メカトロニクスにうってつけの日

ロボット開発や研究活動に関するメモ

製作物まとめ（2021/8/1更新）

製作物 まとめ

これまで中心になって開発してきたロボットのまとめです。

ヘビ型ロボット

　学位研究での取り組み。ヘビ型ロボットで世界初となるはしご登り、険しい不整地の移動、配管上のフランジ乗り越えなどを実現。ヘビ型ロボットの開発も自分でやっています。

www.youtube.com

 

レスキューロボット

　研究室の学生からなるレスキューロボット開発チームSHINOBIで開発。僕は2017年からチームリーダを続けており、中心的に開発に取り組んでいます。World Robot SummitやRoboCup世界大会で優勝したりしています。

FUHGA2 

　2018年に半年ほどで開発したFUHGA2（旧）はWorld Robot Summit 2018 インフラ・災害対応部門の災害対応標準性能評価チャレンジ(STM)部門で優勝。さらに翌年に開発した改良機であるFUHGA2（新）はRoboCup世界大会2019のRescue Robot Leagueで優勝。

youtu.be

関連記事

FUHGA3 

　FUHGAシリーズの集大成。高いモビリティ、長いアームによる作業能力に加え、3次元LiDARを前後に2つ搭載し、周辺環境情報の収集能力とそれに伴う自律移動能力が飛躍的に上昇した。RoboCup2021 Virtualで活躍（リモート開催の都合で「優勝」の概念がなかった大会のため優勝できず）。

エンターテイメント

　土田さん（https://www.drpercy.jp/）に誘ってもらって趣味と研究のはざまで取り組んだロボット。自分の興味に最も直接的な内容。

mimebot

　球体ディスプレイを乗せた移動ロボット。ベースの移動に合わせて球体ディスプレイの模様を回転させることで転がってるように見せかけることができる。逆に移動と回転をずらすことで滑っているように見せたりなど、多様な演出が可能。ロボット開発を担当。

Mime × Mimebots

youtu.be

関連記事

その他 趣味の製作

電子基板アクセサリー

京大の学園祭であるNFで販売してみたアクセサリー。光るバージョンもある。 f:id:tattatatakemori:20171202101915j:plainf:id:tattatatakemori:20171202101904j:plain

youtu.be

関連記事

ロボトレース競技

OmnimO

　 ロボトレース競技に出場した機体。2年生のときにOmnimO、3年生のときにOmnimO-2を製作。裏面にフォトリフレクタがたくさん並んでおり、向きを変えずに全方位のラインに追従することができる。大会にて多くの特別賞を受賞。

　一週目でコースを記憶し、二週目は直線では加速しカーブ手前で減速して走る。

 f:id:tattatatakemori:20180518173114p:plain

youtu.be

JITEN

　大学1年の時に製作した人生初の自作ロボット。シンプルな原理でライントレースを実現。

 

