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慶應義塾大学 
理工学部 
システムデザイン工学科 

教授 
滑川 徹 
ナメリカワ トオル 
NAMERIKAWA Toru 

Tel.045-566-1731  
Fax.045-566-1720  
 
http://www.namerikawa.sd.keio.ac.jp/  

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プロフィール
大規模複雑システムの最適管理のための分散協調制御理論とその応用に関する研究を行っています。具体的には、再生可能エネルギーを含む分散型電力ネットワークの分散最適制御、マルチUAVの分散協調フォーメーション制御、分散推定理論に基づく電力ネットワー,特に最近は社会インフラや超Smart City の研究に力を入れています。 

経歴
金沢大学  工学部電気・情報工学科  助手  1994/04-1997/12 
金沢大学  大学院自然科学研究科  助手  1998/01-2000/10 
スイス連邦工科大学  ロボティクス研究所  客員研究員  1998/11-1998/12 
金沢大学  工学部電気電子システム工学科  講師  2000/11-2002/02 
カリフォルニア大学サンタバーバラ校  客員研究員  2001/03-2002/01 
長岡技術科学大学  工学部機械系   助教授  2002/03-2005/12 
金沢大学   大学院自然科学研究科電子情報科学専攻  准教授  2006/01-2008/03 
金沢大学  理工研究域電子情報学系  准教授  2008/04-2009/03 
シュトゥットガルト大学  システムダイナミクス研究所  客員教授  2008/07-2008/08 
カリフォルニア大学サンタバーバラ校   客員教授  2008/08-2008/10 
慶應義塾大学  理工学部システムデザイン工学科   准教授  2009/04/01-2014/03/31 
ルンド大学  工学部自動制御学科   訪問研究員  2010/02-2010/03 
大阪大学  大学院情報科学研究科  非常勤講師  2014/04/01-2014/09/30 
慶應義塾大学  理工学部システムデザイン工学科   教授  2014/04/01-現在 

学歴
金沢大学  工学部  電気・情報工学科  1991/03  卒業 
金沢大学大学院  工学研究科  電気・情報工学専攻  修士  1993/03  修了 
金沢大学大学院  自然科学研究科  システム科学  博士  1994/03  退学 

学位
博士(工学)  金沢大学  1997/03 

学術受賞歴(賞、称号)
制御部門パイオニア技術賞  「エネルギーマネジメントシステムの分散協調制御」に関する一連の研究による制御技術の応用開拓への大きな貢献  2014/03/06 
制御部門大会技術賞  需要曲線の特徴を考慮したH∞フィルタによる電力需要予測  2011/03/17  第10回制御部門大会で発表した「需要曲線の特徴を考慮したH∞フィルタによる電力需要予測」は有用性が高い優れた研究発表と認められた. 
制御部門大会賞  ビークル群によるネットワークの変化に依存しない協調取り囲み行動  2010/03/17  第9回制御部門大会で発表した「ビークル群によるネットワークの変化に依存しない協調取り囲み行動」は理論として新規である上に有用性も高い優れた研究発表と認められた. 
船井情報科学奨励賞  ロバスト性と過渡応答特性を考慮したメカトロニクスシステム制御  2004/03/27  メカトロニクス制御の観点より,本研究業績が情報科学に貢献することが認められた. 
2017年度 計測自動制御学会論文賞  論文「Multi-Period Regional Energy Management Based on Dynamic Pricing with Non-Deficit Real-Time Market Trading」による  2017/09/21 
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総合紹介
大規模複雑システムの最適管理のための分散協調制御理論とその応用に関する研究を行っています。具体的には、再生可能エネルギーを含む分散型電力ネットワークの分散最適制御、マルチUAVの分散協調フォーメーション制御、分散推定理論に基づく電力ネットワーク、社会インフラや超スマートシティの制御と管理に関する研究を推進しています。 

研究分野
制御工学 
制御理論 

研究キーワード
分散制御 
協調制御 
ロバスト制御 
マルチエージェントシステム 
エネルギー管理システム 

研究テーマ
グリーンイノベーションと制御理論  2010-2011 
ネットワークロボティクス  2005-現在 
マルチエージェントシステムの合意問題と協調制御  2006/01/01-現在 
最適分散センサスケジューリング  2009-現在 
社会インフラシステムの分散最適化  2015/04/01-現在 

