教員紹介

知能レスキューロボット研究室

小型自律探査型レスキューロボット,ロボット性能評価手法の研究・開発

機械システム工学科 清水 優

自己紹介

 私は,自動的に仕事を行う仕組み(電気的,メカ的,ソフト的,分子生物学的,それを行えるなら何でも)に興味を持っています.必然的に,ロボットには非常に惹かれてきました.高校時代には,ICやLSIを組み合わせてマイコンを製作し,計算機の基本をハードとソフト両面から楽しんで学びました.大学では,機械科に所属してメカニクスを学びました.卒業研究と就職後しばらくは, 3次元計測装置(動いている物体表面の形状をリアルタイムに記録しコンピュータに取り込む計測器)の研究を行いました.現在は,小型自律探査型レスキューロボットとロボット性能評価手法の研究・開発を行っています.

研究対象

 研究対象は,自律的に活動するレスキューロボット開発とレスキューロボットやサービスロボットの性能評価手法開発,および自律ロボットを構成するための個々の技術(要素技術)です.ロボットは,自動車と同じく要素技術の集大成です.ロボットの用途に応じて,それぞれの技術を特化する必要があります.この研究室では,小型自律移動ロボットをモチーフにして,そこで必要となる要素技術やその応用としてのロボット,ロボット性能評価手法を開発しています.例えば,小型ロボットが移動する際には,世界に対する自分の位置を測定しなくてはなりません.レスキューロボットのように屋内での活動を想定すると,GPSは不向きで,別の測位技術が必要です.また,でこぼこした地面には車輪ではなく脚による移動が向いているとなれば,歩行するための動きを作り出すソフトウェアが必要となります.このような要素技術としてのハードとソフトは,万能型よりも,目的別に最適化されている方がロボット全体としてのパフォーマンス(速度や電源の持続時間など)が良くなります.同様にロボットの性能評価手法もロボットの目的に合わせて検討する必要があります.ロボットの設計・製作・評価では,ロボット全体を見据えながら細部を検討する必要があり,そのためのスキルや知識を教えています.

写真1
簡易ロボット製作例

 毎年開催されるロボカップジャパンオープンに参加を希望する学生は,ロボカップ用ロボットの製作を行います.清水研究室は,レスキューロボットリーグに Chukyo-Rescueというチーム名で参加しています(写真2は,2007年に出場したロボット).3年生秋学期では,ロボット関係学会の論文誌を調査し,実際に行われているロボット研究から,自身の卒研テーマの方向性を探ります..

写真2
RoboCUP2007 に出場したレスキューロボット

 4年生では,ロボットに関連するテーマで卒業研究を行います.テーマに応じて,ロボット製作,ソフトウェア開発,実験,評価などを行い,卒業研究発表会や卒業論文へのまとめを行います.最近の技術者は,ディスカッションや社内プレゼンテーションなどでアピール力が問われます.単に「作っておしまい」にするのではなく,やったこと・わかったことをアウトプットするテクニックも教えています.

これまでの学生研究タイトル(一部写真あり )
・CADモデルデータの二種の物理シミュレータ内オブジェクトへの自動交換手法の提案
・レンジファインダを用いた障害物回避行動システムの構築
・4輪 -クローラハイブリッド型移動機構の開発 (写真3)
写真3
卒研ロボット1 複合移動機構
  • ・2種類の移動機構を有する不正地移動ロボットの開発
  • ・動画像とレーザレンジセンサによる移動ロボットの確率的自己位置推定
  • ・定常モーションに任意の補正動作を付加するシステムの提案
  • ・コミュニケーション機能を備えた遠隔操作ロボットシステムの開発
  • ・ロボットハンドを用いた物体把持による材質判断 (写真4)
  • ・硬さに応じた物体把持(写真4)
写真4
卒研ロボット2 負荷検出ハンド
  • ・携帯端末によるロボットの遠隔制御
  • ・感圧センサを用いたバランス制御による 2足歩行ロボット
  • ・4足歩行移動ロボットに全方向移動機構を組み合わせた移動の効率化
担当科目

電気・電子・ディジタル回路,電子回路(再履修),工学基礎実験A,機械設計製作1,機械設計製作2A,機械設計製作2B,ロボット製作実習

略歴
  • 1991年3月 名古屋工業大学機械科卒
  • 1991年4月 中京大学情報科学部情報科学科 助手
  • 2000年4月 中京大学情報科学部情報科学科 講師
  • 2007年4月 中京大学情報理工学部情報システム工学科 准教授
  • 2008年4月 中京大学情報理工学部機械情報工学科 准教授
  • 2013年4月 中京大学工学部機械システム工学科 准教授
  • 2018年6月 中京大学大学院 論文博士取得 博士(情報科学)
  • 2019年4月 中京大学工学部機械システム工学科 教授