所属組織 |
大学院工学研究院 システムの創生部門 |
職名 |
准教授 |
生年 |
1975年 |
研究キーワード |
圧電アクチュエーター、マイクロマニピュレーション、機構、精密位置決め制御、ホロノミック精密自走機構、SMAアクチュエータ、ロボットファクトリ、顕微作業、動作補正、多軸変位センサ、協調制御、編隊制御、Micro TAS、音響流動、液架橋力グリッパ、精密軌道制御、超音波モータ、超音波浮揚、振動抑制、モバイルマニピュレータ、マクロアセンブリ、電磁アクチュエータ、アクチュエータ、サイクロイド減速機、ソフトロボット工学、ソフトアクチュエータ |
ホームページ |
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YNU研究拠点 |
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関連SDGs |
渕脇 大海 (フチワキ オオミ)
FUCHIWAKI Ohmi
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代表的な業績 【 表示 / 非表示 】
直近の代表的な業績 (過去5年) 【 表示 / 非表示 】
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【論文】 Precise Position Control of Holonomic Inchworm Robot Using Four Optical Encoders(MICROMACHINES) 2023年02月
【論文】 Double-Nozzle Capillary Force Gripper for Cubical, Triangular Prismatic, and Helical 1-mm-Sized-Objects 2022年04月
【論文】 Development of a Delta-Type Mobile Robot Driven by Three Standing-Wave-Type Piezoelectric Ultrasonic Motors 2020年10月
【論文】 Vision Feedback Control for the Automation of the Pick-and-Place of a Capillary Force Gripper(MICROMACHINES) 2022年08月
学歴 【 表示 / 非表示 】
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-2004年
電気通信大学 電気通信学研究科 機械制御工学科 博士課程 修了
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-2001年
電気通信大学 電気通信学研究科 機械制御工学科 修士課程(博士前期課程) 修了
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-1999年
筑波大学 基礎工学類 物理工学 卒業
学内所属歴 【 表示 / 非表示 】
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2012年4月-現在
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 システムの創生部門 准教授
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2007年11月-2012年3月
専任 横浜国立大学 学際プロジェクト研究センター 特任教員(助教)
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2018年4月-現在
併任 横浜国立大学 大学院理工学府 機械・材料・海洋系工学専攻 准教授
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2017年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 機械・材料・海洋系学科 准教授
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2012年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 機械工学・材料系学科 准教授
学外略歴 【 表示 / 非表示 】
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2007年4月-2007年10月
電気通信大学 電気通信学部 助教
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2004年4月-2007年3月
電気通信大学 電気通信学部 助手
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2003年4月-2004年3月
日本学術振興会 日本学術振興会特別研究員
所属学協会 【 表示 / 非表示 】
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2010年4月-現在
日本機械学会
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2010年4月-現在
日本ロボット学会
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2007年4月-現在
IEEE
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2001年4月-現在
精密工学会
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2001年4月-現在
ASPE
研究分野 【 表示 / 非表示 】
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情報通信 / 機械力学、メカトロニクス
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情報通信 / ロボティクス、知能機械システム
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ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム
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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
研究経歴 【 表示 / 非表示 】
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圧電歩行式ホロノミック精密自走ボット
研究期間: 2020年4月 - 2027年3月
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電磁石式ホロノミック精密自走ボット