共同・受託研究希望テーマ
再生型分散電源の発電予測  産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望  共同研究 
センサネットワークによる協調推定・予測・制御  大学等の研究機関との共同研究を希望  共同研究 
リチウムイオン電池のマネジメントと最適制御  産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望  共同研究 
再生可能エネルギーを含むスマートグリッドの制御  産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望  共同研究 
SLAM とマルチエージェントシステムの協調制御  産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望  共同研究 
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研究業績(著書)
ロボット制御学ハンドブック  滑川 徹  第21章  近代科学社  2017/12/31  978-4-7649-0473-6  URL  日本では従来からロボットの研究開発が盛んであったが、その進歩は、ともすれば部品や材料・機械設計・コンピュータソフトによるものと捉えられ、ロボットに必須の「制御技術」が見逃されがちである。  そこで、ロボットを思いどおりに動かすために必要な制御技術を知り、ロボットを使えるようにするために、ロボットの制御に特化した領域を「ロボット制御学」と名づけ、本書のの出版を企画した。  本書は、なぜロボットに制御が必要なのか? から始まり、モデリング→設計→実装まで一連の流れを理解し、実践できるようになることを目的とする。 
飛躍するドローン  滑川 徹  株式会社 ニッケイ印刷  2016/01/08  978-4-86043-436-6  URL  改正航空法が成立し、いよいよ動き出す"空の産業革命" -その主役たるドローンへの期待はこれまで以上の高まりを見せている。 回転翼タイプのドローンを中心に、その制御・駆動系・通信の各技術の解説から応用技術の紹介、さらに先行する国外事例とドローンのリスクにまで至る内容を網羅している. 
Optimal sensor network configuration based on control theory  Takeda Takashi, Namerikawa Toru  Springer  2010  <p>Recently wireless sensor networks with the function distribution of memory units, communications, calculations etc. have attracted much attention, and there has been increasing research. It is well known that sensor networks are superior to observation by a system with single sensor in a fault tolerance, load reduction of operator, collection and application of information etc. and its application to not only a sensing system but also the guidance control system via a sensor network has received attention. Meanwhile, it is important to utilize the energy efficiently to achieve the energy-saving and prolong sensor nodes life. For this requirement, the sensor scheduling, the optimization of the communication rate and communications traffic and decreasing communication distances by the multi-hop communication are discussed. Consequently, in this book chapter, we discuss a sensor scheduling problem selecting available sensor nodes considering the estimation error variance and communication energy in a feedback control system via a sensor network. </p> 
Advances in Wireless Sensors and Sensor Networks  Takashi Takeda and Toru Namerikawa  151-176  Springer  2010/08  T.Takeda and T.Namerikawa 本書は無線センサとセンサネットワークに関する世界の最新技術を収めた書籍であり,全15章から構成されている.ここでは第7章”Optimal Sensor Network Configuration Based on Control Theory”を分担した.制御理論の観点からエネルギー消費を最小化する最適センサネットワークの構成理論について詳しく記載している. 
はじめて学ぶ機械の安全設計  滑川 徹,他 20名  日刊工業新聞社  2005/04  本書は安全に配慮した機械システムの設計をわかりやすく解説している.具体的な設計例をもとに,その考え方や個々のテクニックについて丁寧に解説している.また,これまでの国際規格に則った安全の考え方についても従来の機械設計の基本的な知識の取得をしながら学べるように配慮してある.アクチュエータ,モータの章を担当. 
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研究業績(原著論文・解説)
研究論文(学術雑誌)  Consensus-Based Cooperative Formation Control for Multiquadcopter System With Unidirectional Network Connections  滑川 徹  JOURNAL OF DYNAMIC SYSTEMS MEASUREMENT AND CONTROL-TRANSACTIONS OF THE ASME  140/ 4  2018/04  0022-0434  10.1115/1.4038375 
研究論文(学術雑誌)  共著  サイバーフィジカルシステムにおける完全ステルス攻撃  篠原 巧, 滑川 徹  計測自動制御学会論文集  54/ 3, 309-319  2018/03/16  10.9746/sicetr.54.309 
研究論文(学術雑誌)  共著  On the Vulnerabilities Due to Manipulative Zero-Stealthy Attacks in Cyber-Physical Systems  Takumi SHINOHARA, Toru NAMERIKAWA  SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration  10/ 6, 563-570  2017/12/17  10.9746/jcmsi.10.563 
Distributed Optimal Power Management via Negawatt Trading in Real-Time Electricity Market  Okawa Yoshihiro, Namerikawa Toru  IEEE Transactions on Smart Grid  8/ 6, 3009-3019  2017/11/01  1949-3053  10.1109/TSG.2017.2705291 
研究論文(学術雑誌)  共著  Short-Term Wind Power Prediction for Wind Turbine via Kalman Filter Based on JIT Modeling  滑川 徹  Electrical Engineering in Japan  198/ 3, 86-96  2017/02  DOI: 10.1002/eej.22888 
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研究業績(口頭・ポスター発表)
口頭発表(一般)  RISE-based robust formation control for multi-UAV system  2017 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)  2017/11/10  <p>This paper deals with a robust formation control methodology for the Multi-UAV system with uncertain exogenous disturbance. The fourth-order UAV model with disturbance and the disturbance estimate system is introduced. In order to achieve the rigid formation fight, graph theory and consensus algorithm are utilized and the state of the UAVs converges to desired value by using Leader-Follower structure. The proposed control law includes the Robust Integral of the Sign of error (RISE) for estimation of the disturbance and also involves collision avoidance property based on potential method. The stability and convergent properties are proven based on Lyapunov theory. Finally, several simulation results show the effectiveness of the proposed method compared with a conventional sliding mode control.</p> 