業績のまとめはこちら ↓

tattatatakemori.hatenablog.com

業績まとめ（2023/5/22更新）

業績 まとめ

学術雑誌

  1. Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Fumitoshi Matsuno, “Adaptive Helical Rolling of a Snake Robot to a Straight Pipe With Irregular Cross-Sectional Shape,” IEEE Transactions on Robotics, vol.39, no 1, pp.437 - 451, 2023, doi:10.1109/TRO.2022.3189224 link
  2. Takuro Takanashi, Mizuki Nakajima, Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, "Obstacle-Aided Locomotion of a Snake Robot Using Piecewise Helixes," IEEE Robotics and Automation Letters, vol.7, no 4, pp.10542 - 10549, 2022, doi:10.1109/LRA.2022.3194689 link
  3. Belal A. Elsayed, Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Fumitoshi Matsuno, "Mobile Manipulation Using a Snake Robot in a Helical Gait," IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2021. doi:10.1109/TMECH.2021.3114168 link
  4. Mariko Inazawa, Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Fumitoshi Matsuno, “Unified Approach to the Motion Design for a Snake Robot Negotiating Complicated Pipe Structures,” frontiers in Robotics and AI Computational Intelligence in Robotics , 2021, doi:10.3389/frobt.2021.629368 link
  5. Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Fumitoshi Matsuno, “Hoop-Passing Motion for a Snake Robot to Realize Motion Transition Across Different Environments,” IEEE Transactions on Robotics, vol.37, no 5, pp.1696 - 1711, 2021, doi:10.1109/TRO.2021.3063438 link
  6. Tatsuya Takemori, Masato Miyake, Tomoaki Hirai, Xixun Wang, Yuto Fukao, Mau Adachi, Kaiyo Yamaguchi, Suomi Tanishige, Yusuke Nomura, Fumitoshi Matsuno, Toshiaki Fujimoto, Akito Nomura, Hikaru Tetsui, Masahiro Watanabe, and Kenjiro Tadakuma, "Development of the multifunctional rescue robot FUHGA2 and evaluation at the world robot summit 2018," Advanced Robotics, vol.34, no 2, pp.119 - 131, 2020, doi:10.1080/01691864.2019.1697751 link
  7. Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Fumitoshi Matsuno, “Gait Design for a Snake Robot by Connecting Curve Segments and Experimental Demonstration,” IEEE Transactions on Robotics, vol.34, no 5, pp.1384 - 1391, 2018, doi:10.1109/TRO.2018.2830346 link
  8. Shuhei Tsuchida, Tatsuya Takemori, Tsutomu Terada, and Masahiko Tsukamoto, “Mimebot: Spherical Robot Visually Imitating a Rolling Sphere,” International Journal of Pervasive Computing and Communications, vol.13, no.1, 2017. doi: 10.1108/IJPCC-01-2017-0006 link
  9. 土田 修平, 竹森 達也, 寺田 努，塚本 昌彦, “回転移動を模したテクスチャ表示機能をもつ球体型移動ロボット”, 情報処理学会論文誌, vol.57, no.12, pp.140-149, 2016. 

書籍

  1. Fumitoshi Matsuno, Tetsushi Kamegawa, Wei Qi, Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, Mizuki Nakajima et al. Section "Development of Tough Snake Robot Systems" of "Disaster Robotics -Results from the ImPACT Tough Robotics Challenge-" link
  2. 有泉亮, 竹森達也, “ロボット制御学ハンドブック 第16章5節 連続体モデルと制御”, 近代科学社, 2017年12月 link

学術雑誌等又は商業誌における解説、総説

  1.  松野 文俊, 亀川 哲志, 竹森 達也, 田中 基康, 多田隈 建二郎, 鈴木 陽介, 坂東 宜昭, 糸山 克寿, 奥乃 博, 藤原 始史, "ImPACT TRC太索状ロボットの研究開発の現状と展望", 日本ロボット学会誌, vol. 35, pp.720-726, 2017. doi: 10.7210/jrsj.35.720 link

国際会議における発表

口頭発表・査読あり

  1. 〇Tatsuya Takemori, X. Wang, R. Koike, Y. Fukao, T. Kitada, R. Morita, T. Yamada, Y. Okuda, R. Michikawa, S. Tanaka, Y. Morimoto, and F. Matsuno, “Development of FUHGA2, FUHGA3 and YAGURA for Inspection and Rescue activity and evaluation in World Robot Summit 2020,” International Symposium on Artificial Life and Robotics 2022 (AROB 27th'22), pp.948-953, January 25-27, 2022.
  2. 〇X. Wang, T. Takemori, Y. Fukao, R. Michikawa, T. Kitada, R. Koike, S. Tanaka, T. Tamada, T. Tomiyama, Y. Morimoto, Y. Okuda, T. Shibuya, and F. Matsuno, “Autonomous Navigation of Mobile Manipulator FUHGA3 and Evaluation in RoboCupRescue 2021,” International Symposium on Artificial Life and Robotics 2022 (AROB 27th'22), pp.1007-1012, January 25-27, 2022.
  3. 〇Mariko Inazawa, Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, and Fumitoshi Matsuno, "Motion Design for a Snake Robot Negotiating Complicated Pipe Structures of a Constant Diameter," ICRA 2020 : 2020 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation.
  4. 〇Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, and Fumitoshi Matsuno, "Ladder Climbing with a Snake Robot," IROS 2018: 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (Madrid, Spain, Oct. 1-5, 2018), pp.8140-8145.
  5. 〇Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, and Fumitoshi Matsuno, "Gait Design for a Snake Robot to Climb a Ladder," SWARM 2017: The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(Kyoto, Japan, Oct. 29-Nov. 1), pp.89-93. 
  6. 〇Shuhei Tsuchida, Tatsuya Takemori, Tsutomu Terada, and Masahiko Tsukamoto, “Mimebot: Sphere-shaped Mobile Robot Imitating Rotational Movement,” Proceedings of the 14th International Conference on Advances in Mobile Conputing and Multi Media (Singapore, Nov. 28-30th, 2016), pp.164-173. doi: 10.1145/3007120.3007128 link
  7. 〇Tatsuya Takemori, Motoyasu Tanaka, and Fumitoshi Matsuno, “Gait Design of a Snake Robot by Connecting Simple Shapes,” IEEE International Symposium on Safety, Security and Rescue Robotics (Lausanne, Swiss, Oct. 23-27th, 2016), pp.189–194. doi: 10.1109/SSRR.2016.7784297 link