研究期間: 1999年4月 - 2022年
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SMAアクチュエータの応答周波数の向上
研究期間: 2019年4月 - 2022年3月
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XYθ変位センサ
その他の研究制度
研究期間: 2015年4月 - 2027年3月
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複数のエンコーダによるXYθ変位センサの開発
研究期間: 2015年4月 - 2023年3月
著書 【 表示 / 非表示 】
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ロボット制御学ハンドブック
編集幹事会( 松野文俊(主査),大須賀公一(幹事),松原 仁, 野田五十樹,稲見昌彦)( 担当: 分担執筆)
近代科学社 2017年12月 ( ISBN:9784764904736 )
総ページ数:1024 担当ページ:715-717 記述言語:日本語 著書種別:学術書
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次世代センサハンドブック
藍 光郎 他( 担当: 共著 , 範囲: 基礎編10章4節「電磁・磁歪アクチュエータ」)
培風館 2008年
記述言語:日本語 著書種別:学術書
学位論文 【 表示 / 非表示 】
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多機能超小型ロボットの開発と顕微鏡下マイクロ・プロセッシンググ
渕脇 大海
2004年3月
学位論文(博士) 単著
電気通信大学 電気通信学研究科 機械制御工学専攻
XYθ軸の三自由度をもつ5cm3のホロノミック型自走式精密位置決め機構の開発と,四つの積層型圧電素子への入力電圧について説明している。、繰り返し補正法により、任意軸の直進動作、任意点を中心とする回転動作が可能である事を実験により示している。また、自走機構に搭載する球面アクチュエータの設計、試作、実験結果を報告している。応用実験として3台の自走機構と二台の球面アクチュエータによる微小パイプの操作、小型の羽虫の解体作業について報告している。 -
多機能マイクロロボットの開発と電顕内マイクロ・プロセッシング
渕脇 大海
2001年3月
学位論文(修士) 単著
電気通信大学 電気通信学研究科 機械制御工学専攻
Xθ軸の二自由度をもつ2cm3の自走式精密位置決め機構の開発と,4台による走査電子顕微鏡の真空チャンバ内での静電気力によるピック&プレース、YAGレーザー加工実験について報告している。さらに、二自由度の自走機構の経路生成の限界について述べ、XYθの独立三自由度を有する自走式精密位置決め機構が必要であることを,背景技術を参照しながら説明した。提案した三自由度の新機構の基本構成と動作原理の説明、設計、開発、実験結果について説明している。
論文 【 表示 / 非表示 】
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Suzuki, M., Iida, Y., Tsukui, Y., Kusama, H., Kinoshita, R., Kusui, E., Sunohara, Y., Minegishi, R. … 全著者表示
Suzuki, M., Iida, Y., Tsukui, Y., Kusama, H., Kinoshita, R., Kusui, E., Sunohara, Y., Minegishi, R., Sugiyama, Y., Nishimura, Y., Sekine, C. and Fuchiwaki, O. 閉じる
Advanced Intelligent Systems 2300517 2024年3月 [査読有り]
担当区分:最終著者 記述言語:英語 掲載種別:研究論文(学術雑誌) 出版者・発行元:WILEY 共著
Holonomic mobile micromanipulators driven by piezoelectric actuators offer precision and compact design. However, attaining both high speed and positioning repeatability with sufficient load capacity poses challenges, given that lightweight robots are susceptible to nonuniform driving surfaces and external forces. A holonomic beetle (HB) is proposed to realize a wide range, compact size, precise holonomic motion, automatic micromanipulation, and high-speed movement simultaneously. Inspired by the biological makeup of a Rhinoceros Beetle, a length, weight, and load capacity of 8 cm, 74 g, and of 2000 g, respectively, are used. The HB is a two-legged robot with a pseudoalternating tripod gait locomotion principle, with five piezoelectric actuators for XYθ displacement and switching of the contact leg. It achieves maximum walking velocities of 11.6 mm s−1 for translational motion and 19.3 deg s−1 for rotation, with a displacement resolution of 12 nm. Notably, under open-loop control, the HB demonstrates high repeatability with a coefficient of variation of 0.3%. It exhibits the capability to climb 30°-inclined surfaces, traverse flat surfaces with 0.1 mm bumps, and navigate 30 mm pits. Furthermore, the HB showcases practical automatic micromanipulation through visual servo control and machine learning, presenting potential applications in biomedical and microassembly fields.
