大西 公平 (オオニシ コウヘイ)

Ohnishi, Kouhei

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所属(所属キャンパス)

先端研究教育連携スクエア 新川崎先端研究教育連携スクエア (三田)

職名

特任教授(有期)

外部リンク

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1980年04月
    -
    1982年03月

    慶應義塾大学工学部電気工学科 ,助手

  • 1982年04月
    -
    1988年03月

    慶應義塾大学工学部電気工学科 ,専任講師

  • 1988年04月
    -
    1996年03月

    慶應義塾大学理工学部電気工学科 ,助教授

  • 1992年04月
    -
    1993年03月

    兼慶應義塾大学就職部(矢上支部) ,委員

  • 1993年10月
    -
    1995年09月

    慶應義塾大学学生部(矢上) ,委員

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1975年03月

    東京大学, 工学部, 電気工学科

    大学, 卒業

  • 1977年03月

    東京大学, 工学系研究科, 電気工学専門課程

    大学院, 修了, 修士

  • 1980年03月

    東京大学, 工学系研究科, 電気工学専門課程

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 工学 , 東京大学, 1980年03月

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Mechatronics and Robotics: New Trends and Challenges

    Ohnishi K., et al, CRC Press, 2020年11月,  ページ数: 266

    担当範囲: 12 Human–Robot Interaction

  • Motion Control Systems

    大西 公平 アシフ サバノヴィッチ, John Wiley, 2011年02月

    担当範囲: 364

  • 「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

     概要を見る

    コンピュータの構造を論理的かつ数学的に理解するすることに主眼を置き,ハードの基礎からCの活用までを解説した。

  • 丸善

    堀 洋一、大西公平, 1998年06月

  • 「制御工学の基礎」

    堀 洋一、 大西公平, 丸善, 1997年10月

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論文 【 表示 / 非表示

  • Stability and Robustness of the Disturbance Observer-Based Motion Control Systems in Discrete-Time Domain

    Sariyildiz E., Hangai S., Uzunovic T., Nozaki T., Ohnishi K.

    IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (IEEE/ASME Transactions on Mechatronics)  26 ( 4 ) 2139 - 2150 2021年08月

    ISSN  10834435

     概要を見る

    This article analyses the robust stability and performance of the disturbance observer (DOb) based digital motion control systems in the discrete-time domain. It is shown that the phase margin and the robustness of the digital motion controller can be directly adjusted by tuning the nominal plant model and the bandwidth of the observer. However, they have the upper and lower bounds due to robust stability and performance constraints as well as the noise sensitivity. The constraints on the design parameters of the DOb change when the digital motion controller is synthesized by measuring different states of a servosystem. For example, the bandwidth of the DOb is limited by the noise sensitivity and waterbed effect when the velocity and position measurements are employed in the digital robust motion controller synthesis. The robustness constraint due to the waterbed effect is removed when the DOb is implemented by acceleration measurement. The design constraints on the nominal plant model and the bandwidth of the observer are analytically derived by employing the generalized Bode integral theorem in discrete time. The proposed design constraints allow one to systematically synthesize a high-performance DOb-based digital robust motion controller. The experimental results are given to verify the proposed analysis and synthesis methods.

  • A Method to Contact with Real Environment through Virtual Object by Hidden End Effector in Teleoperation with Augmented Reality

    Matsunaga T., Shimono T., Ohnishi K.

    IEEE International Symposium on Industrial Electronics (IEEE International Symposium on Industrial Electronics)  2021-June 2021年06月

     概要を見る

    Teleoperation systems utilizing master-slave systems and video apparatuses are useful for tasks requiring human judgments and skills. Haptic sensation can be transmitted by master-slave systems implementing bilateral control, while visual information is shown to operators by video apparatuses. Furthermore, augmented reality (AR) can be presented to operators by processing visual and haptic information. Operators can move virtual objects in real environment by using teleoperation systems. However, virtual objects cannot interact with real environment, although rendering of virtual objects can be changed according to the positional relation to real environment. The noninteractive characteristics of AR between real and virtual objects restricts application of teleoperation systems. In this paper, a method that enables operators to contact with real environment through a virtual object is proposed. Bilateral control with compliance controller is implemented to a one degree-of-freedom master-slave system as haptic AR. The end effector of the slave robot is hidden by image processing. Instead of the real end effector, a virtual end effector with a virtual object is presented as visual AR. Operators can perform contact motion by the teleoperation system, as if reaction force from real environment is presented through the virtual object. The feasibility of the proposed method is confirmed by an experiment.

  • Multi functional drill incorporating linear motor for haptic surgical instrument and simulator

    Matsunaga T., Shimono T., Ohnishi K., Takano S., Kobayashi H., Yagi M., Nakamura M.

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

    ISSN  9781728144429

     概要を見る

    In orthopedic surgery, tasks to cut the vertebra by surgical drills involve the risk of the spinal cord injury. Since the spinal cord injury causes motor and sensory disorder to patients, orthopedists who perform spine surgery must have skills to achieve tasks using surgical drills. Although robotic technologies is being applied to orthopedic surgical operations, support for surgeons in delicate tasks requiring surgeon's skills is insufficient. In this study, a multi functional drill available for both a surgical instrument and a simulator is presented. A linear motor incorporated in the proposed device used as a surgical instrument provides support for operators, while measuring position information and estimating force information. Furthermore, environmental information can be abstracted by haptic information such as position and force information. Virtual environment reproduced by the environmental information is presented by the proposed device used as a simulator. The feasibility of the multi functional drill is confirmed by utilizing functions as a surgical instrument and a simulator.

  • Development of multi degrees-of-freedom haptic forceps robot with three actuated fingers

    Matsunaga T., Shimono T., Ohnishi K.

