村上 俊之 (ムラカミ トシユキ)

Murakami, Toshiyuki

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所属(所属キャンパス)

理工学部 システムデザイン工学科 (矢上)

職名

教授

外部リンク

プロフィール 【 表示 / 非表示

  • Prof. Toshiyuki MURAKAMI received the B. E., M. E., and Ph. D. degrees in electrical engineering from Keio University, Yokohama, Japan, in 1988, 1990, and 1993, respectively. In 1993, he joined the Department of Electrical Engineering, Keio University, where he is currently a Professor in the Department of System Design Engineering. From 1999 to 2000, he was a Visiting Researcher with The Institute for Power Electronics and Electrical Drives, Aachen University of Technology, Aachen, Germany. His research interests are robotics, intelligent vehicles, mobile robots, and motion control.

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 当研究室では,Flexible Human Assist(FHA)を目指したロボット制御,計測・センサ応用システム制御に関する研究を行っています.プロジェクトとしては,環境認識のための視覚センサ応用制御,知的車椅子の制御,人間支援型電動二輪車の制御,振動抑制制御,移動マニピュレータの制御,知的生産システムのためのAGV制御等があります。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1993年04月
    -
    1996年03月

    慶應義塾大学理工学部電気工学科 ,助手

  • 1996年04月
    -
    継続中

    慶應義塾大学理工学部システムデザイン工学科 ,専任講師

  • 1996年04月
    -
    継続中

    慶應義塾大学理工学部電気工学科 ,専任講師

  • 1997年04月
    -
    1999年03月

    慶應義塾大学理工学部情報処理常置委員会  ,委員

  • 1998年04月
    -
    1999年03月

    慶應義塾大学日吉2学年 ,担任

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1988年03月

    慶應義塾, 理工学部, 電気工学科

    大学, 卒業

  • 1990年03月

    慶應義塾, 理工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1993年03月

    慶應義塾, 理工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 工学 , 慶應義塾, 1993年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 電力工学・電力変換・電気機器 (電力工学・電気機器工学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • ロボティクス,モーションコントロール

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 「電磁気工学」

    村上俊之,内山太郎,大西公平, 培風館, 2002年05月

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    力を中心とした電磁気工学の基礎事項および電磁気工学に基づいた実機応用について概説した教科書である.

  • 数理工学基礎シリーズ「コンピュータの数理」

    矢向高弘、村上俊之、大西公平, 朝倉書店, 2000年10月

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    コンピュータのハードウェアの基礎から、2進数による数値計算法、C言語によるプログラミング、計算誤差にまで言及した工学者向けの教科書である。

  • Recent Advances in Motion Control (邦訳 : モーション・コントロールの最新技術)

    G.S.Buja, H.Fujita and K.Ohnishi, 日刊工業新聞社, 1990年12月

    担当範囲: 3〜12, 131〜138

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    G.S.Buja, H.Fujita and K.Ohnishi のうちChapter 1-1 'Advanced Control Technique inMotion System', pp3〜12, 及びChapter 6-2 'An Approach to Artificial MuscleMotion by Network of Actuators', pp131〜138, 本著書では,多自由度モーションシステムにおけるロバスト制御技術の最新技術について述べている.同時に,モーションシステムの自

  • Integrated Micro-Motion Systems -Micromachining, Control and Applications- (邦訳 : マイクロモーション統合システム)

    Edited by F.Harashima, Elsevier Science Publishers B.V., 1990年12月

    担当範囲: 185〜198

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    Edited by F.Harashima のうちNetwork Motion Control in Micromechatronics, pp185〜198,本著書では,近年注目されているマイクロアクチュエータを想定した多自由度システムの構成法ならびにその力制御手法について述べている.本手法の特長は,非線形フィードバックにより,力の動作信号が孤立波としてアクチュエータ間を伝搬する機構となっている点にある.提案する手法の有効性は数値シミュレーションにより確認されている.

論文 【 表示 / 非表示

  • Assessment of human walking stability using the gait sensitivity norm with wearable sensors

    Masuda H., Fukutoku K., Murakami T.