国内学会・シンポジウム等における発表

口頭発表・査読有り

  1. 〇土田修平, 竹森達也, 寺田努, 塚本昌彦, “回転移動を模したテクスチャ表示機能をもつ球体型移動ロボット”, インタラクション2016論文集(東京, Mar. 2-4th, 2016), pp.140-149. link

口頭発表・査読無し

  1. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "ヘビ型ロボットによる動作遷移を伴う異環境を跨いだ移動制御"，第38回日本ロボット学会学術講演会, 3F2-01, Oct. 2020.
  2. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "梯子へ取りつくヘビ型ロボットの歩容遷移制御"，第63回システム制御情報学会研究発表講演会, GSb01-4, May. 2019.
  3. 〇稲澤真里子, 竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "複雑な形状の配管内を移動するヘビ型ロボットの制御"，第63回システム制御情報学会研究発表講演会, GSb01-3, May. 2019.
  4. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "ヘビ型ロボットによる垂直はしご登りの歩容設計と実験"，第62回システム制御情報学会研究発表講演会, 211-1, May. 2018.
  5. 下郷 慎之介, 〇有泉 亮, 竹森 達也, 田中 基康, 浅井 徹, 東 俊一, "垂直配管を昇降するヘビ型ロボットの滑落検知"，第62回システム制御情報学会研究発表講演会, 211-4, May. 2018.
  6. 〇藤原 始史, 竹森 達也, 斉 偉, 亀川 哲志, 鈴木 陽介, 坂東 宜昭, 奥乃 博, 松野 文俊, "配管内検査のためのヘビ型ロボットの遠隔操作および情報提示インタフェース"，第62回システム制御情報学会研究発表講演会, 213-3, May. 2018.
  7. 〇平井 智章, 竹森 達也, Hosuk Yeon, 遠藤 孝浩, 水野 大輔, 森本 貴景, 松野 文俊, "リンク長が可変なワイヤ駆動式マニピュレータの開発と制御"，第62回システム制御情報学会研究発表講演会, 211-1, May. 2018.
  8. 〇松野 文俊, 亀川 哲志, 竹森 達也, 田中 基康, 多田隈 建二郎, 藤田 政宏, 鈴木 陽介, 坂東 宜昭, 糸山 克寿, 奥乃 博, 藤原 始史, 伊達 央, 有泉 亮, "ImPACT TRC 太索状ロボットの研究開発の現状と展望"，第62回システム制御情報学会研究発表講演会, 141-8, May. 2018.
  9. 〇竹森 達也, 河合 優太, 前田 隆馬, 米田 洋樹, Suatac Baris, 温 天宇, 安達 真永, 谷重 崇未, 野村 祐裕, 松野 文俊, "大型アームを持つレスキューロボットFUHGAの開発"，第18回システムインテグレーション部門講演会, 1C6-07, Dec. 2017.
  10. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "複雑環境を移動する ImPACT TRC ヘビ型ロボットの開発と制御"，第８回横幹連合コンファレンス, c-3-3, Dec. 2017.
  11. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, "ヘビ型ロボットの複雑環境における運動設計と制御"，第17回システムインテグレーション部門講演会, Dec. 2016.
  12. 〇土田 修平，竹森 達也，寺田 努，塚本 昌彦, "複数の移動ロボットを用いた身体パフォーマンスの印象評価", エンタテインメントコンピューティング, Sep. 2016.

