論文 - 高田 洋吾

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  1. Investigation of Rotors Imitating Bird Wings to Reduce Electricity Consumption of HORNET

    Yogo Takada, Tatsuki Kanada, Takahiro Tanaka, Yodai Matsumura

    Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms  8 ( 1 ) 48 - 53 2019年08月  [査読有り]

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    橋や建物の劣化に対処するために、建物の壁を検査するロボットHORNETを開発した。走行時間を延長するため、ローターの断面形状を、遺伝的アルゴリズムにリンクした2次元数値解析を使用して消費電力を削減する形に設計した。さらに、鳥を模した数種類のローターを製作し、電力消費を削減するための理想的な形状を決めるための実験を行った。さらに、ローターをHORNETに取り付けたときのシミュレーションモデル作成と性能評価実験を実施した。結果、HORNETに本研究で得た最良のローターを取り付けて走行時間が長くなることを示した。ロボット工学、流体力学、数値解析、機械学習に関連する。

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  2. Small Robotic Fish with Two Magnetic Actuators for Autonomous Tracking of a Goldfish

    Takuya Aritani, Naoki Kawasaki, Yogo Takada

    Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms  8 ( 1 ) 69 - 74 2019年08月  [査読有り]

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    魚ロボットは、水棲生物にあまり警戒されないため、生態調査に適している。本研究では金魚を自動追跡する手のひらサイズの小型魚ロボットを開発した。ロボットによる生きた魚の自動追尾は、カメラで金魚を認識し、金魚に向かって泳ぐ方向を制御することで行う。金魚の機敏な動きに追尾するために、ロボットは2関節で作成して旋回能力を高くしている。実験の結果、このロボットが金魚を追尾できることを確認した。ロボット工学、メカトロニクス、制御工学、画像処理、電子情報学に関連する。

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  3. 床・垂直壁面・天井間の移行ができる小型壁面移動ロボットの開発

    松村 洋大,川本 孔陽,高田 洋吾

    日本ロボット学会誌  37 ( 6 ) 514 - 522 2019年07月  [査読有り]

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    橋梁の検査に関連する費用と時間を削減するには、実用的な橋梁検査ロボットが必要である。近年、橋梁検査用にさまざまなロボットが開発されており、駆動輪として4つのリムレス車輪を備えた小型壁面移動ロボットBIREM-IVを開発した。このロボットは鋼製構造物に吸着しながら走行する。また、ロボットの走行性能を実験により調べた結果、ボルト添接部の走破能力や、床、垂直壁、天井の間を確実に行き来することができることが示された。ロボット工学、メカトロニクスに関連する。

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  4. Development of Magnetic Bridge Inspection Robot Aimed at Carrying Heavy Loads

    Yodai Matsumura, Takehiro Shiba, Satoshi Ito, Yuya Kawase, Yogo Takada

    International Journal of Robotic Engineering  3 ( 2 ) 1 - 10 2018年09月  [査読有り]  [招待有り]

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    鋼製ヨークとネオジム磁石で構成される駆動輪を左右に配置した橋梁検査ロボットを開発した。車輪が鋼板に接触すると、磁気回路を形成し、強い力を生成するため、ロボットは重い物体を搭載したまま移動できる。ただし、吸着力が強すぎて車輪が立体内側直角部でロボットは移動できなくなる。強い磁力を排除するため、ロボットに押し出し機構を装備した。このロボットが重量物を載せたまま立体直角部を含む様々な経路を走行できる能力があることを示した。ロボット工学、制御工学、電気工学、メカトロニクスに関連する。

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  5. Wall Inspection Robot with Maneuvering Assist Control System Against Crosswind

    Takada Yogo, Tokura Yuhei, Matsumura Yodai, Tanaka Takahiro, Kanada Tatsuki

    富士技術出版株式会社 Journal of Robotics and Mechatronics  30 ( 3 ) 416 - 425 2018年06月  [査読有り]

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    コンクリート橋や建物の壁を自由に移動するロボットHORNETを開発した。このロボットは、2つのローターで壁に沿って走行できる。ただし、プロペラの揚力で移動するロボットは、強風にさらされると壁から落下する可能性がある。本研究ではロボットにジャイロセンサを取り付けて、ロボットの姿勢を安定化させる操縦支援制御を構築した。結果、横風に対してHORNETの耐性が向上することが示された。ロボット工学、制御工学、メカトロニクスに関連する。

