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橋本 浩一

Koichi

概要: くらし+きかい=夢が広がる

動くものが止まって見える

豪快なホームランを放ったプロ野球選手なら「ボールが止まって見えたんです」といえるのかもしれませんが、ほとんどの人間には、高速で動くものが止まって見えることはありません。しかし、私たちがつくるロボットなら可能です。私はデジタルカメラをはじめ、プロジェクタ、加速度計などのセンサを使って「ロボットを動かす」だけでなく、「生きものを動かす」という研究をしています。例えば、カメラなどのセンサをロボットの制御や生産システムの設計に用いることで、さまざまな対象の組み立てや目視検査の実施が可能になります。また、ロボットの手の先(先端)に取り付けられたカメラで取得した「いまの画像」を、「望ましい画像」に一致するよう、ロボットを制御するといったこともできるわけです。

光で行動を操る

医学や生物学、化学の分野で不可欠な光学顕微鏡に対しても、ロボット技術は重要な役割を果たしています。私たちがつくる顕微鏡ロボットなら、高速運動するターゲットを追跡し、顕微鏡の視野内に留め続けることができます。現在のおもなターゲットである動く生物や細胞の重心位置を計算し、重心が画像中心に近づくように、顕微鏡のステージを制御。実験によく使われる線虫やゼブラフィッシュなどがチョロチョロと動き回っても、常にそれらを対物レンズの下に留めることができるので、観察を続けることができるわけです。遺伝子組み換えの技術などを使って、動物の神経系や筋肉系の動作原理の解明にまい進する大学や企業の研究者が、私たちのつくった顕微鏡とカメラ、プロジェクタを使って、研究がやりやすくなったとか、生きものが何を感じて、どう判断して、どう行動するのかを精密に計測できるようになったと喜んでくださるのが、私たちの喜びでもあります。

「工学」はワクを超えて

工学部では、実にさまざまなことを勉強します。私も生粋の工学部出身者ですが、現在は生きものについて学んだり、神経の話をしたり、遺伝子組み換えにも関わっているのが現実です。もし、きみがロボットについて学んだとしたら、その知識と技術は自動車の自動運転に使われるかもしれないし、病気やケガの治療に使われるかもしれません。可能性は無限大です。ぜひ、工学部で自分が好きなことを勉強してください。その先には、ワクワクするような未来が待っているはずです。だから、いまのうちに工学に必要な基礎体力を鍛えるつもりで、数学と物理(と英語)をきちんと勉強しておいてくださいね。

研究内容について

背景

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本研究室では、ロボティクス、コンピュータビジョン、制御工学などの研究を行っています。日本はロボットの稼働台数世界一の国です。自動車を始め、スマートフォン、情報機器、各種家電など、さまざまな生産現場・工場でたくさんのロボットが利用されています。多品種少量生産の時代になってから、ますますロボットの重要性が高まっています。生産品のモデル変更のとき、ロボットはCADから情報を読み取り、そのモデル用の動作をプログラムで自動的に決定し、センサを用いて間違いなく作業できるからです。製鉄所や鉄道、自動車もビルエレベータもロボットです。私たちの家庭にもロボットはたくさんあります。ルンバだけでなく、エアコンも洗濯機もお風呂でさえ、ある種のロボットです。ロボットメーカ、自動車会社、電機、重工に加えて、グーグルもアマゾンもソフトバンクもロボットに乗り出してきました。わくわくしませんか。

コンピュータビジョン

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コンピュータビジョンはディジタルカメラ、プロジェクタ、Kinect、加速度計など、いろいろなセンサを用いて対象の形状や位置を認識する研究分野です。コンピュータと人間のインターフェースとして顔認識やゲームコントロールにも応用できます。スマートフォンアプリでは、カメラを用いた個人認証や立体地図などにたくさん利用されています。複雑な3次元対象(例えば建造物や顔)の認識はとてもホットでやりがいのある研究テーマです。カメラなどのセンサをロボットの制御や生産システムの設計に用いることで、多様な対象の組み立てや目視検査をフレキシブルに実施することが可能となります。アップルもグーグルもマイクロソフトも(もちろんソニーも東芝も日立も三菱も。。。)熱い戦いを繰りひろげています。

