2026/03/11 更新

写真a

ワタナベ トモヒロ
渡邉 智洋
WATANABE Tomohiro
所属
教育研究院 自然科学系 生産デザイン工学系列 助教
自然科学研究科 材料生産システム専攻 助教
工学部 工学科 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 2022年3月   芝浦工業大学 )

  • 修士(工学) ( 2019年3月   芝浦工業大学 )

  • 学士(工学) ( 2017年3月   信州大学 )

研究キーワード

  • ロボティクス

  • テラメカニクス

研究分野

  • 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  / ロボティクス,テラメカニクス

経歴(researchmap)

  • 新潟大学   自然科学系   助教

    2023年4月 - 現在

      詳細を見る

    国名:日本国

    researchmap

  • 芝浦工業大学   SIT総合研究所   特別任用研究員

    2022年4月 - 2023年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

    researchmap

  • 独立行政法人日本学術振興会   特別研究員(PD)

    2022年4月 - 2023年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

    researchmap

  • 独立行政法人日本学術振興会   特別研究員(DC2)

    2021年4月 - 2022年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

    researchmap

経歴

  • 新潟大学   自然科学研究科 材料生産システム専攻   助教

    2023年4月 - 現在

  • 新潟大学   工学部 工学科   助教

    2023年4月 - 現在

  • 新潟大学   教育研究院 自然科学系 生産デザイン工学系列   助教

    2023年4月 - 現在

学歴

  • 芝浦工業大学   大学院理工学研究科(博士課程)   機能制御システム専攻

    2019年4月 - 2022年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

    researchmap

  • 芝浦工業大学   大学院理工学研究科(修士課程)   機械工学専攻

    2017年4月 - 2019年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

    researchmap

  • 信州大学   繊維学部   機能機械学課程

    2013年4月 - 2017年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

    researchmap

所属学協会

  • 日本機械学会

    2017年5月 - 現在

      詳細を見る

  • 計測自動制御学会

    2017年2月 - 現在

      詳細を見る

委員歴

  • 計測自動制御学会   第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会, 実行委員  

    2023年8月 - 2023年12月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

 

論文

  • Experimental Verification of Anchor Tip Angles Suitable for Vibratory Penetration into Underwater Saturated Soft Soil 査読

    Akira Ofuchi, Daisuke Fujiwara, Tomohiro Watanabe, Noriaki Mizukami, Yasuhiro Kuwahara, Koji Miyoshi, Kojiro Iizuka

    Geotechnics   5 ( 4 )   68 - 68   2025年10月

     詳細を見る

    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 AG  

    Currently, Japan’s fishing industry is facing a severe decline in its workforce. As a response, fishing mechanization using small underwater robots is promoted. These robots offer advantages due to their compact size, although their operating time is limited. A major source of this limited operating time is posture stabilization, which requires continuous thruster use and rapidly drains the battery. To reduce power consumption, anchoring the robot to the seabed with anchors is proposed. However, due to neutral buoyancy, the available thrust is limited, making penetration into the seabed difficult and reducing stability. To address this, we focus on composite-shaped anchors and vibration. The anchors combine a conical tip and a cylindrical shaft to achieve both penetrability and holding force. However, a trade-off exists between these functions depending on the tip angle; anchors with larger angles provide better holding capacity but lower penetrability. To overcome this limitation, vibration is applied to reduce soil resistance and facilitate anchor penetration. While vibration is known to aid penetration in saturated soft soils, the effect of tip angle under such conditions remains unclear. This study aims to clarify the optimal tip angle for achieving sufficient penetration and holding performance under vibratory conditions. Experiments in underwater saturated soft soil showed that vibration improves both penetration and holding. This effect was strong in anchors with tip angles optimized for holding force. These findings support the development of energy-efficient anchoring systems for autonomous underwater operations in soft seabed environments.

