東郷 俊太 (Togo Shunta)

電気通信大学 大学院情報理工学研究科 助教

Email: s.togo uec.ac.jp

  

NEWS

  • 2017/09/06
  • 学術論文“Empirical evaluation of voluntarily activatable muscle synergies”がFrontiers in Computational Neuroscience誌に掲載されました[link]。

  • 2017/03/31
  • 学術論文“Control strategy of hand movement depends on target redundancy”がScientific Reports誌に掲載されました[link]。

  • 2017/02/01
  • 共著の学術論文“Maintenance of Muscle Contraction Improves during Dynamic Exercise by Multi-channel Functional Electrical Stimulation with Time Shifting Stimulation”がIJBBB誌に掲載されました[link]。

  • 2016/09/12
  • 学術論文“Anticipatory synergy adjustments reflect individual performance of feedforward force control”がNeuroscience Letters誌に掲載されました[link]。

  • 2016/07/12
  • 学術論文“Uncontrolled Manifold Reference Feedback Control of Multi-Joint Robot Arms”がFrontiers in Computational Neuroscience誌に掲載されました[link]。

PROFILE

  • 氏名

    東郷 俊太

  • 所属

    電気通信大学 大学院情報理工学研究科 機械知能システム学専攻 助教

  • 学位

    博士(工学)(名古屋大学)

  • その他所属

    株式会社国際電気通信基礎技術研究所 認知機構研究所 連携研究員
    昭和大学発達障害医療研究所 研究員

  • 外部サイト

    Research Map
    Research Gate

職歴

  • 2011年 4月 1日 – 2012年 3月 31日 COE研究アシスタント
  • 2012年 4月 1日 – 2014年 3月 31日 日本学術振興会特別研究員 (DC2)
  • 2014年 4月 1日 – 2016年 3月 31日 日本学術振興会特別研究員 (PD)
  • 2014年 4月 1日 – 現在      株式会社国際電気通信基礎技術研究所 認知機構研究所 連携研究員
  • 2016年 2月 1日 – 現在      昭和大学発達障害医療研究所 研究員
  • 2016年 4月 1日 – 現在      電気通信大学大学院情報理工学研究科 助教

学歴

  • 2005年4月 1日 – 2009年3月 31日 名古屋大学 工学部 機械・航空工学科
  • 2009年4月 1日 – 2011年3月 31日 名古屋大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 電子機械工学分野 博士前期課程
  • 2011年4月 1日 – 2014年3月 31日 名古屋大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 電子機械工学分野 博士後期課程

所属学会

受賞

学会活動

  • 2017年1月 第29回自律分散システム・シンポジウム OS:身体性システム科学3 座長

研究助成

  • 現在までに、下記の助成金を受けて研究を進めてきました。ここに感謝申し上げます。
  • 2017年 6月 – 2018年 3月 電気通信大学 平成29年度研究活性化支援システム(若手研究支援)) (1100)
  • 2017年 4月 – 2019年 3月 科学研究費助成事業 若手研究(B) (4160)
  • 2016年11月 – 2017年 3月 電気通信大学 平成28年度研究活性化支援システム(新任教員研究支援(追加支援)) (900)
  • 2015年11月 – 2017年 3月 昭和大学発達障害医療研究所 文理融合型共同研究費 (1400)
  • 2014年 4月 – 2016年 3月 科学研究費補助金 特別研究員奨励費 (PD) (2300)
  • 2012年 4月 – 2014年 3月 科学研究費補助金 特別研究員奨励費 (DC2) (1800)

RESEARCH

 私たちは自分の体をどのように動かしているのでしょうか?
例えば目の前にあるコップに手を伸ばし、掴み、持ち上げる。
何気ない動作の連続ですが、ロボットに同じ動作をさせようとすると、
考えなければならない問題がたくさんありそうです。
 この最も身近でありながら奥深い問題に対し、私は

計算論的神経科学ロボット工学

の観点から研究を行っています。
コンピュータがロボットの動きを制御するように、
ヒトの“脳”も体の動きを制御していると考え、
その制御の方法を調べています。
 最終的には、ヒトの運動制御メカニズムを解明すること、
ヒトのように巧みにロボットを動かすことを目標に研究しています。

