2020年1月30日

バイオ班

BIO GROUP

Current Research Project

匂い源探索アルゴリズム

匂い源探索は工学的に実装することが非常に難しいと考えられている.その理由の一つとして,空気中において匂い場の変化を予想することが困難であることがあげられる.そこで,本研究は昆虫などの匂い源探索行動を計測し,モデル化することで,効率的に匂い源探索を行うことができる人工的なシステムの開発を目的とする.

筋細胞駆動型ロボット

筋肉は,あらゆる生物の運動の動力源となっているアクチュエータである.この優れたアクチュエータをロボットに組み込もうとする,筋細胞アクチュエータの研究が行われている.本研究では,生物の持つ多様な動きを再現できるような筋肉を作るために,3Dプリンタを使って様々な形の筋肉を作り,筋肉の動きをデザインすることを目的としている.

Past Project

坐骨神経束の多電極電気刺激を用いたアフリカツメガエルの下肢の姿勢制御

生物の能力をロボットに取り入れるために,生物の筋肉を摘出しロボットの駆動源とする手法がある.本研究では,アフリカツメガエルの筋肉を駆動源とする遊泳ロボットを作成する.アフリカツメガエルの坐骨神経束に,小型多電極を取り付けることで,下肢の筋肉を制御することを試みる.

マルハナバチの仮想環境下マルチコプタ操縦システムの開発

マルハナバチは学習や方向定位,帰巣など,優れた能力を飛翔において発揮する.そのような昆虫の能力を解明する手法の一つとして,昆虫―機械融合システムを用いたものがある.本研究では,マルハナバチの能力解明を目的とし,マルハナバチの昆虫―機械融合システムとして,マルハナバチが仮想空間内のマルチコプタを操縦する実験系の開発を行う.

Publication

2021

R. Yanagisawa, S. Shigaki, et al.,
"Wearable Vibration Sensor for Measuring the Wing Flapping of Insects", Sensors, Vol. 21, No. 2, 593, 2021, DOI: 10.3390/s21020593.

C. A. Hernandez-Reyes, S. Fukushima, S. Shigaki, D. Kurabayashi, T. Sakurai, R. Kanzaki, and H. Sezutsu, “Identification of exploration and exploitation balance in the silkmoth olfactory search behavior by information-theoretic modeling”, Frontiers in Computational Neuroscience, Vol. 15, No. 3, 2021, DOI: 10.3389/fncom.2021.629380.

N. Yamada, H. Ohashi, T. Umedachi, M. Shimizu, K. Hosoda, and S. Shigaki, “Dynamic Model Identification for Insect Electroantennogramwith Printed Electrode”, Sensors and Materials, in press.

神原章博, 富永歩, 志垣俊介, 林英治, 藤澤隆介,“CNN の深層学習を用いた樹皮画像によるスギ・ヒノキの分類の実現“, 森林利用学会誌,Vol. 36, No. 1,2021.

2020

S. Shigaki, Y. Shiota, D. Kurabayashi and R. Kanzaki, “Modeling of Adaptive Chemical Plume Tracing Algorithm of Insect using Fuzzy Inference”, IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Vol. 28, No. 1, pp. 72-84, 2020, DOI: 10.1109/TFUZZ.2019.2915187.

S. Shigaki, H. Ohashi, T. Sakurai, M. Shimizu, K. Hosoda and D Kurabayashi, “Real-Time Odor Discrimination Using Single Antenna of Insect”, IEEE Sensors Letters, Vol. 4, No. 10, Art no. 4500904, 2020, DOI: 10.1109/LSENS.2020.3024606.

岡島慶, 志垣俊介, 眞田一志, 倉林大輔, “フリックによる可変式サンプリングを導入した自律移動ロボットによる匂い源探索“. 日本機械学会論文集, Vol. 86, No. 887, pp. 19-00340, 2020.

2019

S. Shigaki, S. Haigo, C. Hernandez Reyes, T. Sakurai, R. Kanzaki, D. Kurabayashi and H. Sezutsu “Analysis of the role of wind information for efficient chemical plume tracing based on optogenetic silkworm moth behavior”, Bioinspiration & Biomimetics, Vol. 14, No. 4, 2019, DOI: 10.1088/1748-3190/ab1d34.

S. Shigaki, K. Okajima, K. Sanada, and D. Kurabayashi, “Experimental Analysis of the Influence of Olfactory Property on Chemical Plume Tracing Performance”, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol. 4, No. 3, pp. 2847-2853, 2019, DOI: 10.1109/LRA.2019.2921948.

International Conferences

2020

K. Okajima (YNU), S. Shigaki, C. Hernandez Reyes (Tokyo Tech), K. Sanada (YNU) and D. Kurabayashi (Tokyo Tech), “Analysis of the Effect of Sampling Strategy: Flicking for Chemical Plume Tracing by an Autonomous Robot”, 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), Hawaii, USA, Jan. 2020.

M. Yamada, S. Shigaki, H. Ohashi, M. Shimizu, K. Hosoda and D. Kurabayashi (Tokyo Tech), “Measurement and Analysis of Odor Source Search Behavior of Insect Using Virtual Reality System”, SICE Annual Conference 2020, Sep. 2020.

H.Ohashi, N. Yamada, N. Minakawa, R. Yanagisawa, S. Shigaki, M. Shimizu, K. Hosoda, “Demonstration of Cell Arrangement Method and Gel for 4D Printing Technology”, 2020 Meet. Abstr. MA2020-02 3722