その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202300517
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Self-assembling bilayer wiring with highly conductive liquid metal and insulative ion gel layers
Murakami Koki, Isano Yuji, Asada Juri, Usami Natsuka, Isoda Yutaka, Takano Tamami, Matsuda Ryosuke, … 全著者表示
Murakami Koki, Isano Yuji, Asada Juri, Usami Natsuka, Isoda Yutaka, Takano Tamami, Matsuda Ryosuke, Ueno Kazuhide, Fuchiwaki Ohmi, Ota Hiroki 閉じる
SCIENTIFIC REPORTS 13 ( 1 ) 2023年4月 [査読有り]
記述言語:英語 掲載種別:研究論文(学術雑誌) 共著
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Precise Position Control of Holonomic Inchworm Robot Using Four Optical Encoders
Tanabe, Kengo, Masato Shiota, Eiji Kusui, Yohei Iida, Hazumu Kusama, Ryosuke Kinoshita, Yohei Tsuku … 全著者表示
Tanabe, Kengo, Masato Shiota, Eiji Kusui, Yohei Iida, Hazumu Kusama, Ryosuke Kinoshita, Yohei Tsukui, Rintaro Minegishi, Yuta Sunohara, and Ohmi Fuchiwaki 閉じる
MICROMACHINES 14 ( 2 ) 375 2023年2月 [査読有り]
担当区分:最終著者, 責任著者 記述言語:英語 掲載種別:研究論文(学術雑誌) 出版者・発行元:MDPI 共著
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Vision Feedback Control for the Automation of the Pick-and-Place of a Capillary Force Gripper
Ito Takatoshi, Fukuchi Eri, Tanaka Kenta, Nishiyama Yuki, Watanabe Naoto, Fuchiwaki Ohmi
MICROMACHINES 13 ( 8 ) 1270 2022年8月 [査読有り]
担当区分:責任著者 記述言語:英語 掲載種別:研究論文(学術雑誌) 共著
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Tanaka Kenta, Ito Takatoshi, Nishiyama Yuki, Fukuchi Eri, Fuchiwaki Ohmi
IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS 7 ( 2 ) 1324 - 1331 2022年4月 [査読有り]
記述言語:英語 掲載種別:研究論文(学術雑誌) 共著
総説・解説記事等 【 表示 / 非表示 】
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ソフトマターによる小型ロボット技術
渕脇 大海
日本設計工学会誌 56 ( 9 ) 445 - 448 2021年9月 [査読有り]
記述言語:日本語 掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌) 出版者・発行元:日本設計工学 単著
本解説では,最近活発化している昆虫・微生物の柔軟性を目指したソフトロボット技術の研究活動について概説を述べる.ソフトロボットの小型化技術は,「内力駆動型」と「外力駆動型」の2つに大別できる. 以下ではそれぞれについて例を示しながら特徴を説明する.
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デスクトップ・マイクロロボット・ファクトリにおける精密位置計測-ナノテクノロジーを支える生産システムに向けて-
電気学会誌 124-E ( 12 ) 449 - 553 2004年
記述言語:日本語 掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要) 単著
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デスクトップマイクロロボットファクトリの構築, 研究室紹介記事
精密工学会誌 70 ( 8 ) 1049 - 1050 2004年
記述言語:日本語 掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要) 単著
産業財産権 【 表示 / 非表示 】
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アクチュエータ及びアクチュエータ駆動方法
小川貴博、渕脇大海、飯塚寛太、藤田修二、井上幸人、武井智哉、黒田容平、檜山彩夏
出願人:ソニーグループ株式会社
出願番号:PC T/JP2023/038249 出願日:2023年10月24日
