多田隈理一郎

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多田隈 理一郎
人物情報
生誕 駄本 理一郎[1][2][3]
(1976-09-08) 1976年9月8日（44歳）[1]
日本の旗 日本 熊本県 八代市[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
フランスの旗 フランス
国籍 日本の旗 日本
出身校 ラ・サール中学校・高等学校[1]
東京工業大学（学部、修士）
東京大学（博士後期課程）
学問
研究分野 ロボット工学
バーチャルリアリティ
機構学
研究機関 東京工業大学
東京大学
産業技術総合研究所
ハーバード大学
フランス国立科学研究センター
山形大学
博士課程
指導教員		 舘暲、川上直樹（東京大学）
指導教員 広瀬茂男、福島 E.文彦（東京工業大学）
学位 博士（工学）（東京大学・2005年）
特筆すべき概念 機巧、機功学
主な業績 テレイグジスタンスロボット『テレサ2』とそのマスタースレーブシステムのバイラテラル制御、Omni-Discによる全方向移動車両『Vutton-II』『VmaxCarrier』、全方向駆動歯車『Omni-Gear』、受動ローラ式ウォームホイール機構、球状歯車
影響を
受けた人物		 横井一仁、妻木勇一
影響を
与えた人物		 多田隈建二郎
学会 日本ロボット学会、日本機械学会、計測自動制御学会、IEEE、日本バーチャルリアリティ学会
主な受賞歴 日本機械学会畠山賞、日本ロボット学会ロボティクスシンポジア研究奨励賞、FA財団論文賞
公式サイト
Riichiro Tadakuma Lab.
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多田隈 理一郎（ただくま りいちろう、1976年（昭和51年）9月8日[1] - ）は、日本のロボット研究者、東京大学博士（工学）[4]。全方向駆動歯車[5][6]や球状歯車[7][8]の発明者で、現在は山形大学准教授（機械システム工学専攻[9]、次世代ロボットデザインセンター[10]）。実弟の多田隈建二郎と共同で全方向移動機構[11][12]や全方向駆動機構[13][14]、ロボットの要素技術[15][16]などを開発。『日本ロボット界のライト兄弟』と紹介されることもある[17]。なお、博士後期課程では舘暲のもとでテレイグジスタンスロボット『テレサフォン』の研究開発に従事し、2005年開催の愛・地球博に出展している[18][19]。

来歴・人物[編集]

幼少期から東工大広瀬研究室時代[編集]

小学校1年生のときに、『ロボット大集合』という学習漫画を読み、ロボット研究者を志す[17]。中学は鹿児島県のラ・サール中学に進学。ラ・サール高校時代はバスケットボール部で県大会優勝を経験している[1]。1996年には東京工業大学へ進学、4類から機械宇宙学科に進む[1]。

学部・修士課程と広瀬・米田研究室に在籍する。この間、1999年10月にオランダのアムステルダム市で開催された国際宇宙航行連盟総会へ、宇宙開発事業団派遣学生として参加する。会場では向井千秋と話す機会に恵まれる[2]。学部の卒業研究では自律集散型ロボット「Super-Mechano Colony」の研究に取り組む[20][21]。

修士課程では全方向移動車両[22]の研究開発を行うとともに、研究室のその他の開発にも関与する[23][24]。その後、東京大学の博士課程に進学するが、入れ替わりで実弟の多田隈建二郎が広瀬研究室に入っており、『Vmax-Callier』の研究は建二郎が引き継いでいる[25]。

博士課程からポスドク研究員時代[編集]

博士課程では舘研究室に所属し、テレイグジスタンスロボット「TELESAR II」[18]の研究開発に従事する。7自由度、5本指で両腕のスレーブロボット、バイラテラル制御された6自由度両腕のマスターアームを開発し、2005年に開催された『愛・地球博』へ出展している[26][27]。

