杉原知道

杉原知道：ヒューマノイドロボット研究の先駆者

杉原知道（すぎはら ともみち）氏は、1975年4月9日生まれの日本のロボット研究者です。東京大学で博士号（情報理工学）を取得後、ヒューマノイドロボットの研究に深く携わり、その歩行制御、状態推定、センサ、機構、システム、ソフトウェア開発など、広範な分野で顕著な成果を上げてきました。

研究業績

杉原氏の特筆すべき業績の一つに、レーベンバーグ・マルカート法を用いたロボットの数値的な逆運動学手法の確立があります。この手法は、特異点や動作領域外といった従来の技術では解決が難しかった問題に対し、発散せずに収束するという利点があります。また、非駆動自由度の陰表現を含む重心ヤコビ行列や力学変容の概念も提案しており、ロボットの運動制御において重要な進歩をもたらしました。

研究遍歴

杉原氏は、東京大学助手、助教を経て、九州大学では特任准教授として研究活動を続けました。その後、大阪大学大学院工学研究科准教授、Preferred Networksリサーチャーを経て、2021年7月からはオムロン技術専門職として活躍しています。

日本ロボット学会では、ヒューマノイドロボット専門委員会の委員長や、開かれた知能研究専門委員会の副委員長を歴任。国際的にもIEEE Robotics and Automation SocietyのTechnical Committee on Humanoid roboticsでCo-chairを務めるなど、ロボット研究分野におけるリーダーシップを発揮しています。2021年には日本ロボット学会フェローにも選出されています。

学生時代と研究への動機

中学、高校時代は合唱部や吹奏楽部に所属し、国語が得意だった杉原氏は、「人の思考メカニズムを理解したい」という強い願望を持っていました。埼玉県立浦和高等学校を卒業後、1997年に東京大学に進学。当初は人工知能を志していましたが、人間の歩行のような複雑な運動には身体の力学が重要であると考え、機械系に進路を定めました。

銅谷賢治氏や山崎信寿氏らの研究から、「脳神経系、身体系、環境が相互作用することで二足歩行のような運動が生まれる」という考えに感銘を受け、床反力が間接的な入力になっているという発想に基づいたロボット開発を目標としました。

東京大学JSK時代

井上博允氏の情報システム工学研究室（JSK）では、ヒューマノイドロボット「H5」の開発に携わり、修士課程では「H6」や汎用動力学計算エンジン「Z-DYNAFORM」の開発にも貢献しました。

東京大学中村研究室時代

修士課程修了後は、中村仁彦氏の研究室に移り、ヒューマノイドロボットの研究を継続。小型で卓上でも動かせるロボット「UT-μ」を製作し、ZMPや倒立振子モデルに基づく歩行制御に取り組みました。また、非駆動関節の陰表現を含む重心ヤコビ行列を導出し、ロボットの運動制御に関する新たな知見をもたらしました。愛・地球博では、杉原氏が山本江氏と製作したロボット「UT-μ2」が展示されました。

九州大学時代

2007年、九州大学では、瀬戸文美氏とリーチング動作の目標値整形について研究し、モータ制御単体での目標値整形手法を提案。また、ヒューマノイドロボットの立位安定に関する制御則を研究し、「最良重心レギュレータ」を提案しました。さらに、重心の位相遷移を調べ、リミットサイクルを形成する「力学変容」のメカニズムを解明しました。これらの研究成果は、日刊工業新聞社の連載や書籍『あのスーパーロボットはどう動く』で紹介され、機動警察パトレイバーを例に解説されました。

大阪大学准教授時代

2010年、大阪大学准教授に就任。ジャイロセンサや加速度センサを用いた高速・高精度な姿勢推定手法を開発。また、トルクセンサを備え、摩擦や粘性を補償するバックドライバビリティを持つモータ制御技術も開発しました。膝と足首が連動するリンク機構や、特殊なパラレル機構の開発も手がけました。

杉原氏は、ロボットの立位安定の制御則が人間にも適用できることを検証し、力学変容をロボットの運動遷移に応用しました。日本ロボット学会の「開かれた知能」研究専門委員会では副委員長を務め、未知環境でのロボット移動や誘導に関する研究にも携わりました。ImPACTタフ・ロボティクス・チャレンジでは、Choreonoidの機能拡張に取り組みました。

会社員時代

2019年からは、株式会社Preferred Networks（PFN）に所属し、日本ロボット学会のヒューマノイド・ロボティクス研究専門委員会委員長を務めました。2021年7月からはオムロンに転職し、ロボットと環境とのダイナミックな関係変化に即応しながら高度な目的を達成する、新たな情報処理の仕組みの研究に取り組んでいます。

人物：ドラえもん愛好家

杉原氏は、「自他ともに認めるドラえもん愛好家」としても知られています。計測自動制御学会の学会誌で解説記事を執筆したり、瀬名秀明氏の著書に寄稿するなど、幅広い分野でその知識を活かしています。

主な受賞歴

杉原氏は、その卓越した研究業績により、数々の賞を受賞しています。日本ロボット学会研究奨励賞、論文賞、計測自動制御学会システムインテグレーション部門研究奨励賞、IEEE-RAS国際会議でのBest Paper Award、ロボティクスシンポジア最優秀論文賞などが主な受賞歴です。

社会的活動

日本ロボット学会では、フェローとして、ヒューマノイド・ロボティクス研究専門委員会委員長、開かれた知能研究専門委員会副委員長などを務めています。また、IEEE Robotics and Automation SocietyのTechnical Committee on Humanoid roboticsでCo-chairを務めるなど、国際的な活動も展開しています。

主な著作

杉原氏は、数多くの著書や論文を発表しています。博士論文「Mobility Enhancement Control of Humanoid Robot Based on Reaction Force Manipulation via Whole Body Motion」をはじめ、共著や分担執筆、解説など多岐にわたる著作活動を行っています。

まとめ

杉原知道氏は、ヒューマノイドロボット研究の分野で、世界をリードする研究者の一人です。その独創的なアイデアと卓越した技術力は、ロボット工学の発展に大きく貢献しており、今後の活躍がますます期待されます。

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