Updated on 2025/03/31

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Tsubakino, Daisuke
 
Organization
Graduate School of Engineering Aerospace Engineering 3 Associate Professor
Graduate School
Graduate School of Engineering
Undergraduate School
School of Engineering Mechanical and Aerospace Engineering
Title
Associate Professor
Contact information
メールアドレス

Degree 1

  1. Ph. D (Information Science and Technology) ( 2011.3   The University of Tokyo ) 

Research Interests 3

  1. Cooperative control

  2. Hierarchical optimal control

  3. Control of distributed parameter systems

Research Areas 4

  1. Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Control and system engineering  / Control Theory

  2. Natural Science / Applied mathematics and statistics  / Control theory for infinite dimensional systems

  3. Informatics / Robotics and intelligent system

  4. Informatics / Mechanics and mechatronics

Current Research Project and SDGs 3

  1. Advanced motion control for unmanned aerial vehicles

  2. Control theory for systems modeled by partial differential equations

  3. Hierarchical distributed cooperative control for large-scale systems

Research History 3

  1. Visiting Scholar, University of California, San Diego

    2013.11 - 2014.8

      More details

    Country:United States

  2. Research Associate, Graduate School of Information Science and Technology, Hokkaido University

    2011.4 - 2015.9

      More details

    Country:Japan

  3. Research Fellow (DC2), Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    2009.4 - 2011.3

      More details

    Country:Japan

Education 3

  1. The University of Tokyo   Graduate School of Information Science and Technology   Department of Information Physics and Computing

    2007.4 - 2011.3

      More details

    Country: Japan

  2. The University of Tokyo   Graduate School of Engineering   Department of Aeronautics and Astronautics

    2005.4 - 2007.3

      More details

    Country: Japan

  3. Nagoya University   Faculty of Engineering   Department of Mechanical and Aerospace Engineering

    2001.4 - 2005.3

      More details

    Country: Japan

Professional Memberships 5

  1. IEEE

  2. The Society of Instrument and Control Engineers

  3. Institute of Systems, Control and Information Engineers

  4. The Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

  5. The Japan Society of Mechanical Engineers

Committee Memberships 14

  1. 一般社団法人 日本機械学会 機械力学・計測制御部門   D&D2023実行委員会  

    2022.11 - 2023.8   

      More details

    Committee type:Academic society

  2. 計測自動制御学会 制御部門   制御理論部会 幹事  

    2022.1 - 2022.12   

      More details

    Committee type:Academic society

  3. 計測自動制御学会 中部支部   制御理論研究委員会 委員長  

    2021.1   

      More details

    Committee type:Academic society

  4. 計測自動制御学会 制御部門   制御理論部会 委員  

    2021.1 - 2021.12   

      More details

    Committee type:Academic society

  5. Editorial board of Journal of Control, Automation and Electrical Systems   Associate Editor  

    2020.6 - 2022.12   

      More details

    Committee type:Academic society

    https://www.springer.com/journal/40313/editors

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Awards 6

  1. 計測自動制御学会論文賞・武田賞

    2023.9   公益社団法人 計測自動制御学会   狭義上三角常微分方程式系と放物型偏微分方程式のカスケード系に対するフォワーディング設計

    椿野大輔

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  2. 第21回計測自動制御学会学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2020) 優秀講演賞

    2020.12   公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門   スロッシング制御に向けた波動方程式とスカラ方程式の単一入力による漸近安定化

    椿野大輔

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  3. 第18回 計測自動制御学会学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2017) 優秀講演賞

    2017.12   公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門   円環形状膜の状態フィードバック境界制御に関する一考察

    椿野大輔

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  4. 第17回 計測自動制御学会学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2016) 優秀講演賞

    2016.12   公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門   近似偏微分方程式モデルに基づく単純なスロッシング制御則について

    椿野大輔, 伊藤徳哉,藤本圭一郎

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  5. 計測自動制御学会学術奨励賞

    2010.2   計測自動制御学会  

     More details

    Country:Japan

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Papers 31

  1. An Approximation Method Using Simulation Data and Dynamical Model for Stable Manifolds in Forwarding Design Reviewed

    Rei Ito, Daichi Mitta, and Daisuke Tsubakino

    Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers     2025.2

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.9746/sicetr.61.86

    DOI: 10.9746/sicetr.61.86

  2. A Predictor-Based Approach to Communication Delay Compensation for Multi-Agent Systems Reviewed

    Kento Fujita, Daisuke Tsubakino

    IEEE ACCESS   Vol. 12   page: 196148 - 196158   2024.12

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3520957

    DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3520957

    Web of Science

  3. Design of reduced-order controllers for fluid flows using full-order controllers and Gaussian process regression Reviewed

