鈴木健嗣, "スマートメカニクス:ロボット関節における柔と剛の融合," 日本ロボット学会誌, Vol. 38, No. 10, pp. 926-933, 2020.


茨城大学
工学部
機械システム工学科
森・矢木研究室(ロボメカラボラトリー)


茨城大学工学部 機械システム工学科 矢木研究室
〒316-8511 茨城県日立市中成沢4-12-1

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