Delayed Feedback Control(DFC)はカオス制御の一手法である．制御対象となるカオスアトラクタに埋め込まれた不安定周期解(UPO)の1周期分前の状態を利用して，制御対象をそのUPOに安定化する手法である．本研究でインパルスを断続力学系にDFCを適用した際，わずかな帰還時刻と周期のミスマッチにより生じる制御入力が制御性能に影響を与えることが分かった．本稿では制御量を抑止する手法を提案し，Izhikevichモデルにおける制御例を示す．

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中心多様体を高速に高次項まで計算するアルゴリズム開発を行い，その動的システム論や制御系設計への応用について報告する．

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本報告では，非常に弱く拡散的に結合されたカオス発振器に発生する安定周期軌道を様々な側面から検討する．まず，この軌道をダブルスクロール回路で実験的に再現し，現象のロバスト性を実証した．さらに，2つのロジスティック写像を拡散的に非常に弱く結合した系においても同等の軌道が存在することを確認し，その発生メカニズムを分岐理論で示した．

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本発表では，Lur'e系の遅延結合ネットワークにおける同期条件について検討する．一般に遅延結合ネットワークの同期条件は，システム間の結合強度とむだ時間で与えられるが，ここではネットワークのグラフ構造を表わすラプラシアン行列の固有値に着目する．まず，ネットワークが完全グラフとなる場合のその固有値と同期条件との関係を明らかにし，さらに他のグラフ構造における同期条件との関係について検討を行う．

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カオス制御法のひとつとして，Pyragas によって提案された delayed feedback 制御法 (DFC) について，最近我々はある条件（ゲイン行列と制御前の方程式の周期解まわりでのヤコビアン行列が可換であること）のもとでDFCの成否を判定する解析的な結果を得た．本講演では，その結果を紹介するとともに，レスラー方程式に適用した数値計算例について述べる．この数値例は，Pyragasが与えたゲイン行列とは異なるゲイン行列（単位行列の実数倍）を用いたDFCを採用しているが，Pyragasによるものとまったく同様に，1倍，2倍，3倍周期解が安定化できることを示すものであり，DFCの有効性を示す一つの証拠となるであろう．

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相互作用を伴う複数の発振器には，同期などの様々な興味深い非線形現象が発生する．最近では，相互作用に遅延時間が伴うダイナミクスが精力的に調査されている．この遅延時間を伴う相互作用は全ての発振器の振動を停止させることがある．本報告では，遅延ダイナミクスを有する3個の発振器において，遅延時間を伴わない拡散的結合によって振動停止現象が生じることを示す．

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立位での歩行訓練が困難な歩行機能障害者の歩行訓練のために，座位での訓練が可能な座位歩行訓練機を開発している．現在，訓練機の移動時に訓練機が理想経路から外れるという問題が生じており，原因として移動時に訓練者の重心が移動する事により全体の重心が想定される位置からずれる事が考えられる．そこで本研究では，重心のずれを考慮した座位歩行訓練機のモデリングを行った後，PID制御法を用いて重心のずれがある場合の経路追従誤差の抑制効果について明らかにする．

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早期回復実現のために，怪我や手術直後，まだ立位筋力不足な状態から歩行訓練を始めることが強く望まれている．したがって，先行研究では，立位筋力不足の重度患者も使用可能な座位歩行訓練機を開発した．しかし，より効果的に訓練するには適切な運動メニューを作成する事が必要である．本発表では，運動メニューづくりの根拠として，座位歩行訓練機使用時と立位での実歩行の場合を，動作や筋力状況について比較することにより，座位歩行訓練機による訓練の特徴を明らかにする．

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社会の高齢化につれて、高齢者の転倒事故は多発している。 力学的な立場から、転倒状態発生の直前に、何らかのFall Signを測定できれば、転倒になりそうな姿勢を安定状態に修正することが可能である。 そこで、本研究では、転倒原因の最も多い一つである「つまずき」に着目して、加速度センサーを用いて、歩行時から転倒までの体の頭、肩、腰、膝の加速度の変化から測定・解析することにより、Fall Signを抽出する。 結果として、転倒を予測できるようになり、転倒防止につながる。

