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電気工学科 ,専任講師

  • 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

  • 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

  • A Decentralized Force Controller Synthesis for Compliant Robots Driven by Series Elastic Actuators

    Sariyildiz E., Mutlu R., Nozaki T., Murakami T.

    Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019 (Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019)     661 - 666 2019年05月

    ISSN  9781538669594

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    © 2019 IEEE. This paper deals with the decentralized force control problem of compliant robots driven by Series Elastic Actuators (SEAs). The decentralized force control problem of a compliant robot manipulator is transformed into the robust position control problem of a servo system by using Hooke's law and lumping the nonlinear dynamics and unknown disturbances of the robot manipulator into a fictitious disturbance variable. In order to precisely follow the reference force trajectories at joint space, i.e., the position trajectories of the servo systems, the robust controller is synthesized by using Disturbance Observer (DOb) and Sliding Mode Control (SMC). Although the robust force controller can be synthesized by using only SMC, the force control signal may suffer from high control signal chattering as the force reference input is increased. In addition to improving the robustness of force control, DOb significantly suppresses the discontinuous control signal chattering by allowing to decrease the SMC gain. When the proposed decentralized robust force controller is implemented, the compliant robot can precisely track desired force trajectories and safely contact to different environments. The validity of the proposed force controller is verified by giving the simulation results of a redundant robot manipulator.

  • Bilateral Control between Manipulators with Different Structure Considering Fluctuation of Equivalent Mass Matrix

    Lyu W., Murakami T.

    Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019 (Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019)     370 - 375 2019年05月

    ISSN  9781538669594

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    © 2019 IEEE. This paper proposes the bilateral control method for a pair of manipulators which have different structures considering the fluctuation of an equivalent mass matrix. Bilateral control is one of the methods that controls position and force bidirectionally between two actuators. By using this method, operators can get haptic sensation from the remote environment during teleoperation. When considering the practical situation, the desired structure of robots would be different between the operator and remote sides depending on a task or environment. Therefore, bilateral control between two manipulators with different structure needs to be considered. In the method using Workspace Observer (WOB), conventionally, the nominal value is used for the equivalent mass matrix. However, an error occurs between the nominal and true values of equivalent mass matrix, and this error deteriorates the stability or noise-sensitivity of the system. In addition, it deteriorates the accuracy of the force estimation since Workspace Reaction Force Observer (WRFOB) estimates external force including this error. To overcome this problem, the control system needs to be designed based on the equivalent mass, which fluctuates depending on the posture of manipulators. By using the estimated equivalent mass matrix for WOB, the mass fluctuation can be considered, however, the interference between position control and force control occurs as the equivalent mass is different between the master and slave. Therefore, in the proposed method, Modal space Disturbance Observer (MDOB) with estimated task mass matrix is used to reduce the interference. Experiments were conducted to validate the proposed method.

  • Variable Slave Force Gain for Oblique Coordinate Control under the Presence of Time-Delay

    Okano T., Ohnishi K., Murakami T.

    Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019 (Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019)     249 - 254 2019年05月

    ISSN  9781538669594

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    © 2019 IEEE. Teleoperation gets a significant attention from the society, and 4ch bilateral control is known as a method to realize the haptics transmission. Its controller is able to achieve the rich haptics transmission, but the performance is degraded under the presence of time-delay due to the interference between the position and force controllers. In particular, its interference becomes larger when position and force scaling are set more than 1 and the mass difference between the master and slave is large. 3ch architecture has proposed to tackle with the performance deterioration when the position and force scaling are set more than 1, but no researches have conducted for considering both the scaling and mass difference. This paper considers the situation that the scaling are set and the mass difference is existed in addition to the time-delay. Oblique coordinate control is utilized, and the superiority of 4ch and 3ch architectures are discussed. The proposal takes the superiority of these two architectures, and its effectiveness was verified through simulations and experiments.

  • Sensorless Bilateral Control Using Hall ICs

    Akutsu S., Nozaki T., Murakami T.

    Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019 (Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019)     243 - 248 2019年05月

    ISSN  9781538669594

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    © 2019 IEEE. Sensorless bilateral control has been studied to improve fault-tolerance of teleoperation without using torque sensors, position sensors, and other mechanical sensors. However, sensorless control often has less control accuracy due to model errors, parameter variations, and other unexpected factors. Feedback control with some position sensors is practically required for teleoperation. Therefore, this study aims at sensorless bilateral control using Hall ICs. A proposed bilateral control does not necessarily require disturbance observers unlike a conventional method originally using high-resolution sensors. Owing to this advantage, low-resolution sensors are applicable to the proposed bilateral control. Experiments showed that the proposed method succeeded bilateral control using Hall ICs without mechanical sensors, although the conventional control did not work using the low-resolution sensors. Therefore, the proposed method will be able to enhance fault-tolerance of teleoperation systems.

  • Grasping Point Estimation Based on Stored Motion and Depth Data in Motion Reproduction System

    Sun X., Nozaki T., Murakami T., Ohnishi K.

    Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019 (Proceedings - 2019 IEEE International Conference on Mechatronics, ICM 2019)     471 - 476 2019年05月

    ISSN  9781538669594

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    © 2019 IEEE. Most countries are running shortage of working force due to the aging population and reduction in the birthrate. Robot manipulators are expected to replace human work. However, it it still difficult for manipulators to do simple tasks such as fruit harvesting, foods cooking or toy assembling. A problem for robotic automation arise in the difficulty in teaching how much force manipulators should use for a task execution. Motion reproduction system, which uses bilateral control to store motion data, is one of a method to teach manipulators motion including position and force. The problem concerning motion reproduction system is that the motion reproducing fails if environment is changed between motion saving phase and motion reproducing phase. Motion reproduction system which can understand and adapt to environment is required. Vision sensor can sense environment. Computer vision is mainly focus on how to classify objects. Vision information is seldom combined with motion control especially force motion. Therefore, I propose a motion reproduction system in which reproduced motion is decided based on several motions and collected depth data. Convolutional Neural Network(CNN) was used to estimate a motion command from a depth image. Saved force data was used to generate labels for training. The label decision is different from conventional Machine learning alzorithm.

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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

  • 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)

  • 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)

  • 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)

  • 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)

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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

  • 先進システムデザイン工学

    2019年度

  • 卒業研究

    2019年度

  • システムデザイン工学基礎演習

    2019年度

  • ダイナミカルシステム

    2019年度

  • 電気機器システム

    2019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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