研究者詳細

顔写真

オオワキ　ダイ
大脇　大
Dai Owaki
所属
大学院工学研究科　ロボティクス専攻　ロボットシステム講座（ニューロロボティクス）
職名
准教授
学位

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（名古屋大学）

経歴 9

  • 2020年5月 ～ 継続中
    東北大学

  • 2019年4月 ～ 継続中
    東北大学　工学研究科 ロボティクス専攻　准教授

  • 2019年5月 ～ 2019年7月
    Bielefeld University　Dept. Biological Cybernetics, Faculty of Biology　JSPS Scientist for Joint International Research (H30-H32)

  • 2017年10月 ～ 2019年3月
    東北大学　工学研究科 ロボティクス専攻　助教

  • 2018年4月 ～ 2018年10月
    Bielefeld University　Dept. Biological Cybernetics, Faculty of Biology　JSPS Scientist for Joint International Research (H30-H32)

  • 2011年4月 ～ 2017年9月
    東北大学 電気通信研究所　助教

  • 2009年4月 ～ 2011年3月
    東北大学工学研究科　助教

  • 2007年4月 ～ 2009年3月
    日本学術振興会　特別研究員（DC2）

  • 2006年10月 ～ 2007年3月
    東北大学工学研究科　リサーチアシスタント

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学歴 3

  • 東北大学　工学研究科　電気・通信工学専攻

    ～ 2009年3月25日

  • 名古屋大学　工学研究科　計算理工学専攻

    ～ 2006年3月27日

  • 名古屋大学　工学部　電気電子・情報工学科

    ～ 2004年3月25日

委員歴 16

  • Advanced Robotics (Journal)　Editorial Board Member

    2020年4月 ～ 継続中

  • 第37回自律分散システム・シンポジウム　プログラム委員長

    2024年4月 ～ 2025年1月

  • 第41回日本ロボット学会学術講演会 特別行事委員長

    2022年 ～ 2023年9月

  • The 11th International Symposium on Adaptive Motion on Animals and Machines (AMAM2023) Secretariats （事務局）

    2022年 ～ 2023年6月

  • 計測自動制御学会 東北支部　会計幹事

    2020年 ～ 2021年

  • The 9th International Symposium on Adaptive Motion on Animals and Machines (AMAM2019) Program Committee (プログラム委員)

    2018年 ～ 2019年8月

  • 計測自動制御学会 東北支部　広報幹事

    2018年 ～ 2019年

  • 計測自動制御学会 システム・情報部門 自律分散システム部会　運営委員会 副幹事，幹事

    2017年 ～ 2018年

  • The 8th International Symposium on Adaptive Motion on Animals and Machines (AMAM2017) Robot Exhibition and Workshop Chair (実行委員)

    2016年 ～ 2017年

  • 計測自動制御学会　システム・情報部門 自律分散システム部会 運営委員会 委員

    2013年8月 ～ 2015年7月

  • 計測自動制御学会　システム・情報部門 自律分散システム部会 運営委員会 委員

    2013年8月 ～ 2015年7月

  • 第25回インテリジェント・システム・シンポジウム（FAN2015） 実行委員

    2015年 ～ 2015年

  • 計測自動制御学会 システム・情報部門　第25回自律分散システム・シンポジウム 実行委員

    2013年 ～ 2014年

  • 計測自動制御学会 システム・情報部門　第19会創発システム・シンポジウム 実行委員（幹事）

    2013年 ～ 2014年

  • 第11回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会(SI2010)　表彰委員長

    2010年6月 ～ 2010年12月

  • 第11回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会(SI2010)　表彰委員長

    2010年6月 ～ 2010年12月

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所属学協会 4

  • 日本比較生理生化学会

  • 計測自動制御学会

  • 日本ロボット学会

  • IEEE

研究キーワード 17

  • ミズクラゲ

  • コオロギ

  • ナナフシ

  • 昆虫

  • Embodied Intelligence

  • モーションハッキング（Motion Hacking）

  • バイオハイブリッドシステム

  • シンセティックニューロリハビリテーション

  • ニューロロボティクス

  • 身体性システム科学

  • Central Pattern Generator (CPG)

  • 脚式ロコモーション制御

  • 身体性（Embodiment）

  • 歩容遷移

  • 受動走行

  • 受動歩行

  • 二脚ロコモーション

研究分野 5

  • ライフサイエンス / 動物生理化学、生理学、行動学 /

  • ライフサイエンス / リハビリテーション科学 /

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 制御、システム工学 /

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス /

  • 情報通信 / ロボティクス、知能機械システム /

受賞 23

  1. Best Paper Awards

    2024年11月　35th 2024 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2024)　Locomotion Learning in a Musculoskeletal System through Reinforcement Learning of Joint Actions and LSTM Learning of Muscle Actions

  2. SSI優秀発表賞（SSI Excellent Presentation Award）

    2024年11月　計測自動制御学会 システム・情報部門　反射制御に基づく二脚筋骨格モデルを用いた広範な速度域を網羅する高効率歩行メカニズムの構成論的理解

  3. Best Paper Award

    2021年12月　MHS2021　Whole Body Direction and Velocity Prediction from Leg Movements in Insect Walking Using Recurrent Neural Network

  4. NTTグループ賞

    2021年5月　SENDAI NEW PUBLIC　医療従事者不足の東北から発信、リハビリの「質」向上につながるAI歩行診断

  5. SI2020 優秀講演賞

    2020年12月　第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会　深層強化学習を用いたばね付き準受動歩行モデルにおける歩容生成

  6. ディスティングイッシュトリサーチャー

    2020年5月　東北大学

  7. 令和2年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2020年4月　文部科学省　脚式移動動物の制御基盤の解明と実世界応用に関する研究

  8. 第22回青葉工学研究奨励賞

    2016年12月　一般財団法人青葉工学振興会　四脚動物の多様な運動パターン生成を司る 脚間協調機序の解明

  9. IEEE/RSJ IROS2012 JTCF Novel Technology Paper Award for Amusement Culture Finalist

    2012年10月　Japan Toy Culture Foundation　Listen to Body’s Message: Quadruped Robot That Fully Exploits Physical Interaction between Legs

  10. 日本ロボット学会第24回研究奨励賞

    2009年9月16日　日本ロボット学会　受動走行の背後に潜む安定化構造の解明

  11. 横幹連合「木村賞」

    2018年3月　横幹連合　ムカデ型ロボットi-CentiPot；機械から生物へ

  12. 計測自動制御学会関西支部技術賞

    2018年2月　計測自動制御学会関西支部　陰的制御によるムカデ型ロボット（i-CentiPot）の実現

  13. SI2017優秀講演賞

    2017年12月　第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2017）　脚の役割分担を自発的に生成可能な6脚歩行の脚内協調制御則

  14. SI2015優秀講演賞

    2015年12月　第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2015）　足底感覚情報を用いた二足歩行制御の環境適応性に関する検証

  15. IEEE MHS2015 Best Poster Award

    2015年11月25日　IEEE MHS2015　Auditory Foot: A Novel Auditory Feedback System Regarding Kinesthesia

  16. リスーピア賞

    2014年12月24日　サイエンスアゴラ推進委員　「創って動かす」生物研究～数理科学とロボット工学からのアプローチ～

  17. CLAWAR Association Best Technical Paper Award (Highly Commended paper award)

    2014年7月22日　CLAWAR Association　CPG-based control of bipedal walking by exploting plantar sensation

  18. トーキン財団奨励賞

    2014年3月4日　トーキン科学技術振興財団

  19. 第9回（社）計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 優秀講演賞

    2008年12月7日　計測自動制御学会　「周波数と位相の自律的調整が可能なマルチリズミックオシレータモデルの提案」

  20. Finalist in the SICE Annual Conference International Award

    2008年8月22日　SICE　Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running by Changing the Body Elasticity

  21. SICE Annual Conference Young Author's Award

    2008年8月22日　SICE　Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running by Changing the Body Elasticity

  22. 2008 IEEE Robotics and Automation Society Japan Chapter Young Award (ICRA'08)

    2008年5月21日　IEEE Robotics and Automation Society Japan Chapter　On the Embodiment that Enables Passive Dynamic Bipedal Running

  23. 第7回（社）計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 優秀講演賞

    2006年12月16日　計測自動制御学会　「準受動歩行機械の実時間適応制御」

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論文 190

  1. Physics-Informed Learning Framework for Lower Limb Kinematic Prediction with Sparse Sensors and its Application in Chronic Stroke 査読有り

    Yan Guo, Yusuke Sekiguchi, Wen Zeng, Satoru Ebihara, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    1-1　2025年6月19日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1109/tnsre.2025.3581352 　

    ISSN：1534-4320

    eISSN：1558-0210

  2. Two-Stage Learning of CPG and Postural Reflex Towards Quadruped Locomotion on Uneven Terrain with Simple Reward 査読有り

    Ryosei Seto, Guanda Li, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    1-1　2025年6月16日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1109/access.2025.3579786 　

    eISSN：2169-3536

  3. Encoding flexible gait strategies in stick insects through data-driven inverse reinforcement learning 査読有り

    Yuchen Wang, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    20　(4)　046005-046005　2025年6月5日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1088/1748-3190/addc26 　

    ISSN：1748-3182

    eISSN：1748-3190

  4. Harnessing natural embodied intelligence for spontaneous jellyfish cyborgs 査読有り

    Dai Owaki, Max Austin, Shuhei Ikeda, Kazuya Okuizumi, Kohei Nakajima

    Nature Communications　16　(1)　2025年5月23日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-025-59889-7 　

    eISSN：2041-1723

  5. Synergy-Based Evaluation of Hand Motor Function in Object Handling Using Virtual and Mixed Realities 査読有り

    Yuhei Sorimachi, Hiroki Akaida, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Sensors　25　(7)　2080-2080　2025年3月26日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/s25072080 　

    eISSN：1424-8220

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    This study introduces a novel system for evaluating hand motor function through synergy-based analysis during object manipulation in virtual and mixed-reality environments. Conventional assessments of hand function are often subjective, relying on visual observation by therapists or patient-reported outcomes. To address these limitations, we developed a system that utilizes the leap motion controller (LMC) to capture finger motion data without the constraints of glove-type devices. Spatial synergies were extracted using principal component analysis (PCA) and Varimax rotation, providing insights into finger motor coordination with the sparse decomposition. Additionally, we incorporated the HoloLens 2 to create a mixed-reality object manipulation task that enhances spatial awareness for the user, improving natural interaction with virtual objects. Our results demonstrate that synergy-based analysis allows for the systematic detection of hand movement abnormalities that are not captured through traditional task performance metrics. This system demonstrates promise in advancing rehabilitation by enabling more objective and detailed evaluations of finger motor function, facilitating personalized therapy, and potentially contributing to the early detection of motor impairments in the future.

  6. Foot trajectory as a key factor for diverse gait patterns in quadruped robot locomotion 査読有り

    Shura Suzuki, Kosuke Matayoshi, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    Scientific Reports　15　(1)　2025年1月13日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41598-024-84060-5 　

    eISSN：2045-2322

  7. Versatile graceful degradation framework for bio-inspired proprioception with redundant soft sensors 査読有り

    Taku Sugiyama, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Elijah Almanzor, Fumiya Iida, Mitsuhiro Hayashibe

    11　2025年1月6日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.3389/frobt.2024.1504651 　

    eISSN：2296-9144

  8. Concerted Control: Modulating Joint Stiffness Using GRF for Gait Generation at Different Speeds 査読有り

    Shunsuke Koseki, Omid Mohseni, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe, Andre Seyfarth, Maziar A. Sharbafi

    IEEE Robotics and Automation Letters　1-8　2025年

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/lra.2025.3542703 　

    eISSN：2377-3766 2377-3774

  9. Footstep reward for energy-efficient quadruped gait generation and transition through deep reinforcement learning 査読有り

    Lucas Sulpice, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Advanced Robotics　1-8　2024年12月24日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1080/01691864.2024.2442718 　

    ISSN：0169-1864

    eISSN：1568-5535

  10. Learning-based object's stiffness and shape estimation with confidence level in multi-fingered hand grasping 査読有り

    Kyo Kutsuzawa, Minami Matsumoto, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Frontiers in Neurorobotics　18　2024年11月19日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fnbot.2024.1466630 　

    eISSN：1662-5218

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    Introduction When humans grasp an object, they are capable of recognizing its characteristics, such as its stiffness and shape, through the sensation of their hands. They can also determine their level of confidence in the estimated object properties. In this study, we developed a method for multi-fingered hands to estimate both physical and geometric properties, such as the stiffness and shape of an object. Their confidence levels were measured using proprioceptive signals, such as joint angles and velocity. Method We have developed a learning framework based on probabilistic inference that does not necessitate hyperparameters to maintain equilibrium between the estimation of diverse types of properties. Using this framework, we have implemented recurrent neural networks that estimate the stiffness and shape of grasped objects with their uncertainty in real time. Results We demonstrated that the trained neural networks are capable of representing the confidence level of estimation that includes the degree of uncertainty and task difficulty in the form of variance and entropy. Discussion We believe that this approach will contribute to reliable state estimation. Our approach would also be able to combine with flexible object manipulation and probabilistic inference-based decision making.

  11. 運動・感覚・脳への介入から紐解く昆虫の適応能 招待有り 査読有り

    大脇 大, 志垣 俊介, 青沼 仁志

    日本ロボット学会誌　42　(8)　725-731　2024年10月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.7210/jrsj.42.725 　

    ISSN：0289-1824

    eISSN：1884-7145

  12. Muscle Control Analysis of Human Walking and Cycling in Speed and Load Variations with Time-Varying Synergy 査読有り

    Takumi Matsumura, Eiji Inomata, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Sensors Journal　1-1　2024年10月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jsen.2024.3486294 　

    ISSN：1530-437X

    eISSN：1558-1748 2379-9153

  13. Transferable Deep Learning Models for Accurate Ankle Joint Moment Estimation during Gait Using Electromyography 査読有り

    Amged Elsheikh Abdelgadir Ali, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Applied Sciences　14　(19)　8795-8795　2024年9月30日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/app14198795 　

    eISSN：2076-3417

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    The joint moment is a key measurement in locomotion analysis. Transferable prediction across different subjects is advantageous for calibration-free, practical clinical applications. However, even for similar gait motions, intersubject variance presents a significant challenge in maintaining reliable prediction performance. The optimal deep learning models for ankle moment prediction during dynamic gait motions remain underexplored for both intrasubject and intersubject usage. This study evaluates the feasibility of different deep-learning models for estimating ankle moments using sEMG data to find an optimal intrasubject model against the inverse dynamic approach. We verified and compared the performance of 1302 intrasubject models per subject on 597 steps from seven subjects using various architectures and feature sets. The best-performing intrasubject models were recurrent convolutional neural networks trained using signal energy features. They were then transferred to realize intersubject ankle moment estimation.

  14. Synergy quality assessment of muscle modules for determining learning performance using a realistic musculoskeletal model 査読有り

    Akito Fukunishi, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Frontiers in Computational Neuroscience　18　2024年5月30日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fncom.2024.1355855 　

    eISSN：1662-5188

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    How our central nervous system efficiently controls our complex musculoskeletal system is still debated. The muscle synergy hypothesis is proposed to simplify this complex system by assuming the existence of functional neural modules that coordinate several muscles. Modularity based on muscle synergies can facilitate motor learning without compromising task performance. However, the effectiveness of modularity in motor control remains debated. This ambiguity can, in part, stem from overlooking that the performance of modularity depends on the mechanical aspects of modules of interest, such as the torque the modules exert. To address this issue, this study introduces two criteria to evaluate the quality of module sets based on commonly used performance metrics in motor learning studies: the accuracy of torque production and learning speed. One evaluates the regularity in the direction of mechanical torque the modules exert, while the other evaluates the evenness of its magnitude. For verification of our criteria, we simulated motor learning of torque production tasks in a realistic musculoskeletal system of the upper arm using feed-forward neural networks while changing the control conditions. We found that the proposed criteria successfully explain the tendency of learning performance in various control conditions. These result suggest that regularity in the direction of and evenness in magnitude of mechanical torque of utilized modules are significant factor for determining learning performance. Although the criteria were originally conceived for an error-based learning scheme, the approach to pursue which set of modules is better for motor control can have significant implications in other studies of modularity in general.

  15. Data-Driven Policy Learning Methods from Biological Behavior: A Systematic Review 査読有り

    Yuchen Wang, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    Applied Sciences　14　(10)　4038-4038　2024年5月9日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/app14104038 　

    eISSN：2076-3417

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    Policy learning enables agents to learn how to map states to actions, thus enabling adaptive and flexible behavioral generation in complex environments. Policy learning methods are fundamental to reinforcement learning techniques. However, as problem complexity and the requirement for motion flexibility increase, traditional methods that rely on manual design have revealed their limitations. Conversely, data-driven policy learning focuses on extracting strategies from biological behavioral data and aims to replicate these behaviors in real-world environments. This approach enhances the adaptability of agents to dynamic substrates. Furthermore, this approach has been extensively applied in autonomous driving, robot control, and interpretation of biological behavior. In this review, we survey developments in data-driven policy-learning algorithms over the past decade. We categorized them into the following three types according to the purpose of the method: (1) imitation learning (IL), (2) inverse reinforcement learning (IRL), and (3) causal policy learning (CPL). We describe the classification principles, methodologies, progress, and applications of each category in detail. In addition, we discuss the distinct features and practical applications of these methods. Finally, we explore the challenges these methods face and prospective directions for future research.

