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岡　正人 （オカ　マサト）

  • 工学部 ロボティクス学科　教授
Last Updated :2023/12/05

コミュニケーション情報 byコメンテータガイド

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    超音波モータを用いた医療･福祉分野の研究を行っています。MRI室の中で動作可能な手術支援アームや食事支援ロボットの開発をしています。

  • 報道関連出演・掲載一覧

    ＜報道関連出演・掲載一覧＞ ●2016/4/14 　朝日放送「キャスト」 　日本とアメリカの人工知能の違いについて

研究者情報

学位

  • 博士（工学）（山口大学）

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J-Global ID

研究キーワード

  • 超音波モータ   精密位置決め制御   Ultrasonic mootor   手術支援アーム   

現在の研究分野（キーワード）

    超音波モータを用いた医療･福祉分野の研究を行っています。MRI室の中で動作可能な手術支援アームや食事支援ロボットの開発をしています。

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器 / 電子回路
  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス
  • 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

経歴

  • 2013年04月 - 現在  近畿大学 工学部ロボティクス学科教授
  • 2012年04月 - 2013年03月  近畿大学 工学部知能機械工学科教授
  • 2009年04月 - 2012年03月  宇部工業高等専門学校機械工学科教授

学歴

  •         - 2004年   山口大学   理工学研究科   システム工学専攻
  •         - 1986年   九州工業大学

所属学協会

  • 日本産業技術教育学会   日本AEM学会   日本機械学会   

研究活動情報

論文

  • 岡 正人; 田中幹也
    日本機械学会論文集 2021年12月 [査読有り]
  • 岡 正人; 田中 幹也
    日本産業技術教育学会誌 59 1 29 - 37 日本産業技術教育学会 2017年03月 [査読有り]
  • K. Tanaka; Y. Kodani; M. Oka; Y. Nishimura; F. A. Farida; S. Mu
    INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED ELECTROMAGNETICS AND MECHANICS 36 1-2 177 - 181 2011年 [査読有り]
     
    In this paper, we develop a meal assistance robot for people with disabilities of upper limbs and pacemakers in the body. In the robot, ultrasonic motors are used because the motors do not generate an electromagnetic field. The robot is handled using acts of user's eyes so that the people can use it. Moreover, the vibration is small because the arms of our robot move independently of each other. In this paper, we introduce structure of our robot and show the advantage with experiment results.
  • 田中 幹也; 村田 裕介; 西村 悠樹; 岡 正人; 内堀 晃彦; 内堀 晃彦; Yusuke MURATA; Yuki NISHIMURA; Faridah Abd RAHMAN; Masato OKA; Akihiko UCHIBORI
    日本AEM学会誌 18 3 294 - 299 日本AEM学会 2010年09月 [査読有り]
     
    Although the ultrasonic motors are useful in various cases, they are very hard to control because of the following reasons: the motors have nonlinear relations between the input (phase difference) and the output (revolving speed), the property fluctuation is caused by change of load, and the structure is quite complicated. Therefore we propose the variable gain type PID controller, in which parameters are adjusted using the particle swam optimization (PSO). Then, the effectiveness of the proposed method is confirmed by the experiments.
  • 長縄 明大; 山尾 拓也; 佐藤 生馬; 岡 正人; 田中 幹也; 正宗 賢; Akihiro NAGANAWA; Takuya YAMAO; Ikuma SATO; Masato OKA; Kanya TANAKA; Ken MASAMUNE
    日本AEM学会誌 18 2 155 - 161 日本AEM学会 2010年06月 [査読有り]
     