公開番号:WO 2024/101137 Al 公開日:2024年5月16日
権利者:ソニーグループ株式会社
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マイクロ流体デバイス、及びその製造方法
太田 裕貴, 渕脇 大海, 橘 大毅, 田中 良巳
出願人:国立大学法人横浜国立大学
出願番号:特願2019_147423 出願日:2019年8月9日
出願国:国内
本実施形態にかかるマイクロ流体デバイスの製造方法は、らせん溝が形成されたらせん
部を有するワックス型を3Dプリンタにより作製するステップと、前記ワックス型の周り
を造形材料で固めるステップと、前記ワックス型を溶かして、造形材料から取り出すステ
ップと、を備えたものである。このようにすることで、効率よく流体を混合することがで
きる。 -
AMPLE MOVEMENT CONTROL UNIT, SAMPLE MOVEMENT PARAMETERS ACQUISITION METHOD, AND SAMPLE MOVEMENT CONTROL METHOD
Ohmi Fuchiwaki, Naoto Chiba, Hisayuki Aoyama
出願人:National University Corporation the University of Electro-Communications
出願番号:2,577,280(Canada), 2006-531248(Japan), 1 出願日:2006年
出願国:外国
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移動装置及びプログラム
渕脇大海, 八釼学
出願人:国立大学法人横浜国立大学
出願番号:特願2013-50979 出願日:2013年3月1日
公開番号:特開2014-177152 公開日:2014年9月2日
特許番号/登録番号:特許第6168592号 発行日:2017年7月7日
出願国:国内
近年、情報機器や半導体デバイス等の製品の小型化が進むに連れ、これら小型製品の量産を支える基盤技術として、微小な移動を制御できる小型移動装置の需要が高まっている
。このような背景から、従来、圧電アクチュエータを駆動源とした精密自走機構(移動装置)の研究が行われている(特許文献1、非特許文献1)。
【0003】
この研究では、一対のU字型のフレームを電磁石として交互に強磁性体性の走行面に吸着させ、アクチュエータの伸縮と同期させることで連続微動する尺取虫型の四点接地型移動装置の開発が進められている。これにより移動装置の小型化、軽量化を促進し、省エネルギー、低振動、定床面積、独立三自由度の経路生成を特長とする精密作業の実現が期待されている。 -
保持部材及び実装装置
田中良巳, 今井健一郎,小林航也, 毛利紀之, 渕脇大海
出願人:国立大学法人横浜国立大学
出願番号:特願2016-041572 出願日:2016年3月3日
出願国:国内
微小コイルに水を毛細管現象で保持する事で
微小な部品を液架橋力により好適に保持可能な保持部材及び実装装置
受賞 【 表示 / 非表示 】
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最優秀論文賞
2014年11月 アジア精密工学会
受賞者:青野弘幸, 渕脇大海 -
2002年度精密工学会春季大会学術講演会ベストプレゼンテーション賞
2003年
科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示 】
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ピラミッド型CSV姿勢制御装置による人工衛星の小型化
2020年4月 - 2023年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
代表者:樋口丈浩
資金種別:競争的資金
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小型自走ロボットとロボットアームによる分散協調型フレキシブル精密生産法の創出
2016年4月 - 2019年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
代表者:渕脇 大海
資金種別:競争的資金
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自己発電かつ自律推進する液中マイクロロボットの開発
2012年4月 - 2015年3月
科学研究費補助金 萌芽研究
資金種別:競争的資金
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チップ部品実装用自走式精密位置決め機構の開発
2010年4月 - 2012年3月
科学研究費補助金 若手研究(B)
代表者:渕脇 大海
資金種別:競争的資金
その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 / 非表示 】
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6軸精密自走ロボットの開発と機械学習による自動精密作業の実現
2024年4月 - 2026年3月
民間財団等 メカトロニクス技術高度化「研究助成」
代表者:渕脇 大海
担当区分:研究代表者
高い汎用性を持つロボット技術は工業・農業・食品等の多分野で自動化に貢献しているが,精密
作業分野での応用は進んでいない.もしも既存機器の狭所に簡単に設置できる「超小型で高性能な
ロボット」を実現出来れば,組立・加工・計測・回路実装・細胞操作等の精密作業を自在に付与で
きるようになるため,様々な機器の稼働率・応用範囲を大幅に拡大できる.
