工学部 ロボティクス学科

土居隆宏 研究室

DOI Takahiro
LABORATORY

地域の自然資源を有効活用し、持続可能な形で環境と共存するためのロボット技術

里山の農作物、林業資源などを有効に活用し、災害に強く、将来にわたって持続可能な生活基盤を作るためのロボット技術について研究を行っている。野生生物と人間の共存のための獣害対策ロボットや、里山のバイオマス資源を「食べる」ことでエネルギー化して動き続けるロボット、急斜面で建設作業をする多脚ロボット、連結型群ロボットなどのテーマに取り組んでいる。

キーワード

  • 持続可能社会
  • 不整地移動
  • 災害対応
  • 多脚ロボット

研究紹介

RESEARCH

ロボット技術を利用した獣害対策

研究内容

獣害対策には,人里と山との間の緩衝領域の設定と,その付近での継続的な害獣の監視と威嚇が重要である.ワイヤー,ベルト等を伝うことで,凹凸がある環境でも移動が可能な機構と,画像処理を応用したロボットシステムの研究を行っている.

バイオマス回収によるエネルギー自給ロボット

研究内容

森林等のバイオマスが豊富にある環境で、自らバイオマスを回収し「食べる」ことでエネルギー自給できるロボットのコンセプトを提案している。現在枯葉の燃焼熱を利用したロボットシステムの提案と原理検証を行っている。

連結型群ロボットの研究

研究内容

複数のロボットが連結・分離することで、様々な機能を実現するコンセプトを提案している。
蛇型ロボット、ロボットが骨組み構造になるもの等、実機の開発およびシミュレーションによる評価を行っている。

不整地をスムーズに歩行移動可能なロボット台車

研究内容

不整地をスムーズに移動可能な歩行ロボット台車の研究を行う。安定性確保のため4 脚以上の多脚式で、ペイロードを胴体部に搭載可能なものとし、搭載カメラでの移動撮影、建設・農林水産業での資材等運搬、脚部をロックすることによる不整地上における安定な作業台としての使用が可能である。従来の不整地移動機構は、車輪やクローラなどを利用したものが多く、それ単体では不整地での安全な移動・作業を実現することが困難な場合がある。例えば、(1)胴体標高を一定に維持したまま移動する、(2)斜面で胴体を水平に保つ、(3)転倒防止のため、着地面積を広げる、といった動作である.従来の移動機構を用いてこの動作を実現するには胴体部の位置姿勢を変化させるための付加的な機構、アウトリガーなどが必要となり、機構の大型化、複雑化につながる。そこで、本研究では、多脚機構を用いることで、このような移動と作業に適したプラットフォームをシンプルに実現することを目的とする。その制御においては、地形計測のためのレーザーセンサ、胴体の傾きを知るための加速度センサ、ジャイロセンサ、GPS、タッチセンサを使用する。近年、計算機やセンサの小型化・高性能化により、以前は困難であった多自由度の脚機構の制御が容易になってきており、実用化の可能性は高いと考える。

実用化を目指した歩行ロボットの開発

研究内容

多脚歩行ロボットは,不整地を全方向にスリップなしで移動でき,胴体を駆動可能なプラットフォームとして使うことができる.この機能を利用した急傾斜での法面での建設作業を行うロボット開発を行っている.

飛行ビークルのための脚システム

研究内容

ドローン等の飛行ビークルのための着陸装置としての脚機構の提案を行っている。
少ないモータで不整地に適応できる機構をいくつか開発し、飛行と離着陸に成功している。

教員紹介

TEACHERS

土居隆宏  教授・博士(工学)

千葉県千葉高校出身

略歴

東京理科大学工学部第一部機械工学科卒。東京工業大学大学院理工学研究科制御工学専攻博士後期課程修了。博士(工学)。理工学振興会(東工大TLO)プロジェクト研究員、中京大学生命システム工学部助手を経て、2008年本学講師就任、准教授を経て、2020年現職。2017年イタリア技術研究所(IIT)客員研究員。

専門分野

専門:多脚ロボットのソフト/ハードウェア、ドローンへの応用、3次元視覚を利用したインテリジェントな地図生成、ロボットによるエネルギーハーベスティング
論文・著書:3D Visual Information Processing and Gait Control of a Quadruped Robotほか

横顔

幼稚園児のころからロボットに興味があり、研究者を目指す。修士課程から脚ロボットの研究を始め、土木作業用の7トンの4足ロボットの開発に従事。ドローンに脚を搭載するアイデアやロボットを活用した持続可能システムの実現等にも取り組んでいる。

趣味

自転車、木工、音楽鑑賞(ジャズ、ポップス中心)、ピアノ少々、BBQ、キャンプ

近況

ロボットをもっと有効に活用していくためには、技術者はロボットを自分で作り出す能力、現場のニーズを理解し、柔軟に解決策を提案する能力が必要だと考えています。卒業研究のロボット開発、毎年恒例となったロボットグランプリへの参加、企業との共同研究に加え、白山麓での新たな活動も始めました。

オリジナルコンテンツ

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