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生理学と解剖学の知見に基づいた眼球ロボットの視線運動制御と立体視覚認識

研究課題

研究課題/領域番号 17300060
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

張 暁林  東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (60280971)

研究分担者 佐藤 誠  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (50114872)
小池 康晴  東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (10302978)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,450千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 1,350千円)
2007年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード画像認識 / 制御工学 / 生物・生体工学 / 情報工学 / 脳・神経 / ロボットビジョン / バイオロボティクス / ニューラルネットワーク
研究概要

1.車載アクティブカメラを用いた立体地図計測法:本研究では,運動物体に装着したアクティブカメラで撮影した画像を利用し、立体図生成アルゴリズムを開発した.本アルゴリズムはアクティブカメラを用いた一点注視しながら運動することによって、高精度、低誤認識率の3D画像を作成することができる。
2.神経細胞の電気特性に基づいた電子計算回路の構築:神経細胞間の伝達信号は原理的にパルス周波数信号を用いることが知られている.19年度これまで提案した神経細胞の発火機構とシナプスの等価回路を実用に向けて再構築し,神経等価回路のみでモータの制御回路を構成した。この回路はP制御の機能を実現し、神経等価回路の工学的に応用可能であることを実証した。
3.眼球運動特性を有する両眼監視システム:人間の眼球運動神経経路に基づいた両眼運動制御ロボットを設計・製作し、両眼協調運動とスムーズパーシュートを実現した。
4.眼球運動に必要とする物体追跡用画像処理アルゴリズムの中に、視標認識アルゴリズムを位相限定要素法で開発し上記両眼ロボットに実装した。また、運動視標認識するためのSIFTアルゴリズム、ヲーターシェッドアルゴリズムも開発した。
5.眼球運動制御部をアナログ回路のみで実現し、PSD素子を用いた世界初のアナログ素子のみの光追従両眼ロボット(5軸)を実現した。本研究では眼球運動制御は安定且つ制御特性の良いアナログ素子で実現できることを示した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (12件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] An Active Stereo Vision System Based on Neural Pathways of Human Binocular Motor System2007

    • 著者名/発表者名
      Yuzhang GU, Makoto SATO, Xiaolin ZHANG
    • 雑誌名

      Journal of Bionic Engineering 4

      ページ: 185-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Active Stereo Vision System Based on Neural Pathways of Human Binocular Motor System2007

    • 著者名/発表者名
      Yuzhang, GU, Makoto, SATO, Xiaolin, ZHANG
    • 雑誌名

      Journal of Bionic Engineering Vol. 4

      ページ: 185-192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Self-Distributing Software Environment for Immersive Multiprojector Displays2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hashimoto, Yoshihiko Ishida, Makoto Sato
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol. 38, No. 2

      ページ: 1-9

    • NAID

      110004669955

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 安定性と忠実性を両立させる高解像度力覚レンダリングの開発2007

    • 著者名/発表者名
      赤羽 克仁, 小池 康晴, 佐藤 誠
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 Vol.48, No. 3

      ページ: 1316-1325

    • NAID

      110006223869

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An Object Tracking System Based on Human Neural Pathways of Binocular Motor System2006

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin Zhang
    • 雑誌名

      IEEE-9th Int. Conf. Control, Automation, Robotics and Vision "Best Paper Award 受賞"

      ページ: 285-292

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Motor Control-Learning Model for Reaching Movements2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kambara, Kyoungsik Kim, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuhara Koike
    • 雑誌名

      IEEE WCCI 2006

      ページ: 1282-1289

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Proposal of Watershed Region Tracking for Image Sequence Analysis2006

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Kobayashi, Xiaolin Zhang, Makoto Sato
    • 雑誌名

      IWAT2006

      ページ: 297-302

    • NAID

      110004082575

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Learning and control model of arm posture2006

    • 著者名/発表者名
      K.S.Kim, H.Kambara, D.Shin, M.Sato, Y.Koike
    • 雑誌名

      Intelligent Autonomous Systems9

      ページ: 938-945

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 両眼固視微動を用いた立体エッジ画像生成法2005

    • 著者名/発表者名
      張暁林, 川合拓郎, 熊澤逸夫, 佐藤誠
    • 雑誌名

      第11回画像センシングシンポジウム講演論文集(SSII05)

      ページ: 303-306

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Binocular Motor System Model for Humanoid Robotics2005

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin ZHANG, Yuzhang Gu
    • 雑誌名

      WMSCI2005 (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Watershed解析とグラフ解析によるトンネルひび割れの検出方法2005

    • 著者名/発表者名
      三輪道雄, 小林剛, 張暁林, 佐藤誠
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告 29・59

      ページ: 11-14

    • NAID

      10016894117

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 物理シミュレーションによるバーチャルヒューマンの運動制御2005

    • 著者名/発表者名
      高津勝, 長田陽介, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠
    • 雑誌名