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歩行障害患者の歩行訓練のためには，まだベッドに横になっている状態からの訓練が重要であり，さらに運動制御を行う脳についても同様に訓練を行うことが重要であると考えられる．しかも，後遺症を残さないためにはなるべく早く訓練することが望ましい．そこで本研究では歩行イメージによる回復初期の歩行訓練法を開発するために近赤外線分光法を用いて歩行運動想起時及び実歩行時の脳活動を計測し，両者の比較から歩行訓練に利用可能な脳活動の情報の抽出を試みる．

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高齢化社会における高齢者に対し、健康・老化防止への支援を行うシステムの構築を試みる。ここでは、自己健診の普及による高齢者の老化防止への意識向上と共に、歩行生活圏に点在する「健寿の駅」なるサービス拠点を設け、生活改善への支援を行うユビキタス性の高いバイタルセンサーネットワークシステムの構築について述べる。

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心不全患者の救命方法の一つである体内埋め込み型人工心臓として、磁気浮上技術を応用し、長寿命化を実現した磁気浮上人工心臓が開発されている。我々は遠心ポンプのインペラを径方向から磁気支持するタイプの磁気浮上人工心臓を開発している。本人工心臓の磁気浮上特性を向上させるためには、浮上インペラの変動を引き起こす要因を低減することが重要である。流体解析や磁場解析などを行い変動要因の検討を行ったので報告する。

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本研究では，機械的なナノ振動刺激が細胞に及ぼす影響を効率的に実験解析可能なツールとして“圧電駆動型マイクロ細胞培養デバイス”の開発を行っている．本報では，細胞への効率的な機械的ナノ振動刺激を実現するため，マイクロチャンバー内への細胞導入方法について検討を行った．また，細胞培養実験を行い，開発したデバイスの細胞実験への有効性についても調査を行った．

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高齢者や肢体不自由者のQOL(生活の質)やADL(日常生活の動作)の向上を目的としたパワーアシスト機器が注目されている。現在市販されているパワーアシスト車椅子は，推進力のアシストが主な機能であり，様々な患者に対応した製品は開発されていない。本研究では，片麻痺患者に着目して，片手で容易に操作可能な片手漕ぎパワーアシスト車椅子の開発を行い，走行制御によって操作性を向上させることを目的としている。

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短下肢装具などのウエアラブルな生活支援機器や医療機器においてインテリジェントな制御を行うにはエネルギー源が必要である。本研究ではDCモータを用いることにより、セミアクティブに足関節の回転減衰を可変にし、かつ患者自身の運動からエネルギーを回生することを考える。簡単な実験装置を用いて昇圧チョッパ回路による基礎実験を行い、エネルギー回生について検討することで、提案法の有効性を示す。

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現在の力覚を有する多くのマスタースレーブには力センサおよび本格的な駆動源が使用されているが，本研究では，エネルギー回生を応用して，力センサ，本格的駆動源なしても力覚を有するマスタースレーブを提案する．モータのもつアクチュエータと発電機の両特性を生かし，力学系―電気系―力学系のエネルギー変換と速度および位置制御を用いる実験装置を試作し，実験により効果を確認した．

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本研究グループでは歩行障害者の早期回復を目的として全方向移動型歩行訓練機を開発している．現在の歩行訓練機には転倒後の危険を防止するための安全装置は実装されているが，転倒に至る際の利用者の変化を検知して対処を行う事ができれば，より安全な訓練が行えるようになると考えられる．
本報告では利用者が転倒に至る際の前兆として現れる身体運動の変化を明らかにするために，擬似的に転倒動作をとった際の身体部位の加速度・角速度を計測し特徴量の解析を行う．