  16. Effects of ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance on the quasi-joint stiffness of the ankle joint and spatial asymmetry during gait in patients with hemiparesis. 国際誌 査読有り

    Keita Honda, Yusuke Sekiguchi, Dai Owaki, Ryusuke Okamoto, Shino Inuzuka, Norihiro Morimoto, Shin-Ichi Izumi

    Clinical biomechanics (Bristol, Avon)　115　106263-106263　2024年5月

    DOI： 10.1016/j.clinbiomech.2024.106263 　

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    BACKGROUND: Reduced ankle quasi-joint stiffness affects propulsion in the paretic side of patients with hemiparesis, contributing to gait asymmetry. We investigated whether the use of an ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance to compensate for reduced stiffness would increase quasi-joint stiffness and spatiotemporal symmetry in patients with hemiparesis. METHODS: Seventeen patients walked along a 7-m walkway in both ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance and control (i.e., ankle-foot orthosis) conditions. Dorsiflexion resistance by spring and cam was set to increase linearly from zero-degree ankle dorsiflexion. Gait data were analyzed using a three-dimensional motion analysis system. FINDINGS: Ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance significantly increased the quasi-joint stiffness in the early and middle stance phase (P = 0.028 and 0.040). Furthermore, although ankle power generation in the ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance condition was significantly lower than in the control condition (P = 0.003), step length symmetry significantly increased in the ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance condition (P = 0.016). There was no significant difference in swing time ratio between conditions. INTERPRETATION: Applying dorsiflexion resistance in the paretic stance phase increased quasi-joint stiffness but did not lead to an increase in ankle power generation. On the other hand, applying dorsiflexion resistance also resulted in a more symmetrical step length, even though the ankle joint power generation on the paretic side did not increase as expected. Future research should explore whether modifying the magnitude and timing of dorsiflexion resistance, considering the biomechanical characteristics of each patients' ankle joint during gait, enhances ankle joint power generation.

  17. Differences in kinetic factors affecting gait speed between lesion sides in patients with stroke 査読有り

    Yusuke Sekiguchi, Dai Owaki, Keita Honda, Shin-Ichi Izumi, Satoru Ebihara

    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology　12　2024年3月19日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fbioe.2024.1240339 　

    eISSN：2296-4185

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    The differences in kinetic mechanisms of decreased gait speed across brain lesion sides have not been elucidated, including the arrangement of motor modules reflected by kinetic interjoint coordination. The purpose of this study was to elucidate the differences in the kinetic factors of slow gait speed in patients with stroke on the lesion sides. A three-dimensional motion analysis system was employed to assess joint moment in the lower limb and representative gait parameters in 32 patients with right hemisphere brain damage (RHD) and 38 patients with left hemisphere brain damage (LHD) following stroke as well as 20 healthy controls. Motor module composition and timing were determined using principal component analysis based on the three joint moments in the lower limb in the stance phase, which were the variances accounted for principal components (PCs) and the peak timing in the time series of PCs. A stepwise multiple linear regression analysis was performed to identify the most significant joint moment and PC-associated parameter in explaining gait speed. A negligible difference was observed in age, weight, height, and gait speed among patients with RHD and LHD and controls. The following factors contributed to gait speed: in patients with RHD, larger ankle plantarflexion moment on the paretic (p = 0.001) and nonparetic (p = 0.002) sides and ankle dorsiflexion moment on the nonparetic side (p = 0.004); in patients with LHD, larger ankle plantarflexion moment (p < 0.001) and delayed peak timing of the first PC (p = 0.012) on the paretic side as well as ankle dorsiflexion moment on the nonparetic side (p < 0.001); in the controls, delayed peak timing of the first PC (p = 0.002) on the right side and larger ankle dorsiflexion moment (p = 0.001) as well as larger hip flexion moment on the left side (p = 0.023). The findings suggest that the kinetic mechanisms of gait speed may differ among patients with RHD following patients with stroke with LHD, and controls.

  18. Identifying essential factors for energy-efficient walking control across a wide range of velocities in reflex-based musculoskeletal systems 査読有り

    Shunsuke Koseki, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    PLOS Computational Biology　20　(1)　e1011771-e1011771　2024年1月19日

    出版者・発行元： Public Library of Science (PLoS)

    DOI： 10.1371/journal.pcbi.1011771 　

    eISSN：1553-7358

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    Humans can generate and sustain a wide range of walking velocities while optimizing their energy efficiency. Understanding the intricate mechanisms governing human walking will contribute to the engineering applications such as energy-efficient biped robots and walking assistive devices. Reflex-based control mechanisms, which generate motor patterns in response to sensory feedback, have shown promise in generating human-like walking in musculoskeletal models. However, the precise regulation of velocity remains a major challenge. This limitation makes it difficult to identify the essential reflex circuits for energy-efficient walking. To explore the reflex control mechanism and gain a better understanding of its energy-efficient maintenance mechanism, we extend the reflex-based control system to enable controlled walking velocities based on target speeds. We developed a novel performance-weighted least squares (PWLS) method to design a parameter modulator that optimizes walking efficiency while maintaining target velocity for the reflex-based bipedal system. We have successfully generated walking gaits from 0.7 to 1.6 m/s in a two-dimensional musculoskeletal model based on an input target velocity in the simulation environment. Our detailed analysis of the parameter modulator in a reflex-based system revealed two key reflex circuits that have a significant impact on energy efficiency. Furthermore, this finding was confirmed to be not influenced by setting parameters, i.e., leg length, sensory time delay, and weight coefficients in the objective cost function. These findings provide a powerful tool for exploring the neural bases of locomotion control while shedding light on the intricate mechanisms underlying human walking and hold significant potential for practical engineering applications.

  19. Integrated Quantitative Evaluation of Spatial Cognition and Motor Function with HoloLens Mixed Reality 査読有り

    Kenya Tada, Yuhei Sorimachi, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Sensors　24　(2)　528-528　2024年1月15日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/s24020528 　

    eISSN：1424-8220

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    The steady increase in the aging population worldwide is expected to cause a shortage of doctors and therapists for older people. This demographic shift requires more efficient and automated systems for rehabilitation and physical ability evaluations. Rehabilitation using mixed reality (MR) technology has attracted much attention in recent years. MR displays virtual objects on a head-mounted see-through display that overlies the user’s field of vision and allows users to manipulate them as if they exist in reality. However, tasks in previous studies applying MR to rehabilitation have been limited to tasks in which the virtual objects are static and do not interact dynamically with the surrounding environment. Therefore, in this study, we developed an application to evaluate cognitive and motor functions with the aim of realizing a rehabilitation system that is dynamic and has interaction with the surrounding environment using MR technology. The developed application enabled effective evaluation of the user’s spatial cognitive ability, task skillfulness, motor function, and decision-making ability. The results indicate the usefulness and feasibility of MR technology to quantify motor function and spatial cognition both for static and dynamic tasks in rehabilitation.

  20. Speed-Variable Gait Phase Estimation During Ambulation via Temporal Convolutional Network 査読有り

    Yan Guo, Yonatan Hutabarat, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Sensors Journal　1-1　2023年12月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jsen.2023.3343721 　

    ISSN：1530-437X

    eISSN：1558-1748 2379-9153

  21. A hierarchical model for external electrical control of an insect, accounting for inter-individual variation of muscle force properties 査読有り

    Dai Owaki, Volker Dürr, Josef Schmitz

    eLife　12　2023年9月13日

    出版者・発行元： eLife Sciences Publications, Ltd

    DOI： 10.7554/elife.85275 　

    eISSN：2050-084X

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    Cyborg control of insect movement is promising for developing miniature, high-mobility, and efficient biohybrid robots. However, considering the inter-individual variation of the insect neuromuscular apparatus and its neural control is challenging. We propose a hierarchical model including inter-individual variation of muscle properties of three leg muscles involved in propulsion (retractor coxae), joint stiffness (pro- and retractor coxae), and stance-swing transition (protractor coxae and levator trochanteris) in the stick insect Carausius morosus. To estimate mechanical effects induced by external muscle stimulation, the model is based on the systematic evaluation of joint torques as functions of electrical stimulation parameters. A nearly linear relationship between the stimulus burst duration and generated torque was observed. This stimulus-torque characteristic holds for burst durations of up to 500ms, corresponding to the stance and swing phase durations of medium to fast walking stick insects. Hierarchical Bayesian modeling revealed that linearity of the stimulus-torque characteristic was invariant, with individually varying slopes. Individual prediction of joint torques provides significant benefits for precise cyborg control.

  22. LSTM Network-Based Estimation of Ground Reaction Forces During Walking in Stroke Patients Using Markerless Motion Capture System 査読有り

    Ryo Sugai, Shintaro Maeda, Ryosuke Shibuya, Yusuke Sekiguchi, Shin-Ichi Izumi, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics　1-1　2023年8月30日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tmrb.2023.3310196 　

    eISSN：2576-3202

  23. Latent Representation-Based Learning Controller for Pneumatic and Hydraulic Dual Actuation of Pressure-Driven Soft Actuators 査読有り

    Taku Sugiyama, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Soft Robotics　2023年8月17日

    出版者・発行元： Mary Ann Liebert Inc

    DOI： 10.1089/soro.2022.0224 　

    ISSN：2169-5172

    eISSN：2169-5180

  24. Morphological Characteristics That Enable Stable and Efficient Walking in Hexapod Robot Driven by Reflex-based Intra-limb Coordination 査読有り

    Wataru Sato, Jun Nishii, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)　2023年5月29日

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.1109/icra48891.2023.10161107 　

  25. Learnable Tegotae-based Feedback in CPGs with Sparse Observation Produces Efficient and Adaptive Locomotion 査読有り

    Christopher Herneth, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)　2023年5月29日

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.1109/icra48891.2023.10160571 　

  26. EMG-Based Estimation of Lower Limb Joint Angles and Moments Using Long Short-Term Memory Network 査読有り

    Minh Tat Nhat Truong, Amged Elsheikh Abdelgadir Ali, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Sensors　23　(6)　3331-3331　2023年3月22日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/s23063331 　

    eISSN：1424-8220

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    One of the fundamental limitations in human biomechanics is that we cannot directly obtain joint moments during natural movements without affecting the motion. However, estimating these values is feasible with inverse dynamics computation by employing external force plates, which can cover only a small area of the plate. This work investigated the Long Short-Term Memory (LSTM) network for the kinetics and kinematics prediction of human lower limbs when performing different activities without using force plates after the learning. We measured surface electromyography (sEMG) signals from 14 lower extremities muscles to generate a 112-dimensional input vector from three sets of features: root mean square, mean absolute value, and sixth-order autoregressive model coefficient parameters for each muscle in the LSTM network. With the recorded experimental data from the motion capture system and the force plates, human motions were reconstructed in a biomechanical simulation created using OpenSim v4.1, from which the joint kinematics and kinetics from left and right knees and ankles were retrieved to serve as output for training the LSTM. The estimation results using the LSTM model deviated from labels with average R2 scores (knee angle: 97.25%, knee moment: 94.9%, ankle angle: 91.44%, and ankle moment: 85.44%). These results demonstrate the feasibility of the joint angle and moment estimation based solely on sEMG signals for multiple daily activities without requiring force plates and a motion capture system once the LSTM model is trained.

  27. Multimodal bipedal locomotion generation with passive dynamics via deep reinforcement learning 査読有り

    Shunsuke Koseki, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Frontiers in Neurorobotics　16　2023年1月23日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fnbot.2022.1054239 　

    eISSN：1662-5218

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    Generating multimodal locomotion in underactuated bipedal robots requires control solutions that can facilitate motion patterns for drastically different dynamical modes, which is an extremely challenging problem in locomotion-learning tasks. Also, in such multimodal locomotion, utilizing body morphology is important because it leads to energy-efficient locomotion. This study provides a framework that reproduces multimodal bipedal locomotion using passive dynamics through deep reinforcement learning (DRL). An underactuated bipedal model was developed based on a passive walker, and a controller was designed using DRL. By carefully planning the weight parameter settings of the DRL reward function during the learning process based on a curriculum learning method, the bipedal model successfully learned to walk, run, and perform gait transitions by adjusting only one command input. These results indicate that DRL can be applied to generate various gaits with the effective use of passive dynamics.

  28. 手応え制御から創発される多様な脚式ロコモーション 招待有り 査読有り

    Dai Owaki

    Journal of the Robotics Society of Japan　41　(3)　241-246　2023年

    出版者・発行元： The Robotics Society of Japan

    DOI： 10.7210/jrsj.41.241 　

    ISSN：0289-1824

    eISSN：1884-7145

  29. Ground Reaction Force and Moment Estimation through EMG Sensing Using Long Short-Term Memory Network during Posture Coordination 査読有り

    Sei-ichi Sakamoto, Yonatan Hutabarat, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Cyborg and Bionic Systems　4　2023年1月

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.34133/cbsystems.0016 　

    eISSN：2692-7632

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    Motion prediction based on kinematic information such as body segment displacement and joint angle has been widely studied. Because motions originate from forces, it is beneficial to estimate dynamic information, such as the ground reaction force (GRF), in addition to kinematic information for advanced motion prediction. In this study, we proposed a method to estimate GRF and ground reaction moment (GRM) from electromyography (EMG) in combination with and without an inertial measurement unit (IMU) sensor using a machine learning technique. A long short-term memory network, which is suitable for processing long time-span data, was constructed with EMG and IMU as input data to estimate GRF during posture control and stepping motion. The results demonstrate that the proposed method can provide the GRF estimation with a root mean square error (RMSE) of 8.22 ± 0.97% (mean ± SE) for the posture control motion and 11.17 ± 2.16% (mean ± SE) for the stepping motion. We could confirm that EMG input is essential especially when we need to predict both GRF and GRM with limited numbers of sensors attached under knees. In addition, we developed a GRF visualization system integrated with ongoing motion in a Unity environment. This system enabled the visualization of the GRF vector in 3-dimensional space and provides predictive motion direction based on the estimated GRF, which can be useful for human motion prediction with portable sensors.

  30. Prediction of Whole-Body Velocity and Direction From Local Leg Joint Movements in Insect Walking via LSTM Neural Networks 査読有り

    Yuchen Wang, Mitsuhiro Hayashibe, Dai Owaki

    IEEE Robotics and Automation Letters　7　(4)　9389-9396　2022年10月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/lra.2022.3191850 　

    eISSN：2377-3766 2377-3774

  31. Kinetic Interjoint Coordination in Lower Limbs during Gait in Patients with Hemiparesis

    Yusuke Sekiguchi, Dai Owaki, Keita Honda, Shin-Ichi Izumi

    Biomechanics　2022年9月

    DOI： 10.3390/biomechanics2030036 　

  32. Motion Hacking – Understanding by Controlling Animals – 査読有り

    Dai Owaki, Volker Dürr

    Journal of Robotics and Mechatronics　34　(2)　301-303　2022年4月20日

    出版者・発行元： Fuji Technology Press Ltd.

    DOI： 10.20965/jrm.2022.p0301 　

    ISSN：0915-3942

    eISSN：1883-8049

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    Insects exhibit resilient and flexible capabilities allowing them to adapt their walk in response to changes of the environment or body properties, for example the loss of a leg. While the motor control paradigm governing inter-leg coordination has been extensively studied in the past for such adaptive walking, the neural mechanism remains unknown. To overcome this situation, the project “Motion Hacking” develops a method for hacking leg movements by electrostimulating leg muscles while retaining the natural sensorimotor functions of the insect. This research aims to elucidate the flexible inter-leg coordination mechanism underlying insect walking by observing the adapting process of inter-leg coordination with the insect nervous system when leg movements are externally controlled via motion hacking.