    DOI: 10.3390/geotechnics5040068

    researchmap

  • Experimental Investigation of Enhanced Bearing Capacity Due to Vibration on Loose Soils Under Low-Atmospheric-Pressure Conditions 査読

    Tomohiro Watanabe, Ryoma Higashiyama, Kojiro Iizuka

    Geotechnics   5 ( 3 )   54 - 54   2025年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Legged rovers are gaining interest for planetary exploration due to their high mobility. However, loose regolith on celestial surfaces like the Moon and Mars often leads to slippage as legs disturb the soil. To address this, a walking technique has been proposed that enhances soil support by transmitting vibrations from the robot’s legs. This approach aims to improve mobility by increasing the ground’s bearing capacity. To evaluate its effectiveness in space-like environments, this study experimentally investigates the effect of vibration on bearing capacity under low atmospheric pressure, which can influence soil behavior due to reduced air resistance. Using Silica No. 5 and Toyoura sand as test materials, experiments were conducted to compare bearing capacities under standard and low pressure. The results demonstrate that applying vibration significantly improves bearing capacity and that the influence of atmospheric pressure is minimal. These findings support the viability of vibration-assisted locomotion for planetary rovers operating in low-pressure extraterrestrial environments.

    DOI: 10.3390/geotechnics5030054

    researchmap

  • Analyzing bearing capacity changes due to vibration in discrete element method simulations 招待 査読

    Tomohiro Watanabe, Ryoma Higashiyama, Dai Watanabe, Kojiro Iizuka

    Journal of Terramechanics   118   101031 - 101031   2025年4月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 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:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.jterra.2024.101031

    researchmap

  • Experimental Investigation of the Relationship Between Vibration Acceleration and Bearing Capacity for Space Exploration Legged Rovers 査読

    Tomohiro Watanabe, Yutaka Fukura, Kazuhiko Hiramoto, Kojiro Iizuka

    Geotechnics   5 ( 1 )   21 - 21   2025年3月

     詳細を見る

    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 AG  

    In the exploration missions for Mars and the Moon, rovers with legs as mobility mechanisms are necessitated owing to their high mobility. However, the surface of Mars and the Moon is loose, leading the rovers to slip by virtue of the ground easily deforming due to the leg movements of the rover. A walking method aimed at preventing slippage was proposed to address this issue. Prior studies have confirmed that applying vibrations increases the shear strength of the ground and sinkage of the rover legs, thereby enhancing bearing capacity, that is, the resistance force exerted on the legs of the rover by the ground. Identifying the optimal vibration is crucial for maximizing performance. This study investigated the relationship between bearing capacity and vibration acceleration, revealing a correlation between the peak bearing capacity and the main vibration acceleration spectra. This finding provides insight into determining the optimal time for imparting vibrations to the ground, thereby improving the performance of space exploration rovers.

    DOI: 10.3390/geotechnics5010021

    researchmap

  • Quasi-preview control: A novel method for active structural vibration control subject to seismic disturbances using adaptive filters and multiple remote seismic observations 査読

    Shinya FUJIMURA, Tomohiro WATANABE, Kazuhiko HIRAMOTO

    Mechanical Engineering Journal   2025年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/mej.24-00363

    researchmap

  • Method for Underground Motion Using Vibration-Induced Ground Resistance Changes for Planetary Exploration 査読

    Tomohiro Watanabe, Koya Kobayashi, Kazuhiko Hiramoto, Kojiro Iizuka

    Aerospace   11 ( 10 )   811 - 811   2024年10月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 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 AG  

    Exploration rovers have difficulty moving underground because the drag force from the ground restricts their movement; this hinders underground exploration. This study aimed to address this challenge. We posit a hypothesis that the rover can move underground by imparting vibration to the ground and changing the drag force. To validate this hypothesis, a testbed that moves underground was developed, and the drag force when imparting vibration was investigated. The results revealed that the drag force while imparting vibration is smaller than that after imparting vibration, and we accordingly devised the operation for moving underground. The proposed operation causes bias of the drag force by imparting vibration to make the testbed move in the direction of the small drag force. The effectiveness of the proposed method was assessed through an experiment wherein the testbed was set to move underground. The experimental results demonstrate the superiority of the proposed method, as the movement distance achieved with vibration is considerably greater than that without vibration. The findings validate the hypothesis that using vibration for underground motion is effective in improving mobility and provides valuable insights into the design of robots for underground motion.