申請者らは,昆虫の多機能性・機動性を工学分野で実現する事を目標に,小型かつ軽量な精密自
走ロボットの機構・計測・加工・制御技術を蓄積している.具体的には,10nm の位置決め分解能と
1m2 以上の位置決め範囲を有するXYθホロノミック精密自走ロボット,0.1μm の計測分解能を有する
XYθ変位センサ,機械学習による微小物の精密マニピュレーションの自動化技術,小型自走ロボッ
トに搭載できる液架橋力グリッパ,液中マニピュレータ等を達成している.
本研究では「①6軸精密自走ロボット」,「②機械学習による自動精密作業」の二つの課題に取り
組むことで,自動化が極めて難しい熟練工による多軸精密作業(珪藻アート・機械式時計)の組立を
学習し自動化を実現することを目的とする.
本研究により電子・MEMS・生物・医療分野の精密作業に高い汎用性を持つロボット技術を創出す
る事が出来る. -
2024年4月 - 2025年3月
民間財団等 一般財団法人中西奨学会 2024年度研究助成
代表者:渕脇 大海
担当区分:研究代表者
汎用性の高い多関節ロボット技術は様々な分野に応用されているが,位置決め精度の限界は1
0μm程度であるため,1μmの精度が要求される精密機械工業分野に応用するためには,各関
節の回転軸の偏心量を計測し,マニピュレータ先端の誤差を補正することが必要である.
本研究では,「複数のエンコーダ」と「一体型2次元スケール」により構成される「XYθ変位セ
ンサ」の小型化と計測範囲の拡大を実現し,多関節ロボットの各関節の回転軸の偏心量を精密計
測する技術を確立することを目的とする.
目的 : XYθ変位センサの小型化と計測範囲の拡大
新規性:①小型軽量なXYθ変位センサの構成,②XYθ変位計測アルゴリズムの提案
進捗 :解析・設計法の確立、原理確認実験に成功,計測範囲拡大法と校正式もほぼ確立
理由 :ロボット技術の高精度化のためには,回転軸偏心量を精密計測できる小型XYθ変位セン
サが必要,これまでに原理確認実験は完了しているため,本申請によりセンサを試作
し,偏心量の精密計測と圧電ステージによる誤差補正により工学的有用性を実証する. -
4つのエンコーダによるXYθ変位センサの開発とホロノミック自走ロボットの広範囲精密位置決めへの応用
2023年11月
民間財団等 公益財団法人三豊科学技術振興協会 国際交流 渡航助成
代表者:渕脇 大海
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2023年4月 - 2025年3月
民間財団等 高橋産業経済研究財団研究助成
代表者:渕脇 大海
担当区分:研究代表者
ロボット技術は多分野で自動化に貢献しているが,顕微作業や精密機器の隙間等の狭所での多軸精密作業への応用には,ロボット技術の小型化と高精度化が必要となる.
本研究では,小型作業ロボットの「①精密変位計測」,「②精密位置決め制御」
の2つの課題を達成することで、ロボット技術による狭所での多軸精密作業の自動化への突破口を開く.