    The surgical navigation robot is used in order to position the instrument correctly to the target disease. The development of a MRI (Magnetic Resonance Imaging) compatible navigation robot is recently started so as to utilize more rich information of the MR imaging. In this research, we discuss about highly precise control of the navigation robot which uses under the MRI. This robot consists of ultrasonic motors (USM) and nonmagnetic materials. We operate the robot by using the phase difference control circuit which we developed as the driver of the USM. In a control system design, two-degrees-of-freedom control system was adopted. In addition, the MRI compatibility such as the skewness of the image and signal to noise ratio which we inspected using 0.2T (Tesla) open MRI was evaluated. From the experimental results that imaged MR images while controlling the robot, we could realize the highly precise control and suppress the influence of the noise.
  • Kanya Tanaka; Yuji Wakasa; Takuya Akashi; Masato Oka
    ELECTRICAL ENGINEERING IN JAPAN 169 1 59 - 65 2009年10月 [査読有り]
     
    This paper proposes a PI control method adjusted by a genetic algorithm (GA) for all ultrasonic motor (USM). In the proposed method, proportional and integral gains are adjusted using a GA in order to compensate the characteristic variations of the plant. The effectiveness of the proposed method is confirmed by experiments. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 169(1): 59-65, 2009; Published online in Wiley InterScience (www. interscience.wiley.com). DOI 10.1002/eej.20842
  • 超音波モータの可変ゲイン型知的PID制御
    日本AEM学会誌 17 3 501 - 507 2009年09月
  • 田中 幹也; 岡 正人; 若佐 裕治; 明石 卓也; 長縄 明大; Kanya TANAKA; Masato OKA; Yuji WAKASA; Takuya AKASHI; Akihiro NAGANAWA
    日本AEM学会誌 15 4 415 - 421 日本AEM学会 2007年12月 
    The ultrasonic motor (USM) has strong non-linearity caused by frictions. Therefore, it is difficult to accomplish satisfactory control performance by using PID control. In this paper, we propose the genetic algorithm (GA) adjustment type neural network (NN)-PID control that used GA for study of NN. The effectiveness of the proposed method is confirmed by experiments.
  • 岡 正人; 田中 幹也; 長縄 明大; 春山 和男; Masato OKA; Kanya TANAKA; Akihiro NAGANAWA; Kazuo HARUYAMA
    日本AEM学会誌 15 2 201 - 207 日本AEM学会 2007年06月 
    In this paper, we propose the control method using the PID controller combined with neural network (NN) for ultrasonic motor (USM). In the conventional PID controller, it is difficult to achieve precise position control and strictly adjust transient characteristic. Because the input-and-output characteristics of USM are nonlinear and has dead-zone caused by load. In this control method, main controller uses the PID controller, and NN is used compensation controller that the relationship between the control input of PID controller and the rotation speed become to linear. The proposed controller realizes the steady state position error set to 0 (less than 6.28×10^<-5> rad). The effectiveness of the proposed design method is confirmed by experiments using the existent USM.
  • 田中 幹也; 若佐 裕治; 明石 卓也; 岡 正人
    電気学会論文誌 127 6 663 - 668 The Institute of Electrical Engineers of Japan 2007年06月 
    This paper proposes a PI control method adjusted by a genetic algorithm (GA) for an ultra-sonic motor (USM). In the proposed method, a proportional and an integral gains are adjusted using GA in order to compensate characteristic variations of the plant. The effectiveness of the proposed method is confirmed by experiments.
  • NN併用型2自由度MRACSに基づく超音波モータの位置制御
    計測自動制御学会産業論文集 6 1 1 - 7 2007年03月
  • 春山和男; 田中幹也; 小林茂樹; 安岡克典; 内堀晃彦; 岡正人
    電気学会論文誌 126 11 1507 - 1513 The Institute of Electrical Engineers of Japan 2006年11月 
