細田耕

細田 耕は、日本のロボット研究者。学位は、工学博士細田、大阪大学名誉教授Tanaka2023}

1. 来歴・人物
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1.1. 生い立ち
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1965年細田・浅田大阪府生まれ細田name="生まれ"}}。電子工作を趣味としており青木、京都大学工学部精密工学科吉川・細田に進学。細田は学部4年次から吉川恒夫の研究室に所属細田。先輩から「ロボットの研究はもうほとんど終わっている」と言われるものの細田、宇宙ロボットなどを想定したフレキシブルマニピュレータマニピュレータとはロボットアームのこと。宇宙用マニピュレータは軽量化が必要なためアーム部分の剛性が弱く、弾性変形を伴う。このようなマニピュレータはフレキシブルマニピュレータとして剛体多体系として扱うマニピュレータとは別に取り扱われる。}}の研究に取り組んでいく吉川・細田青木。

1.2. 吉川研究室時代
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京都大学の受託研究員であった石川島播磨重工の村上弘記吉川ほか1995}}らと共に、平面ではなく3次元空間で動作するフレキシブルマニピュレータに取り組む。集中ばね質量モデルを構築し内山1994}}、動力学解析から状態方程式を導出し、最適レギュレータを実装した近野1995}}。3次元では理論検討が多かった当時、実験的に検証した数少ない事例であった岩附1994}}。

なお、フレキシブルマニピュレータではモデル化が課題であり、吉川と細田は仮想の剛体リンクと仮想の受動バネ関節によるモデルを提案する金1996。これには先行研究と異なり、実機からパラメータを同定し、モデルを決定するという特徴があった金1996}}このモデルは引き続き吉川研究室で検証されたR。また、平面2自由度のフレキシブルマニピュレータの軌道制御にも取り組み、軌道追従の十分条件をシミュレーションで明らかにした吉田1996}}。

さらに本体となるフレキシブルマニピュレータの先端に小型の剛体マニピュレータを搭載したマクロマイクロ機構吉川・細田の研究にも取り組む近野1996}}。可補償性フレキシブルマニピュレータはリンクの弾性でマニピュレータ先端に誤差が生じる。可補償性とはこれを関節の運動で補償できるどうかということで、可補償度という指標が導入されている。[[内山勝 を検討し近野1996}}、準静的軌道制御と動的軌道制御の手法を提案姜1999}}。力制御にも取り組んだ松野1994}}。1993年3月に京都大学大学院工学研究科機械工学専攻博士後期課程を修了し、博士の学位を取得吉川・細田。同年9月にはマクロマイクロマニピュレータの技術が石川島播磨重工から特許出願されたIHI特許}}。

1.3. 浅田研究室時代
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1993年4月、大阪大学工学部電子制御機械工学科の浅田稔研究室で助手に着任吉川・細田細田。ロボットを作れることが採用の理由だったという細田。この間、ビジュアルサーボや歩行ロボットの強化学習などの研究に従事細田・浅田浅田ほか。浅田らのサッカーロボットの研究に参加し、カメラでボールを認識して追う動作を強化学習で実現吉川1998。この研究は日本ロボット学会の論文賞を受賞し、NHK教育の『サイエンスアイ』でも紹介された視覚強化学習}}。

ビジュアルサーボでは画像上の追従対象の座標の速度とロボットの関節速度を対応づける「画像ヤコビアン」を用いる。通常これはモデル化を行うが、細田はロボットの構造が分からない状態から、カメラ座標と関節角度の情報から逐次最小二乗法で画像ヤコビアンを推定する手法を開発した辻1996。1997年2月には助教授に昇進する細田。

1998年4月から翌年3月まで、チューリッヒ大学客員教授としてロルフ・ファイファーの下で受動歩行の研究に従事青木。スイス滞在中にオランダ・デルフト工科大学マータイン・ヴィッセ細田の研究を知り、感銘を受ける。細田は国際会議を利用して同大学を訪問し、ロボットや図面のコピーの許可を得る青木。2001年には石黒章夫や小林宏とともにファイファーの著書『知の創成 ― 身体性認知科学への招待 ―』の訳本を出版するファイファー。

1.4. 助教授・准教授時代
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人間の指先を参考にした柔らかい触覚センサも開発し中島2010、それを用いたロボットハンドも開発細田。ゴム人工筋を用いた筋骨格ロボットの研究を進め青木、3次元受動歩行ロボット上体を持った受動歩行ロボットを実現柴田2011}}。さらに円弧足ではなく、拮抗筋を取り付けた水平足による歩行も実現する細田。また、ガニ股歩きをする赤ちゃんロボットも開発細田。平面2脚式の「空脚R」では歩行・走行・跳躍のすべてを実現した細田。