    DOI CiNii

  6. Development of a Bridge Inspection Robot Capable of Traveling on Splicing Parts

    Yogo Takada, Satoshi Ito, Naoto Imajo

    Inventions  2 ( 22 ) 1 - 13 2017年08月  [査読有り]  [招待有り]

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    橋梁の各箇所には、添接部と呼ばれるボルトが数多く並ぶ部分があり、橋梁検査ロボットには、立体直角路以外にも添接部を通過する能力も求められている。この研究では、ロボットは、スプライシング部分のボルトを避ける構造としてロボットを製作した。ロボットの性能実験を行い、ロボットが実際の橋の箱桁部の内側直角路を走破できることを示した。また、添接部を手動で制御することは非常に困難なため、カメラと高輝度発光ダイオードをロボットに取り付けて、自律制御系を構築し所定の結果を得た。ロボット工学、メカトロニクス、制御工学、通信技術、画像処理に関連する。

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  7. レーザレンジセンサを搭載した橋梁検査ロボットを用いた複雑環境場の立体地図作成

    今城 直人, 田尻 智紀, 樫木 幹司, 高田 洋吾

    The Japan Society of Mechanical Engineers 日本機械学会論文集  82 ( 833 ) 1 - 12 2016年12月  [査読有り]

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    橋の下で自律的に走行する検査ロボットは、移動ルートを決定し、自己位置を推定する必要がある。そのためには、ロボットが橋の3次元マップデータを持つ必要がある。本論文では、橋の下部など点検員が簡単に行けない大規模インフラの立体占有グリッドマップを作成する方法を提案する。また、橋梁検査ロボットBIREMに小型2Dレーザレンジセンサとサーボモータで構成される地図作成装置を搭載して、このロボットを使用して3Dマップを作成する実験を行った。ロボットは重い測定装置を装備していたが、落下することなく壁上の目標位置に登り、3D占有グリッドマップを作成できた。ロボット工学、メカトロニクス、計測工学に関連する。

    DOI CiNii

  8. In vivo visualization method by absolute blood flow velocity based on speckle and fringe pattern using two-beam multipoint laser Doppler velocimetry

    Kyoden Tomoaki, Naruki Shoji, Akiguchi Shunsuke, Ishida Hiroki, Andoh Tsugunobu, Takada Yogo, Momose Noboru, Homae Tomotaka, Hachiga Tadashi

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS  120 ( 8 ) 1 - 8 2016年08月  [査読有り]

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    2ビーム多点レーザードップラー速度計(2ビームMLDV)は、2次元血流の画像を提供できる非侵襲的可視化技術であり、癌を観察できる可能性がある。深度位置を選択できることが、2ビームMLDVの利点であり、この手法を使用して、血管の位置を3次元空間で特定できる。皮膚の血流速度を測定すると、2つのレーザービームの交差領域にスペックルパターンが形成される。生成されたスペックルパターンにより強度が増した信号により、2ビームMLDVは、皮膚の血流速度を測定できることが示された。計測工学、電子工学に関連する。

    DOI

  9. Examining the Relationship Between Blood Flow Velocity and Movement of Erythrocytes in a Capillary Using Laser Doppler Velocimetry

    Akiguchi Shunsuke, Ishida Hiroki, Takada Yogo, Teranishi Tsunenobu, Andoh Tsugunobu, Hachiga Tadashi

    IEEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING  11 ( 4 ) 451 - 456 2016年07月  [査読有り]

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    多くの流速計は、流体中に存在するトレーサー粒子の動きを追跡することにより、流体の速度を測定する。レーザードップラー速度計では、適切な密度と径のトレーサー粒子が測定対象の流体に加えるが、これは生体内測定では不可能です。そこで、赤血球をトレーサー粒子として使用した。マウスの耳の血管と蛇行流路にトレーサー粒子を加えた場合の流速分布測定の結果を比較し、動いている赤血球の速度が血液の速度と正確には一致しないことが示された。これは皮膚の下の縞模様の変化によるもので、赤血球速度データを調べる際に考慮すべきこととして示した。計測工学、電気情報学、流体力学に関連する。

    DOI

  10. Practical Applications of HORNET to Inspect Walls of Structures

    Tokura Yuhei, Toba Kohei, Takada Yogo

    JOURNAL OF ROBOTICS AND MECHATRONICS  28 ( 3 ) 320 - 327 2016年06月  [査読有り]