ポスター発表・査読なし 

  1. 〇藤原 始史, 竹森 達也, 小松 信, 斉 偉, 亀川 哲志, 鈴木 陽介, 松野 文俊, “バーチャルシャシーを用いたヘビ型ロボットの状態提示インタフェース”, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 1P2-Q07, May 2017.
  2. 〇松野 文俊, 伊藤 一之, 亀川 哲志, 田中 基康, 有泉 亮, 奥乃 博, 大道 武生, 芦澤 怜史, 鈴木 陽介, 多田隈 建二郎, 伊達 央, 藤原 始史, 竹森 達也, 坂東 宜昭, “ImPACT TRC 太索状ロボットのシステム統合化と評価実験”, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 1P2-Q01, May 2017.
  3. 〇亀川 哲志, 斉 偉, 須原 大貴, 松田 絵梨子, 秋山 太一, 酒井 聡志, 竹森 達也, 藤原 始史, 松野 文俊, 鈴木 陽介, 坂東 宜昭, 奥乃 博, "螺旋捻転運動で配管を走破するヘビ型ロボットの開発 ―接触圧力センサならびに音響位置推定センサとの統合と実証実験―", ロボティクス・メカトロニクス講演会, 1P2-Q02, May 2017.
  4. 〇竹森 達也, 田中 基康, 松野 文俊, “単純形状の連結によるヘビ型ロボットの歩容設計”, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 1P1-09a3, May 2016.

特許

  1. 「関節機構および多関節機構」特開2019-195864

予算獲得

  1. 竹森達也，JSPS 科研費 特別研究員奨励費（DC1）「全身に触覚を持つヘビ型ロボットによる複雑環境上での自律移動と作業の制御」研究期間 2018年度～2020年度 
  2. 土田 修平, 友近 圭汰, 竹森 達也，国立研究開発法人科学技術振興機構法 大学発新産業創出プログラム(START) 技術シーズ選抜育成プロジェクト〔ロボティクス分野〕, 3000千円, 2015 (応募総数40件のうち18件採択).

受賞歴

学会賞・論文賞など

  1. 公益社団法人 計測自動制御学会  International Young Authors Award IROS2021
  2. IEEE RAS JJC Student Author Award (IROS2021)
  3. DARS-SWARM 2021 Best student paper award, Belal Elsayed, Tatsuya Takemori, Fumitoshi Matsuno
  4. 2020年度システム制御情報学会学会賞奨励賞
  5. 国際レスキューシステム研究機構 2019年度 競基弘技術貢献賞
  6. 2018年度 日本機械学会業績賞（研究） link
  7. International Jounal of Pervasive Computing and Communications, 2018 Highly Commended Award link
  8. SCI'18学生発表賞
  9. SI2017優秀講演賞
  10. SI2016優秀講演賞

学内表彰

  1. 令和1年度 京都大学工学研究科長賞 
  2. 令和1年度 京都大学総長賞
  3. 平成30年度 京都大学工学研究科長賞 
  4. 京都大学工学研究科 馬詰研究奨励賞 link
  5. 平成29年度 京都大学工学研究科長賞 
  6. 平成29年度 京都大学総長賞 link
  7. 平成28年度 吉田卒業研究・論文賞 link 

ロボットコンテスト

国際大会
  1. World Robot Summit 2020 インフラ・災害対応カテゴリ プラント災害予防チャレンジ 
    準優勝（NEDO 理事長賞），
    日本ロボット学会 特別賞
  2.  
  3. RoboCup世界大会2021 Rescue Robot League
    Best in Class AutoMobility賞
    Best in Class Inspect賞
    （遠隔開催の都合で総合優勝決定せず）
  4. RoboCup世界大会2019 Rescue Robot League link
    優勝（日本チームの優勝は2005年以来14年ぶり），
    Best in Class Dexterity賞 
  5. World Robot Summit 2018 インフラ・災害対応部門の災害対応標準性能評価チャレンジ部門 link
    優勝（経済産業大臣賞, 賞金1000万円），
    日本ロボット学会賞 
  6. RoboCup世界大会2017 Rescue Robot League link 
    Best in Class Dexterity賞
    Best in Class Small Robot賞
日本大会
  1. RoboCup JAPAN OPEN 2019 レスキューロボット実機リーグ
    優勝（3連覇），
    Best in Class Dexterity賞，
    Best in Class Mobility賞，
    計測自動制御学会賞
  2. RoboCup JAPAN OPEN 2018 レスキューロボット実機リーグ link 
    優勝（2連覇），
    Best in Class Dexterity賞
  3. RoboCup JAPAN OPEN 2017 レスキューロボット実機リーグ link
    優勝，
    Best in Class賞Dexterity部門，
    計測自動制御学会賞 
  4. RoboCup JAPAN OPEN 2016 レスキューロボット実機リーグ
    Best in Class Autonomy賞

