多田隈理一郎

多田隈 理一郎は、日本のロボット研究者。学位は、博士多田隈理一郎。山形大学教授。全方向駆動歯車朝日新聞特許2014}

科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 CREST 研究員、産業技術総合研究所日仏ロボット共同研究ラボラトリー特別研究員、ハーバード大学客員研究員、東京大学情報学環学際情報学府特任講師、フランス国立科学研究センター博士研究員、山形大学大学院理工学研究科テニュアトラック助教、同大学准教授を経てJJVR2008多田隈理一郎、2023年6月現在山形大学大学院理工学研究科機械システム工学専攻教授教授。

1. 来歴・人物
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1.1. 幼少期から東工大広瀬研究室時代
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小学校1年生のときに、『ロボット大集合』という学習漫画を読み、ロボット研究者を志すせとふみ。中学は鹿児島県のラ・サール中学に進学。ラ・サール高校時代はバスケットボール部で県大会優勝を経験している東工大時代のHP。1996年には東京工業大学へ進学、4類から機械宇宙学科に進む東工大時代のHP。

学部・修士課程と広瀬・米田研究室に在籍する。この間、1999年10月にオランダのアムステルダム市で開催された国際宇宙航行連盟総会へ、宇宙開発事業団派遣学生として参加する。会場では向井千秋と話す機会に恵まれるJAXA_ESC}}。学部の卒業研究では自律集散型ロボット「Super-Mechano Colony」の研究に取り組む駄本2000。

修士課程では全方向移動車両robomec01}}の研究開発を行うとともに、研究室のその他の開発にも関与する広瀬2001。その後、東京大学の博士課程に進学するが、入れ替わりで実弟の多田隈建二郎が広瀬研究室に入っており、『Vmax-Callier』の研究は建二郎が引き継いでいる多田隈2004}}。

1.2. 博士課程からポスドク研究員時代
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博士課程では舘研究室に所属し、テレイグジスタンスロボット「TELESAR II」舘2006}}の研究開発に従事する。7自由度、5本指で両腕のスレーブロボット、バイラテラル制御された6自由度両腕のマスターアームを開発し、2005年に開催された『愛・地球博』へ出展している多田隈理一郎学振2003}}。

博士号取得後は1年間研究員として研究室に残った後、日本学術振興会特別研究員PDとして産業技術総合研究所日仏ロボット共同ロボット研究ラボラトリー研究員。皮膚触覚の研究に従事科研2006。さらにハーバード大学の客員研究員を経験する。約1年半にわたる米国ボストンでの留学生活では、兄の理一郎がハーバード大学で、弟の建二郎がMITで研究を行い、子供時代さながらに、2つの大学の中間地点にある同じアパートの部屋をルームシェアして過ごしせとふみ、休日にはお互いの研究について相談しあっていた朝日新聞20140424}}。

兄弟は2人ともロボット研究者であり、講演会などでは「日本ロボット界のライト兄弟」などと紹介されることもあったせとふみ。その後も兄弟はインターネットを介して2週間に1回程度やり取りしており、発想の斬新さは兄の方が優れていること、自分が考案した機構が何に役立つかなど新しいアイデアを提供してくれていると、建二郎は取材で語っている朝日新聞20140424}}。

1.3. 山形大学多田隈研究室時代
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東京大学や産業技術総合研究所、ハーバード大学、フランス国立科学研究センターで研究員生活を過ごした後、2010年2月にテニュアトラック助教として山形大学に着任し、自身の研究室を持つ。2012年3月には、アフリカのタンザニア・ケニア両国を日本のロボット達と共に訪問し、日本の文化や先端技術を現地の学生や大学関係者に紹介するという「ロボット外交」を行い、アフリカと日本の関係強化に努めた多田隈理一郎。

2013年には同大学で准教授に昇進多田隈理一郎。近年は全方向駆動が可能な歯車や、バックドライバビリティを有する受動ローラ式ウォームホイール機構、球状の全方向駆動歯車、温度変化を利用して形状を変えるロボットハンドや移動体、などの研究を実施。また、弟の建二郎とともに、センサーや制御なしで「本質的な機能」を実現する巧みな機構である『機巧』、および『機巧学』を提唱した原点としての機巧}}。

また、多田隈は2016年から、科学研究費助成事業新学術領域研究の「生物ナビゲーションのシステム科学」領域のプロジェクトに参画科研費。山形大学の妻木勇一が代表者を務める「RTと環境駆動による長寿命・高出力・多機能バイオロギングシステムの開発」に研究分担者として加わり科研費、海鳥に装着して行動を記録するデータロガー用の軽量遠隔分離装置を開発日刊工業2018。数週間に及ぶデータ計測後に鳥から装置を分離させる必要があるが、多田隈らは形状記憶合金と回転錠メカニズムを用いることにより、従来に対して軽量かつ安全にそれを実現させた日刊工業2018。