    Sasaki, Y; Tsubakino, D

    IFAC JOURNAL OF SYSTEMS AND CONTROL   Vol. 28   2024.6

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1016/j.ifacsc.2024.100261

    Web of Science

  4. Extremum seeking for distributed delays Reviewed International coauthorship International journal

    Tsubakino Daisuke, Oliveira Tiago Roux, Krstic Miroslav

    AUTOMATICA   Vol. 153   2023.7

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1016/j.automatica.2023.111044

    Web of Science

  5. Efficient Sensor Node Selection for Observability Gramian Optimization Reviewed

    Yamada, K; Sasaki, Y; Nagata, T; Nakai, K; Tsubakino, D; Nonomura, T

    SENSORS   Vol. 23 ( 13 )   2023.7

     More details

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MISC 5

  1. Hierarchical Optimal Control for Multiple Aircraft and Spacecraft: Individual and Cooperative Precise Motion Control

    Daisuke Tsubakino, Shingo Nishimoto

    Journal of the Japan Society for Precision Engineering   Vol. 89 ( 4 )   2023.4

     More details

    Authorship:Lead author, Last author, Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  2. Introduction to Control Theory Towards Application to Fluid Dynamical Systems

    Daisuke Tsubakino

      Vol. 41 ( 5 ) page: 348 - 353   2022.10

     More details

    Authorship:Lead author, Last author, Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  3. Constructive Method to Design Control Laws for ODE-PDE Cascade Systems —Backstepping and Forwarding Invited Reviewed

    Daisuke Tsubakino

    SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION   Vol. 65 ( 8 ) page: 317 - 323   2021.8

     More details

    Authorship:Lead author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

    DOI: https://doi.org/10.11509/isciesci.65.8_317

  4. Feedback Controller Design for Fluid Fields based on Model Predictive Control and Regression Analysis

    Yasuo Sasaki, Daisuke Tsubakino

      Vol. 59 ( 8 ) page: 546 - 551   2020.8

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

    DOI: 10.11499/sicejl.59.546

  5. Approaches from Control Theory and Data-Driven Science toward Control and Measurement of Fluid Flows

    Taku Nonomura, Daisuke Tsubakino

      Vol. 59 ( 8 ) page: 525 - 526   2020.8

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

    DOI: 10.11499/sicejl.59.525

Presentations 85

  1. A model-aided approach to reducing the cost of generating stable manifolds datasets

    R. Ito, D. Tsubakino

    The 12th SICE Multi-Symposium on Control Systems  2025.3.3 

     More details

    Event date: 2025.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

  2. An algebraic sufficient condition for stochastic LQ optimal control gains to have a desired structure

    K. Fujita, D. Tsubakino

    The 12th SICE Multi-Symposium on Control Systems  2025.3.3 

     More details

    Event date: 2025.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

  3. Observer-Based Quantized Control for Multi-Agent Systems Under Denial of Service Attack; Application to Satellite Formation Flight International conference

    Hiroki Takahashi and Daisuke Tsubakino

    2025 AIAA SciTech Forum and Exposition   2025.1.10  American Institute of Aeronautics and Astronautic

     More details

    Event date: 2025.1

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Orlando   Country:United States  

    DOI: 10.2514/6.2025-2592

    Other Link: https://doi.org/10.2514/6.2025-2592

  4. Forwarding-Based Controller Design for a General Cascade of a Linear ODE and a Wave Equation International coauthorship International conference

    Daisuke Tsubakino and Miroslav Krstic

    63rd IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2024)  2024.12.17  IEEE Control Systems Society

     More details

    Event date: 2024.12

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Milan   Country:Italy  

    DOI: 10.1109/CDC56724.2024.10885846

    Other Link: https://doi.org/10.1109/CDC56724.2024.10885846

  5. In-Domain Control Law Design for a Heat Equation with Input Delay Using Forwarding

    Shunta Yano and Daisuke Tsubakino

    The 67th Joint Automatic Control Conference  2024.11.24  The Institute of Systems, Control and Information Engineers

