杉原知道
杉原 知道(すぎはら ともみち、1975年〈昭和50年〉4月9日 - )は、日本のロボット研究者。博士(情報理工学)(東京大学)。ヒューマノイドロボットの歩行制御や状態推定、センサ、機構、システム、ソフトウェアの研究に従事。レーベンバーグ・マルカート法による可解性を問わないロボットの数値的な逆運動学(英語版)手法を確立。非駆動自由度の陰表現を含む重心ヤコビ行列や力学変容も提案した。
東京大学助手、助教、九州大学特任准教授、大阪大学大学院工学研究科准教授、Preferred Networksリサーチャーを経て、2021年7月よりオムロン技術専門職。日本ロボット学会ではヒューマノイドロボット専門委員会委員長、開かれた知能研究専門委員会副委員長を、IEEE Robotics and Automation Society(英語版)ではTechnical Committee on Humanoid roboticsのCo-chairを歴任。ドラえもん愛好家として、解説や寄稿、後書きも著している。
2007年、九州大学高等研究機構若手研究者養成部門SSP学術研究員、および九州大学システム情報科学研究院特任准教授に着任(後、特別准教授)。瀬戸文美とリーチング動作の目標値整形について研究するとともに、モータ制御単体でも積分補償を用いた目標値整形を行う制御手法を提案した。
また、ヒューマノイドロボットの立位が安定するための制御則を研究し、「最良重心レギュレータ」を提案。安定に立っている状態から踏み足しながら搖動する状態における重心の位相(位置と速度)の状態遷移について調べ、リミットサイクルを形成する「力学変容」(dynamics morphing)の仕組みを見出す。これらの研究は、日刊工業新聞社のWeb連載や書籍『あのスーパーロボットはどう動く』において、機動警察パトレイバーと絡めて論じられた。
2009年、杉原はロボットの逆運動学(英語版)の数値解法に、残差2乗ノルムに微小バイアスを加えた減衰因子を用いたレーベンバーグ・マルカート法(Levenberg-Marquardt mechod)を適用。特異点や動作領域外で解が存在しない場合に対しても発散せずに収束する利点を持ち、2011年の日本語論文は論文賞を受賞した。この手法はMATLABのロボット関係のライブラリで逆運動学ソルバーの一つに採用され、梶田秀司の編著でも特異点に対応した逆運動学の計算例として採用されている。
また、ロボット制御においても力学変容をロボットの運動遷移に応用した。日本ロボット学会の「開かれた知能」研究専門委員会では副委員長を務め、未知環境内でロボットを移動させたり誘導させるため、「SLAM-SEAN」にも取り組んでいる。2015年度からはImPACTタフ・ロボティクス・チャレンジのシミュレーションプロジェクトにも参画しており、Choreonoidの機能拡張に取り組んだ。
なお、杉原はDARPAロボティクス・チャレンジや2015年の国際会議で日本のヒューマノイドロボット研究が世界の後塵を拝していることに危機を感じ、若手の育成やコミュニティづくりを意図して「ヒューマノイド・ロボティクス2016夏の学校」を開催。継続開催するともに、日本ロボット学会に「ヒューマノイド・ロボティクス専門委員会」を組織し、杉原は委員長に就任した。
中学生、高校生の時は合唱部や吹奏楽部で活動。国語が得意で、「人の思考メカニズムを理解したい」という夢を持っていた。埼玉県立浦和高等学校を卒業し、1997年に東京大学に進学。当初は人工知能を志していたが、人間の歩行のような複雑な運動を生み出す知能では、身体の力学が重要であると考え、機械系を目指す。工学部機械情報工学科に進む。
杉原は銅谷賢治のロボットや山崎信寿らの論文で示した「脳神経系・身体系・環境が相互作用した結果として二足歩行のような運動が生み出される」ということに影響を受ける。また、他の論文で見かけた「床反力が間接的な入力になっている」という考え方に感銘を受け、それに基づいたロボットを作るという目標を持つ。
井上博允の情報システム工学研究室(JSK)に所属し、ヒューマノイドロボット「H5」の開発に携わる。1999年3月に学部を卒業し、大学院工学系研究科機械情報工学専攻修士課程に進学。引き続き大学院でも同研究室に所属し、ヒューマノイドロボット「H6」や汎用動力学計算エンジン「Z-DYNAFORM」の開発に携わる。