口頭発表(一般)  Formation control of multi-agent system considering obstacle avoidance  2017 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)  2017/11/10  <p>This paper deals with distributed and cooperative control algorithm to make each agents to form a formation for a second-order system. However, when forming a formation with a multi-agent system, there is a possibility that the agents collide with each other or collide with obstacles other than the agent. Also, if the agents avoid other agents and obstacles, the distance between agents may be temporarily too far apart. In order to solve these problems, this paper proposes a control algorithm which consists of Leader-Follower structure, consensus algorithm and artificial force based on artificial potential field. For the control algorithm to make agents achieve formation in a decentralized cooperative way, we derive the condition concerning the control gain to ensure stability. In addition, by comparing the amount of energy, we design conditions that ensure collision avoidance between agents, collision avoidance with obstacles, and distance between agents, and also design potential functions that satisfy the conditions. The validity of the control algorithm proposed in this paper is verified by numerical simulations.</p> 
口頭発表(一般)  Collision Avoidance between Multi-UAV-Systems considering Formation Control using MPC  2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)  2017/08/21  <p>This paper deals with the scenario of two multi- UAV systems (so-called teams), each flying from a starting point to a target point. The teams meet on their ways and have to avoid collisions in the horizontal plane. Both teams work independent of each other but use the same formationcontrol and obstacle-collision-avoidance algorithm. The leaders measure obstacles' positions, use a Kalman Filter to estimate their movement and predict their future positions. With the information about the other agents' positions each agent calculates its reference trajectory. The leader also computes a trajectory to guide the team towards the target point. Distributed MPC is used for each agent to track its reference trajectory. If there is a risk of colliding with an obstacle, the MPC cost function is extended by a penalty term to ensure obstacle collision avoidance. The stability of formation control is proved in this paper. The capability of two teams avoiding collisions is shown in a simulation.</p> 
RISE-based cooperative control of uncertain multi-agent system  2017 American Control Conference (ACC)  2017/06/29  <p>This paper proposes a RISE-based cooperative control of uncertain multi-agent system with exogenous disturbances. First, we introduce the second order model with disturbance for agent. The network topology among agents is undirected and connected, and information of reference is allowed to be available to at least one agent. Second, we propose the control law consists of graph theory, consensus algorithm and RISE. Graph theory and consensus algorithm are utilized to converge the states of agents to reference value, and RISE is utilized to suppress the disturbance. Then, we show the proposed control law guarantees the agents achieve synchronization, and derive the condition to achieve the control objective. Finally, simulation results show the effectiveness of the proposed control law.</p> 
口頭発表(一般)  Detection of replay attack on smart grid with code signal and bargaining game  2017 American Control Conference (ACC)  2017/06/29  <p>Ensuring cyber security of smart grid based on supervisory control and data acquisition using information and communications technology has been becoming a major challenge. Especially, a replay attack is a dangerous cyber attack affecting integrity and authorization. The goal of this paper is to detect replay attack that is one of cyber attacks on the sensors of a control system. We propose a detecting method adding intentional noise to not only sensors as code signal but also input. Replay attack can immediately be reflected by using fault diagnosis matrices that are composed of the estimator and observed values even if code signal is decrypted. Finally, we show simulation results to analyze effectiveness of the proposed method.</p> 
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受賞歴(賞、称号)
金沢大学-コマツ産学連携実用化賞  現代制御理論に基づいた制御器開発  2009/07/03  現代制御理論に基づいた制御器開発・シミュレーションを構築、実機採用に至り実際に性能向上、コスト改善で成果を出すことができた. 
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担当授業科目
システムデザイン工学概論 
システム制御論 
電磁気工学 
線形制御理論 
ダイナミカルシステム 
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所属学協会
計測自動制御学会  1991/04-現在 
電気学会  1991/11-現在 
米国電気電子学会  1995/01-現在 
日本機械学会  2011/04/01-現在 
SICE 理事  2016/01-2017/12 
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委員歴
SICE 制御部門 都市インフラシステム構築と制御調査研究会  主査(委員長)  2015/09/01-2017/08/31 
SICE 制御部門 エネルギー・環境システム制御技術調査研究会  主査(委員長)  2010/01/01-2011/12/31 
計測自動制御学会  制御部門 幹事  2010/01/01-2010/12/31 
計測自動制御学会  制御理論部会 委員  2009/01/01-2010/12/31 
計測自動制御学会  評議員  2009/01/01-現在 
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