研究者業績
基本情報
- 所属
- 明治大学 理工学部 特任教授国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 名誉教授
- J-GLOBAL ID
- 200901071014528345
- researchmap会員ID
- 1000174751
- 外部リンク
2014年4月1日〜2017年9月30日
・JAXA宇宙科学研究所 プログラムディレクタ
2018年4月1日〜2020年3月31日
・JAXA宇宙科学研究所 研究総主幹
・JAXA宇宙探査イノベーションハブ ハブ長
・はやぶさ2プロジェクト スポークスパーソン
2020年4月1日〜2023年5月31日
・JAXA統括チーフエンジニア
2024年4月より,明治大学理工学部特任教授
宇宙航空研究開発機構名誉教授(2025年4月1日)
日本ロボット学会フェロー(2022年9月7日)
宇宙探査ロボットの研究開発と実用化への取り組みならびに学会運営への貢献
研究キーワード
9研究分野
5経歴
4-
2024年4月 - 現在
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2003年10月 - 2024年3月
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1993年4月 - 2003年9月
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1991年4月 - 1993年3月
委員歴
6-
2022年10月 - 現在
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2021年9月 - 現在
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2003年4月 - 2025年3月
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2020年4月 - 2022年9月
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2017年4月 - 2019年3月
受賞
12論文
133-
Journal of Evolving Space Activities Vol.1(Article ID:6) 2023年1月 査読有り最終著者
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ROBOMECH Journal 9(1) 2022年1月 査読有り最終著者責任著者<title>Abstract</title>In this paper, a novel terrain traversability prediction method is proposed for new operation environments. When an off-road vehicle is operated on rough terrains or slopes made up of unconsolidated materials, it is crucial to accurately predict terrain traversability to ensure efficient operations and avoid critical mobility risks. However, the prediction of traversability in new environments is challenging, especially for possibly risky terrains, because the traverse data available for such terrains is either limited or non-existent. To address this limitation, this study proposes an adaptive terrain traversability prediction method based on multi-source transfer Gaussian process regression. The proposed method utilizes the limited data available on low-risk terrains of the target environment to enhance the prediction accuracy on untraversed, possibly higher-risk terrains by leveraging past traverse experiences on multiple types of terrain surface. The effectiveness of the proposed method is demonstrated in scenarios where vehicle slippage and power consumption are predicted using a dataset of various terrain surfaces and geometries. In addition to predicting terrain traversability as continuous values, the utility of the proposed method is demonstrated in binary risk level classification of yet to be traversed steep terrains from limited data on safer terrains.
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ROBOMECH Journal 9(1) 2022年1月 査読有り最終著者責任著者<title>Abstract</title>Hopping robots, called hoppers, are expected to move on rough terrains, such as disaster areas or planetary environments. The uncertainties of the hopping locomotion in such environments are high, making path planning algorithms essential to traverse these uncertain environments. Planetary surface exploration requires to generate a path which minimises the risk of failure and maximises the information around the hopper. This paper newly proposes a hopping path planning algorithm for rough terrains locomotion. The proposed algorithm takes into account the motion uncertainties using Markov decision processes (MDPs), and generates paths corresponding to the terrain conditions, or the mission requirements, or both. The simulation results show the effectiveness of the proposed route planning scheme in three cases as the rough terrain, sandy and hard ground environment, and non-smooth borders.
MISC
65書籍等出版物
9-
Wiley-VCH 2009年9月 (ISBN: 9783527408528)
講演・口頭発表等
162-
ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2013年 一般社団法人 日本機械学会For high scientific return, planetary rovers need to navigate longer distances autonomously and be less dependent on Earth station. Collaboration between rovers can substantially increase the localization accuracy for all the rovers and therefore, opens up opportunity for future exploration missions. This study aims at introducing a decentralized cooperative SLAM technique for two rovers based on EKF-SLAM and FastSLAM algorithms. Several data fusion methods and motion strategies are formulated. Furthermore, a novel SLAM technique called, cooperative positioning SLAM is proposed. The results show that by fusing information, better localization accuracies can be achieved. To validate algorithms a 3D simulation environment has been developed using opensource tools.