  33. Editorial: Biological and Robotic Inter-Limb Coordination 査読有り

    Dai Owaki, Poramate Manoonpong, Amir Ayali

    Frontiers in Robotics and AI　9　2022年3月22日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/frobt.2022.875493 　

    eISSN：2296-9144

  34. Recent Advances in Quantitative Gait Analysis Using Wearable Sensors: A Review 査読有り

    Yonatan Hutabarat, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Sensors Journal　21　(23)　26470-26487　2021年12月1日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/jsen.2021.3119658 　

    ISSN：1530-437X

    eISSN：1558-1748 2379-9153

  35. Classification of Ankle Joint Stiffness during Walking to Determine the Use of Ankle Foot Orthosis after Stroke 国際誌 査読有り

    Yusuke Sekiguchi, Keita Honda, Dai Owaki, Shin-Ichi Izumi

    Brain Sciences　11　(11)　1512-1512　2021年11月15日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/brainsci11111512 　

    eISSN：2076-3425

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    Categorization based on quasi-joint stiffness (QJS) may help clinicians select appropriate ankle foot orthoses (AFOs). The objectives of the present study were to classify the gait pattern based on ankle joint stiffness, also called QJS, of the gait in patients after stroke and to clarify differences in the type of AFO among 72 patients after stroke. Hierarchical cluster analysis was used to classify gait patterns based on QJS at least one month before the study, which revealed three distinct subgroups (SGs 1, 2, and 3). The proportion of use of AFOs, articulated AFOs, and non-articulated AFOs were significantly different among SGs 1–3. In SG1, with a higher QJS in the early and middle stance, the proportion of the patients using articulated AFOs was higher, whereas in SG3, with a lower QJS in both stances, the proportion of patients using non-articulated AFOs was higher. In SG2, with a lower QJS in the early stance and higher QJS in the middle stance, the proportion of patients using AFOs was lower. These findings indicate that classification of gait patterns based on QJS in patients after stroke may be helpful in selecting AFO. However, large sample sizes are required to confirm these results.

  36. Spiking Neural Network Discovers Energy-Efficient Hexapod Motion in Deep Reinforcement Learning 査読有り

    Katsumi Naya, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Access　9　150345-150354　2021年11月9日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/access.2021.3126311 　

    eISSN：2169-3536

  37. Two-Week Rehabilitation with Auditory Biofeedback Prosthesis Reduces Whole Body Angular Momentum Range during Walking in Stroke Patients with Hemiplegia: A Randomized Controlled Trial 国際誌

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Keita Honda, Shin-Ichi Izumi

    Brain Sciences　11　(11)　1461-1461　2021年11月3日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/brainsci11111461 　

    eISSN：2076-3425

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    Walking rehabilitation is challenging in stroke patients with sensory impairments. In this study, we examined the two-week effect of an auditory biofeedback prosthesis, Auditory Foot (AF), on the change in the frontal whole body angular momentum (WBAM) range, before and after a two-week walking rehabilitation. We conducted a pilot randomized controlled trial (RCT). We employed statistical Bayesian modeling to understand the mechanism of the rehabilitation effect and predict the expected effect in new patients. The best-performing model indicated that the frontal WBAM range was reduced in the AF group by 12.9–28.7%. This suggests that the use of kinesthetic biofeedback in gait rehabilitation contributes to the suppression of frontal WBAM, resulting in an improved walking balance function in stroke patients.

  38. A Survey of Sim-to-Real Transfer Techniques Applied to Reinforcement Learning for Bioinspired Robots 査読有り

    Wei Zhu, Xian Guo, Dai Owaki, Kyo Kutsuzawa, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems　34　(7)　1-16　2021年9月29日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tnnls.2021.3112718 　

    ISSN：2162-237X

    eISSN：2162-2388

  39. Individual deformability compensation of soft hydraulic actuators through iterative learning-based neural network 査読有り

    Taku Sugiyama, Kyo Kutsuzawa, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Bioinspiration & Biomimetics　16　(5)　056016-056016　2021年9月1日

    出版者・発行元： IOP Publishing

    DOI： 10.1088/1748-3190/ac1b6f 　

    ISSN：1748-3182

    eISSN：1748-3190

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    <title>Abstract</title> Robotic devices with soft actuators have been developed to realize the effective rehabilitation of patients with motor paralysis by enabling soft and safe interaction. However, the control of such robots is challenging, especially owing to the difference in the individual deformability occurring in manual fabrication of soft actuators. Furthermore, soft actuators used in wearable rehabilitation devices involve a large response delay which hinders the application of such devices for at-home rehabilitation. In this paper, a feed-forward control method for soft actuators with a large response delay, comprising a simple feed-forward neural network (FNN) and an iterative learning controller (ILC), is proposed. The proposed method facilitates the effective learning and acquisition of the inverse model (i.e. the model that can generate control input to the soft actuator from a target trajectory) of soft actuators. First, the ILC controls a soft actuator and iteratively learns the actuator deformability. Subsequently, the FNN is trained to obtain the inverse model of the soft actuator. The control results of the ILC are used as training datasets for supervised learning of the FNN to ensure that it can efficiently acquire the inverse model of the soft actuator, including the deformability and the response delay. Experiments with fiber-reinforced soft bending hydraulic actuators are conducted to evaluate the proposed method. The results show that the ILC can learn and compensate for the actuator deformability. Moreover, the iterative learning-based FNN serves to achieve a precise tracking performance on various generalized trajectories. These facts suggest that the proposed method can contribute to the development of robotic rehabilitation devices with soft actuators and the field of soft robotics.

  40. Adaptive and Energy-Efficient Optimal Control in CPGs Through Tegotae-Based Feedback 査読有り

    Riccardo Zamboni, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    Frontiers in Robotics and AI　8　2021年5月26日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/frobt.2021.632804 　

    eISSN：2296-9144

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    To obtain biologically inspired robotic control, the architecture of central pattern generators (CPGs) has been extensively adopted to generate periodic patterns for locomotor control. This is attributed to the interesting properties of nonlinear oscillators. Although sensory feedback in CPGs is not necessary for the generation of patterns, it plays a central role in guaranteeing adaptivity to environmental conditions. Nonetheless, its inclusion significantly modifies the dynamics of the CPG architecture, which often leads to bifurcations. For instance, the force feedback can be exploited to derive information regarding the state of the system. In particular, the <italic>Tegotae</italic> approach can be adopted by coupling proprioceptive information with the state of the oscillation itself in the CPG model. This paper discusses this policy with respect to other types of feedback; it provides higher adaptivity and an optimal energy efficiency for reflex-like actuation. We believe this is the first attempt to analyse the optimal energy efficiency along with the adaptivity of the Tegotae approach.

  41. Tegotae-Based Control Produces Adaptive Inter- and Intra-limb Coordination in Bipedal Walking 査読有り

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    Frontiers in Neurorobotics　15　629595-629595　2021年5月12日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fnbot.2021.629595 　

    eISSN：1662-5218

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    Despite the appealing concept of central pattern generator (CPG)-based control for bipedal walking robots, there is currently no systematic methodology for designing a CPG-based controller. To remedy this oversight, we attempted to apply the Tegotae approach, a Japanese concept describing how well a perceived reaction, i.e., sensory information, matches an expectation, i.e., an intended motor command, in designing localised controllers in the CPG-based bipedal walking model. To this end, we developed a Tegotae function that quantifies the Tegotae concept. This function allowed incorporating decentralised controllers into the proposed bipedal walking model systematically. We designed a two-dimensional bipedal walking model using Tegotae functions and subsequently implemented it in simulations to validate the proposed design scheme. We found that our model can walk on both flat and uneven terrains and confirmed that the application of the Tegotae functions in all joint controllers results in excellent adaptability to environmental changes.

  42. A Comparative Study of Adaptive Interlimb Coordination Mechanisms for Self-Organized Robot Locomotion 査読有り

    Tao Sun, Xiaofeng Xiong, Zhendong Dai, Dai Owaki, Poramate Manoonpong

    Frontiers in Robotics and AI　8　2021年4月12日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/frobt.2021.638684 　

    eISSN：2296-9144

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    Walking animals demonstrate impressive self-organized locomotion and adaptation to body property changes by skillfully manipulating their complicated and redundant musculoskeletal systems. Adaptive interlimb coordination plays a crucial role in this achievement. It has been identified that interlimb coordination is generated through dynamical interactions between the neural system, musculoskeletal system, and environment. Based on this principle, two classical interlimb coordination mechanisms (continuous phase modulation and phase resetting) have been proposed independently. These mechanisms use decoupled central pattern generators (CPGs) with sensory feedback, such as ground reaction forces (GRFs), to generate robot locomotion autonomously without predefining it (i.e., self-organized locomotion). A comparative study was conducted on the two mechanisms under decoupled CPG-based control implemented on a quadruped robot in simulation. Their characteristics were compared by observing their CPG phase convergence processes at different control parameter values. Additionally, the mechanisms were investigated when the robot faced various unexpected situations, such as noisy feedback, leg motor damage, and carrying a load. The comparative study reveals that the phase modulation and resetting mechanisms demonstrate satisfactory performance when they are subjected to symmetric and asymmetric GRF distributions, respectively. This work also suggests a strategy for the appropriate selection of adaptive interlimb coordination mechanisms under different conditions and for the optimal setting of their control parameter values to enhance their control performance.

  43. Wearable Vibration Sensor for Measuring the Wing Flapping of Insects 査読有り

    Ryota Yanagisawa, Shunsuke Shigaki, Kotaro Yasui, Dai Owaki, Yasuhiro Sugimoto, Akio Ishiguro, Masahiro Shimizu

    Sensors　21　(593)　2021年1月

  44. Leg amputation modifies coordinated activation of the middle leg muscles in the cricket Gryllus bimaculatus 査読有り

    Dai Owaki, Hitoshi Aonuma, Yasuhiro Sugimoto, Akio Ishiguro

    Scientific Reports　11　(1327)　2021年1月

  45. Quantitative Gait Assessment With Feature-Rich Diversity Using Two IMU Sensors 査読有り

    Yonatan Hutabarat, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics　2　(4)　639-648　2020年11月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tmrb.2020.3021132 　

    eISSN：2576-3202

  46. Ankle-foot orthosis with dorsiflexion resistance using spring-cam mechanism increases knee flexion in the swing phase during walking in stroke patients with hemiplegia. 国際誌 査読有り

    Yusuke Sekiguchi, Dai Owaki, Keita Honda, Kenichiro Fukushi, Noriyoshi Hiroi, Takeo Nozaki, Shin-Ichi Izumi

    Gait & posture　81　27-32　2020年7月2日

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.gaitpost.2020.06.029 　

    ISSN：0966-6362

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    BACKGROUND: Ankle-foot orthoses with plantarflexion resistance (AFO-Ps) improve knee flexion in the stance phase on the paretic side in patients with hemiparesis. However, AFO-Ps decrease ankle power generation in the late stance phase and do not improve the knee flexion in the swing phase based on insufficient push-off at the late stance, resulting in lower toe clearance. RESEARCH QUESTION: This study sought to investigate the effect of an AFO with dorsiflexion resistance, which was implemented by our developed device with spring-cam mechanism attached to the AFO-P (Gait Solution; Pacific Supply Co., Ltd., Japan), on kinetics and kinematics in the lower limb during gait in patients with hemiparesis. METHODS: Eleven patients with hemiparesis due to stroke walked on a 7-m walkway at a self-selected comfortable pace in the following conditions: (a) walking using the AFO-P with the proposed device with a spring-cam mechanism (AFO-PCAM), (b) walking using the AFO-P without our device (AFO-P), and (c) walking using no device (barefoot condition). Gait kinematics and kinetics were collected using a three-dimensional motion analysis system and four ground-reaction force plates. Changes in all parameters from the barefoot to AFO-PCAM and AFO-P conditions were compared using the Wilcoxon signed-rank test. RESULTS: In the AFO-PCAM condition, decrease in the maximum ankle power generation in the late-stance phase was significantly smaller than that in the AFO-P condition (p = 0.041). We noted a significant higher change in knee flexion in the paretic swing phase in the AFO-PCAM condition relative to that in the AFO-P condition (p = 0.016). The effect size for the comparisons of change was large (r ≧ 0.5). SIGNIFICANCE: Our device facilitated the realization of the ankle plantarflexion power in the late-stance phase because of dorsiflexion resistance, increasing the knee flexion angle during the swing phase.

  47. 動物の歩容遷移を再現する四脚ロボット 招待有り 査読有り

    大脇 大

    日本ロボット学会誌　37　14-19　2019年3月

  48. 脚を切られても歩き続ける昆虫とロボット 招待有り

    大脇 大

    昆虫と自然　54　31-34　2019年2月

  49. 脚式ロコモーションに内在する制御メカニズムの解明を目指して 招待有り 査読有り

    大脇 大

    日本神経回路学会　24　(4)　162-171　2017年11月

  50. A Minimal Model Describing Hexapedal Interlimb Coordination: The Tegotae-Based Approach 査読有り

    Dai Owaki, Masashi Goda, Sakiko Miyazawa, Akio Ishiguro

    FRONTIERS IN NEUROROBOTICS　11　(29)　2017年6月

    DOI： 10.3389/fnbot.2017.00029 　

    ISSN：1662-5218

  51. A Quadruped Robot Exhibiting Spontaneous Gait Transitions from Walking to Trotting to Galloping 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    SCIENTIFIC REPORTS　7　(277)　2017年3月

    DOI： 10.1038/s41598-017-00348-9 　

    ISSN：2045-2322

  52. Short-Term Effect of Prosthesis Transforming Sensory Modalities on Walking in Stroke Patients with Hemiparesis 査読有り

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Keita Honda, Akio Ishiguro, Shin-ichi Izumi

    NEURAL PLASTICITY　20　2016年

    DOI： 10.1155/2016/6809879 　

    ISSN：2090-5904

    eISSN：1687-5443

  53. Simple robot suggests physical interlimb communication is essential for quadruped walking 査読有り

    Dai Owaki, Takeshi Kano, Ko Nagasawa, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    JOURNAL OF THE ROYAL SOCIETY INTERFACE　10　(78)　2013年1月

    DOI： 10.1098/rsif.2012.0669 　

    ISSN：1742-5689

    eISSN：1742-5662

  54. 脳卒中後の歩行障害の解明と機器開発

    関口 雄介, 本田 啓太, 大脇 大, 出江 紳一, 海老原 覚

    Medical Science Digest　50　(6)　341-343　2024年6月

    出版者・発行元： (株)ニュー・サイエンス社

    ISSN：1347-4340

  55. 脳卒中片麻痺歩行の運動学的・運動力学的理解に基づく足関節装具の開発

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太, 出江 紳一

    臨床神経生理学　49　(5)　280-280　2021年10月

    出版者・発行元： (一社)日本臨床神経生理学会

    ISSN：1345-7101

    eISSN：2188-031X

  56. 脳卒中片麻痺歩行の運動学的・運動力学的理解に基づく足関節装具の開発

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太, 出江 紳一

    臨床神経生理学　49　(5)　280-280　2021年10月

    出版者・発行元： (一社)日本臨床神経生理学会

    ISSN：1345-7101

    eISSN：2188-031X

  57. 脳卒中片麻痺患者に対する聴覚フィードバックを伴うトレッドミル歩行練習が身体特異性注意及び動的安定性に与える影響 ランダム化比較試験

    関口 雄介, 会津 直樹, 大脇 大, 本田 啓太, 出江 紳一

    理学療法学　47　(Suppl.1)　13-13　2021年3月

    出版者・発行元： (公社)日本理学療法士協会

    ISSN：0289-3770

    eISSN：2189-602X

  58. ウェアラブル表面筋電位計を用いた日常動作における両上肢の筋活動評価

    菅井 諒, 大瀧 亮二, 大内田 裕, 林部 充宏, 大脇 大

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集　2021　2P2-D06　2021年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本機械学会

    DOI： 10.1299/jsmermd.2021.2P2-D06 　

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    <p>One of the factors declining the function of a paretic limb of stroke patients in chronic stage is a learned nonuse phenomenon, learning the disuse of the paretic limb due to clumsiness in daily-life usage of it.Learned non-use causes "negative" use-dependent plasticity in the brain, hence the brain area involved in motor control of the hemiplegic limb shrinks, leading to further functional decline of the hemiplegic limb, which in turn, makes recovery from paralysis more difficult. To resolve this issue, we designed a new rehabilitation system aiming to prevent the learned nonuse of the paretic limb in stroke patients by monitoring the usage of the paretic limb in daily life. As an initial step, the purpose of this study is to quantitatively evaluate the muscle activities of upper limbs in daily-life activities by using a wearable electromyograph (EMG) sensor system.</p>

  59. 片麻痺の歩行障害の運動学的理解と歩行訓練 関節の硬さから考える片麻痺患者の歩行再建

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太, 出江 紳一

    臨床神経生理学　48　(5)　414-414　2020年10月

    出版者・発行元： (一社)日本臨床神経生理学会

    ISSN：1345-7101

    eISSN：2188-031X

  60. Modeling and control of a hybrid wheeled legged robot: Disturbance analysis

    Fahad Raza, Dai Owaki, Mitsuhiro Hayashibe

    IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, AIM　2020-　466-473　2020年7月1日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI： 10.1109/AIM43001.2020.9158833 　

  61. 産学連携による高齢者の動作理解に基づいた機器開発への挑戦 リハビリテーション医工学とNEC及びTOTO株式会社との取り組み

    出江 紳一, 関口 雄介, 本田 啓太, 大脇 大, 福司 謙一郎, 加藤 智久

    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス)　119　(452)　161-161　2020年2月

    出版者・発行元： (一社)電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

    eISSN：2432-6380

  62. Centipede Type Robot i-CentiPot: From Machine to Creatures 査読有り

    Koichi Osuka, Tetsuya Kinugasa, Ryota Hayashi, Koji Yoshida, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Journal of Robotics and Mechatronics　31　(5)　723-726　2019年10月20日

    出版者・発行元： Fuji Technology Press Ltd.