多関節協調運動メカニズムの解明

 私たちの体には多くの関節がありますが、巧みに各関節を“協調”させて運動しています。例えば同じ場所に何度も手を伸ばす時に、毎回手先は同じ位置に持っていけるのに、関節の開き具合や姿勢は毎回異なっています。これは一つの関節のばらつきを他の関節が“協調“して補償することで手先の位置を安定化していると考えられます。
 このような動きを“多関節協調運動”と定義し,実際のヒトの多関節協調運動を計測・解析しています。

多筋制御メカニズムの解明

 一つの関節、例えば肘を曲げるという動作に対して、多くの筋肉が同時に働いています。この時、“脳”は各筋肉を一つ一つ制御しているのでしょうか?それとも、類似した働きをする筋肉を“ひとまとめ”にして制御しているのでしょうか?
 この筋のまとまりを“筋シナジー”と呼び、ヒトが筋シナジーを使って筋を制御しているのかを調べています。

ロボットの関節間協調制御

 ヒトの多関節協調運動のようにロボットを制御することを考えます。多関節協調運動によって、同じ運動をする度に姿勢が違ってもタスクを達成できるのは、タスク達成に関係のない関節のばらつきを許容しているからです。ヒトのように、タスク達成に関係のないばらつきを許容すれば、より柔軟なロボットの制御ができそうです。
 このような、ばらつきを許容する制御モデルを考え、ロボット実機の制御法を開発しています。

発達性協調運動障害の定量評価

自閉症スペクトラム障害の患者は発達性協調運動障害も併発していることが多いです。診断の際は、医師が日常的な運動を観察し、“見た目”に運動がぎこちないかどうかや問診で判断しています。ここでもし、具体的な運動タスクから協調運動の成績をつけ、点数として健常者と比較できれば、より客観的で正確な診断ができそうです。
 多関節協調運動を評価する方法を応用し、簡単な運動から発達性協調運動障害を定量的に評価する方法を開発しています。

冗長性問題へのアプローチ

例えば電車内でポールを掴もうと手を伸ばそうとします。このとき、ポールに向かう方向の運動はポールで止まらなければならないので気を使いますが、 垂直方向はあまり気にしていないのではないでしょうか?ポールのどこを掴むかは自由なのですが、私たちは考え込むこと無く、自然にポールを掴めます。
 このように、解が無数にあり一意に解が定まらない問題を冗長性問題と呼び、ヒトが冗長性問題をどのように扱っているのかを調べています。

手先振動抑制動作の解明

食事時に食堂で水を汲み、自分の席まで運ぶ。このとき表面ギリギリまで水を汲んでしまったとしても、なにかしら気をつけることで、こぼさずに運ぶことができます。しかし、具体的に何をしたから水の揺れが小さくなったのかを言葉で説明することは非常に難しいです。
 このような巧みな全身運動の一つである手先振動抑制動作に着目し、その制御メカニズムを調べています。   

PUBLICATIONS

 学術論文

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[13] Shunta Togo and Hiroshi Imamizu, "Empirical Evaluation of Voluntarily Activatable Muscle Synergies”, Frontiers in Computational Neuroscience, Vol.11, No.82, 2017. doi:10.3389/fncom.2017.00082 [Link]
[12] Shunta Togo, Toshinori Yoshioka and Hiroshi Imamizu, "Control strategy of hand movement depends on target redundancy”, Scientific Reports, Vol.7, No.45722, 2017. doi:10.1038/srep45722 [Link]
[11] Rintaro Kamihira, Misato Kasuya, Yinlai Jiang, Shunta Togo, Masao Sugi and Hiroshi Yokoi, "Maintenance of Muscle Contraction Improves during Dynamic Exercise by Multi-channel Functional Electrical Stimulation with Time Shifting Stimulation”, International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics (IJBBB), Vol.7, No.1, pp.30-40, 2017. doi: 10.17706/ijbbb.2017.7.1.33-40 [Link]
[10] Shunta Togo and Hiroshi Imamizu, "Anticipatory synergy adjustments reflect individual performance of feedforward force control”, Neuroscience Letters, Vol.632, pp.192-198, 2016. doi: 10.1016/j.neulet.2016.08.032 [Link]
[9] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Uncontrolled manifold reference feedback control of multi-joint robot arms”, Frontiers in Computational Neuroscience, Vol.10, No.69, 2016. doi: 10.3389/fncom.2016.00069 [Link]