    2021 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2021 (2021 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2021)  2021年03月

    ISSN  9781728144429

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    Quantifying walking stability is needed in order to evaluate the various walking assist methods. It can also allow the planning of individualized interventions for elderly people or patients with disorders. The Gait Sensitivity Norm (GSN) is a new measure of the walking stability developed for passive dynamic walkers and has been reported to show a strong correlation with the fall risk. The GSN is a method based on the idea of the H2 norm, which allows us to know the dynamic response of the system of walkers by measuring the impulse response. The reliability of the GSN quantification has been confirmed in passive dynamic walkers and neuromusculoskeletal walking models. However, it has not yet been applied to humans. In this paper, we proposed a method to apply the GSN to the analysis of human walking. To apply the GSN to a human gait, wearable sensors were used to analyze human walking. The validity of quantifying gait stability with the GSN is assessed in the experiments comparing abnormal walker (with some weight or blindfold) and normal walkers. The result is consistent with the intuitive idea that blind walking is more unstable than normal walking.

  • Admittance control-based bilateral control system considering position error

    Kimura S., Nozaki T., Murakami T.

    2021 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2021 (2021 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2021)  2021年03月

    ISSN  9781728144429

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    This paper proposes a bilateral control system implementing an admittance control system. Bilateral control system realizes teleoperation of a remote robot with a sense of touch. We focus on an admittance-based bilateral control system, which needs only two communication channels and has almost the same control performance as an acceleration-based bilateral control system, which is one of the highest transparent teleoperation systems. However, the conventional admittance-based system assumes an ideal communication situation where there is no communication time delay and no packet loss and has possible to increase position error as time goes on in practical use. The proposed admittance-based system achieves the same control performance as the conventional structure without increasing position error even if there is a communication delay. The validity of the proposed system is confirmed through simulations and experiments.

  • Disturbance observer for DC motor based on Savitzky-Golay filters and application to bilateral control

    Hazaz M., Murakami T.

    IEEJ Journal of Industry Applications (IEEJ Journal of Industry Applications)  10 ( 2 ) 227 - 235 2021年03月

    ISSN  21871094

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    This paper describes the implementation of a disturbance observer-based controller after Savitzky-Golay filters. The cutoff frequency is a bottleneck for the conventional disturbance observers in DC motors with position measurement. The measurement noise limits the cutoff frequency of the pseudo-derivative in the design of the conventional disturbance observers. This study proposes an implementation of a disturbance observer based on Savitzky-Golay filters to improve the performance in noisy conditions with respect to the cutoff frequency of the time derivative. The proposed method was verified through various numerical simulations and experiments, thereby demonstrating its applications in bilateral control.

  • Development of neural network-based explicit force control with disturbance observer

    Okano T., Nozaki T., Murakami T.

    IEEJ Journal of Industry Applications (IEEJ Journal of Industry Applications)  10 ( 2 ) 153 - 164 2021年03月

    ISSN  21871094

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    Human support robots are in high demand and the performance enhancement through force control has been extensively studied. However, the design of the force controller and selection of appropriate gains are sometimes difficult because they are affected by the conditions of motion such as environmental impedance or model uncertainties. This study discusses force control with a disturbance observer and applies a neural network (NN) into its controller; the NN works as both the feedback and feedforward components. The contribution of this study is to show the development method of force control using disturbance observer and a NN, which enhances the performance of force control from the perspective of both feedback and feedforward components. The structure of the controller and composition of the NN were selected through simulation results; moreover, the compensator based on NN was designed in a frequency range higher than the cutoff frequency of the observer with a small number of hidden layers. Moreover, this study discusses a training method of weights in real time. Simulations and experiments were performed for showing the effectiveness of the proposal.