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    日本の高度経済成長期には、社会インフラの建設が促進され、多数の橋や建物が増えたが、 現在、これらの橋や建物の壁は劣化しており、点検員が定期的に検査している。この人的検査のプロセスは費用と時間を要し、さらに点検員は落下等の危険にさらされている。本研究では、低コストで安全な検査を可能にするために、壁からの距離を保ちながら壁を安定して移動するロボットを開発し、このロボットの種々の特性を測定し、実用可能性を測定結果に基づいて評価した。ロボット工学、メカトロニクスに関連する。

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  11. 垂直壁面検査ロボットHORNETにおける消費電力低減策

    都倉 悠平, 高田 洋吾

    一般社団法人 日本機械学会 日本機械学会論文集  82 ( 835 ) 1 - 12 2016年03月  [査読有り]

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    構造物の軽微な損傷を発見するための検査は、構造物の寿命を延ばすために重要である。しかし、従来の検査方法は経済負担が大きい。この研究では、傾斜ローターと2つの車輪を備えた飛行ロボットHORNETを製作し、このロボットが壁の間の距離を一定に保ちながら、垂直の壁を移動できることを確認した。また、壁面状態が粗く、ローターの傾斜角が地面に平行の条件下で、消費電力が減少することが示された。ロボット工学、メカトロニクスに関連する。

    DOI CiNii

  12. Performance of Very Small Robotic Fish Equipped with CMOS Camera

    Zhao Yang, Fukuhara Masaaki, Usami Takahiro, Takada Yogo

    ROBOTICS  4 ( 4 ) 421 - 434 2015年12月  [査読有り]

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    生きた魚を調査するには、魚に追従する能力が必要になるため、推進システムの性能を改善する必要がある。本研究では、小型魚ロボット(SAPPA)を製作し、その推進性能、例えば、最大遊泳速度、回転半径、消費電力を測定した。また、SAPPAがCMOSカメラを使用して金魚を認識し、その画像を得ることを示すことができた。ロボット工学、メカトロニクス、画像処理に関連する。

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  13. High-resolution in-situ LDV monitoring system for measuring velocity distribution in blood vessel

    Kyoden Tomoaki, Abe Shotaro, Ishida Hiroki, Akiguchi Shunsuke, Andoh Tsugunobu, Takada Yogo, Teranishi Tsunenobu, Hachiga Tadashi

    OPTICS COMMUNICATIONS  353   122 - 132 2015年10月  [査読有り]

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    線形MLDV(L-MLDV)は、レーザー光により生きたマウスの頸動脈の速度分布を計測できる。さらに、L-MLDVで使用されている光学部品と信号処理装置をアップグレードし、2次元(2D)流速を高速測定できる断面多点レーザードップラー速度計CS-MLDVを開発した。このCS-MLDVの妥当性は、数値流体力学の結果との比較を通じて検証した。また、手術でCS-MLDVが使用できる可能性を示すために、マウスの腸間膜血管で生体内測定を実施した。数値解析、計測工学に関連する。

    DOI

  14. Development and Evaluation of Compact Robot Imitating a Hermit Crab for Inspecting the Outer Surface of Pipes

    Naoto IMAJO, Yogo TAKADA, and Mikiji KASHINOKI

    Journal of Robotics  2015   1 - 7 2015年05月  [査読有り]  [招待有り]

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    本研究では、鋼製外管検査ロボットを開発した。その移動メカニズムは、陸生ヤドカリを模倣している。2つのリムレスホイールが左右に配置され、各スポークにはネオジム磁石が付いているこのロボットは垂直配置した鋼管を移動できる。また、左右の車輪のキャンバー角を調整するメカニズムがあり、異なる直径のパイプをしっかりと掴むことができる。実験で、水平、垂直、斜めに配置された直径の異なる鋼管上を移動できることが示された。ロボット工学、メカトロニクスに関連する。

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  15. Multi-channel laser Doppler velocimetry using a two-dimensional optical fiber array for obtaining instantaneous velocity distribution characteristics

    T. Kyoden, Y. Yasue, H. Ishida, S. Akiguchi, T. Andoh, Y. Takada, T. Teranishi , T. Hachiga

    IOP science, Japanese Journal of Applied Physics  54 ( 1 ) 1 - 6 2015年03月  [査読有り]