    DOI： 10.20965/jrm.2019.p0723 　

    ISSN：0915-3942

    eISSN：1883-8049

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    In this study, we have developed a centipede-like multi-legged robot named i-CentiPot. This robot was developed to demonstrate our concept presented in the CREST project. In the project, we show that the existence of implicit control is important. i-CentiPot plays the part of the anchor example for our project.* * This article is a translation from the article: K. Osuka et al., “Centipede type robot i-CentiPot: From machine to creatures,” The 8th Conf. of Transdisciplinary Federation of Science and Technology, D-2-4, 2017 (in Japanese).

  63. Spontaneous gait transition to high-speed galloping by reconciliation between body support and propulsion 査読有り

    Akira Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Ryo Kobayashi, Akio Ishiguro

    Advanced Robotics　32　794-808　2018年8月

  64. Regulation of quasi-joint stiffness by combination of activation of ankle muscles in midstances during gait in patients with hemiparesis. 国際誌 査読有り

    Yusuke Sekiguchi, Takayuki Muraki, Dai Owaki, Keita Honda, Shin-Ichi Izumi

    Gait & posture　62　378-383　2018年5月

    DOI： 10.1016/j.gaitpost.2018.03.042 　

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    BACKGROUND: The regulation of ankle joint stiffness by combination of activation of plantarflexor and dorsiflexor during gait has not been investigated in patients with hemiparesis. The objective of the present study was to examine the relationship between combination of activation of ankle muscles and quasi-joint stiffness (QJS) during the stance phase of gait. METHODS: The activation of the medial head of the gastrocnemius (MG), soleus, and tibialis anterior, gait parameters were collected from 19 patients with hemiparesis due to stroke and from 12 healthy controls using a three-dimensional motion analysis system. The indexes of reciprocal activation and coactivation were calculated from the ratio of plantarflexor to dorsiflexor activation and magnitude of coactivation (MC), which is computed by multiplying an index of simultaneous activation of ankle muscles by plantarflexor activation. RESULTS: QJS was significantly correlated with MC of MG on the paretic side, whereas it correlated with the ratio of MG (r = 0.63, p < 0.05) in healthy controls and the ratio of MG (r = 0.67, p < 0.05) and soleus (r = 0.61, p < 0.05) on the non-paretic side in midstance. Furthermore, QJS on the paretic side was lower than that on the non-paretic side and in healthy controls (p < 0.05). SIGNIFICANCE: Our findings support that the regulation of QJS in midstance by reciprocal activation is altered on the paretic side, whereas it may be regulated by reciprocal activation and enhanced by relatively high activity of plantarflexor on the non-paretic side and in healthy controls.

  65. Myriapod robot i-centipot01 via passive dynamics

    T. Kinugasa, K. Osuka, N. Miyamoto, R. Hayashi, K. Yoshida, D. Owaki, A. Ishiguro

    Human-Centric Robotics- Proceedings of the 20th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, CLAWAR 2017　375-382　2018年

    出版者・発行元： World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.

    DOI： 10.1142/9789813231047_0046 　

  66. 脚の切断状況に応じた歩行運動を生成可能な6脚ロボットの自律分散制御則

    宮澤咲紀子, 大脇大, 福原洸, 加納剛史, 石黒章夫

    第30回自律分散システムシンポジウム資料　127-131　2018年

  67. モデルベーストリハビリテーションの基盤となるロボティクス技術 ー医工学連携研究を効果的に推進するための「マナー」と「コツ」ー 招待有り 査読有り

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太

    日本ロボット学会誌　35　29-34　2017年9月

  68. Decentralized control mechanism underlying interlimb coordination of millipedes 査読有り

    Takeshi Kano, Kazuhiko Sakai, Kotaro Yasui, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS　12　(3)　18-28　2017年6月

    DOI： 10.1088/1748-3190/aa64a5 　

    ISSN：1748-3182

    eISSN：1748-3190

  69. A Minimal Model for Body-limb Coordination in Quadruped Locomotion 査読有り

    S. Suzuki, A. Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Auke J. Ijspeert, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2017)　106-107　2017年6月

  70. Gait Transition to Gallop via an Interlimb Coordination Mechanism Based on Tegotae from Body Support and Propulsion 査読有り

    Akira Fukuhara, Dai Owaki, Thakeshi Kano, Ryo Kobayashi, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2017)　80-81　2017年6月

  71. Walking Rehabilitation Using Auditory Biofeedback Prosthesis for Stroke Patients 査読有り

    Dai Owaki

    Proceedings of The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2017)　2017年6月

  72. フナムシ特有の歩容変化から学ぶ脚間協調制御則

    池下義人, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2017），講演論文集(CD-ROM)　1A1-E07　2017年5月

  73. 身体の支持と推進の「手ごたえ」を活用する四脚ロボットの開発

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2017），講演論文集(CD-ROM)　1A1-D09　2017年5月

  74. Decentralized control scheme for myriapod robot inspired by adaptive and resilient centipede locomotion 査読有り

    Kotaro Yasui, Kazuhiko Sakai, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    PLOS ONE　12　(2)　e0171421　2017年2月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0171421 　

    ISSN：1932-6203

  75. モデルベーストリハビリテーションの基盤となるロボティクス技術

    大脇 大, 関口 雄介, 本田 啓太

    日本ロボット学会誌　35　(7)　525-530　2017年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本ロボット学会

    DOI： 10.7210/jrsj.35.525 　

  76. A Simple Body-limb Coordination Model that Mimics Primitive Tetrapod Walking 査読有り

    Shura Suzuki, Akira Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Auke J. Ijspeert, Akio Ishiguro

    2017 56TH ANNUAL CONFERENCE OF THE SOCIETY OF INSTRUMENT AND CONTROL ENGINEERS OF JAPAN (SICE)　12-14　2017年

    DOI： 10.23919/SICE.2017.8105624 　

  77. 身体支持と推進のTegotaeに基づく6 脚ロコモーションの脚間協調制御則

    郷田将, 宮澤咲紀子, 大脇大, 石黒章夫

    第22回創発システム・シンポジウム講演資料集　1-6　2017年1月

  78. 身体支持と推進の手応えに基づく脚間協調制御則によるGallopへの歩容遷移

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 小林亮, 石黒章夫

    第22回創発システム・シンポジウム講演資料集　46-50　2017年1月

  79. Spring-cam 機構を用いた可変剛性足関節装具

    大脇 大, 関口 雄介, 本田 啓太, 広井 典良, 福司 謙一郎, 野崎 岳夫, 石黒 章夫, 出江 紳一

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集　2017　(0)　2P1-P11　2017年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本機械学会

    DOI： 10.1299/jsmermd.2017.2P1-P11 　

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    <p>Decreased gait speed is one of challenges for patients with hemiparesis to be overcome during walking rehabilitation. Joint stiffness, i.e. resistance of the corresponding joint, which is defined as the ratio of its moment variation to its joint angle variation, is an essential factor to increase gait speed on walking in patients. Here, we propose an unconventional Ankle Foot Orthosis (AFO) that enables to change the joint stiffness in response to ankle flexion using spring-cam mechanism. In this maniscript, we verified the effect of developed orthosis on walking in one healthy subject. We confirmed the synergetic effect on inter-joint coordination, where increased ankle joint stiffness indirectly decreased both knee and hip joint stiffness, suggesting effectiveness for walking rehabilitation in patients.</p>

  80. 身体の支持と推進の寄与変化に基づく低速から高速へのシームレスな四脚歩容遷移の実現

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 小林亮, 石黒章夫

    SICE東北支部第304回研究集会資料集　304-6-304-6　2016年10月

  81. 感覚モダリティ変換装具Auditory Footを用いた片麻痺患者における長期的歩行リハビリテーション

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太, 石黒章夫, 出江紳一

    第10回モーターコントロール研究会予稿集　A29　2016年9月

  82. A Case Study of Long-Term Walking Rehabilitation Using a Prosthesis That Transforms Sensory Modalities for Stroke Patients 査読有り

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Keita Honda, Akio Ishiguro, Shin-ichi Izumi

    Proceedings of the 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’16)　2016年8月

  83. ミニマルな脚間協調制御則でコオロギの遊泳ロコモーションの再現に挑む

    宮澤咲紀子, 郷田将, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第22回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-51-P-51　2016年8月

  84. 等脚類の脚間協調メカニズム

    池下義人, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第22回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-52-P-52　2016年8月

  85. 足部の接地部位に応じた「手応え」を活用する二足歩行制御則の提案

    秋山恭一, 大脇大, 石黒章夫

    第22回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-56-P-56　2016年8月

  86. 環境からの力覚情報を活用した自律分散型多脚ロボットの開発

    加納剛史, 安井浩太郎, 大脇 大, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2016），講演論文集(CD-ROM)　1A2-03b3　2016年6月

  87. 「手応え関数」に基づく6 脚ロコモーションの自律分散制御則ー身体支持に着目した制御則設計ー

    郷田 将, 宮澤 咲紀子, 大脇 大, 加納 剛史, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2016），講演論文集(CD-ROM)　1A2-04a4　2016年6月

  88. 「手応え関数」に基づく6脚ロコモーションの自律分散制御則 −推進力に着目した制御則設計−

    宮澤咲紀子, 郷田将, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2016），講演論文集(CD-ROM)　1A2-04a3　2016年6月

  89. 局所反射に基づく多脚ロボットの脚間協調制御則

    安井浩太郎, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2016），講演論文集(CD-ROM)　1A2-03b1　2016年6月

  90. 頭部運動を活用した四脚ロボットのWalk-Pace-Rotary gallop間歩容遷移

    大脇大, 鈴木修羅, 福原洸, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2016），講演論文集(CD-ROM)　1A2-05a1　2016年6月

  91. 「手応え関数」に基づく6脚歩行の脚間協調制御則の構築

    郷田将, 宮澤咲紀子, 板山晋, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    SICE東北支部第300回研究集会資料集　2016年2月

  92. Decentralized Control Scheme for Myriapod Locomotion That Exploits Local Force Feedback 査読有り

    Takeshi Kano, Kotaro Yasui, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    BIOMIMETIC AND BIOHYBRID SYSTEMS, LIVING MACHINES 2016　9793　449-453　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_45 　

    ISSN：0302-9743

  93. Understanding Interlimb Coordination Mechanism of Hexapod Locomotion via “TEGOTAE”-based Control 査読有り

    Masashi Goda, Sakiko Miyazawa, Susumu Itayama, Dai Owaki, Takeshi Kano, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 5th International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems(Living Machines 2016)　9793　441-448　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_44 　

    ISSN：0302-9743

  94. "TEGOTAE"-Based Control of Bipedal Walking 査読有り

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    BIOMIMETIC AND BIOHYBRID SYSTEMS, LIVING MACHINES 2016　9793　472-479　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_49 　

    ISSN：0302-9743

  95. Quadruped Gait Transition from Walk to Pace to Rotary Gallop by Exploiting Head Movement 査読有り

    Shura Suzuki, Dai Owaki, Akira Fukuhara, Akio Ishiguro

    BIOMIMETIC AND BIOHYBRID SYSTEMS, LIVING MACHINES 2016　9793　532-539　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_58 　

    ISSN：0302-9743

  96. Leg Stiffness Control Based on "TEGOTAE" for Quadruped Locomotion 査読有り

    Akira Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Akio Ishiguro

    BIOMIMETIC AND BIOHYBRID SYSTEMS, LIVING MACHINES 2016　9793　79-84　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_8 　

    ISSN：0302-9743

  97. 足底感覚情報を用いた二足歩行制御の環境適応性に関する検証

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    システム・情報部門学術講演会2015 講演プログラム　2016年1月

  98. 「手応え関数」に基づく適応的二足歩行制御

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム予稿集　2016年1月

  99. 環境からの力覚情報を活用した多足類型ロボットの脚間協調制御

    酒井和彦, 安井浩太郎, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム予稿集　67-72　2016年1月

  100. 「手応え関数」に基づく6脚歩行の脚間協調制御則の設計

    郷田将, 宮澤咲紀子, 板山晋, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム予稿集　193-198　2016年1月

  101. 頭部運動の活用による四脚ロコモーションの歩容遷移

    鈴木朱羅, 福原 洸, 大脇大, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム予稿集　112-115　2016年1月

  102. 足底圧感覚の聴覚フィードバック装具がもたらす片麻痺患者の歩行への即時的効果

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太, 石黒章夫, 出江紳一

    第28回自律分散システムシンポジウム予稿集　5-8　2016年1月

  103. Decentralized Control Scheme for Centipede Locomotion Based on Local Reflexes 査読有り

    Kotaro Yasui, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    BIOMIMETIC AND BIOHYBRID SYSTEMS, LIVING MACHINES 2016　9793　545-547　2016年

    DOI： 10.1007/978-3-319-42417-0_60 　

    ISSN：0302-9743

  104. ムカデのロコモーションに内在する自律分散制御則

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    SICE東北支部第299回研究集会資料集　2015年12月

  105. Hereditary sensory and autonomic neuropathy types 4 and 5: review and proposal of a new rehabilitation method 査読有り

    Arito Yozu, Nobuhiko Haga, Tetsuro Funato, Dai Owaki, Ryosuke Chiba, Jun Ota

    Neuroscience Research　104　105-111　2015年11月10日

    DOI： 10.1016/j.neures.2015.10.011. 　

  106. Development of a measurement and real-time display system for kinematics and muscle synergy of gait 査読有り

    Arito Yozu, Tetsuro Funato, Dai Owaki, Nobuhiko Haga

    Proc. of 2015International Symposium on Micro-NanoMachatronics and Human Science(MHS2015)　38-39　2015年11月

  107. New Hypothesis for the Mechanism of Quadruped Gait Transition 査読有り

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akira Fukuhara, Ryo Kobayashi, Akio Ishiguro

    Proc. of The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM2015)　275-278　2015年10月

  108. TEGOTAE-based decentralized control mechanism underlying myriapod locomotion 査読有り

    Kotaro Yasui, Kazuhiko Sakai, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Proc. of The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM2015)　page not shown　2015年10月

  109. Decentralized Control Mechanism Underlying Myriapod Locomotion

    Kotaro Yasui, Kazuhiko Sakai, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    第25回数理生物学会年会要旨集　P-27　2015年8月

  110. 環境からの手応えを活用する多足類の脚間協調制御

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-07　2015年8月

  111. 環境を友とする四脚ロボット

    鈴木朱羅, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-10　2015年8月

  112. 脚間の力学的相互作用および情報的相互作用を用いた六脚ロボットの歩行制御

    郷田 将, 大脇 大, 加納 剛史, 青沼 仁志, 石黒 章夫

    第21回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-13　2015年8月

  113. 8～14脚を有する動物の脚間協調メカニズム

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-14　2015年8月

  114. 関節剛性が四脚ロコモーションへ及ぼす影響に関する考察

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第21回創発システム・シンポジウム講演資料集　P-15　2015年8月

  115. Cricket switches locomotion patterns from walking to swimming by evaluating reaction forces from the environment 査読有り

    Hitoshi Aonuma, Masashi Goda, Shigeru Kuroda, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月

  116. Experimental Verification of Bipedal Walking Control Exploiting Plantar Sensory Feedback 査読有り

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月

  117. Implicit Stiffness Control Embedded in Nonlinear Spring Enables Stable and Robust Running 査読有り

    Dai Owaki, Helmut Hauser, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月

  118. TEGOTAE-based CPG Control for Quadrupd Locomotion 査読有り

    Dai Owaki, Shura Suzuki, Akio Ishiguro

    Proceedings of The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月

  119. 足底感覚情報を活用した二足歩行制御の実験的検証

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015），講演論文集(CD-ROM)　2A2-S04　2015年5月

  120. 環境からの手応えを活用する四脚ロボットのCPG制御

    鈴木朱羅, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015），講演論文集(CD-ROM)　2A2-S01　2015年5月

  121. 関節剛性が脚間協調へ及ぼす影響に関する考察

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015），講演論文集(CD-ROM)　2A2-T01　2015年5月

  122. 環境からの手応えを活用した超多脚ロボットの脚間協調制御

    酒井和彦, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015），講演論文集(CD-ROM)　2A2-S06　2015年5月

  123. ミニマルなCPGモデルから探る四脚動物の脚間協調メカニズム

    大脇 大, 石黒 章夫

    計測と制御　54　(4)　272-277　2015年4月

    出版者・発行元： 計測自動制御学会

    DOI： 10.11499/sicejl.54.272 　

    ISSN：0453-4662

  124. Auditory foot: A novel auditory feedback system regarding kinesthesia. 査読有り

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Akio Ishiguro, Shin-Ichi Izumi