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本研究は一対の拮抗二関節筋を含む3対6筋により駆動される2自由度ロボットアームの運動制御における関節トルク分配問題を解決する．関節駆動機構の冗長性は手先の動かしやすさを調節できる機能をロボットに与えることから，目標の手先運動を行いやすくする筋張力の組が得られるように関節トルクを各筋へ分配する．このために，分配問題を動的可操作性楕円体から得られる可操作度を最大化する最適化問題に帰着させる．

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手術などで手先の細かい作業を行うとき、肘を浮かしたままの長時間の作業をすることになる。作業者の負担は大きく、肘を浮かしたままでの作業は非常に大変である。そこで、本研究では、腕の自重を支えることができるロボットアームの試作研究を行う。このロボットの特徴は、駆動軸を固定せずに、常にフリーな状態を維持することで、作業者の動きを妨げることがないような制御を行う。

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モーションキャプチャは医療、福祉分野での動作解析に使用されているが、マーカがカメラに映らなかったときマーカの位置情報は欠落する。また、システムは大変高価で設置作業も大がかりになる。 そこで、ＵＳＢカメラでのステレオビジョンで特徴点抽出を用いたモーションキャプチャと慣性センサを用い、マーカがカメラ画像から消えたときでも３次元座標を得られ、かつ医療、福祉従事者が容易に使用できる新しい動作解析システムを開発する。

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In this study a pneumatic positioning stage is considered, which is mounted on the base plate. The base plate is supported by the coil-type spring isolators. The stage is moved by the driving force and the reaction force causes the vibration of the base plate with its natural frequency, affecting the stage to fluctuate in the opposite direction, which degrades the performance of positioning. To reduce the effect of the reaction force and improve the positioning time, the base plate jerk feedback is proposed. This feedback was first realized using an external force exerted to the base plate and then employed for the real condition of positioning. In both cases good experimental results were obtained, which are explained in the remainder of this literature.

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本研究の目的は高速・高精度での質量計測システムの 構築である．本稿では，電磁力平衡式の動的挙動を 明らかにするために，電磁力平衡式秤のモデル化を行う． そして，シミュレーション結果と実験結果の比較を行い， 構築したモデルの妥当性について検討する．

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スライダの制御では，高速・高精度な位置決めが要求されており，スライダの未知パラメータを同定できれば制御系の性能改善が期待できる．フィードバック誤差学習により対象の逆モデルを生成し，フィードフォワード制御器を設計できるものの学習時間が長く，また学習に用いる信号がスライダに高負荷である．そこで本発表では，誤差学習の実装方法について検討し，その有効性を数値例により示す．

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超音波モータの解析において，等価回路による表現が重要である．超音波モータは2端子対なので，この構造を保存したモデルでパラメータ同定を行った．さらに2端子対等価回路に実機同様の制御をかけるために，回転安定化のためのフィードバック端子を新たに付加したモデルを提案する．フィードバックにより，実機の駆動形式のシミュレーションが可能になる．

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能動形磁気軸受のモード別制御において，従来，モード分配行列の未知パラメータを設定するには，試行錯誤的にパラメータを変化させていく手法が取られてきた．磁気軸受を利用した製品の仕様が変更となると，モード分配行列のパラメータも変化するため，パラメータ設定を効率的に行う手法が求められている．本発表では実験から得られたデータを元にパラメータ設定を行う手法を示す．

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真空バルブモータの位置決めに関する研究である．同バルブは真空チャンバ内で使われる．同チャンバ内には弁を備えており，試料を入れ替える際，弁によって高真空と低真空を切り替える．従来はチャンバ内にモータが入り込んでいるが，コンタミの問題が生じる．そこで発塵を低減してダストの飛散を抑制できるよう，モータを外部に置き，機械的接触のほとんどない新たなモータを考えた．今回は，永久磁石を用いた軸受剛性補強とドライバ変更による位置決め精度の改善について報告する．