    DOI: 10.3390/aerospace11100811

    researchmap

  • Experimental investigation of relationship between bearing capacity and vibration parameters for planetary exploration legged rovers 査読

    Tomohiro Watanabe, Kojiro Iizuka

    ROBOMECH Journal   10 ( 27 )   2023年11月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/s40648-023-00265-9

    researchmap

  • Observation of Movement of Ground Particles Given Vibration When Rod Is Dragged 招待 査読

    Tomohiro Watanabe, Kojiro Iizuka

    International Journal of Engineering and Technology   14 ( 1 )   1 - 8   2022年2月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 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:IACSIT Press  

    Supporting force, that a rod receives from the ground, is increased when vibration gives to the ground. This phenomenon is effective to improve the running performance for the legged rovers. In this study, the flow of the ground particles when a rod is dragged is measured using PIV for improving the running performance of the legged rovers. As observed from the experimental result, the larger the supporting force is, the larger the area that the particles move is. Therefore, the supporting force is related to the movement of the ground particles. Moreover, the area that the particles move becomes large by providing vibration whose frequency is high. The reason is considered that density is increased in a wide range of the ground when the vibration whose frequency is high. It is considered that the supporting force is increased by providing vibration to the ground because the area, that the particles move, grows by increasing density of the ground. The findings of this study suggest facilitating further planetary exploration using legged rovers.

    DOI: 10.7763/ijet.2022.v14.1193

    researchmap

  • Proposal of walking to prevent a fall of a planetary exploration legged rover using effect of loose soil caused by a propagation of vibration 招待 査読

    Tomohiro Watanabe, Kojiro Iizuka

    Journal of Artificial Intelligence and Technology   1 ( 3 )   153 - 165   2021年7月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 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:Intelligence Science and Technology Press Inc.  

    In this study, a walking method which prevents to a fall of the planetary exploration legged rover is proposed. In the proposed walking method, the leg is sunk by giving vibration to the ground. The posture of the rover is changed in order to prevent to a fall of the rover by sinking leg. First of all, the relationship between the kind of vibration and the subsidence of the leg is confirmed. In this experimental result, the leg is shown to be easy to sink to the ground by giving vibration. Moreover, the larger vibratory force is, the easier the leg sinks to the ground. Finally, the legged testbed walks on the loose ground with a slope using the proposed walking method. In this experimental result, the testbed is difficult to fall down when it uses the proposed walking. Moreover, the angle of a slope that the testbed can walk becomes large by using the proposed walking.

    DOI: 10.37965/jait.2021.0007

    researchmap

  • Study on Connection between Kind of Vibration and Influence of Ground for Leg Typed Rovers 招待 査読

    Tomohiro Watanabe, Kojiro Iizuka

    International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research   9 ( 7 )   979 - 986   2020年7月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 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:EJournal Publishing  

    DOI: 10.18178/ijmerr.9.7.979-986

    researchmap

  • 振動伝播による軟弱地盤の締め固め効果を利用した小型軽量月・惑星脚型探査ローバのスリップ抑制歩行の提案 査読

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    日本機械学会論文集   86 ( 886 )   19 - 00263   2020年6月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/transjsme.19-00263

    CiNii Article

    researchmap

▶ 全件表示

MISC

▶ 全件表示

講演・口頭発表等

  • 畦畔除草ロボットの横滑りを抑制するアウトリガーアームの提案

    飯塚浩二郎, 王玉譲, 渡邉智洋, 長谷川裕紀, 橋本穂高, 藤原大祐, 土田悠斗

    第23回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会  2022年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • Experimental Investigation of Relationship between Supporting Force and Acceleration of Vibration for Planetary Exploration Rovers