    Proc. of 2015International Symposium on Micro-NanoMachatronics and Human Science(MHS2015)　1-3　2015年

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.1109/MHS.2015.7438295 　

  125. 足底感覚から生み出される「足応え」を活用した適応的二足歩行制御

    堀切舜哉, 大脇 大, 西井 淳, 石黒章夫

    第20回創発システム・シンポジウム講演資料集　45-45　2014年8月

  126. 脚間協調現象に内在する通底原理の解明のための多脚ロボット実機プラットフォームの開発

    酒井和彦, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第20回創発システム・シンポジウム講演資料集　51-51　2014年8月

  127. Mechanism of Quadruped Gait Transition 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2014　T308　2014年6月

  128. Neural communication vs. physical communication between limbs: Which is essential for hexapod walking? 査読有り

    Akio Ishiguro, Ken Nakamura, Takeshi Kano, Dai Owaki

    Dynamic Walking 2014　T406　2014年6月

  129. 4 脚歩行から考える 6 脚歩行の脚間協調メカニズム

    中村憲, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2014），講演論文集(CD-ROM)　1A1-W03　2014年5月

  130. 不思議な歩容Canterの発現メカニズム

    大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2014），講演論文集(CD-ROM)　1A1-V02　2014年5月

  131. 柔軟な足部から生み出される足底感覚情報を活用した適応的動歩行制御

    大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2014），講演論文集(CD-ROM)　1P2-U05　2014年5月

  132. CPG-BASED CONTROL OF BIPEDAL WALKING BY EXPLOITING PLANTAR SENSATION 査読有り

    D. Owaki, A. Ishiguro

    MOBILE SERVICE ROBOTICS　335-342　2014年

  133. A Simple Measure for Evaluating Gait Patterns during Multi-Legged Locomotion 査読有り

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    The SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration　7　214-218　2014年

    DOI： 10.9746/jcmsi.7.214 　

  134. 「個性」を持つ粒子集団が創り出す動的秩序 ～人間社会における交友関係を採り上げた事例研究～

    加納剛史, 大須賀公一, 小林亮, 青沼仁志, 石川将人, 杉本靖博, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム資料集　243-248　2014年1月

  135. 6 脚歩行における脚間協調メカニズムのミニマリストモデルを探る

    中村憲, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム資料集　209-212　2014年1月

  136. 自発的歩容遷移を可能とする四脚ロボットのCPG制御

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム資料集　133-136　2014年1月

  137. 足底感覚情報を活用した二脚ロボットのCPG制御

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム資料集　205-208　2014年1月

  138. Stabilization mechanism underlying passive dynamic running 査読有り

    Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro

    ADVANCED ROBOTICS　27　(18)　1399-1407　2013年12月

    DOI： 10.1080/01691864.2013.839087 　

    ISSN：0169-1864

    eISSN：1568-5535

  139. Nonlinearity in Ankle Elasticity Enhances Robustness on Bipedal Walking 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Workshop Digest of 2013 International Workshop pn Soft Robotics and Morphological Computation　P-9　2013年7月

  140. Why do quadrupeds exhibits exclusively either trot or pace gaits? 査読有り

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2013　2013年6月

  141. What is the key to postural stabilization on bipedal walking? 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2013　2013年6月

  142. 筋肉群の協働的励起に基づく立位姿勢制御

    福田裕樹, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）講演論文集　2A1-I06　2013年5月

  143. 脚間の力学的相互作用を活用した 6 脚ロボットの CPG 制御

    中村憲, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）講演論文集　2A1-O07　2013年5月

  144. 脚間の力学的相互作用を活用したCPG制御に基づく筋駆動四脚ロボット

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）講演論文集　2A1-O06　2013年5月

  145. Role of Passive Properties in Producing Adaptive Motion in Robotic and Biological Systems 招待有り 査読有り

    Manny Azizi, Dai Owaki

    Proc. of 6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines　2013年3月

  146. From Walk to Trot to Bound: Quadruped Gait Transition Induced by Simple Local Force Feedback Mechanism 査読有り

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Proc. of 6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines　2013年3月

  147. 身体の力学的特性に応じた歩容生成を可能とするCPGモデル —トロット歩容とペース歩容の排他的発現の実験的検証−

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    第30回日本ロボット学会学術講演会，予稿集(CD-ROM)　2012年9月

  148. ミニマリストな CPG モデルから探る二脚ロコモーションに内在する脚間協調と脚内協調の発現機序

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    第30回日本ロボット学会学術講演会，予稿集(CD-ROM)　2012年9月

  149. 脚間協調と脚内協調の有機的整合が可能なCPGに基づく四脚ロコモーション制御

    彌本一輝, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012），講演論文集(CD-ROM)　2P1H01-2P1H01　2012年5月

  150. Gait Transition of Quadruped Robot without interlimb neural connections 査読有り

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking2012　2012年5月

  151. Soft Deformable Feet Yield Sensory-motor Coordination for Adaptive Bipedal Walking 査読有り

    Dai Owaki, Hiroki Fukuda, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking2012　2012年5月

  152. 脚間の力学的相互作用を活用したCPG制御に基づく四脚歩容遷移の実験的検証

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012），講演論文集(CD-ROM)　2P1-H02-2P1-H02　2012年5月

  153. 足部の表在感覚情報をCPG制御に活用した適応的二脚歩行の実験的検証

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012），講演論文集(CD-ROM)　2P1-H03-2P1-H03　2012年5月

  154. Reconsidering Inter- and Intra-limb Coordination Mechanisms in Quadruped Locomotion 査読有り

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS)　4873-4878　2012年

    DOI： 10.1109/IROS.2012.6385598 　

    ISSN：2153-0858

  155. Minimalist CPG Model for Inter- and Intra-limb Coordination in Bipedal Locomotion 査読有り

    Dai Owaki, Takeshi Kano, Atsushi Tero, Masakazu Akiyma, Akio Ishiguro

    The 12th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS12)　F1A-S. 5-F1A-S. 5　2012年

  156. Listen to Body's Message: Quadruped Robot That Fully Exploits Physical Interaction between Legs 査読有り

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS)　1943-1948　2012年

    DOI： 10.1109/IROS.2012.6385857 　

    ISSN：2153-0858

  157. Adaptive Bipedal Walking through Sensory-motor Coordination Yielded from Soft Deformable Feet 査読有り

    Dai Owaki, Hiroki Fukuda, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS)　4257-4263　2012年

    DOI： 10.1109/IROS.2012.6385894 　

    ISSN：2153-0858

  158. 脚間協調と脚内協調の有機的整合が可能な四脚ロコモーションの自律分散制御則

    糸澤祐太, 彌本一輝, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第24回自律分散システム・シンポジウム予稿集　15-20　2012年1月

  159. A CPG-based Control of Bipeda Locomotion by Exploiting Defrmable Feet 査読有り

    Dai Owaki, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    Proc. of the 5th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2011)　79-80　2011年10月

  160. A CPG-based Decentralized Control by Exploiting Spontaneous Transition between Oscillayory and Exitatory Regimes 査読有り

    Dai Owaki, Kou Nagasawa, Takeshi Kano, Atsuchi Tero, Akio Ishiguro

    Proc. of Dynamic Walking 2011　2011年7月

  161. A CPG-based Adaptive Control of Bipeda Locomotion by Swtching between Ocsillayory and Exitatory Regimes 査読有り

    Dai Owaki, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    Proc. of Dynamic Walking 2011　2011年7月

  162. 振動性・興奮性の自発的遷移に基づく適応的四脚歩行制御の実験的検証

    長澤 昂, 加納 剛史, 大脇 大, 手老 篤史, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）予稿集　2P2-K03　2011年5月

  163. 位相制御と筋緊張制御の有機的整合か?可能な自律分散制御則の実験的検証

    糸澤祐太, 佐藤貴英, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）予稿集　2P2-J16　2011年5月

  164. 足底腱膜を有する足部の可変形性を活用した二脚歩行ロボットのCPG制御

    大脇大, 熊原渉, 久保翔達, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）予稿集　2P2-I08　2011年5月

  165. 柔軟な足部の表在感覚情報を活用した振動性・興奮性の 自律的遷移に基づく適応的動歩行制御

    久保翔達, 熊原渉, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）予稿集　2P2-K01　2011年5月

  166. A 2-D Passive-Dynamic-Running Biped With Elastic Elements 査読有り

    Dai Owaki, Masatoshi Koyama, Shin&apos;ichi Yamaguchi, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS　27　(1)　156-162　2011年2月

    DOI： 10.1109/TRO.2010.2098610 　

    ISSN：1552-3098

  167. An Oscillator Model That Enables Motion Stabilization and Motion Exploration by Exploiting Multi-Rhythmicity 査読有り

    Dai Owaki, Satoshi Ishida, Atsushi Tero, Kentaro Ito, Koh Nagasawa, Akio Ishiguro

    ADVANCED ROBOTICS　25　(9-10)　1139-1158　2011年

    DOI： 10.1163/016918611X574650 　

    ISSN：0169-1864

  168. 柔軟な足の変形から生み出される感覚情報を活用した 適応的二脚歩行制御

    久保翔達, 熊原渉, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第22回自律分散システム・シンポジウムProceedings　247-252　2011年1月

  169. 真正粘菌から抽出した自律分散制御則の適用可能性の実験的検証?四脚ロボット実機を用いた事例研究?

    長澤昂, 加納剛史, 大脇大, 手老篤史, 石黒章夫

    第22回自律分散システム・シンポジウムProceedings　51-56　2011年1月

  170. 安定な準受動走行を実現する陰的制御則と陽的制御則の連関様式

    山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 杉本靖博, 大須賀公一, 石黒章夫

    計測自動制御学会SI部門講演会SI2010予稿集　715-718　2010年12月

  171. 真正粘菌から抽出した自律分散制御則を用いた四脚ロボットの実機開発

    長澤昂, 加納剛史, 大脇大, 手老篤史, 石黒章夫

    計測自動制御学会SI部門講演会SI2010予稿集　418-421　2010年12月

  172. 上体を活用した受動走行機械の安定性向上

    大脇大, 久保翔達, 山口伸一, 手老篤史, マウスモリツ, モフロァクリストフ, サイファートアンドレ, 石黒章夫

    第53回自動制御連合講演会予稿集　284-289　2010年11月

  173. A CPG-based decentralized control of a quadruped robot based on discrepancy function 査読有り

    Takeshi Kano, Koh Nagasawa, Dai Owaki, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    Proc. of CLAWAR2010　157-164　2010年9月

  174. 運動安定化と運動探索をシームレスに統合可能なマルチリズミックオシレータモデルの提案 -一次元ホッピングロボットの跳躍運動への適用- 査読有り

    大脇大, 坂井善行, 石田怜, 手老篤史, 石黒章夫

    計測自動制御学会論文集　46　(9)　562-571　2010年9月

    出版者・発行元： 計測自動制御学会

    DOI： 10.9746/sicetr.46.562 　

    ISSN：0453-4654

  175. A Two-dimensional Passive Dynamic Runing Biped with Kees 査読有り

    Dai Owaki, Masatoshi Koyama, Shin'ichi Yamaguchi, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    Proc. of 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation　5237-5242　2010年6月

    DOI： 10.1109/ROBOT.2010.5509166 　

  176. 制御系に埋め込まれた陰的制御則が適応機能の鍵を握る!?

    大須賀公一, 石黒章夫, ZHENG Xin‐Zhi, 杉本靖博, 大脇大

    日本ロボット学会誌　28　(4)　491-502　2010年5月15日

    出版者・発行元： The Robotics Society of Japan

    DOI： 10.7210/jrsj.28.491 　

    ISSN：0289-1824

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    In this note, we consider a control system that underlies in a biological system. We point out the existence of the Problem of Inseparability in the control system. To understand the principle of mobile adaptability embedded in the control system, we have to solve the Problem of Indivisibility. To solve the problem, we propose a concept of Implicit control law. Finally, we show the Implicit control law plays an important role for constructing the adaptive function of living thing and robot.

  177. 制御系に埋め込まれた陰的制御則が適応機能の鍵を握る！？

    大須賀公一, 石黒章夫, 鄭心知, 杉本靖博, 大脇大

    日本ロボット学会誌　28　(4)　123-134　2010年5月

  178. Implicit Control Law in passive dynamic walking

    Koichi Osuka, Yasuhiro Sugimoto, Akio Ishiguro, Dai Owaki, Xin-Zhi Zheng

    Proceedings of the SICE Annual Conference　2788-2789　2010年

    出版者・発行元： Society of Instrument and Control Engineers (SICE)

  179. A TWO-DIMENSIONAL PASSIVE DYNAMIC RUNNER WITH UPPER BODY 査読有り

    D. Owaki, S. Kubo, S. Yamaguchi, A. Ishiguro, A. Tero, H-M Maus, C. Maufroy, A. Seyfarth

    EMERGING TRENDS IN MOBILE ROBOTICS　622-630　2010年

  180. A CPG-based Decentralized Control of a Quadruped Robot Inspired by True Slime Mold 査読有り

    Takeshi Kano, Koh Nagasawa, Dai Owaki, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    IEEE/RSJ 2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS 2010)　4928-4933　2010年

    DOI： 10.1109/IROS.2010.5650318 　

    ISSN：2153-0858

  181. Dual Structure of Mobiligence -Implicit Control and Explicit Control- 査読有り

    Koichi Osuka, Akio Ishiguro, Xin-Zhi Zheng, Yasuhiro Sugimoto, Dai Owaki

    IEEE/RSJ 2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS 2010)　2407-2412　2010年

    DOI： 10.1109/IROS.2010.5653968 　

    ISSN：2153-0858

  182. Understanding the Common Principle underlying Passive Dynamic Walking and Running 査読有り

    Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro

    2009 IEEE-RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS　3208-3213　2009年

  183. 多重リズム性を活用した周波数と位相の自律的調整が可能なオシレータモデルの提案 －一次元ホッピングロボットの跳躍運動学習への適用－

    坂井 善行, 石田 怜, 大脇 大, 手老 篤史, 石黒 章夫

    第26回 日本ロボット学会学術講演会 予稿集　3O1-02　2008年9月9日

  184. 受動走行の背後に潜む安定化構造の解明

    大脇 大, 大須賀 公一, 石黒 章夫

    第26回 日本ロボット学会学術講演会 予稿集　3B1-09　2008年9月9日

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    日本ロボット学会 第24回研究奨励賞<br /> 受賞日：2009年9月16日

  185. On the embodiment that enables passive dynamic bipedal running 査読有り

    Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro

    2008 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOLS 1-9　341-+　2008年

    ISSN：1050-4729

  186. Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running by Changing the Body Elasticity 査読有り

    Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro

    2008 PROCEEDINGS OF SICE ANNUAL CONFERENCE, VOLS 1-7　2412-+　2008年

  187. Mechanical Dynamics that Enables Stable Passive Dynamic Bipedal Running -Enhancing Self-Stability by Exploiting Nonlinearity in the Leg Elasticity- 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Journal of Robotics and Mechatronis　2007年8月

  188. Efficient and Adaptive Control of Walking Biped by Exploiting a Pulsed-CPG 査読有り

    D. Owaki, Y. Matsuno, A. Ishiguro

    2007 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering　111-115　2007年

  189. Enhancing stability of a passive dynamic running biped by exploiting a nonlinear spring 査読有り

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    2006 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS, VOLS 1-12　4923-+　2006年

  190. ウェルバランスト・コントロールを目指して－受動歩行機械を起点とした一考察－

    石黒章夫, 大脇大

    システム/制御/情報　49　(10)　417-422　2005年

    出版者・発行元： システム制御情報学会

    ISSN：0916-1600

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MISC 9

  1. 脳卒中片麻痺患者に対する足底圧感覚の聴覚フィードバックを伴うトレッドミル歩行練習の効果

    本田啓太, 関口雄介, 大脇大, 会津直樹, 出江紳一

    日本ニューロリハビリテーション学会学術集会プログラム・抄録集　9th　59　2018年

  2. 慢性期脳卒中片麻痺者の麻痺足の身体特異性注意の特性

    会津直樹, 大内田裕, 関口雄介, 本田啓太, 大脇大, 出江紳一

    日本ニューロリハビリテーション学会学術集会プログラム・抄録集　9th　62　2018年

  3. 脳卒中片麻痺患者の歩行中における水平面上の回転方向の身体制御と運動耐用能およびバランス能力との関連について

    関口雄介, 本田啓太, 大脇大, 出江紳一

    日本ニューロリハビリテーション学会学術集会プログラム・抄録集　9th　65　2018年

  4. ウェアラブル歩行解析を実現する床反力・足圧中心位置推定技術

    福司謙一郎, 関口雄介, 本田啓太, 大脇大, 野崎岳夫, 出江紳一

    日本ニューロリハビリテーション学会学術集会プログラム・抄録集　9th　64　2018年

  5. 足底圧感覚の聴覚フィードバック装具が脳卒中片麻痺患者の歩行安定性に及ぼす影響

    本田啓太, 関口雄介, 大脇大, 出江紳一, 出江紳一

    バイオメカニズム学術講演会予稿集　38th　145‐146-146　2017年11月4日

    出版者・発行元： バイオメカニズム学会

  6. 弾性調整型股関節装具と足関節装具の組み合わせが脳卒中片麻痺患者の歩行に及ぼす効果について

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太, 広井 典良, 福司 謙一郎, 野崎 岳夫, 出江 紳一

