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プロフィール

境野 翔 サカイノ ショウ

所属部署名 理工学研究科 数理電子情報部門 電話番号 048-858-3477
職名 助教 ■FAX番号
住所 埼玉県さいたま市桜区下大久保255 ■メールアドレス sakaino@mail.saitama-u.ac.jp
■ホームページURL

プロフィール

兼担研究科・学部

工学部 電気電子システム工学

研究分野

電力工学・電気機器工学
キーワード:電力工学 , 制御 , ロボット , ハプティクス

現在の研究課題

人間支援ロボット
キーワード:ロボット , 制御 , ハプティクス , 2011 - 2013
触覚通信を実現するロボットを利用して、高度な人間支援技術を開発する

所属学会

所属学会
日本ロボット学会
米国電気電子学会
社団法人電気学会

学歴

出身大学院・研究科等
2011 , 慶應義塾大学 , 博士後期 , 理工学研究科 , 総合デザイン工学 , 修了
出身学校・専攻等(大学院を除く)
2006 , 慶應義塾大学 , 理工学部 , システムデザイン工学 , 卒業
取得学位
博士(工学) , 慶應義塾大学

受賞学術賞

2014 , 優秀論文発表賞A
2014 , 優秀論文賞
2012 , 部門優秀論文発表賞
2012 , 優秀論文賞
2011 , 電気学会産業応用部門論文賞
2011 , 藤原賞
2011 , Excellent Achievement Award
2010 , 優秀論文発表A賞
2010 , 優秀論文賞

研究職歴等

研究職歴
2009 - 2011 , 日本学術振興会特別研究員
2008 - 2011 , 慶應義塾大学グローバルCOEプログラムRA

研究活動業績

研究業績(著書・発表論文等)

著書
Methods for Reducing Operational Forces in Force-Sensor-less Bilateral Control with Thrust Wires for Two-Degree-of-Freedom Remote Robots
Springer,Human-Computer Systems Interaction: Backgrounds and Applications 2 2011
Tomoya Sato, Sho Sakaino, Kouhei Ohnishi

論文
接触時における外力ベクトルの変化を用いた非凸包型エンドエフェクタでの全身触覚
,電気学会産業応用部門誌,134(5):517-525 2014
栗田直幸, 境野翔, 辻俊明

Evaluation Indices of Stiffness Control for Its Performance Comparison
,IEEJ Journal of Industry Applications,2(1):61-65 2013
Makoto Kamibayashi, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

一方向非接触給電から拡張容易な双方向非接触給電システム
,電気学会産業応用部門誌,133(7):707-713 2013
望月大樹, 仲達崇一郎, 渡辺宏, 境野翔, 金子裕良, 阿部茂, 保田富夫

Force Based Disturbance Observer for Dynamic Force Control and a Position/Force Hybrid Controller
,IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering,8(5):505-514 2013
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi

Position Constrained Bilateral Control by Oblique Coordinate Control Considering Priority of Tasks
,IEEJ Journal of Industry Applications,2(6):298-305 2013
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi:

電気-油圧アクチュエータを用いた速度指令方式によるバイラテラル制御
,電気学会産業応用部門誌,133(11):1065-1072 2013
高橋大樹, 境野翔, 辻俊明, 金子裕良

A Novel Motion Equation for General Task Description and Analysis of Mobile-Hapto
IEEE,Transactions on Industrial Electronics,60(7):2673-2680 2012
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi
In this study, mobile-hapto is analyzed, which is a remote control system that enables the realization of two tasks: velocity control of a mobile robot and force transmission between a handle robot and a mobile robot. To date, there have been no analyses of mobile-hapto because of the fact that the dynamics of mobile-hapto is difficult to derive without the motion equation proposed in our previous study. This motion equation in turn allowed for the proposal of a stable mobile-hapto controller. In this study, the proposed mobile-hapto controller is analytically compared to a conventional mobile-hapto controller. The results show that decoupled tasks can be obtained only in the proposed method. We also show the robustness of the proposed method. To confirm the validity of the proposed method, the proposed controller is experimentally compared to the conventional controller. This is the foremost study on the analysis and experimental comparison of mobile-hapto. Consequently, the usefulness of the proposed motion equation is shown.
Bilateral control, motion equation, mobile hapto, acceleration control, dynamics

