研究室概要

栁澤研究室写真

日本大学生産工学部機械工学科 栁澤研究室では, 生体計測×ロボットをキーワードに, 人のストレス状態や感情状態を推定し,その情報をロボットの動作やフィードバックに応用する研究を行っています. 主な研究対象は,バイオフィードバックを行うパートナーロボット, セラピーロボットのストレス軽減効果の定量評価, 複数台連動型セラピーロボット, ロボット・AI教育教材の開発です.

NIRSによる脳活動計測,心拍情報・心拍変動,唾液アミラーゼ,主観評価などを用いて, ロボットが人の心理・生理状態に与える影響を多面的に評価します. また,Arduino,Raspberry Pi,M5Stack,3Dプリンタ,生成AIなどを活用し, 人に寄り添うロボットやロボット教育教材の開発にも取り組んでいます.

研究の中心テーマ

生体計測
脳活動,心拍情報,心拍変動,唾液アミラーゼ,主観評価などを用いて,人のストレス状態や感情状態を評価します.
パートナーロボット
生体情報を用いてユーザの状態を推定し,ロボットの動作や表示によってフィードバックするシステムを開発します.
セラピーロボット
ロボットとの触れ合いや働きかけが,使用者のストレス軽減や印象に与える影響を定量的に評価します.
ロボット・AI教育
ロボット技術,AI技術,機械学習,3Dプリンタなどを活用した教育教材の開発と評価を行います.

主な研究テーマ

1.バイオフィードバックを行うパートナーロボット
心拍情報などの生体情報からユーザのストレス状態を推定し, ロボットがフィードバックすることで,学習や作業を支援するパートナーロボットの開発に取り組んでいます.


2.セラピーロボットのストレス軽減効果の定量評価
セラピーロボットの効果を,アンケートによる主観評価だけでなく, 脳活動,心拍変動,唾液アミラーゼなどの生理指標を用いて評価します.


3.能動的接触機能を持つセラピーロボット
従来のセラピーロボットのように,ユーザが撫でるなどの動作をしてから反応するのではなく, 能動的に接触(ハグ)してくれるロボットを開発し,そのストレス軽減効果を検討しています.


4.ロボット・AI教育教材
学生がロボット技術やAI技術を実践的に学ぶための教材を開発し, 学科横断型のロボット教育やものづくり教育に活用しています.

使用する主な技術・手法

計測・評価
NIRS,心拍情報,心拍変動,唾液アミラーゼ,主観評価,印象評価,ストレス評価
解析
Python,データ解析,統計解析,機械学習,人工知能
ロボット開発
Arduino,Raspberry Pi,M5Stack,micro:bit,センサ,アクチュエータ,3Dプリンタ,レーザー加工機
教育・アウトリーチ
ロボット教材,AI教育教材,生成AI,3Dプリンタ,ワークショップ,ロボット展示

研究室で学べること

栁澤研究室では,生体計測,ロボット開発,データ解析,AI・機械学習,ものづくりを組み合わせた研究を行います. 研究活動では,先行研究の調査,実験計画,ロボット製作,生体信号計測,データ解析,学会発表,論文作成などに取り組みます.

また,研究テーマごとのミーティングや研究発表会を通して,研究の進め方や発表方法を学びます. Pythonによる解析,生体計測装置の使い方,ロボット製作に関する技術についても,研究活動を通して身につけていきます.

English Summary

Yanagisawa Lab at Nihon University studies the integration of physiological measurement and robotics. The laboratory develops partner robots and therapy robots that estimate or respond to users' stress and emotional states using biosignals such as brain activity and heart-related indices. The lab also develops robotics and AI education materials for interdisciplinary engineering education.

Main research keywords include biofeedback, partner robots, therapy robots, physiological measurement, NIRS, heart rate variability, stress estimation, affective computing, human-robot interaction, robotics education, machine learning, generative AI, and 3D printing.