[8] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Changes in motor synergies for tracking movement and responses to perturbations depend on task-irrelevant dimension constraints”, Human Movement Science, Vol.46, pp.104-116, 2016. doi: 10.1016/j.humov.2015.12.010 [Link]
[7] Shunta Togo and Hiroshi Imamizu, "Normalized Index of Synergy for Evaluating the Coordination of Motor Commands”, PLoS ONE, Vol.10, No.10, e0140836, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0140836 [Link]
[6] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Control model for dampening hand vibrations using information of internal and external coordinates”, PLoS ONE, Vol.10, No.4, e0125464, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0125464 [Link]
[5] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Change of a motor synergy for dampening hand vibration depending on a task difficulty", Experimental Brain Research, Vol.232, No.10, pp.3101-3109, 2014. doi: 10.1007/s00221-014-3994-x [Link]
[4] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“冗長関節アームの協調動作のためのUCM参照フィードバック制御法”,電子情報通信学会論文誌D,Vol.J96-D,No.2,pp.346-356,2013.[Link]

[3] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動抑制に対する視覚情報の役割”,電子情報通信学会論文誌D,Vol.J95-D,No.2,pp.314-322,2012.[Link]
[2] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Motor synergies for dampening hand vibration during human walking", Experimental Brain Research, Vol.216, No.1, pp.81-90, 2012. doi: 10.1007/s00221-011-2909-3 [Link]
[1] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を抑制する方策に対するUCM解析”,電子情報通信学会論文誌D,Vol.J93-D,No.12,pp.2666-2674,2010.[Link]

 国際会議

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[9] Yinlai Jiang, Yuta Murai, Taihei Kuwahara, Shunta Togo, Yoshiko Yabuki and Hiroshi Yokoi, "Conductive Silicon Based sEMG Sensor for Myoelectric Control of Prosthetic Hands: Structure Design and Evaluation", The 2017 IEEE International Conference on Real-time Computing and Robotics (IEEE RCAR 2017), Okinawa Japan, December 2017. (Oral)
[8] Hesong Ye, Xiang Feng, Yoshiko Yabuki, Shunta Togo, Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi, "Force-magnification mechanism with artificial tendon sheath for myoelectric prosthetic hand for children", IEEE International Conference on robotics and biomimetics (ROBIO2016), SuC04.1, Qingdao China, December 2016. (Oral)
[7] Rintaro Kamihira, Misato Kasuya, Yinlai Jiang, Shunta Togo, Masao Sugi and Hiroshi Yokoi, "Maintenance of Muscle Contraction Improves during Dynamic Exercise by Multi-channel Functional Electrical Stimulation with Time Shifting Stimulation", International Conference on Biomedical Signal and Bioinformatics (ICBSB), AUT University, New Zealand, November 2016. (Oral) Excellent Paper Award & The best presentation award
[6] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "A control model of human-dampening hand vibration using internal and external information", Neural Control of Movement 25th Annual Meeting, 1-D-9, Francis Marion Hotel in Charleston SC USA, April 2015. (Poster)
[5] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Task and body constraints change joint coordination to dampen hand vibration", SICE ANNUAL CONFERENCE 2013, pp.1294-1295, Nagoya University in Japan, September 2013. (Oral)

[4] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "UCM reference feedback control for joint coordination", Progress in Motor Control IX, 31, McGill University in Montreal Canada, July 2013. (Poster)
[3] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "UCM analysis of human multi-joint coordination and mechanical arm impedance", Neural Control of Movement 22nd Annual Meeting, 1-B-103, Hilton Molino Stucky in Venice Italy, April 2012. (Poster)
[2] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "A role of visual information for joint coordination to dampen hand vibration during human walking", Progress in Motor Control VIII, 255, University of Cincinnati in OH USA, July 2011. (Poster)
[1] Shunta Togo, Takahiro Kagawa and Yoji Uno, "Analysis of synergy for dampening hand vibration during walking", 4th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions, pp.51-52, Czech Technical University in Prague, June 2010. (Oral)