Multi-DOF Micro-Macro Bilateral Controller Using Oblique Coordinate Control
IEEE,Transactions on Industrial Informatics,7(3):446-454 2011
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi
In this study we achieve haptic communication between different structures. In haptic communication, tactile sensation is transmitted to a remote place by cooperating robots. Conventional haptic communication is implemented under the assumption that the masses of the actuators are equal. We have found that haptic communication system is a kind of position/force hybrid control system and that it is not necessary to follow that assumption. In addition, exact modeling of haptic communication system and decoupling of tasks are essential for highly precise haptic communication. First, we describe the kinetic and dynamic behaviors of haptic communication system for cardiac surgery. The deterioration of haptic performance is shown to depend on an interference term, due to off-diagonal parameters in the modal mass matrix. Second, we propose a novel hybrid controller for the decoupling of the responses, and we analyze its performance, stability and robustness. Simulations and experiments toward cardiac surgery are shown, and the effectiveness of the proposed method is verified.
Bilateral control, position/force hybrid control, acceleration control, dynamics

Precise Position/Force Hybrid Control with Modal Mass Decoupling and Bilateral Communication between Different Structures
IEEE,Transactions on Industrial Informatics,7(2):266-276 2011
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi
In this study, we show that tasks can be realized by appropriate coordinate transformation. This approach, oblique coordinate control, decouples tasks. Even though a system is large, they can be designed by a combination of small tasks. Therefore, tasks can be regarded as reusable components. In this study, micro-macro bilateral control is achieved as a complicated task. Small objects can be manipulated as large objects in micromacro bilateral control. However, ideal micro-macro bilateral controllers are usually derived only for single-DOF systems. Then, we propose a micro-macro bilateral controller for multidegree- of-freedom (DOF) on the basis of oblique coordinate control. To obtain multi-DOF bilateral control, we first derive control goals as kinematic relations. This study also considers the case where scaling gains of position and force are selected in a different manner. The goals of micro-macro bilateral control are then controlled by oblique coordinate control. The validity of the proposed method is experimentally verified.
Bilateral control, micro-macro bilateral control, oblique coordinate control, acceleration control, haptics

Walking Trajectory Planning on Stairs Using Virtual Slope for Biped Robots
IEEE,Transactions on Industrial Electronics,58(4):1385-1396 2011
Tomoya Sato, Sho Sakaino, Eijiro Ohashi, Kouhei Ohnishi

Real-Time Walking Trajectory Generation Method with Three Masses Models at Constant Body Height for Three-Dimensional Biped Robots
IEEE,Transactions on Industrial Electronics,58(2):376-383 2011
Tomoya Sato, Sho Sakaino, Kouhei Ohnishi

Task Description and Control for Redundant System by Oblique Coordinate Control
電気学会,電気学会産業応用部門誌,130(8):1015-1021 2010
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi
This paper proposes a novel task description for redundant systems as an extension of oblique coordinate control. Orthogonality of tasks are not necessary and interference between a task space and a null space is precisely described in off-diagonal parameters of “task mass matrix” in this method. Dynamics of the null space is also considered with its basic variables. In order to decouple the spaces, a null space regulator is proposed. Conventionally, this kind of decoupling is given by selecting a mass matrix as a weighting matrix of the pseudo inverse. On the other hand, arbitrary weighting matrices can be selected in our approach. Some comments for sub tasks are given. In a short word, “there is few need of sub tasks”. Validity of the proposed method is analyzed and is confirmed by experiments.
Oblique coordinate control, hybrid control, redundant system, acceleration control, bilateral control