     More details

    Event date: 2024.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

    DOI: 10.11511/jacc.67.0_890

    Other Link: https://doi.org/10.11511/jacc.67.0_890

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KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 8

  1. Controller design for cascades of lumped and distributed parameter systems based on invariant manifolds

    Grant number:24K00907  2024.4 - 2028.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\16900000 ( Direct Cost: \13000000 、 Indirect Cost:\3900000 )

  2. Establishment of Systems Realizing Laboratory Classes in Multiple Locations Safely at the Same Time and Together

    Grant number:22K18620  2022.6 - 2025.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Competitive

  3. ドローンを用いた微気象の能動的観測技術の創出

    Grant number:20H05752  2020.10 - 2023.3

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    鈴木 智, 椿野 大輔, 野田 龍介, 劉 浩

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Competitive

    微気象(人工物や人間活動の影響を強く受ける地表付近の詳細気象)予測に有用な建物密集区域の低高度における気象情報を収集し、微気象を観測する技術を創出する。MEMS技術によって開発された超小型センサを、新たに開発する生物規範型ナノドローンに統合し、微気象観測のための階層的なタスク(機体の制御、複数機体や障害物の回避、軌道・地域の選定)を、各階層での最適性を保ちながら制御することで、機動性だけでなく適応性も持ち合わせた能動的観測の実現を目指す。タスクの階層性と市販のマイクロドローンも有効に利用しながら要素技術の開発を進め、微気象予測班と連携しながら、微気象予測システムの創出を目指す。
    研究の初年度にあたる本年度は、(i) 生物規範型ナノドローンの開発、(ii) マイクロドローンの情報機能化、および(iii) 多階層制御技術の開発を実施した。各項目の具体的な内容は以下に示す。
    (i) 生物規範型ナノドローンの開発 羽ばたき飛行に着想を得たデュアルロータ型ドローンの開発を実施した。本年度はMATLABを用いたダイナミクスシミュレーションによって当該ドローンの実現可能性を検討するとともに、シミュレーション結果に基づいて実機製作を実施した。
    <BR>
    (ii) マイクロドローンの情報機能化 市販のマイクロドローンおよび既に研究室で保有している各種小型ドローンに対して小型風速センサを搭載し、風速測定の試験及び評価を実施した。屋内に小型風洞設備を構築し、その環境下で小型センサを搭載したドローンを飛行させながら風速測定を実施した。ドローンの位置や姿勢情報は光学式モーションキャプチャシステムによって計測し、計測された風速情報、風洞で発生させた風速情報、およびドローンの正確な位置・姿勢情報を利用して、定の精度等について評価を行った。
    <BR>
    (iii) 多階層制御技術の開発 姿勢、相対運動の二層を考慮した群制御について研究を進めるとともに機動的観測に向けた検討を実施した。機動的観測に向け、観測軌道設計の層を新たに考慮する。各ドローンの局所的な観測情報をフィードバックした観測軌道の最適化について検討を行った。
    各研究開発項目について、おおむね当初計画通りに遂行されている。
    ナノドローンの開発については、シミュレーションによる検討のみではなく、実機製作まで完了したことが当初計画よりも進展している点として評価できる。
    マイクロドローンの情報機能化については、実機に小型センサを搭載して風速計測の評価を実施した点が当初計画通りに進展している点として評価できる。
    最後に、多階層制御技術の開発については、観測軌道設計の層を新たに考慮し、各ドローンの局所的な観測情報をフィードバックした観測軌道の最適化まで検討できた点が当初計画通りに研究が進展している点として評価できる.
    本年度の研究進捗を踏まえて、当初計画通りに研究を遂行していく予定である。
    まず、ナノドローンの開発およびマイクロドローンの情報機能化については引き続き、実機製作とその評価を実施していく予定である。またこれらの研究を統合してナノドローンの情報機能化についても年度の後半部分で検討を開始する予定である。
    また、多階層制御技術の開発については、多階層制御技術の深化について検討をかいしする。これまでに考慮していた空間的な階層性に加え時間の階層性も考慮した階層化分散制御技術を開発する。観測周期、機体制御周期、軌道設計周期などを考慮し、生物規範型ナノドローンでも無理のない適応的制御系を目指す。