    IEEJ Journal of Industry Applications (IEEJ Journal of Industry Applications)  10 ( 2 ) 247 - 253 2021年03月

    ISSN  21871094

     概要を見る

    Surgical robots have been studied and developed to assist surgeons. Master-slave flexible forceps robots that are components of a flexible endoscopic surgical robot are useful to realize novel minimally invasive surgical procedures that are difficult for conventional rigid medical devices. Although driving force for the tip portion of a flexible forceps robot is mechanically transmitted by wires through the flexible portion, friction and backlash changed by the posture of the flexible portion make it difficult to realize precise end effector control. Furthermore, transmission of haptic sensation is necessary to realize safer operation. In this study, a multi degrees-of-freedom (DoF) haptic forceps robot with three fingers is presented as an end effector of a flexible forceps robot. Transmission of driving force in flexible structure that causes performance deterioration is eliminated by arranging motors near the end effector. To transmit haptic sensation to operators, bilateral control is implemented to a master-slave system composed of the haptic forceps robot and a multi DoF input device. Additionally, control on modal space is implemented to verify finger dexterity. The utility of the haptic forceps robot is experimentally validated.

  • Bilateral teleoperatìon system with extension of information based on visual information

    Matsunaga T., Shimono T., Ohnishi K.

    Seimitsu Kogaku Kaishi/Journal of the Japan Society for Precision Engineering (Seimitsu Kogaku Kaishi/Journal of the Japan Society for Precision Engineering)  87 ( 4 ) 380 - 387 2021年

    ISSN  09120289

     概要を見る

    Master-slave teleoperatìon robots are useful for tasks that require human judgments and skills. Haptic sensation can be transmitted between a master and a slave by implementing bilateral control. Besides, visual information of the slave side that cannot be directly seen from the master side is presented by devices such as cameras, endoscopes, and displays. Therefore, advanced support of the teleoperatìon robots for operators can be expected by utilizing extended visual and haptic information. In this paper, a master-slave teleoperation system with ability to extend information transmitted to operators is proposed. The teleoperation system consists of one degree of freedom master-slave system implementing bilateral control based on robust acceleration control and an image processing system. To support operators, visual and haptic augmented reality is generated by image processing, micro-macro bilateral control, and compliance control. In addition, a design method of position and force scaling for micro-macro bilateral control according to magnification ratio of image is presented. The utility of the proposed bilateral teleoperation system is verified by experiments.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 精子形成能判定のための精巣の硬さ測定装置の開発~ハムスター精巣を用いての検討

    大西 公平

    日本コンピュータ外科学会 (東京、日本) , 

    2016年11月

    口頭発表(一般), 日本コンピュータ外科学会

  • The Control Scheme of Underactuated Master System in Bilateral Control for Operation of Fragile Environment

    大西 公平

    The 41st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society,IECON (横浜) , 

    2016年11月

    口頭発表(一般), IECON

  • Development of haptic prosthetic hand for realization of intuitive operation

    大西 公平

    The 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,IECON 2016 (Firenze,Italy) , 

    2016年10月

    口頭発表(一般), IEEE

  • Simultaneonus Locomation of Biped Robot with the Transmission of Human Motion

    大西 公平

    The 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electrnics Society,IECON 2016 (Firenze,Italy) , 

    2016年10月

    口頭発表(一般), IEEE

  • Robotic Finger Rehabilitation System for Stroke Patient Using Surface EMG Armband

    大西 公平

    The 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,IECON 2016 (Firenze Italy) , 

    2016年10月

    IEEE

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • スレーブ側に一切センサーを持たないリアルハプティクスシステムの実現

    2018年04月
    -
    2021年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 大西 公平, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

  • 力触覚技術による医工融合基盤の革新

    2013年05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, 大西 公平, 基盤研究(S), 補助金,  研究代表者

受賞 【 表示 / 非表示

  • 藤原賞

    大西公平, 2019年06月, 藤原科学財団

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞

  • 電気学会功績賞

    2017年06月, 電気学会

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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    ハプティクス通信技術の発展とその産業応用への貢献

  • 紫綬褒章

    大西公平, 2016年11月, 内閣府, 多年学術の分野においてよく努め発展に寄与したことについて

    受賞区分: その他

  • 産業応用部門賞

    嶌本慶太・谷田和貴・野崎貴裕・大西公平, 2014年08月, 電気学会, 腱駆動型球体間接機構による力覚伝達

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本学術会議会長賞

    青山藤詞郎・柿沼康弘, 2013年09月, 日本学術会議 産学官連携推進会議, 「外乱オブザーバー応用技術」の開発

    受賞区分: 出版社・新聞社・財団等の賞

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社会活動 【 表示 / 非表示

  • IEEE 'Transactions on Industrial Electronics'

    1988年05月
    -
    継続中

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • IEEE Industrial Electronics Society, 

    2010年01月
    -
    継続中
  • 電気学会, 

    2009年05月
    -
    2010年05月
  • 日本コンピュータ外科学会, 

    2008年10月
    -
    継続中
  • 電気学会, 

    2008年05月
    -
    2009年05月
  • IEEE Industrial Electronics Society, 

    2008年01月
    -
    2009年12月

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2015年05月
    -
    2016年05月

    会長, 電気学会

  • 2014年12月
    -
    2016年11月

    委員, 電気学会実世界ハプティクスの高度化に関する協同研究委員会

  • 2014年05月
    -
    2016年05月

    有識者会議役員, 電気学会

  • 2014年05月
    -
    2015年05月

    会長代理, 電気学会理事会

  • 2014年02月
    -
    継続中

    代議員, 電気学会

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