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Advances in Intelligent Systems and Computing 2013年 Springer VerlagThis paper proposes an intuitive teleoperation scheme by using human gesture in conjunction with multimodal human-robot interface. Further, in order to deal with the complication of dynamic daily environment, the authors apply haptic point cloud rendering and the virtual collaboration to the system. all these functions are achieved by a portable hardware that is proposed by authors newly, which is called "the mobile iSpace". First, a surrounding environment of a teleoperated robot is captured and reconstructed as the 3D point cloud using a depth camera. Virtual world is then generated from the 3D point cloud, which a virtual teleoperated robot model is placed in. Operators use their own whole-body gesture to teleoperate the humanoid robot. The Gesture is captured in real time using the depth camera that was placed on operator side. The operator recieves both the visual and the vibrotactile feedback at the same time by using a head mounted display and a vibrotactile glove. All these system components, the human operator, the teleoperated robot and the feedback devices, are connected with the Internet-based virtual collaboration system for a flexible accessibility. This paper showcases the effectiveness of the proposed scheme with experiment that were done to show how the operators can access the remotely placed robot in anytime and place. © 2013 Springer-Verlag.
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Joint 41st International Symposium on Robotics and 6th German Conference on Robotics 2010, ISR/ROBOTIK 2010 2010年
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Papers of 60th International Astronautical Congress 2009 (IAC 2009) 2009年10月
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Proceedings of 1st IAA Planetary Defense Conference 2009年4月
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日本惑星科学会秋季講演会予稿集 2007年 THE JAPANESE SOCIETY FOR PLANETARY SCIENCES小惑星探査機「はやぶさ」は、2003年5月に打ち上げに成功し、約2年間の航海期間の後に小惑星イトカワに到着しました。到着からサンプリングまでの約2ヶ月間に搭載カメラAMICAによって1400枚以上の画像が取得されました。取得したすべてのデータは宇宙科学研究本部のサーバーからインターネットを通じて全世界に公開されています。本研究では、AMICAの性能評価とその校正方法についてご報告します。
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AIAA 57th International Astronautical Congress, IAC 2006 2006年12月1日Hayabusa spacecraft performed the final descents and touchdowns twice in November 2005. In final descent phase, terrain alignment maneuvers were accomplished to control both altitude and attitude with respect to the surface by using four beams Laser Range Finder onboard. Then Hayabusa spacecraft made dynamic touchdowns the surface of the asteroid by the sampler system to collect samples automatically. This paper presents the terrain alignment maneuver and touchdown scheme. This paper also describes the novel sample horn system and touchdown dynamics. Touchdown tests on the ground are presented. Then the flight results on descent and touchdown dynamics are shown and discussed.
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電子情報通信学会総合大会講演論文集 2005年3月7日 一般社団法人電子情報通信学会2003年5月に打ち上げられた工学実験探査機「はやぶさ」は2005年夏に小惑星ITOKAWAに到着後、表面のサンプルを採取して2007年に地球に持ち帰る計画である。サンプル採取の前に、高度約10kmの地点から2ヶ月程度、可視光カメラ、近赤外線センサ、X線センサを用いて小惑星の観測を行い、科学観測とともに、着陸地点の選定に役立てることとしている。本稿では、「はやぶさ」の観測センサと観測計画の概要を述べる。
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日本惑星科学会秋季講演会予稿集 2005年 THE JAPANESE SOCIETY FOR PLANETARY SCIENCES小惑星探査機はやぶさは、小惑星周囲の機動と姿勢について日照条件等による強い制約を受ける。運用計画を立てる際、数字の情報だけで探査機の動きや視野をイメージすることは難しい。会津大で開発中の運用計画立案ツールHARMONICS (HAyabusa Remote MONItoring and Commanding System) には、探査機の運動やカメラ視野の可視化機能があり、直感的で錯覚防止に有効である。ポスターにて概要を紹介する。
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計測自動制御学会 部門大会/部門学術講演会資料 2002年 公益社団法人 計測自動制御学会Unmanned lunar geologic exploration of a crater’s central peak to investigate subsurface layering is discussed. Rover-lander corporative mission is executed. From a lander which is within 500m from the frank of the central peak, a rover should make a round-trip to the frank and bring samples back to the lander. Multi-band camera, gamma-ray spectrometer, rock-coring mechanism, sampling and transportation mechanism should be on board the rover. Detailed analyses of the returned samples including microscopic spectroscopy and X-ray spectrometry and diffraction should be done in the lander.