    In this paper, we propose the getting up detection and report device which can be installed in middle-small facilities and ordinary houses. This device combines a mat sensor which detects rising and a power line communication (PLC) device as a reporting system. This device does not need any additional construction for installation as long as facilities equip electric power supply 100V for ordinary businesses. At first, the mat sensor in the system detects rising of an elderly person or lying down to bed. The PLC system sends ON/OFF signal and reports to nurses and staff members in their rooms. Since the main objective of the PLC system is to keep exact detection and transmission of the mat-sensor ON/OFF signal, high-speed network is not necessary. It is required that the system should be robust against noises of household electrical appliances. We used the selected-career method as a transmission method in which we located 2 lines of tone frequency (132kHz or 115kHz) for the power line transmission in the device. The effectiveness of the proposed device has been confirmed by the field experiments in welfare facilities for elderly people.
  • Journal of Robotics and Mechatronics 18 5 643 - 649 2006年10月
  • マインドストームのための遠隔操作装置(リモコン)の開発とそれを用いたロボットコンテストの授業実践
    日本産業技術教育誌 48 2 129 - 136 2006年08月
  • 岡正人; 内堀晃彦; 長縄明大; 森岡弘; 田中幹也
    電気学会論文誌 124 2 168 - 174 2004年09月 
    In this paper, we propose PI controller combined with neural network (NN) for position and tracking control of ultrasonic motor (USM). In the conventional fixed gain PID controller, it is difficult to achieve precise control. Because the input-and-output characteristics of USM change with temperature rise or fluctuatio of load-mass. In this design method, NN controller is used to compensate these characteristics fluctuation. Weights of NN are adjusted by back propagation method so that control error may be minimized. Moreover, variable frequency method is used for the control input in order to simplify drive circuit and realize quick response. The effectiveness of the proposed design method is confirmed by experiments using the existent USM. © 2004, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.
  • 日本機械学会論文集 C 70-694 171 - 177 2004年06月 [査読有り]
  • K Tanaka; M Oka; A Uchibori; Y Iwata; H Morioka
    ELECTRICAL ENGINEERING IN JAPAN 146 3 46 - 54 2004年02月 
    The input-output characteristic of an ultrasonic motor (USM) has nonlinear elements and changes with a temperature rise or fluctuation of load-mass. Therefore, it is difficult to accomplish satisfactory control performance by using conventional PID controllers. In this paper, we propose a PID controller combined with a neural network (NN-PID controller). In this design method, the controller gains consist of constant gains of the PID controller and variable gains of the NN controller. The weights of the NN are adjusted by the backpropagation method so that the control error can be minimized. This method does not require long learning time of the NN. The effectiveness of the proposed design method is confirmed by experiments using an existing USM. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 146(3): 46-54, 2004; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/eej.10199.
  • 長縄 明大; 三宅 拓郎; 田中 幹也; 岡 正人
    電気学会論文誌 123 10 1125 - 1131 2003年09月 
    Ultrasonic motors (USM) which has many useful features such as small, light and high torque at low speed are expected to find many applications in several fields. However it is difficult to control precisely since the USM contains nonlinear properties caused by driving frictions, changes of temperature, fluctuation of load-mass and so on. To date, a large number of studies have been made on the compensation of the USM nonlinear properties using neural network, fuzzy control and other position control theories as well. However, studies aiming at holding the optimal tracking performance of the USM designed for nominal plant have not been reported yet. Accordingly, in this paper, we propose a position control method of the USM using a Two Degree of Freedom optimal servo system with an adaptive technique. The effectiveness of the proposed method is well demonstrated based on the results of our experimental study. © 2003, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.
  • 日本機械学会論文集 C 69-681 101 - 106 2003年05月
  • 田中 幹也; 岡 正人; 内堀 晃彦; 岩田 洋一郎; 森岡 弘
    電気学会論文誌 C 122 1317 - 1324 電気学会 2002年08月
  • ニューラルネットワークを用いた超音波モータの精密位置決め制御
    日本機械学会論文集 C 67-695 121 - 127 2001年07月
  • シリアル伝送方式を用いた競技用ロボットにおける遠隔制御回路
    論文集「高専教育」 23 399 - 403 2000年03月
  • LANを利用した競技用ロボット制御システム
    論文集「高専教育」 22 131 - 136 1999年03月
  • LANを利用した遠隔操作実験
    論文集「高専教育」 21 265 - 271 1998年03月
  • 工作実習における「ミニロボットの製作」の導入
    論文集「高専教育」 20 249 - 256 1997年03月