 国内学会発表

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[37] 東郷俊太,板橋貴史,橋本龍一郎,金井智恵子,加藤進昌,今水寛,“指先合力生成時における自閉症スペクトラム障害患者の特異的薬指依存”,第11回 Motor Control研究会,B16,中京大学,2017.8.
[36] 東郷俊太,今水寛,“随意活性可能な個々の筋シナジーの実験による評価”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.79-84,機械振興会館,2017.3.
[35] 東郷俊太,今水寛,“個人のフィードフォワード制御能力を反映する多指間協調運動の先行調整”,第29回自律分散システム・シンポジウム,2C3-2,調布クレストンホテル,2017.1.
[34] 君塚進,叶鶴松,日吉祐太郎,田中洋平,東郷俊太,姜銀来,横井浩史,“多点計測手法を用いた肩周辺筋群の独立筋活動パターンの解析および適切な計測箇所の特定”,第29回自律分散システム・シンポジウム,2B3-3,調布クレストンホテル,2017.1.
[33] 野櫻舞,粕谷美里,東郷俊太,姜銀来,杉正夫,横井浩史,“Transfer entropyを用いた下肢協調運動における協調性の定量的評価”,第29回自律分散システム・シンポジウム,2C3-1,調布クレストンホテル,2017.1.

[32] 矢吹佳子,棚橋一将,村井雄太,毛利保寛,叶鶴松,中村達弘,東郷俊太,姜銀来,加藤龍,横井浩史,“筋電義手用グローブの開発と評価”,第37回バイオメカニズム学術講演会,1C-3-3,富山大学,2016.11.
[31] 君塚進,叶鶴松,日吉祐太郎,谷直行,馮翔,田中洋平,森下壮一郎,東郷俊太,姜銀来,横井浩史,“多点計測手法を用いた肩周りの筋群における独立筋活動パターンの解析”,LIFE2016,2A2-B02,東北大学,2016.9.
[30] 馮翔,叶鶴松,姜銀来,東郷俊太,横井浩史,“安定な精密つまみを実現する低自由度ロボットハンドの構築”,LIFE2016,3A1-C02,東北大学,2016.9.
[29] 東郷俊太,今水寛,“随意的に独立活性可能な筋シナジーの実験による評価”,第10回 Motor Control研究会,B29,慶応義塾大学,2016.9.
[28] 東郷俊太,吉岡利福,今水寛,“タスクの冗長性に依存した手先運動の制御方策”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.143-148,玉川大学,2016.3.

[27] 熊澤一樹,香川高弘,東郷俊太,宇野洋二,“姿勢の変動を許容する全身運動の制御”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.149-154,玉川大学,2016.3.
[26] 東郷俊太,吉岡利福,今水寛,“目標の冗長性を保持した運動計画”,第9回 Motor Control研究会,2-14,京都大学,2015.6.
[25] 東郷俊太,今水寛,“正規化協調指標による運動指令の協調の評価”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.301-306,玉川大学,2015.3.
[24] 伊藤穂高,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“多関節ロボットの関節間協調を用いた重心変動を許容する立位姿勢制御”,第2回制御部門マルチシンポジウム,713-1,東京電機大学,2015.3.
[23] 伊藤穂高,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“支持多角形内における重心位置のばらつきを許容する立位姿勢制御”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.25-30,名古屋大学,2014.12.

[22] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“随意的共収縮は冗長方向の運動協調に影響を与えない”,第8回 Motor Control研究会,1-10,筑波大学,2014.8.
[21] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“運動タスクにおける冗長方向を識別する感覚情報”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.245-250,玉川大学,2014.3.
[20] 磯部祐真,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“ヒトの関節間協調に着目したUCM参照フィードバック制御法”,SI2013,2H2-5,神戸国際会議場,2013.12.
[19] 磯部祐真,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“ニューラルネットを用いたUCM空間の生成”,第7回 Motor Control研究会,B-22,東京大学,2013.9.
[18] 竹内花帆,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“全身ポーズ生成のUCM解析とバランス制御”,第7回 Motor Control研究会,B-6,東京大学,2013.9.