    バイオメカニズム学術講演会予稿集　38回　159-160　2017年11月

    出版者・発行元： バイオメカニズム学会

  7. 足底圧感覚の聴覚フィードバック装具が脳卒中片麻痺患者の歩行安定性に及ぼす影響

    本田 啓太, 関口 雄介, 大脇 大, 出江 紳一

    バイオメカニズム学術講演会予稿集　38回　145-146　2017年11月

    出版者・発行元： バイオメカニズム学会

  8. 弾性調整型股関節装具と足関節装具の組み合わせが脳卒中片麻痺患者の歩行に及ぼす効果について

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太, 広井 典良, 福司 謙一郎, 野崎 岳夫, 出江 紳一

    バイオメカニズム学術講演会予稿集　38回　159-160　2017年11月

    出版者・発行元： バイオメカニズム学会

  9. カム-バネ継手付きゲイトソリューションが脳卒中片麻痺患者の歩行パフォーマンスに及ぼす効果について

    関口雄介, 大脇大, 本田啓太, 広井典良, 福司謙一郎, 野崎岳夫, 出江紳一

    日本義肢装具学会誌　33　2017年

    ISSN： 0910-4720

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書籍等出版物 3

  1. 教えて！ クラゲのほんと: 世界一のクラゲ水族館が答える100の質問

    鶴岡市立加茂水族館

    緑書房　2024年10月30日

    ISBN: 486811008X

  2. 身体性システムとリハビリテーションの科学1 運動制御

    太田, 順, 内藤, 栄一, 芳賀, 信彦 (リハビリテーション医学)

    東京大学出版会　2018年11月19日

    ISBN: 4130644017

  3. ロボット制御学ハンドブック

    大脇大, 石黒章夫

    近代科学社　2016年

講演・口頭発表等 184

  1. Embodied Intelligence: A New Paradigm for System & Control（身体性知能とシステム・制御） 招待有り

    大脇大, 増田容一, 福原洸

    ロボティクス・メカトロニクス講演会2025シンポジウム『 “いいかげん”を科学して未来を創るソフトロボット学6』　2025年6月4日

  2. 運動への介入から紐解く生物の潜在的適応能 招待有り

    大脇大

    第一回システム行動学研究会　2025年5月31日

  3. A Jellyfish Cyborg Exploiting Natural Embodied Intelligence 招待有り

    Dai Owaki, Max Austin, Shuhei Ikeda, Kazuya Okuizumi, Kohei Nakajima

    SWARM2024 in September, Workshop on EMBODIED LOCOMOTION MECHANISMS IN ANIMALS AND ROBOTS: FROM MORPHOLOGICAL TO NEURAL COMPUTATIONS　2024年9月18日

  4. Post-amputation Gait Recovery with Prosthetic Legs in the Cricket - a Robotics-inspired Approach 招待有り

    Dai Owaki, Hitoshi Aonuma

    International Congress on Entomology　2024年8月30日

  5. Spatiotemporal Pulsatile Floating Pattern Analysis for Cyborg Jellyfish Control

    Dai Owaki, Max Austin, Shuhei Ikeda, Kazuya Okuizumi, Kohei Nakajima

    International Congress on Neuroethology　2024年7月30日

  6. Motion Hackingによるミズクラゲの浮遊運動の理解と制御 招待有り

    大脇大

    ロボティクス・メカトロニクス講演会2024シンポジウム『 “いいかげん”を科学して未来を創るソフトロボット学5』　2024年5月29日

  7. 脳卒中患者のデータ駆動型AI歩行診断システムの開発と展望 招待有り

    大脇大

    第20回日本神経理学療法学会学術大会　2022年10月15日

  8. Robotic and Biological Interlimb Coordination 招待有り

    Dai Owaki

    Dynamic Walking 2021　2021年6月11日

  9. Motion Hacking –Toward Control of Insect Walking– 国際会議

    D. Owaki, V. Durr, J. Schmitz

    The 9th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2019)　2019年8月

  10. Motion Hacking: A Method for Interference with Neural Control of Walking, Based on External Muscle Stimulation in Stick Insects 国際会議

    D. Owaki, V. Durr, J. Schmitz

    The 13th Gottingen Meeting of the German Neuroscience Society　2019年3月23日

  11. Long-term Effect of Auditory Biofeedback Prosthesis on Walking in Stroke Patients 国際会議 招待有り

    大脇 大

    The 2nd International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS 2018)　2018年12月6日

  12. Change in Electromyographic Patterns After Leg Amputation in the Cricket 国際会議 招待有り

    D. Owaki, Y. Sugimoto, A. Ishiguro, H. Aonuma

    ICN2018　2018年7月

  13. 昆虫を創りたい！？ －ロボット工学の限界と可能性－ 招待有り

    大脇 大

    日本比較生理生化学会 第39回福岡大会 若手の会「秋の合宿」　2017年11月24日

  14. Inter and intralimb coordination for adaptive bipedal walking: Tegotae-based approach 国際会議 招待有り

    Dai Owaki

    SWARM2017 Workshop on Bio-inspired control for interlimb coordination and adaptation in legged robots,　2017年10月29日

  15. Motion Hacking: Understanding by Controlling Jellyfish Pulsatile Locomotion 招待有り

    Dai Owaki

    Symposium: Adaptive behavior and its ecological foundations 2025　2025年2月21日

  16. Motion Hacking -昆虫の歩行を制御する研究-

    D. Owaki, V. Durr, J. Schmitz

    第31回自律分散システム・シンポジウム　2019年1月24日

  17. Motion Hacking: Joint Torque Control Based on External Electrostimulation of Leg Muscles in the Stick Insects

    D. Owaki, V. Durr, J. Schmitz

    Japanese Society of Comparative Physiology and Biochemistry 2018　2018年11月23日

  18. Change in coordinated motor patterns after leg amputation in the cricket

    D. Owaki, Y. Sugimoto, A. Ishiguro, H. Aonuma

    Japanese Society of Comparative Physiology and Biochemistry 2017　2017年11月24日

  19. ロボティクス技術がもたらすモデルベースト・リハビリテーション基盤 招待有り

    大脇 大

    第2回「身体性システム」公開シンポジウム　2017年10月14日

  20. A Minimal Model for Body-limb Coordination in Quadruped Locomotion 国際会議

    S. Suzuki, A. Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Auke J. Ijspeert, Akio Ishiguro

    The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2017)　2017年6月27日

  21. Walking Rehabilitation Using Auditory Biofeedback Prosthesis for Stroke Patients 国際会議 招待有り

    Dai Owaki

    The 8th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2017)　2017年6月27日

  22. フナムシ特有の歩容変化から学ぶ脚間協調制御則

    池下義人, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2017）　2017年5月10日

  23. Spring-cam機構を用いた可変剛性足関節装具

    大脇大, 関口雄介, 本他啓太, 広井典良, 福司謙一郎, 野崎岳夫, 石黒章夫, 出江紳一

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2017）　2017年5月10日

  24. 身体支持と推進のTegotaeに基づく6 脚ロコモーションの脚間協調制御則

    郷田将, 宮澤咲紀子, 大脇大, 石黒章夫

    第29回自律分散システム・シンポジウム　2017年1月30日

  25. 身体支持と推進の手応えに基づく脚間協調制御則によるGallopへの歩容遷移

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 小林亮, 石黒章夫

    第29回自律分散システム・シンポジウム　2017年1月30日

  26. 身体の支持と推進の寄与変化に基づく低速から高速へのシームレスな四脚歩容遷移の実現

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 小林亮, 石黒章夫

    SICE東北支部第304回研究集会　2016年10月21日

  27. 班間連携による筋シナジーベーストリハビリテーションに向けた取り組み 招待有り

    大脇 大

    身体性システム講演会　2016年9月15日

  28. 感覚モダリティ変換装具Auditory Footを用いた片麻痺患者における長期的歩行リハビリテーション

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太, 石黒章夫, 出江紳一

    第10回モーターコントロール研究会　2016年9月1日

  29. ミニマルな脚間協調制御則でコオロギの遊泳ロコモーションの再現に挑む

    宮澤咲紀子, 郷田将, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第22回創発システムシンポジウム　2016年8月24日

  30. 等脚類の脚間協調メカニズム

    池下義人, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第22回創発システムシンポジウム　2016年8月24日

  31. 足部の接地部位に応じた「手応え」を活用する二足歩行制御則の提案

    秋山恭一, 大脇大, 石黒章夫

    第22回創発システムシンポジウム　2016年8月24日

  32. A Case Study of Long-Term Walking Rehabilitation Using a Prosthesis That Transforms Sensory Modalities for Stroke Patients 国際会議

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Keita Honda, Akio Ishiguro, Shin-ichi Izumi

    The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’16)　2016年8月16日

  33. Decentralized Control Scheme for Myriapod Locomotion That Exploits Local Force Feedback 国際会議

    T. Kano, K. Yasui, D. Owaki, A. Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  34. Understanding Interlimb Coordination Mechanism of Hexapod Locomotion via “TEGOTAE”-based Control 国際会議

    Masashi Goda, Sakiko Miyazawa, Susumu Itayama, Dai Owaki, Takeshi Kano, Akio Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  35. Decentralized Control Scheme for Centipede Locomotion Based on Local Reflexes 国際会議

    Kotaro Yasui, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  36. "TEGOTAE"-based Control of Bipedal Walking 国際会議

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  37. Quadruped Gait Transition from Walk to Pace to Rotary Gallop by Exploiting Head Movements 国際会議

    Shura Suzuki, Dai Owaki, Akira Fukuhara, Akio Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  38. Leg Stiffness Control Based on "TEGOTAE" for Quadruped Locomotion 国際会議

    Akira Fukuhara, Dai Owaki, Takeshi Kano, Akio Ishiguro

    5th International Conference, Living machines 2016　2016年7月19日

  39. 局所反射に基づくムカデの脚間協調制御則

    安井浩太郎, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    東北大学附置研究所若手アンサンブルワークショップ　2016年7月12日

  40. 環境からの力覚情報を活用した自律分散型多脚ロボットの開発

    加納剛史, 安井浩太郎, 大脇 大, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 in Yokohama（ROBOMEC2016）　2016年6月9日

  41. 「手応え関数」に基づく6 脚ロコモーションの自律分散制御則ー身体支持に着目した制御則設計ー

    郷田 将, 宮澤 咲紀子, 大脇 大, 加納 剛史, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 in Yokohama（ROBOMEC2016）　2016年6月9日

  42. 「手応え関数」に基づく6脚ロコモーションの自律分散制御則 −推進力に着目した制御則設計−

    宮澤咲紀子, 郷田将, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 in Yokohama（ROBOMEC2016）　2016年6月9日

  43. 局所反射に基づく多脚ロボットの脚間協調制御則

    安井浩太郎, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 in Yokohama（ROBOMEC2016）　2016年6月9日

  44. 頭部運動を活用した四脚ロボットのWalk-Pace-Rotary gallop間歩容遷移

    大脇大, 鈴木修羅, 福原洸, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 in Yokohama（ROBOMEC2016）　2016年6月9日

  45. 「手応え関数」に基づく6脚歩行の脚間協調制御則の構築

    郷田将, 宮澤咲紀子, 板山晋, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    SICE東北支部第300回研究集会　2016年2月19日

  46. 「手応え関数」に基づく適応的二足歩行制御

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム　2016年1月21日

  47. 環境からの力覚情報を活用した多足類型ロボットの脚間協調制御

    酒井和彦, 安井浩太郎, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム　2016年1月21日

  48. 「手応え関数」に基づく6脚歩行の脚間協調制御則の設計

    郷田将, 宮澤咲紀子, 板山晋, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム　2016年1月21日

  49. 頭部運動の活用による四脚ロコモーションの歩容遷移

    鈴木朱羅, 福原 洸, 大脇大, 石黒章夫

    第28回自律分散システムシンポジウム　2016年1月21日

  50. 足底圧感覚の聴覚フィードバック装具がもたらす片麻痺患者の歩行への即時的効果

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太, 石黒章夫, 出江紳一

    第28回自律分散システムシンポジウム　2016年1月21日

  51. 足底感覚情報を用いた二足歩行制御の環境適応性に関する検証

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2015）　2015年12月14日

  52. ムカデのロコモーションに内在する自律分散制御則

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    SICE東北支部第299回研究集会　2015年12月5日

  53. Auditory Foot: A Novel Auditory Feedback System Regarding Kinesthesia 国際会議

    Dai Owaki, Yusuke Sekiguchi, Akio Ishiguro, Shin-ichi Izumi

    2015International Symposium on Micro-NanoMachatronics and Human Science(MHS2015)　2015年11月23日

  54. Development of a measurement and real-time display system for kinematics and muscle synergy of gait 国際会議

    Arito Yozu, Tetsuro Funato, Dai Owaki, Nobuhiko Haga

    2015International Symposium on Micro-NanoMachatronics and Human Science(MHS2015)　2015年11月23日

  55. New Hypothesis for the Mechanism of Quadruped Gait Transition 国際会議

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akira Fukuhara, Ryo Kobayashi, Akio Ishiguro

    The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM2015)　2015年10月28日

  56. TEGOTAE-based decentralized control mechanism underlying myriapod locomotion 国際会議

    Kotaro Yasui, Kazuhiko Sakai, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM2015)　2015年10月28日

  57. 環境からの手応えを活用する多足類の脚間協調制御

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システムシンポジウム　2015年8月30日

  58. 環境を友とする四脚ロボット

    鈴木朱羅, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システムシンポジウム　2015年8月30日

  59. 脚間の力学的相互作用および情報的相互作用を用いた六脚ロボットの歩行制御

    郷田 将, 大脇 大, 加納 剛史, 青沼 仁志, 石黒 章夫

    第21回創発システムシンポジウム　2015年8月30日

  60. 8~14脚を有する動物の脚間協調メカニズム

    安井浩太郎, 酒井和彦, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第21回創発システムシンポジウム　2015年8月30日

  61. 関節剛性が四脚ロコモーションへ及ぼす影響に関する考察

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第21回創発システムシンポジウム　2015年8月30日

  62. Decentralized Control Mechanism Underlying Myriapod Locomotion

    Kotaro Yasui, Kazuhiko Sakai, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    第25回数理生物学会年会　2015年8月26日

  63. 自律分散制御則から切り拓く四脚ロコモーションの発現機序

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    東北大学附置研究所若手アンサンブルワークショップ　2015年7月23日

  64. Cricket switches locomotion patterns from walking to swimming by evaluating reaction forces from the environment 国際会議

    Hitoshi Aonuma, Masashi Goda, Shigeru Kuroda, Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月21日

  65. Experimental Verification of Bipedal Walking Control Exploiting Plantar Sensory Feedback 国際会議

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月21日

  66. TEGOTAE-based CPG Control for Quadrupd Locomotion 国際会議

    Dai Owaki, Shura Suzuki, Akio Ishiguro

    The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月21日

  67. Implicit Stiffness Control Embedded in Nonlinear Spring Enables Stable and Robust Running 国際会議

    Dai Owaki, Helmut Hauser, Akio Ishiguro

    The 7th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2015)　2015年6月21日

  68. A Minimal CPG Model for Interlimb Coordination in Quadruped Locomotion 国際会議

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    IEEE Robotics & Automation Society CPGs Workshop (ICRA2015 CPG Workshop)　2015年5月30日

  69. Load-dependent Interlimb Coordination for Bipedal Walking 国際会議

    Dai Owaki, Shun-ya Horikiri, Jun Nishii, Akio Ishiguro

    IEEE Robotics & Automation Society CPGs Workshop (ICRA2015 CPG Workshop)　2015年5月30日

  70. A Minimal CPG Model for Interlimb Coordination on Quadruped Locomotion 国際会議 招待有り

    Dai Owaki

    Workshop on ICRA2015　2015年5月30日

  71. 足底感覚情報を活用した二足歩行制御の実験的検証

    堀切舜哉, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015）　2015年5月17日

  72. 環境からの手応えを活用する四脚ロボットのCPG制御

    鈴木朱羅, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015）　2015年5月17日

  73. 関節剛性が脚間協調へ及ぼす影響に関する考察

    福原洸, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015）　2015年5月17日

  74. 環境からの手応えを活用した超多脚ロボットの脚間協調制御

    酒井和彦, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2015）　2015年5月17日

  75. 足底感覚から生み出される「足応え」を活用した適応的二足歩行制御

    堀切舜哉, 大脇 大, 西井 淳, 石黒章夫

    第20回創発システムシンポジウム　2014年8月31日

  76. 脚間協調現象に内在する通底原理の解明のための多脚ロボット実機プラットフォームの開発

    酒井和彦, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第20回創発システムシンポジウム　2014年8月31日