書籍

  • ニューラルネットワーク計算知能
    森北出版 2006年09月 ISBN: 9784627829916

講演・口頭発表等

  • パラメータ値高速切替法による 超音波モータの精密位置決め制御
    岡 正人; 田中幹也; 喜多直輝
    日本機械学会 2021年度年次大会 2021年09月
  • ３パラメータ値切替方式における小型超音波モータの位置決め制御
    喜多直輝; 岡 正人
    ロボティクス・メカトロニクス講演会 2021 in Osaka 2021年06月
  • ３パラメータ値切替手法における小型超音波モータの位置決め制御
    喜多直輝、岡 正人
    日本機械学会 第51回学生員卒業研究発表講演会 2021年03月
  • ３パラメータ値高速切替手法における 超音波モータの精密位置決め制御
    岡 正人; 田中幹也; 喜多直輝
    第29回MAGDAコンファレンスin大津 2020年12月
  • マイコンを用いたフィードバック制御学習ボードの開発
    岡 正人; 田中幹也
    日本産業技術教育学会 第63回全国大会 2020年09月 口頭発表（一般）
  • ロボットアクチュエータ制御に用いる学習ボードの開発  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也
    日本産業技術教育学会 第62回全国大会 2019年08月
  • 三次元空間のモーションコントロールシステムにおける制振制御  [通常講演]
    芝埜 慧; 岡 正人
    第27回日本AEM学会MAGDAコンファレンス 2018年10月
  • スマートフォンを用いた遠隔制御用ハードウェアの構成  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也; 芝埜 慧
    日本産業技術教育学会 第 61 回全国大会 2018年08月
  • インターネットを利用した移動型ロボット制御システム  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也
    日本工学教育協会関東工学教育協会 第65回年次大会 2017年08月
  • 実演機能を付加したe-learningシステムの開発  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也; 芝埜 慧
    日本産業技術教育学会 第61回全国大会 2017年08月
  • インターネットを用いた遠隔操作型移動ロボットに関する研究  [通常講演]
    岡 正人
    日本産業技術教育学会第59回全国大会 2016年08月 口頭発表（一般）
  • ハイブリッド型競技用ロボットの試作と検討  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也
    日本産業技術教育学会第58回全国大会 2015年08月 口頭発表（一般）
  • 動画・音声通信ソフトを用いた遠隔操作に関する研究  [通常講演]
    岡 正人; 田中幹也
    日本産業技術教育学会第58回全国大会 2015年08月 口頭発表（一般）
  • 関節部にアクチュエータを 用いない二自由度アーム構造  [通常講演]
    岡 正人
    第３１回日本ロボット学会学術講演会 2013年09月 口頭発表（一般）
  • 岡 正人
    計測自動制御学会 2012年12月 福岡国際会議場 計測自動制御学会
  • 予測制御によるMRI対応ナビゲーションロボットの高精度位置決め  [通常講演]
    伊東 真実子; 長縄 明大; 関 健史; 佐藤 生馬; 田中 幹也; 岡 正人; 正宗 賢
    生活支援工学系学会連合大会講演予稿集 2009年09月 (一社)ライフサポート学会
  • 東 佳宏; 明石 卓也; 若佐 裕治; 田中 幹也; 岡 正人
    ライフサポート 2008年 The Society of Life Support Engineering
  • 山本 悠介; 明石 卓也; 若佐 裕治; 田中 幹也; 岡 正人
    ライフサポート 2008年 The Society of Life Support Engineering