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    第32回 アストロダイナミクスシンポジウム  2022年7月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • PIVを用いた振動を与えた地盤での牽引時の地盤粒子の動きの観察

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2021  2021年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 軟弱地盤における振動を与えた際に増加する水平牽引支持力の推定モデルの提案

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    第42回テラメカニックス研究会  2021年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • Experimental investigation of changing traction force caused by a propagation of vibration for planetary exploration rovers with legs

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    第31回 アストロダイナミクスシンポジウム  2021年7月 

     詳細を見る

    会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 振動したロッドを軟弱地盤に貫入した際の抵抗力の測定および評価

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    第41回テラメカニックス研究会  2020年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 軟弱地盤における沈下量を低減する振動を用いた車輪の形状の提案

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2020  2020年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 振動伝播を用いた月・惑星探査脚型ローバの形状検討

    黒沼慈, 渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    SICE中部支部シンポジウム2019  2019年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 振動伝播を用いた脚型探査ローバのスリップ抑制歩行の提案

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    SICE中部支部シンポジウム2019  2019年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • 沈下現象を用いた軟弱地盤における脚型機構の移動方法の提案

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

    第38回テラメカニックス研究会  2017年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

  • キャンバ角可変機構を用いた無人車両の斜面横断性能に関する研究

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎, 岳済也

    SICE中部支部シンポジウム2017  2017年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    researchmap

▶ 全件表示

受賞

  • SI2022 優秀講演賞

    2022年12月   第23回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会  

    飯塚浩二郎, 王玉譲, 渡邉智洋, 長谷川裕紀, 橋本穂高, 藤原大祐, 土田悠斗

     詳細を見る

  • 部門優秀論文表彰

    2022年6月   日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門   振動伝播による軟弱地盤の締め固め効果を利用した小型軽量月・惑星脚型探査ローバのスリップ抑制歩行の提案

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

     詳細を見る

  • Best Presentation Award

    2022年4月   7th International Conference on Control and Robotics Engineering (ICCRE 2022)   Observation of Movement of Ground Particles Given Vibration When Rod Is Dragged

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • Functional Control System Award

    2022年3月   芝浦工業大学大学院理工学研究科   月・惑星脚型探査ローバのための能動的振動伝播による支 持力推定モデルの構築

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • 優秀発表賞

    2020年11月   SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2020   軟弱地盤における沈下量を低減する振動を用いた車輪の形状の提案

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • Best Presentation

    2020年6月   4th International Conference on Mechanical, System and Control Engineering (ICMSC 2020)  

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • 制御賞

    2019年9月   SICE中部支部シンポジウム2019   振動伝播を用いた脚型探査ローバのスリップ抑制歩行の提案

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • Best Paper Award

    2019年9月   The 15th ISTVS European-African Regional Conference   Study on Legged Typed Rovers with Function of Vibration/Stop to Travel on Loose Soil

    渡邉智洋, 飯塚浩二郎

     詳細を見る

  • 機械工学専攻賞

    2019年3月   芝浦工業大学大学院理工学研究科   振動伝播を用いた脚型ロボットの軟弱地盤移動方法の提案

    渡邉智洋

     詳細を見る

  • 最優秀模型賞

    2016年11月   第24回衛星設計コンテスト   月面の傾斜地移動に特化したローバの提案

    渡邉智洋, 榊枝裕太, 近藤晃弘, 坂田雅志

     詳細を見る

  • 日本機械学会宇宙工学部門一般表彰スペースフロンティア

    2016年11月   第24回衛星設計コンテスト   月面の傾斜地移動に特化したローバの提案

    渡邉智洋, 榊枝裕太, 近藤晃弘, 坂田雅志

     詳細を見る

▶ 全件表示

共同研究・競争的資金等の研究

  • Application of distinct element method to analyses of change in supporting force when imparting vibration