研究発表 【 表示 / 非表示 】
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ピストンポンプによる液滴体積制御機能を付与した液架橋力グリッパの開発
渡部直人,渕脇大海
2024年度精密工学会秋季大会学術講演会 2024年9月 精密工学会
開催年月日: 2024年9月
記述言語:日本語 会議種別:口頭発表(一般)
開催地:岡山大学
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峯岸凜太郎,春原優太,渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日: 2024年9月
記述言語:日本語 会議種別:口頭発表(一般)
開催地:大阪工業大学
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津久井陽平,石丸清梧,峯岸凜太郎,渕脇 大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日: 2024年9月
記述言語:日本語 会議種別:口頭発表(一般)
開催地:大阪工業大学
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振動抑制に向けた機体搭載型センサによる小型精密自走機構の6軸計測
津久井陽平,石丸清梧,渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日: 2024年9月
記述言語:日本語 会議種別:口頭発表(一般)
開催地:大阪工業大学
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春原優太,峯岸凛太郎,渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日: 2024年9月
記述言語:日本語 会議種別:口頭発表(一般)
開催地:大阪工業大学
担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示 】
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2024年度 アクチュエータ設計論
大学院先進実践学環
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2024年度 統合システム製作B
大学院理工学府
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2024年度 統合システム製作A
大学院理工学府
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2024年度 統合システム設計B
大学院理工学府
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2024年度 統合システム設計A
大学院理工学府
その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示 】
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2024年03月
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2022年01月
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2020年10月
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2020年09月
委員歴 【 表示 / 非表示 】
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日本ロボット学会
2023年04月 - 2026年3月 日本ロボット学会代議員
委員区分:学協会
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バイオフロンティア講演会
2024年04月 - 2024年12月 実行委員
委員区分:学協会
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ICRA2024
2023年01月 - 2024年5月
委員区分:学協会
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精密工学会
2020年04月 - 現在 第1次選考委員(論文賞等)
委員区分:学協会
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日本機械学会・マイクロ・ナノ工学部門
2020年04月 - 2021年3月 運営委員
委員区分:学協会
社会活動(公開講座等) 【 表示 / 非表示 】
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出張講義
役割:講師
多摩高校 神奈川県立多摩高校 2019年11月
対象: 高校生
種別:出前授業
講義名:「レゴで学ぶ機構学」
多摩高校二年生:
<概要>
機構とは,エンジン,自動車のワイパー,歯車装置などのように,複数の部品が互いに限定された相対運動を行い,所望の機能を果たすように設計された機械の基本要素である.
本講義では、身の回りにある代表的な機構のレゴ教材を配布し,受講者が動く仕組みを観察したり,機構を手で動かしたりすることで,機構の動作を観察・体験する事を目的とする. -
レゴで学ぶ機構学
役割:講師
横浜国立大学 横浜国立大学 2019年6月
対象: 幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生, 保護者, 社会人・一般
種別:公開講座
機構とは,エンジン,自動車のワイパー,歯車装置などのように,複数の部品が互いに限定された相対運動を行い,所望の機能を果たすように設計された機械の基本要素である.
本講義では、身の回りにある代表的な機構のレゴ教材を配布し,受講者が動く仕組みを観察したり,機構を手で動かしたりすることで,機構の動作を観察・体験する事を目的とする. -
出張講義
役割:講師
立川国際中等教育学校 立川国際中等教育学校 2014年10月
対象: 高校生
種別:出前授業
機構とは,エンジン,自動車のワイパー,歯車装置などのように,複数の部品が互いに限定された相対運動を行い,所望の機能を果たすように設計された機械の基本要素である.
本講義では、身の回りにある代表的な機構のレゴ教材を配布し,受講者が動く仕組みを観察したり,機構を手で動かしたりすることで,機構の動作を観察・体験する事を目的とする. -
出張講義
役割:講師
希望ヶ丘高校 神奈川県立希望が丘高校 2013年7月
対象: 高校生
種別:出前授業
機構とは,エンジン,自動車のワイパー,歯車装置などのように,複数の部品が互いに限定された相対運動を行い,所望の機能を果たすように設計された機械の基本要素である.
本講義では、身の回りにある代表的な機構のレゴ教材を配布し,受講者が動く仕組みを観察したり,機構を手で動かしたりすることで,機構の動作を観察・体験する事を目的とする.
メディア報道 【 表示 / 非表示 】
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小さなロボットが拓く世界 極小ロボットが秘める可能性
BSフジ ガリレオX 2024年4月
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マイクロロボット関連の企業および団体等の取組動向
矢野経済研究所 Yano E plus 2015年11月号(No.092)(11月15日発刊) 五章 マイクロロボット関連の企業および団体等の取組動向 2015年11月
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省エネ・軽量・省スペース化を実現する自走式精密位置決め機構の研究
日刊工業新聞社 日刊工業新聞(第二部) 第11面(裏表紙裏) 2013年3月
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2004国際ロボット展特集
NHK おはよう日本 2004年11月
執筆者:本人以外
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マイクロマシンMEMS展特集
ロイター通信Web記事 2004年10月