中村仁彦

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中村 仁彦なかむら よしひこ
人物情報
生誕 (1954-09-22) 1954年9月22日(67歳)[1]
居住 日本の旗 日本
アメリカ合衆国の旗 アメリカ合衆国
国籍 日本の旗 日本
出身校 京都大学
学問
研究分野 ロボット工学
研究機関 京都大学、カリフォルニア大学サンタバーバラ校 (UCSB)、東京大学
博士課程
指導教員
花房秀郎[2][3]
指導教員 吉川恒夫
博士課程
指導学生
鈴木高宏[4]、関口暁宣[5]山根克[6]杉原知道[7]、高野渉[8]、神永拓[9]、村井昭彦[10]、山本江[11]、鮎澤光[12]、Caron Stephan[13]、郷津優介[14]、康天毅[注 1]、張添威[注 2]、内山瑛美子[注 3]
主な指導学生 永井清[16]横小路泰義[17][18]
学位 工学博士(京都大学)[2]
特筆すべき概念 ロボットの脳をつくる
主な業績 冗長ロボットのTask priority control、SR-Inverse(特異点低感度運動分解)[19][20]、非ホロノミック制御、知能の力学的情報処理、など
主要な作品 7自由度マニピュレータ「UJIBOT」[21]アニマニウム[22][23]、全方向移動ロボット「B.B.Rider」[24][25]、電気油圧駆動アクチュエータとヒューマノイドロボット「Hydra」[26][27]、AIモーションキャプチャー「VMocap」[28][29]
影響を
受けた人物
金山裕[30]ロドニー・ブルックス[31]Jean-Paul Laumond英語版[32]
影響を
与えた人物
岡田昌史、大武美保子、ベンチャー・ジェンチャン
学会 計測自動制御学会日本ロボット学会日本機械学会IEEEASMEIFToMM英語版、など
主な受賞歴 日本機械学賞(技術功績)[33]、計測自動制御学会著述賞[34]、IEEE Most Active Distinguished Lecturer Award[35]、立石賞功績賞[36][37]
公式サイト
Yoshihiko Nakamura's Blog
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中村 仁彦(なかむら よしひこ、1954年昭和29年) 9月22日[1] - )は、日本のロボット研究者工学博士京都大学[2]東京大学名誉教授[38]マニピュレータ非ホロノミック系ヒューマノイドロボットの運動学動力学、制御、および知能の研究に従事[39][40]。京都大学助手、カリフォルニア大学サンタバーバラ校助教授準教授[注 4]東京大学助教授、教授、IFToMM英語版会長などを歴任[39][40]

優先度付き運動分解やSRインバースを提案し[41][42]、ロボットや人体の運動学や動力学計算、シミュレーション、力学同定、モーションキャプチャーなどで実績を残した[36]。脳型情報処理を提唱し、運動の言語理解にも取り組んだ[43]。球体車輪による全方向移動や電気油圧駆動のヒューマノイドロボットも開発。愛・地球博[44]DARPAロボティクス・チャレンジ[26][45]にも研究室で出展・出場した。

来歴・人物[編集]

生い立ち・学生時代[編集]

保育園のときから漠然と科学者に憧れていた[46]鉄人28号の敷島博士の影響があったという[47]京都大学工学部精密工学科に進学[48]。専門科目が始まる前は今西錦司本多勝一に影響を受けた[47]。卒業研究から宇治キャンパスに配属され、オートメーション研究施設でロボット研究に取り組む[47]。当初は建築学科への学士入学を考えていたが、研究が面白くなり大学院に進学する[47]。研究室は花房秀郎教授、吉川恒夫助教授浅田晴比古助手というスタッフ構成であった[49]

京都大学時代[編集]

博士課程途中の1982年、中村は助手に着任し[40]、学位は1985年に論文博士として取得した[2][50]。ロボットの倣い制御に取り組み[51]、ポテンシャル法を取り入れるなどしている[3]。また、この途上で中村は7自由度ロボット「UJIBOT」を設計・製作する。中村は共著で設計としては失敗と述懐するが[52]、このマニピュレータがTask priority control[53]やSR Inverseの研究につながった[54]。また、動力学解析[注 5]やあやつりの力学(ロボットハンド)の研究[16][55]にも取り組む。

サンタバーバラ時代[編集]