      信学技法MVE2005-4 105・106

      ページ: 19-25

    • NAID

      10016588545

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 神経の電気的等価回路を用いた信号処理機能の実現2008

    • 著者名/発表者名
      草野玄, 張暁林
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2008-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Neuron Equivalent Circuit and its Application2008

    • 著者名/発表者名
      Haruka, KUSANO, Xiaolin, ZHANG
    • 学会等名
      2008 Conference of Electrical Engineering of Japan
    • 発表場所
      Hakata
    • 年月日
      2008-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Keynote, Recent advances in robot active vision based on physiology2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin ZHANG
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Unmanned Systems
    • 発表場所
      Bali,Indonesia
    • 年月日
      2007-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Keynote, Recent advances in robot active vision2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin, ZHANG
    • 学会等名
      International Conference on Unmanned Systems
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2007-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Keynote, Recent advances in robot active vision based on physiology2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin ZHANG
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Unmanned Systems
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2007-10-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞の数学モデル2007

    • 著者名/発表者名
      張 暁林
    • 学会等名
      第2回医工連携・バイオメカニクス国際シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-10-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A Mathematical Model of a Neuron Faithful to Neuron Physiology2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin, ZHANG
    • 学会等名
      2nd International Medical-Engineering Joint Biomechanics Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-10-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Robotic Eye Technology & Its Applications2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin ZHANG
    • 学会等名
      Avalent Design Technology Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-10-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Robotic Eye Technology and its Applications2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin, ZHANG
    • 学会等名
      Avalent Design Technology Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-10-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 招待講演:両眼だからもっと見える!高機能ロボット・アイ2007

    • 著者名/発表者名
      張 暁林
    • 学会等名
      財団法人横浜企業経営支援財団, 第117回産学交流サロン
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2007-07-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Invited lecture : High Grade Robot Eye System : With Binocular Eye Movements2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin, ZHANG
    • 学会等名
      117th Industry Liaison Salon, IDEC YOKOHAMA
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2007-07-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] バーチャルヒューマンの眼球運動生成システム2007

    • 著者名/発表者名
      黄河, 長谷川昌一, 佐藤誠, 張暁林
    • 学会等名
      第26回日本シミュレーション大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Eye Movement System for a Virtual Human2007

    • 著者名/発表者名
      He HUANG, Shouichi HASEGAWA, Makoto SATO, Xiaolin ZHANG
    • 学会等名
      26th Japan Conference of Simulation
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2007-06-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] An Active Camera Control Device Based on the Principle of Vestibular Ocular Reflex2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin, ZHANG, Satoru, ODAGAWA
    • 総ページ数
      154612
    • 出版者
      Tokyo Institute of Technology
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Bionic automatic vision and line of sight control system and method2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaolin ZHANG ; Xiaolin ZHANG
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.zhang.pi.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 前庭動眼反射の原理を用いる眼球運動制御装置2007

    • 発明者名
      張 暁林, 小田川 司
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2007-154612
    • 出願年月日
      2007-06-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] Bionic automatic vision and line of sight control system and method2007

    • 発明者名
      Xiaolin ZHANG
    • 権利者名
      Xiaolin ZHANG
    • 取得年月日
      2007-09-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 外国
  • [産業財産権] 前庭動眼反射の原理を用いる眼球運動制御装置2007

    • 発明者名
      張, 暁林, 小田川, 司
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2007-154612
    • 出願年月日
      2007-06-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Bionic automatic vision and line of sight control system and method2007

    • 発明者名
      Xiaolin ZHANG
    • 権利者名
      Xiaolin ZHANG
    • 取得年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 画像表示装置のための酔い防止装置2007

    • 発明者名
      張 暁林
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2007-098955
    • 出願年月日
      2007-04-05
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 3次元形状と3次元地形計測法2006

    • 発明者名
      張 暁林, 松崎和敏, 加藤芳彦
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-100105
    • 出願年月日
      2006-03-06
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 3自由度回転検出装置及びその方法2006

    • 発明者名
      加藤芳彦, 松崎和敏, 桜井 聡, 谷津信夫, 清水信吉, 藤原祐介, 佐藤 誠, 張 暁林
    • 権利者名
      富士通コンポーネント株式会社
    • 産業財産権番号
      2006-068131
    • 出願年月日
      2006-03-13
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 眼球結膜強膜撮影装置2006

    • 発明者名
      張 暁林
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-289922
    • 出願年月日
      2006-10-25
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 眼球運動計測装置2006

    • 発明者名
      張 暁林, 宮下則俊, 佐藤 誠
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-282082
    • 出願年月日
      2006-10-17
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 神経等価回路、シプナス等価回路及び神経細胞体等価回路2006

    • 発明者名
      張 暁林
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-060338
    • 出願年月日
      2006-03-06
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 三次元座標測定方法2005

    • 発明者名
      張 暁林
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2005-285296
    • 出願年月日
      2005-09-29
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 物体形状測定装置2005

    • 発明者名
      張 暁林
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      2005-310483
    • 出願年月日
      2005-10-25
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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