ビジュアルサーボ応用

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さらに、医学・生物学・化学の分野で不可欠な光学顕微鏡に対しても、ロボット技術は重要な役割を果たします。動物の神経系や筋肉系の動作原理の解明には、動物が何を感じて、どう判断して、どう行動するかを精密に計測する必要があります。具体的には、運動する動物を追いかけて、脳細胞に刺激を与え、神経や筋肉などの細胞活動を定量的に測る装置が必要になります。センシング、画像解析、モータ制御などはまさにロボティクスです。医学・脳科学・生物学の研究者やプロジェクタ、顕微鏡、カメラメーカと共同研究しています。

受験を検討している高校生へ

研究室とは

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私たちは上記のような研究を展開しています。研究室(といっても高校生にはなじみがないと思うのですが、部活のようなものです)のメンバとして一緒に楽しみませんか。大学や企業との共同研究が多いので、四半期や年度の目標設定があり、評価を受けます。学生の自主性を重視するテーマもありますが、やはり、研究を支援してくれている(ファンディングしてくれている)国や自治体の評価を受けます。大学というと論文を書くことが最重要と想像しているかもしれませんが、その前に研究テーマ設定、試行錯誤、実験、そして実験結果を理論的にまとめること(これらをひっくるめて「研究成果」といいます)が要求されます。その過程がとても楽しい。

授業のこと

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学生は学部生の期間に数学や物理(高校時代よりもずいぶんと難しくなります)を勉強し、工学の基礎理論と応用をたたき込まれます。これは論理的に思考する筋トレだと思ってください。そして物理・機械工学・電気工学の実験を行い、理論を実験で確かめます(そのための技を磨きます)。そして「研究成果」をプレゼンする実習を受け、先生方のきびしい・あたたかいツッコミに対して誠意を持って答えることで知力を養います。当然、本格的なプログラミングの演習もあります。これらを通して、一人前の研究者を目指します。大学院生は研究者として研究テーマに関する「成果」を上げ、ファンディングしてくれた会社・団体・国に貢献し、特許や論文として発表することが期待されます。

就職のこと

研究室のトップページにあるように、卒業生は一流企業に就職しています。これは本人の努力(研究室での部活)と機械系の伝統ある産学連携(100年にわたる過去にさかのぼって、会社に就職した先輩たち)の賜です。

機械系との関係

本研究室は学部は機械知能・航空工学科、大学院は情報科学研究科に所属しています。教授・准教授・助教は一体として研究室運営を行っています。楽しい発見の過程を共有しましょう。

略歴

  • 2015年、2016年 東北大学大学院情報科学研究科副研究科長
  • 2016年 日本ロボット学会理事、会誌編集委員会委員長
  • 2015年 日本ロボット学会理事、会誌編集委員会副委員長、論文査読小委員会委員(要素分野代表)
  • 2014年 計測自動制御学会フェロー
  • 2013年 計測自動制御学会常務理事、部門協議会委員長
  • 2012年 計測自動制御学会理事
  • 2011年、2012年 東北大学総長特任補佐
  • 2010年 計測自動制御学会SI部門大会実行委員長、SI International実行委員長
  • 2004年 東北大学大学院情報科学研究科システム情報科学専攻教授
  • 2002年-2009年 科学技術振興事業団戦略的創造研究推進事業さきがけ・SORST研究員
  • 2000年 東京大学大学院工学系研究科計数工学専攻助教授
  • 1997年 岡山大学工学部システム工学科助教授
  • 1994年 岡山大学工学部機械工学科講師
  • 1990年 大阪大学工学部電子制御機械工学科助手

学歴

  • 1990年 大阪大学大学院工学研究科博士課程産業機械工学専攻修了(工学博士)
  • 1987年 大阪大学大学院基礎工学研究科修士課程物理系専攻制御工学分野修了
  • 1985年 大阪大学基礎工学部制御工学科卒業
  • 1981年 天理高等学校卒業

科学研究費補助金

講義

その他

  • 「東北大学の新世紀」に紹介されました(2008.12.15)
  • さきがけ研究「協調と制御」領域でビデオ取材を受けました(2005)

橋本グループを希望する留学生へ


東北大学情報科学研究科
〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-01
居室: 工学部機械系2号館421

Phone/Facsimile: 022-795-7018
Email: koichi _at_ m.tohoku.ac.jp


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