1986年には客員としてカリフォルニア大学サンタバーバラ校に滞在。この時、金山裕や内山勝とロボットコントローラの勉強会を設け、マニピュレータにはない移動ロボットの特殊性、すなわち非ホロノミック性に着目するようになる[30]。その後、1987年9月より同大学の助教授に就任し、後に準教授[注 4]。この間、駆動冗長性を持つ閉ループ機構の動力学解析[59]や宇宙ロボットなど非ホロノミックシステムの研究[60]に従事する[61]

東京大学時代[編集]

帰国した中村は1991年4月に東京大学機械情報工学科の助教授に就任する[注 6]パラレルマニピュレータや非ホロノミックマニピュレータ、ロボットハンドの研究に取り組んでいき、1997年2月には教授に就任する[57]。さらに外科手術ロボット[63]やヒューマノイドロボットやヒューマンフィギュアの運動学・動力学演算においても成果を上げていく。なお、山根克とともに取り組んだヒューマンフィギュアの運動学計算ソフトウェアは、2002年SEGAが発表したアニマニウムに実装されている[64][22][23]

1998年頃から中村は知能の問題に取り組むようになる[65]科学技術振興事業団戦略的基礎研究推進事業 (CREST) では、「自律行動単位の力学的結合による脳型情報処理機械の開発」のテーマで研究を推進する[66][43]。研究室のモーションキャプチャー技術や高機能小型ヒューマノイドロボット、動作の記号的理解などのシステムを統合し、2005年愛・地球博には「アニマトロニックヒューマノイドロボット」を出展している[44][67]

山根と開発した解析手法や特許(特許第5061344号「リンクの質量パラメータの推定方法」[注 7])を元に、株式会社ナックイメージテクノロジーが筋骨格モデル動作解析ソフトウェア「nMotion musculous」を販売している[68]。また、一つのバスケットボールを車輪にした、全方向移動ロボットも開発し、基本特許を取得している[24][25]。教育面では2010年に小型ヒューマノイドロボットNAOを導入している[69][70]

2011年東日本大震災にあたって中村は国内外の学会関係者と協力し、「対災害ロボティクス・タスクフォース」の活動で尽力する[71][72]。また、2014年からNEDOのプロジェクトに参画し[73]2015年DARPAロボティクス・チャレンジ(本選)に東京大学、千葉工業大学大阪大学、などの混成チームで参加を決意。全身を油圧駆動するロボットは世界初と評されるが、準備期間が不十分だったこともあって棄権に終わっている[26][45]。なお、2018年にHydraは歩行に成功[74]。外力を受けての反力吸収制御も実現している[75]

3次元モーションキャプチャーと筋電計床反力計英語版に、筋骨格モデルによる緊張力推定を組み合わせたシステムは「Magic Mirror」と呼ばれ、リアルタイムで緊張力を推定できた。2016年には柔道羽賀龍之介内股をかける動作を解析し、NHKスペシャルで紹介された[76][77]。また、中村は2016年5月に設立された東京大学スポーツ先端科学研究拠点[78][79]のメンバーとしても活動[78][80][注 8]

2018年にはAIモーションキャプチャー「VMocap」を開発。ビデオモーションキャプチャーにディープラーニングを取り入れ、特殊なマーカーや専用の服装を用いることなく関節角度を推定できる。さらに中村研究室で開発してきた筋骨格解析や筋力推定と組み合わせ、リアルタイムで画像情報から筋骨格運動や筋力を推定することに成功した[82][28][29]。さらに2020年1月にはNTTドコモとの共同開発として、VMpcapを応用した複数人ビデオモーションキャプチャシステムを発表。フットサルの試合を12台のカメラで捕らえ、選手個々人の筋張力を可視化した[83][84]

2020年3月、定年退職[85][注 9]。同年6月、東京大学名誉教授[38]。同年6月より同大学人工物工学研究センター上席研究員[36](社会連携講座「ヒューマンモーション・データサイエンス」所属[86])。2022年3月には人間の動作から4つのカメラで簡単に緊張力を推定・可視化し、さらにクラウド経由でデータベース化できるヒューマンデジタルツイン作成システムを実現した[87][86]

社会的活動[編集]

(そのほか)

  • 「対災害ロボティクス・タスクフォース」アンカーマン[88]

主な受賞歴[編集]