自分で学習してハイハイをする赤ちゃんロボットも開発。また、ゴム人工筋を利用することにより、ドアノブをつかんでドアを容易に開けるロボットアームも実現した青木細田。2006年頃には生理学やスポーツ工学関係の研究者から「二関節筋を考慮していない」と言われ、より人間の筋骨格を突き詰めるようになり細田、連続跳躍が可能な脚ロボットも開発した細田二関節筋やその応用については、オランダのフリー大学や、日本では大島徹や熊本水瀬らの先駆的研究があるR。

この間2005年11月から2011年3月まで、JST ERATO 浅田共生知能プロジェクト グループリーダーを併任ERATO}}。2007年からは法改正で准教授に。また、浅田の創発ロボティクス研究室とは独立して、大学院工学研究科知能・機能創成工学専攻先導的融合工学講座内に適応ロボティクス研究室を主催する旧HPリンク}}。教育関係では応用理工学科機械工学科目におけるメカトロニクス教育の講義・実習を担当杉原2017}}。教育上の工夫は、杉原知道ら後任の担当者にも引き継がれた杉原2017}}。

1.5. 情報科学研究科教授時代
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2010年4月、大阪大学大学院情報科学研究科マルチメディア工学専攻の教授に就任成岡・細田。ヒューマンインタフェース工学講座を担当し青木、准教授には清水正宏が、助教には池本周平が着任年報2010}}。2011年には『日経サイエンス』の連載「挑む Front Runner」で取り上げられ青木この連載は 日経サイエンス編集部 編『フロントランナー 挑戦する科学者』、日本経済新聞出版社、2014年、ISBN2、2013年にはNHK教育の『ふしぎがいっぱい』において、細田研究室のロボットを用いて人間の筋骨格構造の解説が行われたNHK2013}}。

細田は「人間の足がなぜ柔らかいのか」という未解決事項に対し、慶應義塾大学の解剖学者らとの共同研究で、2011年度から「屍体足・人工筋骨格ハイブリッドロボットによる二足歩行の適応機能解明」というプロジェクトを開始青木基盤S。科学研究費助成事業基盤  の支援を受けたもので、経費は総額で2億円を超える規模であった基盤S。

細田らは屍体足を取り付けた歩行シミュレータで実験を重ねる。歩行シミュレータの実験では2方向X線透視撮影装置やCTスキャンによる解析を取り入れ、有限要素法による足部の動力学モデルを構築。このモデルを基に筋の活性化状況を解析し、筋骨格ロボットの制御へ応用した細田ほか学術業績賞}}。人間の運動機能の力学的解明に寄与したとして、学術的に評価された学術業績賞}}。

1.6. 基礎工学研究科教授時代
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2014年に大阪大学大学院基礎工学研究科の教授に転任大阪大学。研究室名は適応ロボット学研究室でアクセス}}、准教授の清水正宏との共同運営メンバー}}。2016年には自著『柔らかヒューマノイド』が化学同人から出版され細田、2017年から日本ロボット学会の欧文論文誌『Advance Robotics』でEditor in Chiefを務めるAR編集長}}細田。さらに同学会に設立されたソフトロボティクス研究専門委員会の委員にも名を連ね研究専門委員会}}、学会誌の特集号ではソフトロボティクスの歴史と展望を記している細田。

この間、池本周平とは能動関節1個、柔らかい受動関節11個のソフトロボットアームに対し、人工知能で制御モデルを学習する手法を研究。カルマンの正準分解で学習データを選択するようにし、制御モデルの獲得を実現した小寺2019}}。2018年には中川友紀子が経営するアールティと共同開発した研究開発用ロボットアーム「CRANE-X7」が発売されアールティ商品}}、2019年には同社協力の元『実践ロボット制御 ―基礎から動力学まで―』をオーム社から出版している山田2021}}同製品は2020年度の「日本機械学会優秀製品賞」を受賞しているR。

スイス連邦工科大学ローザンヌ校  のジェイミー・パイクと共同研究も実施しており、アギトアリを参考にしたT字型の小型群知能ロボット「Tribot」を開発。形状記憶合金により跳躍、匍匐、回転が可能で、ロボット間で連携してタスクを割り当てるEPFL2019。細田も共著者の論文は2019年の『ネイチャー』に掲載されたEPFL2019}}Zhakypov et,al.。

1.7. 京都大学教授時代
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2023年4月から京都大学大学院工学研究科機械理工学専攻 教授に着任し、先端システム理工学分野を担当京大機械2023}}。2023年時点で大阪大学名誉教授Tanaka2023}}。