2016年には、山形大学が科学技術振興機構産学共創プラットフォーム共同研究推進プログラムの平成28年度新規研究領域・共創コンソーシアムに「有機材料の極限機能創出と社会システム化をする基盤技術の構築及びソフトマターロボティクスへの展開」として採択。多田隈もテーマ5「社会システム・ソフトマターロボティクス」のメンバーとして参加多田隈理一郎Sofumo。柔らかい材料を用いたインチワームロボットなどの研究に取り組み、配管検査ロボットへの応用が研究されている日刊工業2021。

2023年4月より山形大学大学院理工学研究科機械システム工学専攻教授教授。

2. 全方向移動機構・駆動機構
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2.1. Omni-Disc、VmaxCarrier
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オムニホイールのような全方向車輪は車高が高くなってしまうため、より薄型の全方向車輪が求められる。これに対し、斜めに回転する2枚のフレームとキャスタ部で立体的な平行クランク機構を構成し、キャスタが一方向を保つようにした『Omni-Disc』が考案された。これは受動車輪としても能動車輪としても使用できる特許2008。

理一郎はこの『Omni-Disc』を4輪使用し、薄型軽量でホロノミックな全方向移動が可能な『VmaxCarrier』を開発したRiichiro DAMOTO, et.al.当初は『Vuton-II』という名称であったR。これは弟の建二郎が『VmaxCarrier2』として継続研究し、段差走破性を有するように発展しているVmax2}}。また、後述のテレイグジスタンスロボットへの搭載も検討された学振2003}}。

2.2. Omni-Gear
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ラック・ピニオンの直進運動を平面や曲面の2次元運動に拡張した駆動歯車。ラックに相当する側は平面型、凸円弧型、凹円弧型を試作しており、正・負の曲率を実現できることが確認されている。ピニオンは通常の歯車のタイプと、ピンや円板の形状をした受動ローラーで構成されるタイプが試作されているJRSJ2012。

狭い場所でも曲面運動が可能という特徴があり、具体的な応用としてロボットアーム先端の平行グリッパ、内視鏡手術用鉗子のエンドエフェクタ、全方向搬送テーブル文献によっては、「オムニテーブル」Rなどが検討されているJST2015。株式会社昌和製作所朝日新聞JST2015}}やNECエンベデッドプロダクツ株式会社森山と共同研究をするなど，実用化に向けた開発がいくつか行われているJST2015}}朝日新聞森山。2021年には視覚障碍者用のポータブルハプティックデバイスとして、触感提示でガイドを行うシステムを論文発表したAizawa2021}}。

2.3. MR-Hot-Ice
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液体と固体への相変化を利用した『Omni-Gripper』の移動ロボット版科研2011}}。

2.4. 受動ローラ式ウォームホイール機構
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『Omni-Gear』で使用された受動ローラ歯車を活用し、ウォームギヤにバックドライバビリティ一般には「出力節に適当な力を加えたときに、その節が可動し、かつそれが入力節側に伝わる性質」をバックドライバビリティと呼び、静的なものと動的なものがあるRを持たせた機構。高い減速比を有しながらも、高い動力伝達効率により出力側に加わった負荷を入力側まで伝達することができる多田隈理一郎Kenjirou Tadakuma, et.al.。2016年に発表した論文Kenjirou Tadakuma, et.al.は、FA財団の論文賞を受賞したFA論文賞}}。

2.5. [1]
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2自由度回転が可能な球面状の歯を構成したもの球状歯車1や、それをロボットアームの関節に利用したもの球関節}}が開発された。これはNECエンベデッドプロダクツ株式会社との共同開発で球状歯車1、同社から特許も出願されている特許a。

さらに当時博士課程学生の阿部一樹阿部一樹のサイトname="阿部一樹"とともに、4つのモータで3自由度の回転運動が可能なメカニズム『ABENICS』も開発した新技術3自由度「ABENICS」の論文は阿部一樹と多田隈建二郎、理一郎の共著だがR。これは国内外のソーシャルネットワークで話題になり久保田2021aTwitterのログがまとめられているR、3Dプリンターで自作を試みる者も現れた久保田2021b}}。

なお、この3自由度機構は2020年6月8日に、山形大学から「関節装置及び歯車セット」として特許出願されている特開2021}}Kazumichi Moriyama . YouTube。また、同時に内ウォームギアに基づく直交回転軸を有する差動機構も開発しており、2021年に特許出願している新技術2021}}channel新技術説明会 . YouTube。