  • Identification of Contact Position and Force Estimation on Manipulator Using Force Sensor Implemented on Base Frame

    Handa Hinako, Nozaki Takahiro, Murakami Toshiyuki

    IEEJ JOURNAL OF INDUSTRY APPLICATIONS (IEEJ Journal of Industry Applications)  10 ( 3 ) 324 - 330 2021年

    ISSN  2187-1094

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    Sensing is essential in human cooperative robots to realize safe and powerful operations against contact with the surrounding environment. Contact sensing has been studied for manipulators to avoid accidents caused by collisions between humans and robots. Conventional research has demonstrated that contact sensing requires many sensors or has a limited measurable range. In the conventional research without sensors, modeling systems, such as frictional force and plant parameters, have been used to estimate the contact force. However, a high reduction ratio mechanism for achieving powerful operations hinders accurate force estimation. This study proposes a method to estimate the contact force and contact position on a manipulator with a high reduction ratio mechanism by installing only one force/torque sensor on the base frame of the manipulator. By using the proposed method, the contact force and contact position can be detected regardless of the location where the contact force is applied. Furthermore, when the contact force is applied in a location where the contact position cannot be accurately estimated, an estimated disturbance or a link motion is used to determine the contact position. The effectiveness of the proposed method is validated through experiments.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Automated Deceleration System Considering Driving Resistance Based on Pedestrian’s Forecast Position

    Y. Nakamura, T. Nozaki and T. Murakami

    The IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2018) (Nagaoka University of Technology, Japan) , 2018年03月, 口頭(一般)

  • An Approach to Power Assist Hand Exoskeleton for Patients with Paralysis

    H. Uchida and T. Murakami

    IEEE 15th International Workshop on Advanced Motion Control (Nagaoka University of Technology, Japan) , 2018年03月, 口頭(一般)

  • Position and Torque Sensorless Motion Transmission for Haptic Teleoperation Using Two Types of Voltage Compensation

    S. Akutsu, T. Nozaki and T. Murakami

    2017 IEEE 24th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP2017) (Nagaoka University of Technology, Japan) , 2017年11月, 口頭(一般)

  • A Comparison Study of Velocity and Torque Based Control of Two-Wheel Mobile Robot for Human Operation

    S. Amagai, M. Kamatani and T. Murakami

    2017 IEEE 24th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP2017) (Nagaoka University of Technology, Japan) , 2017年11月, 口頭(一般)

  • Comprehensive Evaluation of Human Activity Classification based on Inertia Measurement Unit with Air Pressure Sensor

    T. Ishikawa, H. Hayami and T. Murakami

    2017 IEEE 24th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP2017) (Nagaoka University of Technology, Japan) , 2017年11月, 口頭(一般)

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • ADL維持回復のための人の内外複合モデルと力制御型生活支援機器(ITR)の開発

    2015年04月
    -
    2018年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 村上 俊之, 基盤研究(A), 補助金,  代表

受賞 【 表示 / 非表示

  • 電気学会 フェロー

    2016年04月

  • IEEJ Industry Applications Society Distinguished Transaction Paper Award

    Misako Sasayama and Toshiyuki Murakami, 2015年09月, (社)電気学会

  • 電気学会論文投稿システム立ち上げ功労賞

    村上 俊之, 2005年08月, (社)電気学会

  • IPEC2005 Recognition Award

    村上 俊之, 2005年08月, (社)電気学会

  • SCIS&ISIS2004 Recognition Award

    村上 俊之, 2004年09月, SCIS&ISIS

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • システムデザイン工学輪講

    2021年度

  • システムデザイン工学実験第2

    2021年度

  • 知能化機械システム

    2021年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2021年度

  • 総合デザイン工学特別研究第2

    2021年度

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 電気学会東京支部学生員委員会, 

    2005年05月
    -
    2006年05月
  • 電気学会 平成17年度産業応用部門大会論文委員会, 

    2004年12月
    -
    2005年11月
  • 電気学会 センサの知能化によるシステムの高度化協同研究委員会, 

    2004年11月
    -
    2006年10月
  • 電気学会 産業応用部門国際化WG, 

    2004年09月
    -
    2005年09月
  • 電気学会 東京支部役員会, 

    2004年05月
    -
    2006年05月

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年05月
    -
    2006年05月

    委員長, 電気学会東京支部学生員委員会

  • 2004年12月
    -
    2005年11月

    委員, 電気学会 平成17年度産業応用部門大会論文委員会

  • 2004年11月
    -
    2006年10月

    委員, 電気学会 センサの知能化によるシステムの高度化協同研究委員会

  • 2004年09月
    -
    2005年09月

    委員, 電気学会 産業応用部門国際化WG

  • 2004年05月
    -
    2006年05月

    協議員, 電気学会 東京支部役員会

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