  • 立石科学技術振興財団
    • 2022年 - 第7回立石賞 功績賞「人間と機械の自然な相互作用の情報理論構築とその応用」[36][37]

著作[編集]

学位論文[編集]

日本語題名『ロボットマニピュレータの軌道制御に関する運動学的研究』

著書[編集]

  • Advanced Robotics ― Redundancy and Optimization ―』Addison-Wesley Publishing Company、1991年1月、ISBN 0201151987(英語)[注 26]
  • 『ロボットの脳を創る ― 脳科学から知能の構成へ ―』岩波書店〈岩波講座 物理の世界 物理と数理1〉、2003年6月、ISBN 4-00-011151-5
  • 『ロボットモーション』岩波書店〈岩波講座 ロボット学 2〉、2004年11月、ISBN 4000112422内山勝との共著。

解説[編集]

(運動学・動力学)

(知能)

(指・把持・あやつり)

(非ホロノミック)

(その他)

講座[編集]

特許[編集]

主な出演歴[編集]

  • さきっちょ☆』(テレビ朝日、2010年9月22日放送)[109]
  • 「筋力★血圧★中性脂肪 日常の“逆”にひそむ驚き健康パワー」『ガッテン!』(NHK総合、2021年7月7日、9月8日放送)[110][111]
  • 「東京大学のグループ・関節・筋肉の動き「可視化」新システム開発」『NHKニュース』(NHK総合、2022年3月21日放送)[112]