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空気圧固有の柔らかさは力制御に適しており、疲労試験機をはじめ広く利用されている。単純な力制御の場合は減圧弁が用いられるが、高精度な力制御が必要な場合はサ―ボ弁で圧力をPI制御する。力制御の性能は弁の動特性に負うところが大きいことは知られているものの、従来の空気圧による力制御の研究では弁の動特性は無視されてきた。 そこで本研究では、空気圧による力制御器の設計にサ―ボ弁の特性を含め、全体を四次系として取り扱う新たな設計法を示すとともに、その有効性について検証した。

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ナノテクノロジーの進展に伴い，ナノオーダーの超精密位置決めに対する需要が高まっている．この精度を実現するアクチュエータとして，圧電素子を用い た弾性ヒンジによる微動用ステージが多く利用されている． しかしながら，圧電素子はストロークや耐久性に乏しいといった問題を抱えている．それに比べ空気圧ベローズはストロークが長く，耐久性の信頼性も高い．そのため本研究では圧電素子を空気圧ベローズに置き換えたステージによりナノ位置決め制御を行うことを提案し，実際に装置を制作し10[nm]以下の精度，1[nm]の分解能を確認した．

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目標経路によらずに同一の扱いを可能とし，ほぼ正確な経路誤差の評価を可能にする最短目標点探索を用いた３次元経路制御手法を提案している．この手法は，目標経路を離散化した点列として与え，現在位置との距離が最小となる目標点を求め，この距離を経路誤差として最小化を図る方法であるが，負荷変動時の進行方向の応答の乱れが問題となっていた． 　本稿では，これに対して，予見補償と仮想目標値をもちいることにより，この問題点を解決する方法を提案し，実験により有効性を確認している．

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　本研究では、多指多関節ロボットハンドのために、補正力と拘束力による把持制御を提案し、柔らかい（変形する）対象物の把持について検討する。 　本稿では柔らかい対象物は、Mass-Spring-Damper格子を用いてモデル化し、実物体とモデルとの誤差を修正しつつ把持を実現することを目的とする。そのため、把持シミュレーションによりモデルのパラメータ誤差の低減について1つの例について検討を行うことで、安定な把持の可能性を示す。

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近年，鉄にガリウムを18.4 %含有したGalfenolという磁歪材料が開発された．Galfenolは延性材料であり，加工性が良くかつ引っ張りや曲げに非常に強いことからPZTよりも小型で高強度かつ負荷下でも使用可能な振動子を実現できる．本稿ではGalfenolを使った振動子を製作し、引張力及びばねによる圧縮力を加えることによる性能評価を行った。また共振駆動において変位を増幅させる機構を検討した。

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2006-2008年年度の3年間にわたり、産業界で活躍できるプロセス制御エンジニアの育成とネットワークの構築を目指して、プロセス塾を開催した．1）プ2010年度からは内容を新たに第2弾を開催することを検討している．本報告は、プロセス塾の概要(2006-2009)と第２弾の報告である．

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ボールなどの球体が回転する量（回転軸・回転角速度）を計測する手法について提案する．一台の高速度カメラで球体を撮影し，その映像を解析・処理することによってその回転量を計測する．球体の表面にはあらかじめマーキングを施し，特徴点を複数用意しておく．その特徴点の三次元座標を元に回転量を推定する．この手法では，カメラが固定でき，ボールが撮影できる環境であれば，高価な機材を用いずにどこでも計測が可能である．

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近年，環境問題が注目を集めており，環境問題対策としての省エネルギーは重要なテーマであり、高度制御技術は，こうした取り組みの中で大きな成果を残してきた技術の１つである。省エネルギーに貢献する高度制御の適用例を紹介する。

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弊社では、鉄鋼プラント向け計算機システムの品質、生産性、およびユーザー保守性の一層の向上を目指し、システム体系の見直しを行い、標準プラットフォームの構築を行いました。 本稿では、TMEICの計算機システムにおける標準プラットフォームの目的、特徴を紹介します。