    2023年8月 - 2024年3月

    制度名:国際交流援助

    提供機関:中部電気利用基礎研究振興財団

    渡邉智洋

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    researchmap

  • 畦畔上で除草を行うアウトリガーアーム装着ロボットのための自動走行システムの開発および評価

    2023年7月 - 2024年5月

    制度名:試験研究助成

    提供機関:佐々木環境技術振興財団

    渡邉智洋

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    researchmap

  • 地中探査ロボットのための振動による流動化現象を利用した地盤内抵抗力制御方法の構築

    研究課題/領域番号:23K13296

    2023年4月 - 2026年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:若手研究

    提供機関:日本学術振興会

    渡邉 智洋

      詳細を見る

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    researchmap

  • 畦畔上で除草を行うアウトリガーアーム装着ロボットのための斜面横断経路追従制御システムの構築

    2023年4月 - 2024年3月

    制度名:学術研究助成

    提供機関:山口育英奨学会

    渡邉智洋

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    researchmap

  • Study on Wheel Typed Rovers with Soil Hardening Function by Vibration to Travel on Loose Soil

    2021年9月

    制度名:国際交流援助(海外渡航費援助)

    提供機関:中部電気利用基礎研究振興財団

    渡邉智洋

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    researchmap

  • 振動による地盤変化を利用した探査ローバの移動方法に関する研究

    研究課題/領域番号:21J11944

    2021年4月 - 2023年3月

    制度名:科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

    研究種目:特別研究員奨励費

    提供機関:日本学術振興会

    渡邉 智洋

      詳細を見る

    配分額:1500000円 ( 直接経費:1500000円 )

    令和3年度では,振動による地盤変化メカニズムの解明のため,振動による機体と土壌の相互作用の解析およびモデル化を目的とし,下記の2点を実施した.
    (1)地盤に振動を与えた際の支持力を測定するための実験環境の準備および実験の実施
    地盤に振動を与えた際の支持力を測定するための実験環境の準備を行った.そして,準備した実験環境を用いて地盤に振動を与えた際の支持力の測定を行った.測定では,ローバの脚に見立てたロッド形状のオブジェクトを地盤上で牽引し,その時に生じる支持力をフォースセンサで取得した.測定においては,周波数や振幅などの振動パラメータおよびロッドのパラメータを変化させて測定を行った.測定の結果,支持力の推定モデルを構築するのに十分な知見を得ることができ,(2)に示す支持力推定モデルの構築に繋げることができた.
    (2)地盤に振動を与えた際の支持力推定モデルの構築
    振動を与えた際に増加する支持力について推定モデルの構築を行った.この推定モデルはReeceの受働土圧理論をベースとして構築を行った.支持力が発生する際に脚部周辺の地盤によって構成される破断ブロックの形状について振動による成長傾向を確認した.また,地盤のせん断強度とその地盤で得られる支持力の間に相関関係があることを確認した.これらの実験結果から,地盤のせん断強度から破断ブロックの形状を推定して支持力を算出するモデルを構築した.振動による地盤の締固め効果と地盤のせん断強度の間には関連性があり,地盤のせん断強度をパラメータとすることで振動による支持力の増加傾向を表現できる.最後に,提案するモデルについて精度の評価を行い,実験値に対して一致性を示し,妥当であることが確認できた.

    researchmap

  • Study on Legged Typed Rovers with Function of Vibration/Stop to Travel on Loose Soil

    2019年9月

    制度名:海外派遣援助

    提供機関:村田学術振興財団

    渡邉智洋

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    researchmap

▶ 全件表示

 

担当経験のある授業科目

  • 機械工学実験IV

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 機械工学実験III

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 機械工学実験I

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 卒業研究

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 先端研究入門

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 工学リテラシー入門(力学分野)

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 卒業研修

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 英文輪読I

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 英文輪読II

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 機械工学演習

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 機械工学実験II

    2024年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • くらしを支える機械システム工学

    2023年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • ロボット工学

    2023年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 宇宙探査ロボティクス特論

    2023年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 機械工学概論

    2023年
    -
    2024年
    機関名:新潟大学

▶ 全件表示