2. 主な受賞歴
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1995年度 - 日本ロボット学会 研究奨励賞「構造やパラメータに関する知識を用いないビジュアルサーボ系の構成」
1996年度 - 日本ロボット学会 第10回論文賞「[1]」JRSJ論文賞}}
2014年度 - 第3回大阪大学総長顕彰
2016年度 - 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門 学術業績賞
2017年度 - The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines Outstanding Demo Award受賞講演 - M．Shimizu，D．Ishii，H．Aonuma and K．Hosoda“Frog Cyborg Driven by Biological Muscle Actuators That Packaged Physiological Solution”}}
2018年度 - 日本機械学会フェロー
2022年度 - 日本ロボット学会 第15回功労賞「Advanced Roboticsの国際的評価向上への貢献」
2023年度 - 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門 部門教育表彰「ロボット制御の基礎から実践，ソフトロボットへとつながる教育」

3. 主な著作
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3.1. 学位論文
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3.2. 著書
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『柔らかヒューマノイド ― ロボットが知能の謎を解き明かす ―』化学同人、2016年、978-4-7598-1670-9}}。
『実践ロボット制御 ― 基礎から動力学まで ―』アールティ協力、オーム社、2019年、978-4-274-22430-0}}。

『ロボットからヒトを識る』河合祐司、浅田稔 編、大阪大学出版会〈大阪大学総合学術博物館叢書 14〉、2018年、978-4872595246}}河合祐司・浅田稔 編集、池本周平・小川浩平・細田耕・吉川雄一郎 共著。第3章担当。}}。
『身体適応』高草木薫、荻原直道 編著、オーム社〈シリーズ移動知 第2巻〉、2010年、978-4-274-50277-4}}。
『よくわかる認知科学』乾敏郎、吉川左紀子、川口潤 編，ミネルヴァ書房、2010年、978-4623055340}}。
//Bioinspired Legged Locomotion//. Elsevier. . 978-0128037669}}。
Koh Hosoda and Masahiro Shimizu . "Attempts to Develop Artificial Muscles". Philipp Beckerle; Maziar Ahmad Sharbafi; Tom Verstraten; Peter P. Pott and André Seyfarth eds. //Novel Bioinspired Actuator Designs for Robotics//. Springer . 978-3030408855}}.

『知の創成 ― 身体性認知科学への招待 ―』ロルフ・ファイファー・C. Scheier 著、石黒章夫・小林宏・細田耕 訳、共立出版、2001年、4320120329}}。
『知能の原理 ― 身体性に基づく構成論的アプローチ ―』R.Pfeifer・J.Bongard 著、細田耕・石黒章夫 訳、共立出版、2010年、9784320122468}}三河2011}}。

3.3. 学会誌記事
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ref=Sfnref座談会出席者・共著者 - 浅田稔、川人光男、土井美和子、明和政子、國吉康夫、石黒浩、乾敏郎。}}。
「[2]」『知能と情報』第29巻第5号、2017年、160-172頁共著者・[[チャット。

4. 主な論文・特許
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吉川恒夫、村上弘記、細田耕「[3]」『日本ロボット学会誌』第9巻第1号、1991年、1-10頁。
吉川恒夫、細田耕「[4]」『計測自動制御学会論文集』第27巻第12号、1991年、1389-1395頁。
特許第3302797号「[5]」
ref=Sfnref
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ref=Sfnref中島2010。

5. 研究プロジェクト
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1996年度完了 - 奨励研究 「[6]」
1997年度完了 - 重点領域研究「[7]」
2001-2002年度 - 基盤研究 「[8]」
2004-2006年度 - 基盤研究 「[9]」
2004-2005年度 - 萌芽研究「[10]」
2005-2009年度 - 特定領域研究「[11]」
2007-2009年度 - 基盤研究 「[12]」
2011-2015年度 - 基盤研究 「[13]」
2011-2012年度 - 挑戦的萌芽研究「[14]」
2015-2016年度 - 新学術領域研究「[15]」
2015-2016年度 - 挑戦的萌芽研究「[16]」
2017-2018年度 - 新学術領域研究「[17]」
2019-2022年度 - 基盤研究 「[18]」
2005-2010年度 - 日本学術振興会  ERATO 浅田共創知能システムプロジェクト「身体的共創知能グループ」

6. 出演
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ふしぎがいっぱい
ガリレオX

7. 脚注
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7.1. 注釈
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7.2. 出典
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8. 参考文献
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9. 外部リンク
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[19] - 大阪大学大学院基礎工学研究科の研究室公式サイト
[20] - 知能・機能創成工学専攻時代の研究室サイト
[21] - 2010年制作
url=https://www.nhk.or.jp/rika/fushigi4/?das_id=D0005110023_00000 - NHK for School
url=https://gyao.yahoo.co.jp/player/11221/v00005/v0000000000000000006/ ” - 2017年11月13日配信開始
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