プロジェクト
科研費 基盤研究A 神経系と血管系のネットワークを模倣した流体駆動ロボットのロバスト制御の研究を実施しています．AMED 高度遠隔医療ネットワーク実用化研究事業に参画して研究を実施しています．
ACT-X 正解ラベルのない生体情報のための逆問題的アプローチ(曽我部舞奈助教）
Bio-robotic Control
VRとパワーアシスト装置を用いた運動支援システム
視覚提示×人間機械協調×動作支援
ヘッドマウントディスプレイを用い視覚を通じて脳に働きかけることに加えて，
空気圧ゴム人工筋を用いた柔らかさを有するパワーアシスト装置で身体に運動を直接作用させる
ことによって，身体能力の向上を目指すシステムの研究を行っています．トレーニングの高効率化や高齢者の運動支援への展開を目指しています．
Tetta Kadokura, Tetsuro Miyazaki, Toshihiro Kawase, Maina
Sogabe, Kenji Kawashima, Posture estimation by clustering
pressure information and control implementation for
pneumatically driven gait-assistive robot, IEEE
Access, Vol.12, pp.35874-35887, 2023
Tetsuro Miyazaki,Toshihiro Kawase, Takahiro Kanno, Maina
Sogabe, Yoshikazu Nakajima, Kenji Kawashima, Running Motion
Assistance Using a Soft Gait-assistive Suit and Its
Experimental Validation, IEEE
Access, Vol.9, pp.94700-94713, 2021
Toshihiro Tagami, Tetsuro Miyazaki, Toshihiro Kawase,
Takahiro Kanno, Kenji Kawashima, Pressure Control of a
Pneumatic Artificial Muscle including Pneumatic Circuit
Model,
IEEE Access,Vol.8,pp.60526-60538,2020
AIを用いた手術支援ロボットの制御に関する研究
手術ロボット×AI×状態推定
内視鏡画像，ロボットの位置や力の測定値からスレーブ側ロボット鉗子の作業状態を機械学習で推定し，その結果を用いて自律的に
動作する
ロボット鉗子と術者が操作するロボット鉗子が連携して作業を行うことで，作業効率と安全性の向上を目指した制御方法を探求してい
ま す．
また、遠隔操作においてセキュリティ対策を考慮した暗号化制御手法を提案（電気通信大学との共同研究）し，
実際の手術ロボットに実装して検証しています．
Mikada Takuto, Takahiro Kanno, Toshihiro Kawase, Tetsuro Miyazaki, Kenji Kawashima, 3D Posture Estimation of Robot Forceps using Endoscope with Convolutional Neural Network, The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery,16:e2062,2019
Kengo Watanabe, Takahiro Kanno, Kazuhisa Ito, Kenji Kawashima, Single Master Dual Slave Surgical Robot with Automated Relay of Suture Needle, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.65, Issue 8, pp.6343-6351, 2018
Pneumatic Reservoir Computing
形態学的計算によるソフトロボットの状態推定
非線形分布系×センシング×リアルタイム推定
空気圧駆動の医用システムや動作支援システムにおいて，
その駆動システムの非線形な分布定数モデルをニューラルネットワークに組み込んだ形態による計算に関する研究を行っています．
その計算によって，たとえば歩行支援システムでは歩行状態を推定するアルゴリズムを検討し，推定結果をフィードバック制御に用いるこ
とで有効な支援を目指しています．
Hiroyuki Hayashi, Toshihiro Kawase, Tetsuro Miyazaki, Maina Sogabe, Yoshikazu Nakajima, Kenji Kawashima, Online Assistance Control of a Pneumatic Gait Assistive Suit Using Physical Reservoir Computing Exploiting Air Dynamics, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA),pp. 3245–3251, 2022
Toshihiro Kawase, Tetsuro Miyazaki, Takahiro Kanno, Kotaro Tadano, Yoshikazu Nakajima, Kenji Kawashima, Pneumatic Reservoir Computing for Sensing Soft Body: Computational Ability of Air in Tube and Its Application to Posture Estimation of Soft Exoskeleton, Sensors and Materials, Vol.33, No.8, pp.2803–2824, 2021
Bio-inspired Soft Actuator
ソフトアクチュエータ
機構設計×空気圧制御×医療
ソフトアクチュエータを提案試作し,それを駆動する医療用デバイスの提案・試作とその評価を行っています．
Junyi Shen, Tetsuro Miyazaki, Shingo Ohno, Maina Sogabe, Kenji Kawashima, Trajectory Tracking Control of Dual-PAM Soft Actuator with Hysteresis Compensator, IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L), Vol.9, No.1, pp.335-342, 2024
Maina Sogabe, Florian Christoffer Uetrecht, Takahiro Kanno, Tetsuro Miyazaki, Kenji Kawashima, A Quick Response Soft Actuator by Miniaturized Liquid-to-Gas Phase Change Mechanism with environmental thermal source, Sensors and Actuators: A.Physical, Volume 361, 114587, 2023
Biomedical Imaging
医療画像情報からの状態や病態の推定
センシング×制御×人間の暗黙知の抽出
生体画像のスパース性を用いた画像再構成と血栓形成時の血流動態計測精度の向上,
単眼内視鏡画像の精緻な三次元情報再構成など,医用画像にAIを用いて，ロボットの状態や臓器の病態などを推定する研究を行っています．
Yasuhide Hirohata, Maina Sogabe, Tetsuro Miyazaki, Toshihiro
Kawase, and Kenji Kawashima, Confidence-aware
self-supervised learning for dense monocular depth
estimation in dynamic laparoscopic scene, Scientific
Reports,Vol.13,15380,
2023
Maina Sogabe, Kaoru Ishikawa, Toshihiro Takamatsu, Koh
Takeuchi, Takahiro Kanno, Koji Fujimoto, Tetsuro Miyazaki,
Toshihiro Kawase, Toshihiko Sato, Kenji Kawashima, Bleeding
source estimation; endoscopic surgery; Pix2Pix; training
data from mimicking organs, Array,
Vol.19,100308,2023
Maina Sogabe, Norihiko Ito, Tetsuro Miyazaki, Toshihiro
Kawase, Takahiro Kanno and Kenji Kawashima, Detection of
Instruments Inserted into Eye in Cataract Surgery Using
Single-shot Multibox Detector, Sensors and
Materials, Vol.34, No.1, pp.47-54, 2022