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長網抄紙機のワイヤーハ゜ートにおいて，ヘット゛ホ゛ックスからワイヤー上へ噴出されるハ゜ルフ゜原料の表面速度の変化状態を，特殊な走行装置と，非接触式のレーサ゛ー速度計を用いて測定した結果について，そして，最終的に出来上ってきた紙匹のハ゜ルフ゜繊維の配向性について調べた結果について述べる．さらに，分子動力学法を利用して，原料中のハ゜ルフ゜繊維のタ゛イナミクス（動き）を簡単な物理モテ゛ルで模擬できるよう工夫し，ワイヤー上の剪断流れを仮定した流れ場の中でのハ゜ルフ゜繊維のタ゛イナミクスと紙の繊維配向度との関係について考察した結果についても述べる．

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共鳴振動検出式液面（残量）計 現在、医療機関で麻酔用の笑気ガスや消火活動に炭酸ガスが使用されている。一般的に液化ガスの液面（残量）はロードセル式の秤で重さを測定する大掛かりな方法である。そのため、そこでボンベの液面を簡単に正確に計測し、残量の管理と常時モニタリング可能なシステムが必要とされている。本研究では、ボンベの容器と液面の間で発生する共鳴振動周波数によりボンベの内の液面（残量）を計測できるように研究に着手し、共鳴振動式液面計を実用化にすることが出来ましたので、その結果を報告する。

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SICEで「産業論文」の制度が発足して9年目になる。今までに225件以上の投稿と120件の掲載論文を得ている。原稿の投稿、査読、掲載までをすべてWebベースでおこなうものであり、その査読管理システムも委員の間でWebベースで運用されている所に大きな特徴がある。 ちょうど今、SICE全体の論文の在り方を見直そうと言う機運が起きており、この機会に「産業応用論文」の現状と今後についての考察を試みる。

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平成21年4月施行の統計法第36条により，統計調査を実施する行政機関等は，その作成した一部の匿名データ，および，オーダーメイドで集計した結果を提供できるようになった．モデルを用いる研究者にとって，過去のデータを活用できるようになったことは非常に有益である．本稿では，その概要とエンジニアとしてかかわった施設のセキュリティについて報告する．

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プレスキャスティング法において，欠陥抑制のためのプレス圧力制御と成形サイクルタイム短縮を同時に達成するプレス速度の最適設計およびロバスト設計を提案する。簡易化された鋳型内圧力モデルとその逆モデルを用いた速度設計手法の提案および、検証結果を報告する。溶湯の圧力モデリングでは、温度依存型粘性変化と、局所・慣性加速度による作用圧力が考慮される。

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プロセス制御においては、PID制御が最も多数を占めているが、モデル予測制御も次第に普及してきた。導入にあたってPID制御では3つのパラメータをチューニングする必要があり、さまざまな手法が提案されているが、制御の対象となるプロセスの違いに応じたノウハウが必要である。一方PFC（Predictive Functional Contorol）では、チューニングすべきパラメータは1つである。さまざまなプロセスについて、2つのコントロールアルゴリズムをシミュレーションによって比較する。

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この論文はLQI制御を利用したポストPID制御について検討する。長いむだ時間を含む熱系プラントにも適用できる制御対象モデルとしてSOAPiモデル（2次遅れ系＋1次オールパスフィルタ＋積分器）とリミットサイクル同定を組み合わせることで汎用性を高めた。また、PID制御の欠点であるパラメータ調整の煩雑さを解決するため、参照モデルを用いてのLQIコントローラの自動設計手法について提案する。

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本研究では、計算量を低減した予見制御手法を示す。予見制御は整定時間の短縮に有効であるが、一般的に未来の目標値変化とのたたみ込み演算を行なう必要があるので、多大な計算量を必要としていた。この計算量の低減を目的として，各クラスの目標値成分に対して目標軌道を生成する内部モデルをつくり，予見部分における内積の計算を一つの乗算に置き換えた．最後に熱系プラントに対する適用例を示す。