博士号取得後は1年間研究員として研究室に残った後、日本学術振興会特別研究員PD（ポストドクター）として産業技術総合研究所日仏ロボット共同ロボット研究ラボラトリー研究員。皮膚触覚の研究に従事[28][16]。さらにハーバード大学の客員研究員を経験する。約1年半にわたる米国ボストンでの留学生活では、兄の理一郎がハーバード大学で、弟の建二郎がMITで研究を行い、子供時代さながらに、2つの大学の中間地点にある同じアパートの部屋をルームシェアして過ごし[17]、休日にはお互いの研究について相談しあっていた[29]。

2人兄弟で2人ともロボット研究者というめずらしい兄弟であり、講演会などでは「日本ロボット界のライト兄弟」などと紹介されることもあった[17]。その後も兄弟はインターネットを介して2週間に1回程度やり取りしており、発想の斬新さは兄の方が優れていること、自分が考案した機構が何に役立つかなど新しいアイデアを提供してくれていると、建二郎は取材で語っている[29]。

山形大学多田隈研究室時代[編集]

東京大学や産業技術総合研究所、ハーバード大学、フランス国立科学研究センターで研究員生活を過ごした後、2010年2月にテニュアトラック助教として山形大学に着任し、自身の研究室を持つ。2012年3月には、アフリカのタンザニア・ケニア両国を日本のロボット達と共に訪問し、日本の文化や先端技術を現地の学生や大学関係者に紹介するという「ロボット外交」を行い、アフリカと日本の関係強化に努めた[30]。

2013年には同大学で准教授に昇進[31]。近年は全方向駆動が可能な歯車や、バックドライバビリティを有する受動ローラ式ウォームホイール機構、球状の全方向駆動歯車、温度変化を利用して形状を変えるロボットハンドや移動体、などの研究を実施（#主な研究内容節を参照）。また、弟の建二郎とともに、センサーや制御なしで「本質的な機能」を実現する巧みな機構（メカニズム）である『機巧』、および『機巧学』を提唱した[32]。

また、多田隈は2016年から、科学研究費助成事業新学術領域研究(研究領域提案型)の「生物ナビゲーションのシステム科学」領域のプロジェクトに参画。山形大学の妻木勇一が代表者を務める「RTと環境駆動による長寿命・高出力・多機能バイオロギングシステムの開発」に研究分担者として加わり[33][34]、ウミネコに装着させて行動をロギングする機器を開発。データ計測後に鳥から装置を分離させる必要があるが、多田隈らは形状記憶合金を用いることにより、従来より軽量かつ安全にそれを実現させた[35][36]。

2016年には、山形大学が科学技術振興機構(JST)産学共創プラットフォーム共同研究推進プログラム(OPERA)の平成28年度新規研究領域・共創コンソーシアムに 「有機材料の極限機能創出と社会システム化をする基盤技術の構築及びソフトマターロボティクスへの展開」として採択。多田隈もテーマ5「社会システム・ソフトマターロボティクス」のメンバーとして参加し、柔らかい材料を用いたインチワームロボットなどの研究に取り組む[37][38][39][40]。

主な研究内容[編集]

Omni-Disc、VmaxCarrier[編集]

オムニホイールのような全方向車輪は車高が高くなってしまうため、より薄型の全方向車輪が求められる。これに対し、斜めに回転する2枚のフレームとキャスタ部で立体的な平行クランク機構を構成し、キャスタが一方向を保つようにした『Omni-Disc』が考案された。これは受動車輪としても能動車輪としても使用できる[41][42]。

理一郎はこの『Omni-Disc』を4輪使用し、薄型軽量でホロノミック(en)な全方向移動が可能な『VmaxCarrier』を開発した[43][注釈 1]。これは弟の建二郎が『VmaxCarrier2』として継続研究し、段差走破性を有するように発展している[11][47]。また、後述のテレイグジスタンスロボットへの搭載も検討された[27]。

TELESAR II[編集]

多田隈が東京大学舘研究室に在籍したときに開発したテレイグジスタンスロボットで、テレサ2と読む。2005年の愛・地球博に出展された[18][19][27]。7自由度の双腕アームを備え、肩と手首を結ぶ軸まわりの回転1自由度の冗長自由度を持つ。以前は7つ目の関節軸を冗長自由度として制御していたが，多田隈は肩と手首を結ぶ軸まわりの回転自由度を扱えるように改良された[48][18][27]。