 

 

製作物のまとめはこちら ↓

tattatatakemori.hatenablog.com

マイクロマウスへのときめき

　久しぶりにブログを更新。要請があって国際ロボット展のWorld Robot Summitブースに研究室のチームでレスキューロボットを出して、その流れで約７年ぶりにマイクロマウス全日本大会を現地で観戦できた。その余韻が強すぎてこの記事を書いている。ブログで発信するというスタイルも昨日からマウサーの方々のブログを読み返したりしている影響かもしれない。初めて参加したロボコンがロボトレースで、そこで出会った人たちからかなり影響を受けて今の自分がいる。

 

　「余韻が強すぎて」と書いたが、なんだかロボカップレスキュー参加後やNHKロボコン視聴後の感じとも大きく異なる。何故こんなにもマイクロマウスのことを考えてしまうのか。やはり憧れる。マイクロマウスは特殊である。僕がざっくり感じているマイクロマウスの特殊さとして大きく２つの要素を挙げてみる。

 

① 長年続けている人が多い

　基本的に家で一人で開発可能であるところが大きそう。機体サイズが小さい。広いに越したことはないが走らせる場所も比較的せまくていい。予算も趣味の範囲で済む。加工機を持っていなくても外注すれば部品は揃う。これは続けやすい。ゆえに社会人たちが趣味でごりごりに参加している。
　NHKロボコンもロボカップレスキューも、基本的に参加者が入れ替わっていく。ロボカップサッカーはどんな感じなのか知らないが、レスキューは基本的に大学の研究室チームばかりであり、ロボット開発初心者の状態で研究室に配属された学生が学位研究の傍らに数年やって卒業していく感じなので、なんとういうか、層が薄い。

 

② ルールが変わらない

　これにより、尖った技術が蓄積される。そしてそのルールの出来が良すぎる（なので変える必要がない）。たいていのロボコンでは「今の技術レベルだとこのくらいがちょうど難しい」ということを考えて課題を設定することで技術レベルを引き上げている印象がある。あるいはそういうアップデートがうまくいかずに廃れる。マイクロマウスではプレイヤーたちが果敢に新技術を持ち込むことで進化し続けている。奥が深すぎる（最初にルールを考えた人が尖りすぎ？？）。サイズ制約により採用できる「幅」が狭いので「深さ」方向に進化するしかないルールであるともいえる。そう捉えると毎年ルールが丸々変わるNHKロボコンなんかは「幅」が広めのロボコンといえる。
　また、他のロボットとの接触がないので「敵との相性」や「駆け引き」を考えなくていいのも純粋な技術が育つ背景になっていると思う。

 

　マイクロマウスもNHKロボコンもやったことないし、的外れなことを言っているかもしれないが、自分のブログだしまあよしとする。書くことで少し考えが明確になったが、要するにマイクロマウスの「純粋さ」に惹かれているのかもしれない。こんなにコンセプトがうまく成立しているロボコンは他に知らない。そしてその純粋さの中で激すご技術を発揮している人々に強く惹かれる。

 

　大会では「また出ないの？」と聞かれたりした。観戦してると「自分が出るとしたらどういう工夫ができるだろうか...？」とかつい考えたりもする。しかし、まぁ、出ないかな。これだけ惹かれていながら何故そう思うのか自問してみる。「優勝できる気がしない」というのはわりとある。別に優勝できなくても楽しめるなら出る価値はあるので、本当の要因は別にあるのだろう。たぶん僕はいろんなものを作りたい派なので「極める系」であるマイクロマウスは向いていないのだと思う。

 

　引き続き、マイクロマウスファンとして楽しみたい。全日本大会はなるべく現地で観戦したいな。そして僕は僕なりに本業（４月からエンジニアに転職予定）においてその分野での洗練されたものを作りたいと思う。ちなみに、加藤さんの「マウス十則」はマウスをしていなくとも常に肝に銘じている。

 

　最後に、旧ブログに掲載されていたリンク一覧をコピペしておく。リンク切れが多いのはしかたないとして、こういう形で技術交流があるのは本当にすばらしいコミュニティだと思う。ブログはTwitterと比較するとまとまって情報があるので遡って参考にしやすい。