  4. Strategic promotion of micro-meteorology control science

    Grant number:20H05750  2020.10 - 2023.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Competitive

  5. 無限次元性を失わない近似モデルに基づく液体ダイナミクス制御論 International coauthorship

    Grant number:18K04195  2018.4 - 2022.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    椿野 大輔

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Competitive

    Grant amount:\4420000 ( Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost:\1020000 )

    本課題では,容器内における液体振動であるスロッシングへの適用を主に想定したフィードバック制御則や状態推定器(オブザーバ)の設計に対して,偏微分方程式モデルに基づいた方法論を構築することを目的としている.2020年度は,前年度に提案と定式化を行った偏微分方程式と常微分方程式の両方でモデル化されるようなシステムに対する構成的な制御則設計法である「PDEフォワーディング法」をさらに発展させることに注力した.具体的には,(1) 偏微分方程式が熱方程式の場合におけるPDEフォワーディング制御則の逆最適性の解析,および (2) 波動方程式の場合への積分型制御則の導出が主な成果である.また前年度より継続して研究を行っている (3) 3次元円筒容器の場合の境界値を用いた近似的なオブザーバ設計についても成果を得ている.
    まず(1)については,本来のねらいであるスロッシングへの適用からは外れるが,本課題で定式化したPDE フォワーディングの汎用性を広げるために行なったものである.PDE フォワーディングを用いて得られるフィードバック制御則が,ゲインを適切に選択することで,物理的に意味付けしやすいある2次の評価汎関数を最小にしていることを証明した.
    (2)については本課題の目的に直接つながるものであり,矩形容器内における液体の振動を近似的に波動方程式でモデル化し,容器の運動を常微分方程式でモデル化した際に得られるシステムを想定して考察したものである.PDE フォワーディングを単に適用しただけでは容器の速度を制御入力として用いる形となるため,別の手法を組み合わせ,加速度を制御入力とするより現実的な形の制御則を導出している.
    (3) については,継続して実施しているものである.モデル化だけでなく,オブザーバ設計においても適宜近似を導入し,実用上意味のある設計法を行っている.
    容器内のスロッシングと容器の運動を同時に安定化することができる制御則設計法であるPDE フォワーディングに関する進捗については,当初の想定以上の成果が得られている.手法自体の新規性だけでなく,逆最適性などの制御則の性能まで保証できることは,本手法の有効性を示しているものである.また,3次元の円筒容器に関する結果も極の取り扱いで当初の想定よりも苦労することとなったが,そのより扱いについて多くの知見を得ることができた.しかしながら,予定していた非線形問題については十分な結果を得ることはできなかった.
    以上より,遅れている部分も存在するが,想定以上な部分があり,総合的には概ね順調であると考えられる.
    2020年度が本来の最終年度であった.延長期間を利用して,PDEフォワーディングに関する成果をさらにまとめ,学会発表や学術雑誌論文などにより公表してゆきたい.

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Teaching Experience (On-campus) 27

  1. Control Engineering 2 with Exercises

    2024

  2. Control Engineering 2 with Exercises

    2024

  3. Calculus II

    2024

  4. Control of Aerospace Systems

    2024

  5. Exp. and Workshop Practice in Mech. and Aerospace Eng. 2 (a)

    2024

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Teaching Experience (Off-campus) 8

  1. Advanced Applied Math.I

    2024.12 - 2025.1 Kobe University)

     More details

    Level:Postgraduate 

  2. 制御工学応用

    2023.4 - 2023.9 Aichi Institute of Technology)

     More details

    Level:Undergraduate (specialized) 

  3. 制御工学応用

    2022.4 - 2022.9 Aichi Institute of Technology)

     More details

    Level:Undergraduate (specialized) 

  4. 制御工学応用

    2021.4 - 2021.9 Aichi Institute of Technology)

     More details

    Level:Undergraduate (specialized) 

  5. Advanced Applied Math.I

    2020.12 - 2021.1 Kobe University)

     More details

    Level:Postgraduate 

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Social Contribution 2

  1. 第8回 Girls in Control 2023年 秋

    Role(s):Lecturer, Planner, Organizing member

    2023.10

  2. 愛知県立時習館高等学校 訪問説明会

    Role(s):Lecturer

    愛知県立時習館高等学校  2021.7