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

  1. ^ Tianyi Ko“Development of Small and Light-Weight Electro-Hydrostatic Actuators and their Integration to the Whole-Body Drive System of Humanoid Robots (小型軽量電気静油圧駆動系の開発とそれを用いたヒューマノイドロボット全身駆動系の実現),” PhD Thesis, University of Tokyo, 2018. 9.[15]
  2. ^ Tianwei Zhang“Visual SLAM Based on Semantic Segmentation for Humanoid Robots in Dynamic Environments (動的な環境で活動するヒューマノイドロボットのための意味的分節化に基づく視覚的 SLAM),” PhD Thesis, University of Tokyo, 2019. 3.[15]
  3. ^ Emiko Uchiyama“Fundamental Studies toward Fall Risk Assessment of the Elderly in the Light of Relationship between Stumble and Depth Perception (躓きと奥行知覚の関係に着目した高齢者の転倒リスク評価法に関する基礎的研究),” University of Tokyo, 2019. 3.[15]
  4. ^ a b Associate professorは2007年以降は准教授と訳されるが、学会誌に記述された役職名に準拠して準教授[56][57][58][40]と記す。
  5. ^ 中村らの動力学解析手法は広瀬茂男の教科書『ロボット工学』(裳華房、初版 - ISBN 4785365013、改訂版 - ISBN 978-4-7853-6512-7)でも採用されている[3]
  6. ^ 研究室の教授は吉本堅一、ロボット学会初代所長・藤井澄二がいた研究室である[62]
  7. ^ 特開2008-077551[68]
  8. ^ 「UTSSI 東大ゴルフサイエンスアカデミー」(代表・工藤和俊)、「スポーツ医科学情報解析によるスポーツ障害・外傷・疾病の病態解明と予防プロジェクト」(代表・武冨修治)、「最適な漕運動実現のための科学的アプローチ」(代表・野崎大地)に参画した[81]
  9. ^ 最終講義を兼ねて「Task Priority Based Control(優先度付き逆運動分解)」40周年、「SR Inverse(特異点低感度運動分解)」36周年を記念した「International Robotics Workshop - 40th anniversary of task-priority based control and 36th anniversary of SR-inverse」が企画されたが[41]COVID-19のため延期になっている[85]
  10. ^ 受賞論文の書誌情報 - 中村仁彦、Ole Jakob Sφrdalen、鄭宇眞『日本ロボット学会誌』第13巻第5号、1995年、674-682頁[95]
  11. ^ 受賞論文の書誌情報 - 中村仁彦、山根克、永嶋史朗『日本ロボット学会誌』第16巻第8号、1998年、1152-1159頁[96]
  12. ^ 受賞論文の書誌情報 - 中村仁彦、岸宏亮、岡田昌史『日本ロボット学会誌』第21巻第4号、2003年、451-459頁[97]
  13. ^ 受賞論文の書誌情報 - 杉原知道、中村仁彦『日本ロボット学会誌』第24巻第2号、2006年、222-231頁[98]
  14. ^ 受賞論文 - Tianyi Ko, Hiroshi Kaminaga and Yoshihiko Nakamura. “Key design parameters of a few types of electro-hydrostatic actuators for humanoid robots”. Advanced Robotics 32 (23): 1241-1252[27].
  15. ^ 受賞論文の書誌情報 - 花房秀郎吉川恒夫、中村仁彦『計測自動制御学会論文集』第19巻第5号、1983年、421-426頁、doi:10.9746/sicetr1965.19.421[34]
  16. ^ 受賞対象 - 丹下学、山根克、中村仁彦『日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会』、2002年、2P1-K10、doi:10.1299/jsmermd.2002.100_5[100]
  17. ^ 受賞対象 - 福田大輔、山根克、中村仁彦『日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会』、2007年、1A2-I081、doi:10.1299/jsmermd.2007._1A2-I08_1[101]
  18. ^ 「ロボティクス・シンポジア」は日本ロボット学会日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門、計測自動制御学会システムインテグレーション部門が共催しているシンポジウム[102]。一泊二日の泊まり込み形式で[102]、一講演あたりの持ち時間も長い[103][104]。標準でA4で6ページのフルペーパー査読が特徴で、近年は関係論文誌で論文特集号が組まれている[103][105][104]
  19. ^ 受賞講演講演論文の著者 - 杉原知道、中村仁彦[106]
  20. ^ 受賞講演講演論文の著者 - 鮎澤光、中村仁彦[106]
  21. ^ 受賞講演論文の著者 - 神永拓、安藤雄太、大月智史、小田中浩平、中村仁彦[106]
  22. ^ 鮎澤光、ベンチャー・ジェンチャン、中村仁彦「ベースリンクの運動方程式を利用した脚型ロボットの基底力学パラメータの可同定性」、村井昭彦、黒崎浩介、山根克、中村仁彦「モーションキャプチャ,EMG,筋の動特性モデルに基づく筋張力のリアルタイム推定及び可視化」[106]
  23. ^ 郷津優介、小林誠季、小原潤哉、草島育生、武市一成、高野渉、中村仁彦「運動・音声・画像の特徴を用いた統合モデルによるマルチモーダルジェスチャー認識」[106]
  24. ^ 受賞論文 - Yoshihiko Nakamura; Katsu Yamane (2000). “Dynamics Computation of Structure-Varying Kinematic Chains and Its Application to Human Figures”. IEEE Transactions on Robotics and Automation 16 (2): 124-134.[107]
  25. ^ 受賞論文 - Yoshihiko Nakamura; Woojin Chung; Ole Jacob Sordalen (2001). “Design and Control of the Nonholonomic Manipulator”. IEEE Transactions on Robotics and Automation 17 (1): 48-59.[107]
  26. ^ 版権は著者に戻っており、中村は自身のサイトでPDFファイルを一般公開している[108]
  27. ^ 特許権者 - 東京大学トヨタ自動車株式会社、発明者 - 中村仁彦、高野渉、高橋太郎、2016年3月23日出願、2017年9月28日公開(特開2017-170553)。
  28. ^ 特許権者 - 富士通、発明者 - 矢吹彰彦、中村仁彦、高野渉、2017年10月11日出願、2019年6月24日公開(WO2018-070414)。

出典[編集]

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  7. ^ Tomomichi Sugihara (2004年3月25日). Mobility Enhancement Control of Humanoid Robot Based on Reaction Force Manipulation via Whole Body Motion. 東京大学博士論文(甲第19541号、博情第22号). 日本語題名 - 『全身運動による反力操作に基づいたヒューマノイドロボットの高機動化制御』、論文内容要旨審査結果要旨
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  9. ^ Hiroshi Kaminaga (2009年3月23日). Study on Electro-Hydrostatic Actuators for Force Sensitive Robot Systems. 東京大学博士論文(甲第25109号、博情第235号). 日本語題名『力感応ロボットシステムのための電気静油圧アクチュエータの研究』、論文内容要旨審査結果要旨
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参考文献[編集]

(日本ロボット学会『日本のロボット研究の歩み』)

外部リンク[編集]

(東京大学関係)

(講演動画)