歯車内部にものを入れることが可能とされ、応用としてはドローン搭載カメラの位置決めや内視鏡の先端、盲導盤「盲導盤」はスマートフォンと連動して板が並進2方向に動いて方向を指示する視覚障害者用の機器でRなどが検討されている西塚2022。金属製の歯車も製作されており、2023年には兼松との共同研究で2025年までに量産化することが発表されている西塚2022。

2.6. 全方向駆動車輪
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通常のオムニホイールの受動輪が駆動するもの。弟の建二郎やその指導学生と共同開発日刊工業2017}}。

3. ヒト型ロボット
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3.1. TELESAR II
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多田隈が東京大学舘研究室に在籍したときに開発したテレイグジスタンスロボットで、テレサ2と読む。2005年の愛・地球博に出展された舘2006。7自由度の双腕アームを備え、肩と手首を結ぶ軸まわりの回転1自由度の冗長自由度を持つ。以前は7つ目の関節軸を冗長自由度として制御していたが，多田隈は肩と手首を結ぶ軸まわりの回転自由度を扱えるように改良している多田隈2005。

3.2. 文楽人形ロボット
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大阪芸術大学教授の中川志信との共同研究。文楽の人形は腕や脚が胴体とひもでつながれており、人間よりも誇張した動作表現が可能なため、多田隈らのロボットは胴体や腕を伸縮させる自由度を持つ。人間国宝である人形遣い・桐竹勘十郎による『妹背山婦女庭訓』の動作を参考にし、2022年3月には2号機で40秒間の動作を実演した。2025年日本国際博覧会への出展を目標にするとともに、将来的には受付業務のロボットなどへの応用を検討している山形新聞2022}}山形テレビ2022}}NHK2022}}。

4. 略歴
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1989年4月 - ラ・サール中学校入学
1992年4月 - ラ・サール高等学校入学
1996年4月 - 東京工業大学4類入学
1999年10月 - 宇宙開発事業団派遣学生として国際宇宙航行連盟総会へ参加
2000年3月 - 東京工業大学工学部機械宇宙学科 卒業
2002年3月 - 東京工業大学大学院理工学研究科機械宇宙システム専攻修士課程 修了
2003年4月 - 日本学術振興会特別研究員
2005年3月 - 東京大学大学院工学系研究科先端学際工学専攻博士課程 修了、博士
2005年4月 - 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 CREST 研究員
2006年4月 - 産業技術総合研究所日仏ロボット共同研究ラボラトリーにて日本学術振興会特別研究員この間、2006年6月 - 2008年2月までハーバード大学客員研究員
2008年11月 - 東京大学情報学環学際情報学府特任講師
2009年4月 - フランス国立科学研究センター博士研究員
2010年2月 - 山形大学大学院理工学研究科テニュアトラック助教
2013年4月 - 山形大学工学部准教授多田隈理一郎
2023年4月 - 山形大学大学院理工学研究科教授

5. 主な受賞歴
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2000年3月 - 日本機械学会畠山賞畠山賞は高専、大学の機械系学科の卒業生のうち、学科で1名、人格・学力ともに優秀な学生に授与されるR
2011年1月 - 日本ロボット学会 第1回ロボティクスシンポジア研究奨励賞「全方向駆動歯車機構”Omni-Gear”の研究」RSJ研究奨励賞}}
2016年10月 - 第15回山形県科学技術奨励賞「全方向駆動歯車を応用した様々なロボットシステムに関する研究」
2016年12月 - FA財団 平成28年度論文賞「Worm Wheel Mechanism with Passive Rollers」FA論文賞}}
2021年度 - 総務省 異能ジェネレーションアワード 株式会社クラッセキャピタルグループ企業特別賞「3方向に回転できる球状歯車機構」

6. 社会的活動
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日本機械学会中川ほか
日本ロボット学会
IEEE多田隈理一郎
日本ヴァーチャルリアリティ学会JRSJ2012}}

7. 著作
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7.1. 学位論文
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7.2. 解説
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8. 脚注
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8.1. 注釈
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8.2. 出典
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9. 参考文献
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10. 外部リンク
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[2] - 山形大学研究者情報
[3] - 研究室公式サイト
超福祉展 .
文部科学省/mextchannel .
このロボットがすごい! .
山形大学校友会 .
Kazumichi Moriyama .
日刊工業ビデオニュース .
日刊工業ビデオニュース .
[4] - IEEE Xplore
PressYamashin .