  77. Load-dependent Interlimb Coordination 国際会議 招待有り

    Dai Owaki

    Living Machine 2014 Workshop　2014年7月29日

  78. Mechanism of Quadruped Gait Transition 国際会議

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2014　2014年6月10日

  79. Neural communication vs. physical communication between limbs: Which is essential for hexapod walking? 国際会議

    Akio Ishiguro, Ken Nakamura, Takeshi Kano, Dai Owaki

    Dynamic Walking 2014　2014年6月10日

  80. 不思議な歩容Canterの発現メカニズム

    大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）　2014年5月26日

  81. 柔軟な足部から生み出される足底感覚情報を活用した適応的動歩行制御

    大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2014）　2014年5月26日

  82. 「個性」を持つ粒子集団が創り出す動的秩序 ～人間社会における交友関係を採り上げた事例研究～

    加納剛史, 大須賀公一, 小林亮, 青沼仁志, 石川将人, 杉本靖博, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム　2014年1月23日

  83. 6 脚歩行における脚間協調メカニズムのミニマリストモデルを探る

    中村憲, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム　2014年1月23日

  84. 自発的歩容遷移を可能とする四脚ロボットのCPG制御

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム　2014年1月23日

  85. 足底感覚情報を活用した二脚ロボットのCPG制御

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    第26回自律分散システムシンポジウム　2014年1月23日

  86. 交友関係の自己組織化過程の数理モデル

    加納剛史, 大須賀公一, 小林亮, 青沼仁志, 石川将人, 杉本靖博, 大脇大, 石黒章夫

    第19回交通流のシュミレーションシンポジウム　2013年12月16日

  87. Nonlinearity in Ankle Elasticity Enhances Robustness on Bipedal Walking 国際会議

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    2013 International Workshop on Soft Robotics and Morphological Computation　2013年7月14日

  88. Why do quadrupeds exhibits exclusively either trot or pace gaits? 国際会議

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2013　2013年6月10日

  89. What is the key to postural stabilization on bipedal walking? 国際会議

    Dai Owaki, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2013　2013年6月10日

  90. 筋肉群の協働的励起に基づく立位姿勢制御

    福田裕樹, 大脇大, 西井淳, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）　2013年5月23日

  91. 脚間の力学的相互作用を活用した 6 脚ロボットの CPG 制御

    中村憲, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）　2013年5月23日

  92. 脚間の力学的相互作用を活用したCPG制御に基づく筋駆動四脚ロボット

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2013）　2013年5月23日

  93. The role of passive properties in producing adaptive motion in robotic and biological systems 国際会議 招待有り

    M. Azizi, D. Owaki

    The 6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2013)　2013年3月13日

  94. From Walk to Trot to Bound: Quadruped Gait Transition Induced by Simple Local Force Feedback Mechanism 国際会議

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2013)　2013年3月11日

  95. Role of Passive Properties in Producing Adaptive Motion in Robotic and Biological Systems 国際会議

    Manny Azizi, Dai Owaki

    6th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines（AMAM2013)　2013年3月11日

  96. Listen to Body's Message: Quadruped Robot That Fully Exploits Physical Interaction between Legs 国際会議

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (IROS 2012)　2012年10月7日

  97. Adaptive Bipedal Walking through Sensory-motor Coordination Yielded from Soft Deformable Feet 国際会議

    Dai Owaki, Hiroki Fukuda, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (IROS 2012)　2012年10月7日

  98. Reconsidering Inter- and Intra-limb Coordination Mechanisms in Quadruped Locomotion 国際会議

    Takeshi Kano, Dai Owaki, Akio Ishiguro

    2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (IROS 2012)　2012年10月7日

  99. 身体の力学的特性に応じた歩容生成を可能とするCPGモデル —トロット歩容とペース歩容の排他的発現の実験的検証−

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    第30回日本ロボット学会学術講演会　2012年9月10日

  100. ミニマリストな CPG モデルから探る二脚ロコモーションに内在する脚間協調と脚内協調の発現機序

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    第30回日本ロボット学会学術講演会　2012年9月10日

  101. Minimalist CPG Model for Inter- and Intra-limb Coordination in Bipedal Locomotion 国際会議

    Dai Owaki, Takeshi Kano, Atsushi Tero, Masakazu Akiyama, Akio Ishiguro

    The 12th International Conference on Intelligent Autonomous System　2012年6月26日

  102. 足部の表在感覚情報をCPG制御に活用した適応的二脚歩行の実験的検証

    福田裕樹, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012）　2012年5月28日

  103. 脚間協調と脚内協調の有機的整合が可能なCPGに基づく四脚ロコモーション制御

    彌本一輝, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012）　2012年5月28日

  104. 脚間の力学的相互作用を活用したCPG制御に基づく四脚歩容遷移の実験的検証

    森川玲於奈, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2012）　2012年5月28日

  105. Soft Deformable Feet Yield Sensory-motor Coordination for Adaptive Bipedal Walking 国際会議

    Dai Owaki, Hiroki Fukuda, Akio Ishiguro

    7th Annual Dynamic Walking Conference　2012年5月21日

  106. Gait Transition of Quadruped Robot without interlimb neural connections 国際会議

    Dai Owaki, Leona Morikawa, Akio Ishiguro

    7th Annual Dynamic Walking Conference　2012年5月21日

  107. 脚間協調と脚内協調の有機的整合が可能な四脚ロコモーションの自律分散制御則

    糸澤祐太, 彌本一輝, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    第24回自律分散システム・シンポジウム　2012年1月27日

  108. 身体の力学的特性を活用した脚間協調に基づく四脚ロボットの適応的ロコモーション生成

    長澤昂, 大脇大, 森川玲於奈, 加納剛史, 石黒章夫

    SICE東北支部 第269回研究集会　2011年12月12日

  109. A CPG-based Control of Bipeda Locomotion by Exploiting Defrmable Feet 国際会議

    Dai Owaki, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    The 5th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2011)　2011年10月11日

  110. A CPG-based Decentralized Control by Exploiting Spontaneous Transition between Oscillatory and Excitatory Regimes 国際会議 招待有り

    Dai Owaki

    Dynamic Walking2011　2011年7月21日

  111. A CPG-based Decentralized Control by Exploiting Spontaneous Transition between Oscillatory and Excitatory Regimes -A Case Study with a Real Quadruped Robot- 国際会議

    Dai Owaki, Kou Nagasawa, Takeshi Kano, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    Dynamic Walking 2011　2011年7月18日

  112. CPG-based Adaptive Control of Bipedal Locomotion by Switching between Oscillatory and Excitatory Regimes 国際会議

    Akio Ishiguro, Shota Kubo, Dai Owaki

    Dynamic Walking 2011　2011年7月18日

  113. 振動性・興奮性の自発的遷移に基づく適応的四脚歩行制御の実験的検証

    長澤 昂, 加納 剛史, 大脇 大, 手老 篤史, 石黒 章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）　2011年5月27日

  114. 位相制御と筋緊張制御の有機的整合か?可能な自律分散制御則の実験的検証

    糸澤祐太, 佐藤貴英, 大脇大, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）　2011年5月27日

  115. 柔軟な足部の表在感覚情報を活用した振動性・興奮性の 自律的遷移に基つ?く適応的動歩行制御

    久保翔達, 熊原渉, 大脇大, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）　2011年5月27日

  116. 足底腱膜を有する足部の可変形性を活用した二脚歩行ロボットのCPG制御

    大脇大, 熊原渉, 久保翔達, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2011）　2011年5月27日

  117. 柔軟な足の変形から生み出される感覚情報を活用した 適応的二脚歩行制御

    久保翔達, 熊原渉, 加納剛史, 大脇大, 石黒章夫

    第22回自律分散システム・シンポジウム　2011年1月29日

  118. 真正粘菌から抽出した自律分散制御則の適用可能性の実験的検証?四脚ロボット実機を用いた事例研究?

    長澤昂, 加納剛史, 大脇大, 手老篤史, 石黒章夫

    第22回自律分散システム・シンポジウム　2011年1月29日

  119. 安定な準受動走行を実現する陰的制御則と陽的制御則の連関様式

    山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 杉本靖博, 大須賀公一, 石黒章夫

    計測自動制御学会SI部門講演会SI2010　2010年12月23日

  120. 真正粘菌から抽出した自律分散制御則を用いた四脚ロボットの実機開発

    長澤昂, 加納剛史, 大脇大, 手老篤史, 石黒章夫

    計測自動制御学会SI部門講演会SI2010　2010年12月23日

  121. 上体を活用した受動走行機械の安定性向上

    大脇大, 久保翔達, 山口伸一, 手老篤史, マウスモリツ, モフロァクリストフ, サイファートアンドレ, 石黒章夫

    第53回自動制御連合講演会　2010年11月4日

  122. Dual Structure of Mobiligence -Implicit Control and Explicit Control- 国際会議

    Koichi Osuka, Akio Ishiguro, Xin-Zhi Zheng, Yasuhiro Sugimoto, Dai Owaki

    The 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2010)　2010年10月18日

  123. A CPG-based Decentralized Control of a Quadruped Robot Inspired by True Slime Mold 国際会議

    Takeshi Kano, Koh Nagasawa, Dai Owaki, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    The 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2010)　2010年10月18日

  124. A Two-dimensional Passive Dynamic Runner with Upper Body 国際会議

    Dai Owaki, Shota Kubo, Shin’ichi Yamaguchi, Atsushi Tero, Moritz Maus, Christophe Maufroy, Andre Seyfarth, Akio Ishiguro

    The 13th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technology for Mobile Robots (CLAWAR2010)　2010年8月31日

  125. A CPG-based Decentralized Control of A Quadruped Robot Based on Discrepancy Function 国際会議

    Takeshi Kano, Koh Nagasawa, Dai Owaki, Atsushi Tero, Akio Ishiguro

    The 13th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technology for Mobile Robots (CLAWAR2010)　2010年8月31日

  126. 受動走行のポアンカレマップに内在する陰的制御則と整合する陽的制御則の設計

    山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 杉本靖博, 大須賀公一, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2010）　2010年6月13日

  127. 上体を有する受動走行機械

    大脇大, 久保翔達, 山口伸一, Moritz Maus, Christophe Maufroy, Andre Seyfarth, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2010）　2010年6月13日

  128. マルチリズミックオシレータを活用した多自由度運動パターンの自律的獲得

    大脇大, 石田怜, 塚辺有哉, 手老篤史, 伊藤賢太郎, 加納剛史, 石黒章夫

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会（ROBOMEC2010）　2010年6月13日

  129. A Two-dimensional Passive Dynamic Running Biped with Knees 国際会議

    Dai Owaki, Masatoshi Koyama, Shinichi Yamaguchi, Shota Kubo, Akio Ishiguro

    2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2010)　2010年5月3日

  130. What are the Key Properties that Enables Stable Passive Dynamic Running? -A Repot of My Stay in Lauflabor- 国際会議

    Lab talk at Locomotion Lab., Freidrich Shciller University of Jena　2010年2月18日

  131. What are the Key Properties that Enables Stable Passive Dynamic Running? -A Research Plan for My Stay in Lauflabor- 国際会議

    Lab talk at Locomotion Lab., Freidrich Shciller University of Jena　2010年2月4日

  132. グローバルエントレインメントを生起させる脳・身体間連関様式の再考 〜四脚ロボットを用いたCPG制御の基本論理の理解〜

    手老篤史, 長澤昴, 秋山正和, 加納剛史, 大脇大, 伊藤賢太郎, 小林亮, 石黒章夫

    第２２回自律分散システム・シンポジウム　2010年1月30日

  133. Implicit Control Law that Enables Stable Running 国際会議

    Dai Owaki, Koichi Osuka, Akio Ishiguro

    The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji　2009年11月19日

  134. Implicit Control Law: A Common Principle of Mobiligence 国際会議

    Koichi Osuka, Akio Ishiguro, X-Z. Zhen, Yasuhiro Sugimoto, Dai Owaki

    The 3rd International Symposium on Mobiligence in Awaji　2009年11月19日

  135. 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理

    2008年度第８回NLPMコロキウム　2009年11月17日

  136. Understanding the Common Principle underlying Passive Dynamic Walking and Running 国際会議

    The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2009)　2009年10月11日

  137. Toward Understanding the Stabilization Mechanism underlying Passive Dynamic Running 国際会議

    Lab talk at Locomotion Lab., Freidrich Shciller University of Jena　2009年9月25日

  138. 膝付き受動走行機械の実現

    小山真理, 山口伸一, 久保翔達, 大脇大, 石黒章夫

    第27回日本ロボット学会学術講演会　2009年9月15日

  139. 身体の力学的特性を活用した運動発現が可能なマルチリズミックオシレータモデル

    石田怜, 長澤昂, 大脇大, 手老篤史, 伊藤賢太郎, 石黒章夫

    SICE東北支部45周年記念講演会　2009年9月7日

  140. A Two-Dimensional Passive Dynamic Running Biped with Elastic Elements 国際会議

    Dynamic Walking 2009　2009年6月8日

  141. 弾性要素を活用した受動走行の実機実現

    小山真理

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’09　2009年5月24日

  142. 多重リズム性を活用した運動安定化と運動探索機能が共存可能なオシレータモデルの提案

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’09　2009年5月24日

  143. 弾性要素を活用した受動的ロコモーションの背後に潜む多重時間スケールの統合

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’09　2009年5月24日

  144. 受動歩行・受動走行から探る二脚ロコモーションに内在するImplicit Control Law

    第1回ロコモーション研究会　2009年4月25日

  145. 運動生成と運動学習をシームレスに統合可能なマルチリズミックオシレータ

    石黒章夫, 石田怜, 大脇大, 伊藤賢太郎, 手老篤史

    第48回日本生体医工学会大会　2009年4月23日

  146. 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理

    第135回複雑系セミナー　2009年4月10日

  147. 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理の解明

    第14回ロボティクスシンポジア　2009年3月16日

  148. 運動安定化と運動探索をシームレスに統合可能なマルチリズミックオシレータモデルの提案

    石田怜

    第21 回自律分散システム・シンポジウム　2009年1月22日

  149. 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理

    歩行のシンポジウム　2009年1月5日

  150. 周波数と位相の自律的調整が可能なマルチリズミックオシレータモデルの提案

    坂井善行

    第9 回計測自動制御学会（SICE）システムインテグレーション部門講演会(SI2008)　2008年12月5日

  151. 受動歩行と受動走行に内在する力学的共通原理

    東北大学理学研究科物性理論研究室セミナー　2008年11月20日

  152. 分子動力学法を活用した受動歩行シミュレータの開発

    小山真理

    第26回日本ロボット学会学術講演会　2008年9月9日

  153. 多重リズム性を活用した周波数と位相の自律的調整が可能なオシレータモデルの提案 －一次元ホッピングロボットの跳躍運動学習への適用－

    坂井善行

    第26回日本ロボット学会学術講演会　2008年9月9日

  154. 受動走行の背後に潜む安定化構造の解明

    第26回日本ロボット学会学術講演会　2008年9月9日

  155. Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running by Changing the Body Elasticity 国際会議

    SICE Annual Conference 2008　2008年8月20日

  156. 膝関節の過伸展を活用した二脚受動歩行の安定化

    小山真理

    第14 回創発システムシンポジウム　2008年8月17日

  157. 周波数と位相の自律的調整が可能なマルチリズミックオシレータの提案 －一次元ホッピングロボットの跳躍運動学習への適用－

    石田怜

    第14 回創発システムシンポジウム　2008年8月17日

  158. 受動歩行と受動走行の違いは何か？

    第14 回創発システムシンポジウム　2008年8月17日

  159. 筋群の協働的励起パターンに基づく制御系と機構系の連関様式に関する考察

    石田怜

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’08　2008年6月5日

  160. Adaptive Gait Transition between Passive Dynamic Walking and Running 国際会議

    4th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Mechanics (AMAM2008)　2008年6月1日