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ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2002年 一般社団法人日本機械学会小惑星などの小天体に降りたち詳細な探査を行うには, 微小重力環境下で自由に動き回れるロボットの開発が不可欠である。自重だけでは十分な摩擦力が得られないため, 自らを地面に押し付け水平方向速度を得た後に浮上して移動する方法が考えられる。本ローバはスプリングを利用して地面に押し付け, 車輪により水平方向に速度を得る。車輪の向きを回転させることで, 空中での姿勢制御を行うことができ, 着地の際スプリングにエネルギを蓄えることで, 弾むことなく着地することができる。今回は, 試作機を利用した実験結果の報告を行う。
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ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2002年 一般社団法人日本機械学会惑星探査機が観測するデータの中でも, 画像情報は惑星の地形情報など有益なデータを豊富に有している。しかし, 搭載センサが限られる小型ローバなどは姿勢情報を正しく得ることが難しく, 宇宙空間など何も写っていない画像やカメラの機能不足からピンボケ画像を写すことが考えられる。また, 通信レートの問題から地球へ送信できる画像の枚数も限られるため, 搭載コンピュータで自律的に画像を選別することが必要である。本稿ではこれらの画像を環境情報とDCT変換による空間周波数成分から分析・評価する手法を提案する。
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ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2002年 一般社団法人日本機械学会ローバの探査ミッションでは, 通信時間遅延やセンシング誤差, 自己位置の認識誤差などの影響により地球とローバの間では物体の位置などの環境情報に違いが生じる。この環境情報の違いを軽減するため, ローバがオペレータの作成した走行軌道を補正しながら移動するTele-driving Systemを提案している。本稿では, Tele-Driving Systemによってローバを遠隔操作するための仮想環境の構築に必要な画像の容量, 通信タイミング, 通信速度, 確保すべき通信帯域をシミュレータを用いて検証する。
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2002 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOLS I-IV, PROCEEDINGS 2002年 IEEEThis paper proposes a new mobility system for planetary rover using springs and linear actuators. In the microgravity environment, hopping mobility is a possible choice for enhancing a new mobility of the robot. One method to hop is to press one's own to the ground. The proposed robot cosists of two masses, and can press one's own to the ground using springs. So the rover can hop from the stationary state by transforming the elastic energy to the kinetic energy using the sprigs and linear actuators. Furthermore the robot can land without bounding by transforming the kinetic energy to the elastic energy. The simulation studies and the ground experiments shows that the proposed rover could hop and land.
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23 rd Int. Symposium on Space Technology and Science 2002年
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2002 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS, VOLS 1-3, PROCEEDINGS 2002年 IEEEThis paper proposes a four-wheel-type robot with the springs and linear actuators mechanism. In the microgravity environment, hopping mobility is a possible choice for enhancing a new mobility of the robot. The proposed robot can hop and land without bounding in the microgravity environment using the spring mechanism. Furthermore, at the moment of hopping, the wheels are pressed to the ground, so the rover can obtain the horizontal velocity by rotating the wheels. The wheels are also used for the attitude control in the air. The simulation of hopping with horizontal velocity is performed and the equation of kinematics of the rover is developed.
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宇宙科学シンポジウム 2001年11月19日 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部
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宇宙科学シンポジウム 2001年11月19日 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部
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宇宙科学シンポジウム 2001年11月19日 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部
担当経験のある科目(授業)
3-
制御システム理論 (東京大学大学院)
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宇宙電気電子工学 (東京大学大学院)
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宇宙探査ロボティクス (東京大学大学院)
所属学協会
4Works(作品等)
1共同研究・競争的資金等の研究課題
10-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2026年3月
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科学研究費補助金(基盤研究B) 2012年4月 - 2015年3月
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科学研究費補助金(基盤研究C) 2003年4月 - 2006年3月
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宇宙環境利用に関する地上公募研究(萌芽研究) 2002年4月 - 2003年3月
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科学研究費補助金(基盤研究A) 1998年4月 - 2001年3月