Omni-Gear[編集]

ラック・ピニオンの直進運動を平面や曲面の2次元運動に拡張した駆動歯車。ラックに相当する側は平面型、凸円弧型、凹円弧型を試作しており、正・負の曲率を実現できることが確認されている。ピニオンは通常の歯車のタイプと、ピンや円板の形状をした受動ローラーで構成されるタイプが試作されている[14][6][49][50][51]。

狭い場所でも曲面運動が可能という特徴があり、具体的な応用としてロボットアーム先端の平行グリッパ、内視鏡手術用鉗子のエンドエフェクタ、全方向搬送テーブル[注釈 2]などが検討されている[54][55]。株式会社昌和製作所[5][54]やNECエンベデッドプロダクツ株式会社[56]と共同研究を行っており、実用化に向けて開発が進められている[54][5][56]（#外部リンクの動画も参照）。

MR-Hot-Ice[編集]

液体と固体への相変化を利用した『Omni-Gripper』の移動ロボット版[57]。

詳細は「多田隈建二郎#Omni-Gripper」を参照

受動ローラ式ウォームホイール機構[編集]

『Omni-Gear』で使用された受動ローラ歯車を活用し、ウォームギヤにバックドライバビリティ（逆可動性）[注釈 3]を持たせた機構。高い減速比を有しながら、出力側に加わった負荷を吸収することができる[60][61]。2016年に発表した論文[61]は、FA財団の論文賞を受賞した[62]。

球状歯車、球状関節[編集]

2軸回転が可能なように、球面に歯を構成したもの[7][8]。カメラを搭載したもの[7][8]と、ロボットアームの関節に利用されたもの[63]が開発されている。NECエンベデッドプロダクツ株式会社との共同開発で[7][8][63]、同社から特許も出願されている[64][65]。（#外部リンクの動画も参照）

全方向駆動車輪[編集]

通常のオムニホイール（英語版）の受動輪が駆動するもの。弟の建二郎やその指導学生と共同開発[66]。

履歴[編集]

略歴[編集]

受賞歴[編集]

社会的活動[編集]

著作[編集]

学位論文[編集]

  • 『テレイグジスタンスロボットのためのマスタ・スレーブアームの機構と制御の研究』東京大学〈博士論文（甲20127、博工第6069号）〉、2005年3月。NAID 500000340048。

解説[編集]

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

  1. ^ 当初は『Vuton-II』という名称であった[22]が、Vutonシリーズの名称はクローラタイプ（Vutonクローラ） [44]のみに使用されるようになり[45]、Omni-Discを用いたタイプはVmaxCarrierと呼称されるようになっている[46]。
  2. ^ 文献によっては、「オムニテーブル」[52]、「Omni-Table」[53]と呼称されている。
  3. ^ 一般には「出力節に適当な力を加えたときに、その節が可動し、かつそれが入力節側に伝わる性質」をバックドライバビリティと呼び、静的なものと動的なものがある[58]。また、一般のウォームギヤはバックドライバビリティを有しないが、逆にセルフロック機能があるとも言え、消費エネルギーの観点からは利点がある[59]。
  4. ^ 畠山賞は高専、大学の機械系学科の卒業生のうち、学科で1名、人格・学力ともに優秀な学生に授与される[67]
  5. ^ 受賞講演 - 多田隈理一郎「全方向駆動歯車機構”Omni-Gear”の研究－各曲率の駆動ユニット構造と基本動作特性について」、『第16回ロボティクスシンポジア』、3B5。[68]
  6. ^ 受賞テーマ「全方向駆動歯車を応用した様々なロボットシステムに関する研究」[69]
  7. ^ 受賞論文 - Kenjirou Tadakuma, Riichirou Tadakuma, Shotaro Onishi and Yuichi Tsumaki (2014). Worm Wheel Mechanism with Passive Rollers. Advanced Robotics 28 (24): 1617-1635.[62]

出典[編集]

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参考文献[編集]

外部リンク[編集]

（研究者情報）

（動画）

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