2足歩行ロボットのための仮想平面法を用いた歩行安定化制御
電気学会,電気学会産業応用部門誌,130(5):685-691 2010
佐藤智矢、境野翔、大西公平

学会発表
油圧アクチュエータを用いた多自由度バイラテラル制御
電気学会全国大会シンポジウム,電気学会全国大会シンポジウム:S-22-5 201403
境野翔

Position/Force Decoupled Bilateral Communication without Force Control in Slave Side by Using Multirate Control
the 13rd IEEE International Workshop on Advanced Motion Control,the 13rd IEEE International Workshop on Advanced Motion Control:717-722 201403
Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

Haptic Data Compression for Rehabilitation Databases
the 13rd IEEE International Workshop on Advanced Motion Control,the 13rd IEEE International Workshop on Advanced Motion Control:657-662 201403
Takeshi Kaneko, Shota Ito, Toshiaki Tsuji, Sho Sakaino

電動二輪車の前後輪独立駆動による安定化制御
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-085, MEC-14-073 201403
石川国康, 境野翔, 辻俊明

触覚情報に基づく複数材料を内包した物体の切断
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-095, MEC-14-083 201403
岩田修平, 寺田朋央, 大熊隼, 松崎亮平, 境野翔, 辻俊明

画像と機能的電気刺激を組み合わせた運動技能教示システムの開発
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-110, MEC-14-098 201403
川尻皓之, 境野翔, 辻俊明

力情報を可視化した上肢リハビリ支援システムの開発
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-112, MEC-14-100 201403
伊藤翔太, 寺田朋央, 境野翔, 辻俊明

リハビリ支援データベースにおける類似症例検索のための運動照合技術
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-113, MEC-14-101 201403
金子武志, 大熊隼, 境野翔, 辻俊明

外骨格ロボットアームを用いた人のモーションのロボットへの転写及び人への教示
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-113, MEC-14-101 201403
山崎貴大, 境野翔, 辻俊明

力覚情報の微分値に基づく個人認証システム
平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成26年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-14-039, MEC-14-027 201403
關樹, 栗田直幸, 境野翔, 辻俊明

スレーブ側に力制御を持たないマルチレートバイラテラル制御
メカトロニクス制御研究会,メカトロニクス制御研究会:MEC-13-177 201311
境野翔

Experimental Evaluation of Bilateral Control of Velocity Control System Using Electric and Hydraulic Actuators
the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society:4118-4123 201311
Daiki Takahashi, Takayuki Furuya, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

Simplified Whole-Body Tactile Sensing System Using Soft Material at Contact Areas
the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society:4262-4267 201311
Naoyuki Kurita, Hiroaki Hasunuma, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

Bidirectional Contactless Power Transfer System Expandable from Unidirectional System
the IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 201, the IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2013:3651-3657 201309
Soichiro Nakadachi, Shigeru Mochizuki, Sho Sakaino, Yasuyoshi Kaneko, Shigeru Abe, Tomio Yasuda

電気-油圧駆動ロボットアーム間のバイラテラル制御におけるスケーリングゲインを用いた重量物操作
第31回日本ロボット学会学術講演会,第31回日本ロボット学会学術講演集:1K1-04 201309
古谷峻千, 境野翔, 辻俊明

外骨格ロボットアームを用いた水平方向と重力方向における複数人の打撃動作の検証
平成25年度電気学会産業応用部門大会,平成25年度電気学会産業応用部門大会講演論文集:2-25 201308
山崎貴大, 境野翔, 辻俊明,

Rehabilitation Database Based on Haptic Signal Processing
the IEEE Humanitarian Technology Conference 2013, the IEEE Humanitarian Technology Conference 2013:13-18 201308
Toshiaki Tsuji, Naoyuki Kurita, Mitsuyuki Yamada, Sho Sakaino, Yasuyoshi Kaneko

リハビリ支援装置のための操作インタフェースの開発
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-066 201303
籾木千菜美, 横尾知典, 境野翔, 辻俊明

人の接触動作時の動特性の抽出と解析
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-067 201303
山崎貴大, 境野翔, 辻俊明, 橋本卓弥

手術支援のための力覚信号処理に基づくフェールセーフシステム
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-145 201303
寺田朋央, 境野翔, 辻俊明

可動範囲の制限された多自由度マニピュレータの外乱積分値を用いた動特性同定
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-034 201303
境野翔, 辻俊明