[17] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“手先振動抑制のメカニズムはスティフネスの調節よりも平衡点の調節で説明できる”,第7回 Motor Control研究会,A-6,東京大学,2013.9.
[16] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“タスクの難易度に依存する関節間協調の変化”,Neuro2013,P1-2-109,国立京都国際会館,2013.6.
[15] 磯部祐真,東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“人間の関節間協調に着目した冗長ロボットアームの制御”,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013,2P1-J08,つくば国際会議場,2013.5.
[14] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“軌道追従タスクにおける多関節腕の協調制御”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.173-178,玉川大学,2013.3.
[13] 東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二, “UCM空間を用いた冗長マニピュレータの協調制御”, 日本ロボット学会 第30回記念 学術講演会, 4O3-2, 札幌コンベンションセンター, 2012.9.

[12] Shunta Togo, Takahiro Kagawa, Yoji Uno, “Coordinated Motion Control of a Redundant Joint Arm using an Uncontrolled Manifold”, JNNS2012, P3-22, 名古屋工業大学, 2012.9. ※大会奨励賞受賞
[11] Shunta Togo, Takahiro Kagawa, Yoji Uno, “Performance variables controlled to dampen hand vibration”, JNNS2011, P1-15, OIST, 2011.12.
[10] Shunta Togo, Takahiro Kagawa, Yoji Uno, “Response for Perturbation to Dampen Hand Vibration During Walking”, MHS2011 and Micro-Nano Global COE, P1-6, 名古屋大学, 2011.11.
[9] 東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二, “歩行時の手先振動抑制中の外乱に対する応答”, 第26回生体・生理工学シンポジウム, 3D2-4, 立命館大学, 2011.9.
[8] 東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二, “手先振動抑制の関節間協調に視覚情報は影響するのか”, 第5回Motor Control研究会, 47, 生理学研究所, 2011.6.

[7] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を抑制する関節間協調に対する視覚情報の働き”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.211-216,玉川大学,2011.3.
[6] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動の抑制に対する視覚の働き”,第25回 生体・生理工学シンポジウム,pp.139-142,岡山大学,2010.9.
[5] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を抑制する関節間協調の解析”,Neuro2010,P1-g09,神戸コンベンションセンター,2010.9.
[4] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を抑制するシナジーの解析”,第4回 Motor Control研究会,34,生理学研究所,2010.5.
[3] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を抑制する協調動作の解析”,ニューロコンピューティング研究会(NC),pp.213-218,玉川大学,2010.3.

[2] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を緩和する方策”,第24回 生体・生理工学シンポジウム,pp.283-286,東北大学,2009.9.
[1] 東郷俊太,香川高弘,宇野洋二,“歩行中の手先振動を緩和するメカニズム”,第3回 Motor Control研究会,13,生理学研究所,2009.5.

特許
[1] 上平倫太郎,横井浩史,姜銀来,東郷俊太,杉正夫:機能的電気刺激システム,及び機能的電気刺激方法,国立大学法人電気通信大学,特願2017-074607,出願日2017年4月4日.
[1] 横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太:信号測定装置、及び信号測定方法,国立大学法人電気通信大学,特願2017-029981,出願日2017年2月21日.

その他
[2] 東郷俊太,“未来の研究者:人間の冗長多関節の協調動作の解析とそのロボット制御への応用”,PRESS-e, No.33 [Link]
[1] 東郷俊太,“歩行中の手先振動を抑制する運動協調に関する研究”,電気通信大学・特別講義,2011.3.

学位論文
[3] Shunta Togo,“Analysis of joint coordination in human multi-joint movements and modeling of synergistic control of redundant joints”,博士論文,名古屋大学,2014.3.
[2] 東郷俊太,“歩行中の手先振動を抑制する運動協調に関する研究”,修士論文,名古屋大学,2011.3.
[1] 東郷俊太,“関節スティフネスの調整による手先振動の緩和に関する研究”,卒業論文,名古屋大学,2009.3.