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　機械学習におけるガウスカーネルの基底半径はサポートベクターマシン（Support Vector Machines; SVM)や、RBFネットワーク（Radial Basis Function; RBFN ）の汎化能力に大きな影響を与えることが知られている。 従来、このパラメータは交叉検定法のように実験を繰り返すという方法、または経験で決定さ れていた。しかし、交叉検定法は時間がかかり、実問題では実施が困難な場合も多い。 また、経験式（目安の式）で定める方法は理論的検証がなく、改善の余地もある。 これまでの目安の式はデータの密度を元に算出するもの であり、低次元においては良い汎化能力を示すことが知られている。しかし、高次元においては汎化能力が必ずしも高くならないという問題が存在する。データの密度に基づく目安の式では汎化能力の向上に対して限界があると考えられ、それを改善するためにSVMの汎化誤差の上限値から目安の式を導き出すことを試みる。

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我々は，工場内の無人搬送車AGVの行動制御に焦点を当て，心を持つAGVを開発した．しかし，未だ工場の生産性が低下することが判明し，その原因は，心の変化が状況に十分に対応出来ていない為であった．そこで，本研究では，効率よくAGVの心を変化させるため，過去のAGVの行動の成功例からニューラルネットワークを生成し，心に送る刺激を適切な値に調節する方法Experienced based Stimulation Adjustment by NNを提案し，シミュレーションによってその有用性を検証した．

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本研究では異常値が含まれる大規模データをサポートベクター回帰(SVR)を用いて効率的に学習する方法を紹介する。SVRは一般的に２次計画問題として定式化される。２次計画問題は問題の規模(データ数) が大きくなると計算時間が指数関数的に増大してしまうという欠点がある。現在までに、計算時間の短縮を図る方法としてchunking法が提案されているが、一般的にchunking法は異常値による影響を受けやすい事が知られている。そこで新たな分解法によって異常値を含むデータに対してもロバストな計算手法を提案し、その有効性を示す。

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SVRを用いて回帰を行う場合、ガウスカーネルの半径等のパラメータを適切にとる必要があるが、その作業は一般には困難である。本研究では、アンサンブル学習を用いることによってSVRのパラメータチューニングを容易にすることができるかどうか検討する。

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本報告では，生産スケジュールの実行中に突発的なイベントが生じた場合の解決方法として，遺伝的アルゴリズムとプロダクションルールによる新たなリアクティブスケジューリング手法を提案する．突発的イベントの内容としては，製品の部材切れや特急品の対応などが考えられる．本研究では，これらに対応するためにルールの知識とGAによる最適性を勘案するスケジューリング方法を提案し，提案手法の概要と適用事例について述べる．

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生物は予測不能的に変動する環境下で驚くほど適応的な振る舞いを示す．本研究では，ヘビのロコモーションに着目し，そのメカニズムを構成論的アプローチに基づいて理解することを目的とする．身体に粘弾性特性を持たせたロボットのモデルを構築し，「筋の伸張」と「身体表面に生じる応力ベクトル」という２つの局所的に入手可能な感覚情報に基づいたフィードバック則を設計する．モデルの妥当性をシミュレーションにより検証し，環境を活用した効率的なロコモーションが実現できることを示す．

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本研究では、振動試験装置の加速度制御に関する研究を行う。制御対象は、水平方向（x方向）、垂直方向（z方向）、y軸周りの回転の３自由度を持つ電動型振動試験装置を用い、制御系設計手法にはDual Model Matching(DMM)法を用いる。DMM法は2自由度制御系の設計手法の一種で、目標値追従特性と外乱抑制特性を別々に設計できる。そして、設計した制御系をシミュレーションおよび実験により検証する。

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