多自由度ロボットアームを用いた電気-油圧アクチュエータ間のバイラテラル制御
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-045 201303
古谷峻千, 境野翔, 辻俊明

路面の鏡面反射を除去するための高速ストロボカメラ
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-053 201303
森戸賢, 境野翔, 辻俊明

移動ロボット用非接触給電の画像処理による給電位置判定システム
平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会,平成25年産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会:IIC-13-054 201303
宮島奈那, 境野翔, 阿部茂

An Extended Jacobian Matrix and Multirate Control for Bilateral Control between Different Time Resolution Systems
38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society:2656-2661 201210
Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

Whole-body Force Sensation by Force Sensor with End-effector of Arbitrary Shape
the 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,the 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems:5428-5433 201210
Naoyuki Kurita, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

可動範囲を考慮した多自由度マニピュレータの動特性同定法
第30回日本ロボット学会学術講演集,第30回日本ロボット学会学術講演集:4O3-4 201209
境野翔, 辻俊明

線接触を伴う道具を使用するロボットのハイブリッド制御
平成24年度電気学会産業応用部門大会,平成24年度電気学会産業応用部門大会講演論文集,:65-70 201208
松崎亮平, 上林誠, 境野翔, 辻俊明

ひずみゲージを用いた電気-油圧アクチュエータ間のバイラテラル制御の実験による実証
平成24年度電気学会産業応用部門大会,平成24年度電気学会産業応用部門大会講演論文集:89-94 201208
高橋大樹, 境野翔, 辻俊明

速度情報に基づくリハビリ支援ロボットの評価指標
産業計測制御研究会,産業計測制御研究会:IIC-12-157 201203
山田充之, 横尾知典, 境野翔, 辻俊明, 金子裕良

道具使用による汎用性を目指したロボットのハイブリッド制御
産業計測制御研究会,産業計測制御研究会:IIC-12-093 201203
松崎亮平, 上林誠, 境野翔, 辻俊明

力覚センサを用いた非凸包型エンドエフェクタでの全身触覚
産業計測制御研究会,産業計測制御研究会:IIC-12-030 201203
栗田直幸, 境野翔, 辻俊明

電気-油圧アクチュエータ間のバイラテラル制御
産業計測制御研究会,平成23年度産業計測制御研究会:IIC-12-034 201203
高橋大樹, 境野翔, 辻俊明

Mobile-hapto with Yaw Rate Control for Traveling on Rough Terrain
35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society:1559-1564 2010
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi

Constrained Bilateral Control by Oblique Coordinate Control Taking Priority of Tasks into Account
IEEE International Powerelectronics Conference 2010,International Powerelectronics Conference 2010:2540-2544 2010
Sho Sakaino, Tomoya Sato, Kouhei Ohnishi

High Bandwidth Attitude Control Based on Musculoskeletal System with Biarticular Muscles
the 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,the 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society:5428-5433
Toshiaki Tsuji, Tomonori Yokoo, Sho Sakaino

Development of a Physical Therapy Robot for Rehabilitation Databases
the 12th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control,the 12th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control:1-6
Tomonori Yokoo, Sho Sakaino, Shigeru Abe, Toshiaki Tsuji

Classification of a Hybrid Control System for Robotic Tool Use
2013 IEEE International Conference on Mechatronics,2013 IEEE International Conference on Mechatronics:712-717
Ryohei Matsuzaki, Makoto Kamibayashi, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji

研究費

受託研究
2013-2014 , 電動二輪車の前後輪独立駆動機構の開発とその制御 ,
科学研究費補助金(研究代表者)
2009-2010 , 高精度非干渉動作制御に基づく人と共存するロボットシステムの構築
奨学寄付金
2013 , 肉体的負荷軽減のためのパワーアシストロボット

研究諸活動

学術論文査読件数
2011-2012 , 電気学会
2011-2012 , IEEE

教育活動実績

授業等

2011 , 前期 , 数学演習
2011 , 前期 , 電気電子実験Ⅰ
2011 , 後期 , 電気電子実験 II