  161. On the Embodiment that Enables Passive Dynamic Bipedal Running 国際会議

    2008 IEEE International Conference on Robotics and Aoutomation (ICRA2008)　2008年5月19日

  162. 適応的歩行動作のための筋肉群の時空間的励起方策

    松野善幸

    第20回 自律分散システム・シンポジウム　2008年1月24日

  163. 身体の力学的特性改変による受動歩行と受動走行間の歩容遷移

    第20回 自律分散システム・シンポジウム　2008年1月24日

  164. 安定な受動走行を実現する身体性に関する考察

    第8回 計測自動制御学会（SICE）システムインテグレーション部門講演会 SI2007　2007年12月20日

  165. Stable Passive Dynamic Biipedal Running by Exploiting the Body Dynamics Properties 国際会議

    2nd International Symposium on Mobiligence in Awaji　2007年7月18日

  166. Efficient and Adaptive Control of Walking Biped by Exploiting a Pulsed-CPG 国際会議

    2007 IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME2007)　2007年5月23日

  167. 身体剛性の動的改変による安定な四脚歩容遷移の実現

    坂井善行

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’07　2007年5月10日

  168. パルス化CPGを活用した二脚歩行ロボットの実時間適応制御

    松野善幸

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’07　2007年5月10日

  169. 身体の力学的特性の改変による受動歩行と受動走行間の環境適応的選択

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’07　2007年5月10日

  170. 身体剛性の動的改変による四脚歩容遷移時の初期値依存性の緩和

    佐藤 智紀

    第19回 自律分散システム・シンポジウム　2007年1月29日

  171. 運動軌道の「あそび」に着目した制御系と機構系の有機的連関 -二脚歩行ロボットを用いた事例研究-

    第19回 自律分散システム・シンポジウム　2007年1月29日

  172. 準受動歩行機械の実時間適応制御 - パルス化CPGを活用した適応性の向上-

    第7回 計測自動制御学会（SICE）システムインテグレーション部門講演会 SI2006　2006年12月14日

  173. パルス化CPGを活用した二脚歩行ロボットの高効率実時間適応制御

    第49回自動制御連合講演会　2006年11月25日

  174. Enhancing Self-stability of a Passive Dynamic Runner by Exploiting Nonlinearity in the Leg Elasticity 国際会議

    SICE-ICASE International Joint Conference 2006 (SICE-ICCAS2006)　2006年10月18日

  175. Enhancing Stability of a Passive Dynamic Running Biped by Exploiting a Nonlinear Spring 国際会議

    2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2006)　2006年10月9日

  176. Simple Linear Spring Is Not Sufficient? –Stabilizing Passive Dynamic Running by Exploiting the Intrinsic Body Dynamics- 国際会議

    50th Anniversary Summit of Artificial Inteligence　2006年7月9日

  177. 身体ダイナミクスの動的改変による四脚ロボットの歩容遷移安定化

    佐藤智紀

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’06　2006年5月26日

  178. 機構系ダイナミクスの能動的改変による環境適応的走行運動の実現

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’06　2006年5月26日

  179. 非線形弾性要素を有する二脚受動走行機械の安定性解析

    第18回自律分散システム・シンポジウム　2006年1月26日

  180. 非線形バネを活用した安定な二脚受動走行の実現

    計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2005　2005年11月28日

  181. 安定な二脚受動走行を実現する機構系ダイナミクス

    第23回日本ロボット学会学術講演会　2005年9月15日

  182. 非線形バネを活用した二脚受動走行の安定化

    第11回創発システム・シンポジウム　2005年8月18日

  183. A Simple Linear Spring Is Not Enough? -Analysis of the Effect of Leg Elasticity on the Stability of Bipedal Passive Dynamic Running- 国際会議

    IROS2005 Workshop on Morphology, Control, and Passive Dynamics　2005年8月2日

  184. 可変弾性要素を活用した二脚ロボットにおける歩行と走行間の遷移

    ロボティクス・メカトロニクス講演会’05　2005年6月9日

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産業財産権 2

  1. 分析装置、分析方法、分析プログラム、及 び、生成装置

    大脇大, 関口雄介, 本田啓太, 出江紳一

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 最適弾性強度計算装置、最適弾性強度計算システム、運動補助システム、最適弾性強度計算方法および最適弾性強度計算プログラム

    福司謙一郎, 電気株式会社, 日本電気株式会社, 東北大学共同出願

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 23

  1. 昆虫の感覚・運動・脳への介入による身体周辺空間操作から紐解く環境適応メカニズム

    大脇 大, 青沼 仁志, 志垣 俊介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2023年4月 ～ 2027年3月

  2. Motion Hackingによるクラゲの浮遊運動の理解と制御

    大脇 大, 中嶋 浩平

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2023年6月 ～ 2026年3月

  3. 2024年度 超省エネクラゲバイオハイブリッドロボットの技術開発 補助事業

    2024年4月 ～ 2025年3月

  4. Motion Hackingを用いた運動への介入から紐解く昆虫の適応能力

    2023年4月 ～ 2024年3月

  5. Motion Hackingにより紐解く昆虫のしなやかな歩行制御戦略

    大脇 大

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月 ～ 2023年3月

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    目的達成のため，以下の手順で研究を進める.Step1(筋モデル):実験データから，電気刺激-筋出力特性の個体差を含む階層ベイズモデル化 .Step2(身体モデル):筋モデルと無負荷運動データから，順運動学により昆虫の身体の力学的特性を推定する.Step3(歩行モデル):歩行 中の筋刺激による脚間協調変容データから歩行制御機序を抽出する. <BR> [令和3(2021)年度] 1. 電気刺激-筋出力特性のモデル化: ナナフシの3種の筋(protractor, retractor, levator)への電気刺激入力と発生する関節トルクデータに対して，階層ベイズモデルを用いることで，個体差を含む電気刺激-筋出力特性のモデル化を行った．その結果，筋特性に関して，個体間共通の横断的特性を示すパラメータと，個体差を表現するパラメータに分類可能であることを見出した．さらに，個体共通のパラメータは印加電圧などの外部パラメータに対しても変化しない筋特性を表現していることを明らかにした． 2. 歩行中の筋刺激介入システムの構築: 電気刺激による昆虫の歩行運動への介入実験を実施するための実験システムの構築を進めた．

  6. ベイズモデルベースト・リハビリテーション創成

    大脇 大, 関口雄介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月 ～ 2023年3月

  7. 脳卒中患者のデータ駆動型AI歩行診断システムの開発と事業化検証

    2021年4月 ～ 2022年3月

  8. 慢性期脳卒中患者における麻痺肢の学習性不使用を制御するリハビリシステム創成

    大脇 大, 大内田 裕

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Challenging Research (Exploratory)

    研究種目：Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2019年6月 ～ 2022年3月

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    本研究の目的は，脳卒中患者に対するリハビリにおける最大の障壁「麻痺肢の学習性不使用」を克服するリハビリシステムを開発することにある. 慢性期脳卒中片麻痺患者は，麻痺肢の機能低下，健側肢の過剰使用により，麻痺肢を使用しないことを学習し使用頻度が低下することが知られており，学習性不使用と呼ばれる. この学習性不使用は，脳に負の使用頻度依存可塑性を生じさせ，麻痺肢の運動制御に関わる脳領域が縮小する. この変化により，使用頻度がさらに低下することで，さらなる機能低下を助長する．本研究では，麻痺肢の使用頻度依存可塑性を制御するため，表面筋電位計による両肢の使用状況を計測するウェアラブルセンサを開発した．

  9. 姿勢制御を司る反射系が歩行運動において果たす役割の解明 競争的資金

    西井淳

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2018年4月 ～ 2021年3月

  10. 脳内身体表現の変容機構の理解と制御

    太田 順, 内藤 栄一, 今水 寛, 高草木 薫, 大木 紫, 近藤 敏之, 関 和彦, 中陦 克己, 花川 隆, 出江 紳一, 井澤 淳, 大脇 大, 稲邑 哲也

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：The University of Tokyo

    2015年11月6日 ～ 2020年3月31日

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    平成27年度には，国際活動支援班の支援体制の整備と，海外研究協力者との意見交換を行った．平成28年度以降は，領域内公募に基づいた若手研究者の海外派遣と著名研究者の招聘・セミナー開催を実施した．平成28年度からの４年間でのべ16人の若手研究者を英国，米国，イタリア等，脳神経科学とリハビリテーション医学，ロボット工学の学際的研究が盛んな欧米諸国の主要研究室に派遣し，国際共同研究を推進するとともに研究者の国際的ネットワーク構築を支援した．また，のべ23名の著名研究者の招聘・セミナー開催を支援し，本領域活動の国際化を図った．

  11. 環境モデルや振動子モデルに依存しない環境適応学習による多様な運動の発現機序 競争的資金

    林部充宏

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2018年4月 ～ 2020年3月

  12. Motion Hacking:昆虫の歩行を司る脚間協調機序を紐解く介入法の開拓 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Application Procedures for Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)

    2018年4月 ～ 2020年3月

  13. ロボット義足による歩行運動への介入から解き明かす昆虫の脚間協調メカニズム

    大脇 大, 青沼 仁志, 杉本 靖博, 宮澤 咲紀子, 郷田 将, 石黒 章夫

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2016年4月1日 ～ 2019年3月31日

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    本研究では，義足による歩行運動への介入を通して，昆虫が示す適応的移動能力の基盤となる脚間協調機序を解明することを目的とした． 初年度は，ハイスピードカメラと筋電位アンプを用い，昆虫の歩行中の脚の運動と筋活動を同時計測するシステムを構築した．初年度に構築した計測システムにより，コオロギの脚切断前後の歩行パターンを解析した．計測したN=5の個体のデータを解析した結果，両脚の中脚切断後の筋電位パターンが左右で同相同期に変化していくことが示された．最終年度には，義足実験を行い，両中脚切断後に脚の切断部分に義足を取り付けることによって，脚切断前の歩行パターンが再生成されることが確認できた．

  14. 弾性力を利用した剛性調整型足関節装具と股関節装具による片麻痺患者の歩行再建

    関口 雄介, 大脇 大, 本田 啓太

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    本課題では大きく分けて2つの研究を実施した。1つ目は、装具を開発するに当たり、脳卒中片麻痺患者の歩行を力学的な視点から動作解析装置を用いて解析した。2つ目は、剛性調整型足関節装具を開発し、既存の剛性調整型股関節装具と合わせて脳卒中片麻痺患者の歩行への効果を検証した。検証した結果、脳卒中片麻痺患者の歩行時の足関節と股関節における剛性と下肢の力学的な協調性の特性が明らかになるとともに剛性調整型装具の歩行への効果が示唆された。本研究の知見は、より効果的で科学的根拠に基づいた装具療法への寄与が期待できる。

  15. ロボット義足を用いた歩行運動への介入から解き明かす昆虫の脚間協調メカニズム 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2016年4月 ～ 2018年3月

  16. 感覚入力への介入を用いた姿勢・歩行リハビリテーション 競争的資金

    芳賀信彦

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas

    2013年9月 ～ 2018年3月

  17. 網羅的視野から解き明かす四脚動物の多様な歩容の発現機序 競争的資金

    大脇大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    2013年4月 ～ 2016年3月

  18. 生物ロコモーションの本質理解から切り拓く大自由度ロボッ トの革新的自律分散制御技術 競争的資金

    石黒章夫

    提供機関：NEDO

    制度名：次世代ロボット中核技術開発

    2015年 ～ 2016年

  19. 柔軟な足裏の変形から生み出される感覚運動協調に基づく動歩行制御 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    2011年4月 ～ 2012年3月

  20. 柔軟な足裏の変形から生み出される感覚情報処理メカニズムの解明 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：立石科学技術振興財団

    制度名：研究助成

    2011年 ～ 2012年

  21. 二脚ロコモーションの背後に潜む多重時間スケールの共存メカニズムの解明 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

    2009年4月 ～ 2010年3月

  22. 柔軟な足のレオロジー的性質から創発される感覚運動協調に学ぶ適応的動歩行制御 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：積水化学 自然に学ぶものづくり

    制度名：研究助成プログラム

    2010年 ～ 2010年

  23. ハーネシングに着想を得た創発的動歩行制御 -パルス化CPGを用いた適応的歩行生成- 競争的資金

    大脇 大

    提供機関：Grant-in-Aid for Scientific Research

    制度名：特別研究員奨励費

    2007年4月 ～ 2008年3月

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担当経験のある科目(授業) 15

  1. ニューロロボティクス　東北大学 大学院工学研究科

  2. ロボティクス特論　東北大学 大学院工学研究科

  3. Control Engineering I（制御工学I, IMAC-U）　東北大学

  4. ロボット工学I　東北大学工学部

  5. 創造工学研修　東北大学

  6. ロボット工学（集中講義）　富山大学（非常勤講師）

  7. リハビリテーション医学に役立つロボット技術開発　宮城県石巻高校（R3年度大学模擬講義）

  8. 生き物が動く「しくみ」を理解するための ロボティクス　宮城県角田高校（大学出張講義）

  9. ロボット工学II　東北大学工学部（IMAC-U, 2018）

  10. 情報ナノシステム（Computational Motor Control）　東北大学大学院工学研究科機械知能系(2017, 2018)

  11. ロボットシステム工学（Human Robotics）　東北大学大学院工学研究科機械知能系（IMAC-G, 2018-）

  12. 電気工学実験「オペアンプの基礎」　東北大学工学部機械知能系，材料マテリアル系

  13. 電気・情報系 実験B「神経方程式の動的特性，光ファイバー，レーザー光」　東北大学工学部電気・情報系

  14. 電気・情報系 実験A「プラズマ工学」　東北大学工学部電気・情報系

  15. 電気・情報系 実験C「制御系設計の基礎，デジタル信号処理，コンピュータネットワーク」　東北大学工学部電気・情報系

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社会貢献活動 8

  1. Four-Legged Machines are Proto ‘Westworld’ Robots

    Inverse.com

    2017年3月23日 ～ 2017年3月23日

  2. コカトピ！「走る速さに合わせて足並を変える4脚ロボット」

    子供の科学2017年6月号

    2017年5月10日 ～

  3. 速度に応じて走り方変化 – 4脚ロボ，東北大が開発

    日刊工業新聞

    2017年3月31日 ～

  4. ウマのように歩くロボ -東北大 4本の脚，独立し作動

    日経産業新聞

    2017年3月30日 ～

  5. Four-leg robot spontaneously trots, canters, then gallops

    Electronics Weekly

    2017年3月23日 ～

  6. 受動走行をする脚ロボット

    2010年1月 ～

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    第27回日本ロボット学会学術講演会の特集記事にて 当研究室で開発したロボットが紹介された．

  7. 東北大、背骨の柔らかい４脚ロボ試作－犬の歩行・走行を再現

    2007年4月6日 ～

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    東北大学の石黒章夫教授らは犬や猫が歩き、走る際の背骨の部分の動きまでまねた４脚ロボットを試作した。歩くときは背骨が硬く、走るときは柔らかくなる仕組みにし、歩行から走行へと安定かつ迅速に移れるようにした。動き方に応じて体を制御しやすい状態に変えることは、ロボットの多様な振る舞いを実現するために重要。こうした研究が今後注目を集めそうだ。 犬などの動物は中速で歩くとき、右前脚と左後脚を同時に接地した後、左前脚と右後脚を同時に接地するのを交互にくり返す「トロット」という歩き方をする。 一方、走るときの脚の運び方は異なり、左右両前脚を同時に接地した後、左右両後脚を同時に接地するのを交互にくり返す。この走り方を「バウンス」という。 今回、空気圧アクチュエーターを使って４脚ロボットの背骨の硬さを制御。バウンスで走るときだけ空気圧アクチュエーターの空気を抜いて背骨を柔らかくし、バウンスをしやすい、背骨

  8. 背骨軟らかく4脚ロボ東北大が試作

    2007年4月6日 ～

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メディア報道 9

  1. 自然な運動を「知能」として利用

    科学新聞社　科学新聞　6面

    2025年6月20日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  2. 電気刺激でクラゲ誘導成功

    河北新報社　河北新報　20面，web: https://kahoku.news/articles/20250616khn000080.html

    2025年6月17日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  3. 海洋調査、クラゲに託す 加茂水族館×東北大×東大、「サイボーグ」開発へ

    山形新聞社　山形新聞　1面, web: https://www.yamagata-np.jp/news/202506/08/kj_2025060800185.php

    2025年6月8日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  4. 電気刺激でクラゲの遊泳方向を自在に 東北大学、海洋調査ロボに応用

    日本経済新聞社　日本経済新聞　電子版: https://www.nikkei.com/article/DGXZQOSG232P40T20C25A5000000/

    2025年6月3日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  5. 昆虫やクラゲがロボットの一部となる！ 生物サイボーグの開発 執筆者本人

    河合塾　みらいブック　https://miraibook.jp/researcher/w23072

    2024年4月

    メディア報道種別: インターネットメディア

  6. 【TOHOKU University Researcher in Focus】Vol.021 生きものに学ぶロコモーション

    東北大学　【TOHOKU University Researcher in Focus】　東北大学webサイト

    2023年1月19日

    メディア報道種別: インターネットメディア

  7. 片まひ患者向け軽量なアシスト装置を開発

    BSフジ　知りたい！ SDGｓ（第111回）

    2021年11月11日

    メディア報道種別: テレビ・ラジオ番組

  8. （科学の扉）鳥・虫ヒント、次世代ロボ 環境変化へっちゃら/宅配や災害現場で応用

    朝日新聞社　朝日新聞　22面 科学の扉

    2019年6月3日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  9. 柔軟な足で自律歩行を実現

    Newton誌

    2012年8月7日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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