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    二次元(2D)断面測定を実行できるレーザードップラー速度計(LDV)を開発してきた。8×8アレイの光ファイバを使用して、64ポイントでドップラー信号を同時測定する。LDVの性能を評価するために実験が行われ、空間的および時間的な速度情報を取得できた。この手法は、高速かつ非侵襲的で、長時間、精度良く計測できる。さらに、障害物のある長方形流路内の拍動流の速度分布を測定でき、数値流体力学の計算結果との比較で、良い結果が得られた。この提案した装置が、同時の2D断面多点測定を実行するため有用な光学機器であることが示された。数値解析、計測工学に関連する。

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  16. Position Estimation of Small Robotic Fish Based on Camera Information and Gyro Sensors

    Y. Takada, K. Koyama, T. Usami

    Robotics  3 ( 2 ) 149 - 162 2014年04月  [査読有り]  [招待有り]

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    アクアロボットは、水中環境調査に適し、特にロボットが魚に類似し尾ひれ駆動の場合、魚は逃げ去らないため、魚の調査に適している。特殊な魚を発見しても、魚ロボットはGPSを使用できず、どこで発見したのかが分からない。本研究では、2つのCMOSカメラと、データ処理用のFPGAが搭載された魚ロボットに、更にジャイロセンサを搭載して、ヨー角とロール角を計測し、位置推定精度を大幅に改善した。ロボット工学、メカトロニクス、計測工学に関連する。

    DOI

  17. A milliliter-scale yeast-based fuel cell with high performance

    Kaneshiro Hiroyuki, Takano Kosuke, Takada Yogo, Wakisaka Tomoyuki, Tachibana Taro, Azuma Masayuki

    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL  83   90 - 96 2014年02月  [査読有り]

    DOI

  18. 視覚障碍者の移動支援のための不整地環境の立体占有格子地図作成

    田尻 智紀, 高田 洋吾, 川合 忠雄

    The Society of Life Support Engineering ライフサポート  25 ( 4 ) 116 - 123 2013年12月  [査読有り]

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    本研究では、庭や公園などの不整地環境を主な対象として地図作成を行う。レーザレンジセンサを用いて周囲を測定し、その測定結果に基づいて、実環境の立体占有格子地図を作成する。また、整地・不整地環境において、自律型移動ロボットにおける進入可能領域と進入不可領域の識別を試みた。結果、小石、草、木の枝などの様々なものが立体占有格子地図で表現でき、路面の凹凸や草の有無から移動ロボットが進入可能かどうかを区別できた。メカトロニクス、計測工学に関連する。

    DOI CiNii

  19. 立体的な環境で活動できる橋梁検査ロボットの開発(永久磁石式移動機構の走行性能評価)

    高田 洋吾, 桐本 浩介, 田尻 智紀, 川合 忠雄

    The Japan Society of Mechanical Engineers 日本機械学会論文集 C編  79 ( 805 ) 3135 - 3146 2013年09月  [査読有り]

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    戦後の高度経済成長時代に建設された社会インフラに関して深刻なまでに劣化している。本研究では、鋼橋下部構造のき裂や腐食を検査できるロボットの開発を目指して、ソフトウェアDYMOLAを使用してシミュレーション検討を経て、4輪駆動ロボットを試作した。このロボットはリムレス車輪の先端の永久磁石に鋼製の壁に吸着しながら垂直に登ることができ、天井をぶら下がって走行することができることが実験により示された。ロボット工学、メカトロニクスに関連する。

    DOI CiNii

  20. レーザードップラー流速分布測定装置の生体計測への応用(皮膚癌の早期血流画像診断)

    高田 洋吾, 寺西 恒宣, 石田 弘樹, 秋口 俊輔, 安東 嗣修, 八賀 正司

    The Japan Society of Mechanical Engineers 日本機械学会論文集 B編  79 ( 802 ) 1095 - 1105 2013年06月  [査読有り]

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    粒子画像流速測定法で血流速を評価することはできるが、In-vivoかつ非侵襲的に皮膚癌の腫瘍血管内の血流速を評価することは困難である。そこで、本研究では、多点同時レーザードップラー流速測定装置を用いて、生体内の血流速度を非侵襲的に測定することを試みた。本研究では、医療診断分野への臨床応用を目指して、皮膚癌モデルマウスを用いて癌原発巣の早期発見を行うべく、メラノーマの成長に伴う腫瘍周囲の新生血管の流速変化を調べた。モデル動物の耳部に移植した皮膚癌部位の血管の流速情報を持った 2 次元画像を取得し、癌細胞の増殖に伴い血流速が増加することを後方散乱型 MLDV によって確認できた。計測工学、電子工学、信号処理に関連する。

    DOI CiNii

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