作品等

  • 国立高等専門学校機構 連携融合事業「ＭＲＩ対応型手術支援ロボットに関する研究」
    2007年
  • 産学Ｒ＆Ｄ推進（中国技術振興センター） 「アクチュエータの高機能化」 電磁環境を考慮したアクチュエータの高性能化に関する研究
    2002年 -2004年
  • やまぐち・うべメディカル・イノベーション・クラスター構想 （文部科学省、（財）やまぐち産業振興財団） 「次世代医療機器（無侵襲・低侵襲型の医療用診断・治療機器とＱＯＬシステム）」 精密・微細加工技術を基盤とする低侵襲手術・治療器具の開発
    2002年 -2004年
  • 株式会社医療福祉工学研究所（山口大学工学部）「MRI対応型手術ロボットの開発」
    2004年
  • RSP地域研究開発促進拠点支援事業（科学技術振興事業団）「医療・福祉用メカトロニクスに関する研究」
    2001年 -2002年

MISC

産業財産権

  • 圧力制御弁とこれを用いた空気圧駆動システム並びに穿刺システム
    特願2003-403016
  • 超音波モータ制御回路
    特願2007-028672
  • 超音波モータとこれを用いた穿刺システム
    特許第4288349号

受賞

  • 2008年 日本AEM学会論文賞

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • パルス幅高速切換え方式による超音波モータの精密位置決め制御回路の開発
    日本学術振興会：科学研究費補助金（基盤研究C）
    研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 
    代表者 : 岡 正人
  • LED のイルミネーションの動きをプログラム で作ってみよう
    マツダ財団：
    研究期間 : 2015年12月 
    代表者 : 岡 正人
  • 小・中学生のためのものづくり教室 －ロボットアームを製作してみよう-
    マツダ財団：
    研究期間 : 2014年06月 
    代表者 : 岡 正人
  • ギアレス駆動方式を用いたロボットアームに関する研究
    中国電力技術研究財団：
    研究期間 : 2013年04月 
    代表者 : 岡 正人
  • 中空型超音波モータ駆動方式を用いたＭＲＩ対応手術支援アームの研究
    日本学術振興会：科学研究費補助金 （基盤研究Ｃ）
    研究期間 : 2009年04月 -2012年03月 
    代表者 : 岡 正人
  • 小・中学生のためのものづくり教室 -自立走行ロボットの製作とプログラミング-
    マツダ財団：
    研究期間 : 2011年06月 
    代表者 : 岡 正人
  • デュアル・マスター・スレーブ方式を用いたトンネル型MRI対応型手術ロボットの開発
    日本学術振興会：科学研究費補助金 （基盤研究Ｃ）
    研究期間 : 2006年04月 -2009年03月 
    代表者 : 岡 正人
  • 中空型超音波モータを用いたマニュピレータに関する研究
    中国電力技術研究財団：
    研究期間 : 2008年08月 
    代表者 : 岡 正人
  • 食事支援ロボットに関する研究
    株式会社医療福祉工学研究所：
    研究期間 : 2005年04月 -2007年03月 
    代表者 : 岡 正人
  • MRI対応型高精度位置決め手術支援システム
    日本学術振興会：科学研究費補助金 （基盤研究Ｃ）
    研究期間 : 2004年04月 -2006年03月 
    代表者 : 岡 正人
  • Pricise Position Control of Ultrasonic Motors Using Neural Network
    Cooperative Research

委員歴

  • 2022年08月 - 2023年03月   日本機械学会 中国四国学生会第53回学生員卒業研究発表講演会   実行委員
  • 2016年04月 - 2020年03月   日本機械学会 情報・知能・精密機器部門 運営委員会   委員
  • 2017年08月 - 2019年07月   日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2019   実行委員
  • 2014年04月 - 2015年03月   日本機械学会 中国四国学生会第45回学生員卒業研究発表講演会   実行委員
  • 2008年04月 - 2009年09月   日本機械学会ほか 福祉工学シンポジュウム2008   実行委員

その他のリンク

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