ロボティックス

http://www.medigit.mi.uec.ac.jp/

ロボットは多自由度動作機構、アクチュエータ、センサ、ならびに制御用コンピュータ等が統合された高度メカトロニクスシステムである。このため、その基盤となる工学技術は機械工学、制御工学、センサ工学、情報工学などきわめて広範囲に渡る。本講義では、ロボット工学の主題であるロボット・マニピュレータの運動学とその制御、ロボットの知能化等を重点的にとりあげ、ロボット工学の本質的部分について理解することを目標とする。

基礎物理(剛体力学)、ベクトルと行列第一、ベクトルと行列第二

メカトロニクス、制御工学

ロボット制御入門:川村貞夫著(Ohmsha)、ロボットシステム入門:松日楽信人、大明準治著(ohmsha)、人工知能と社会: 2025年の未来予想, 栗原 聡,‎ 長井隆行,‎ 小泉憲裕,‎ 内海 彰,‎ 坂本真樹,‎ 久野美和子著(Ohmsha)

[授業内容とその進め方]
(a)授業項目
第1回 ロボット工学概論
ロボットの歴史、定義、基本構成と分類
数学基礎知識
第2回 マニピュレータの基礎
構造と分類、機構表現
第3回 センサとアクチュエータ
第4回 座標変換
平行、回転変換、同次変換、マニピュレータの座標系の設定
第5回 順運動学と逆運動学
第6回 ヤコビ行列と静力学
第7回 順動力学と逆動力学
第8回 中間レポート出題
第9回 フィードバック制御とその安定性
第10回 位置制御(PTP制御とCP制御)
第11回 力制御(インピーダンス制御)
第12回 マスタ・スレーブ制御
第13回 遠隔操作と自律制御
第14回 複数マニピュレータの協調制御
第15回 期末レポート出題

(b) 授業の進め方:
PPTを用いて内容を解説したあと、演習課題を解いてもらう。また、必要に応じて宿題を課すことがある。

事前にGoogle classroomに講義用のPPTをアップしているので、それを印刷して授業に持ってくること。また、授業に対する理解度を高めるために、PPT資料を用いて予習・復習することが望ましい。さらに、必要とされる数学知識を復習することも大事である。

(a) 評価方法:
演習・中間試験(中間レポート)・期末試験(期末レポート)の結果を、次のように総合評価する。
成績評価
演習 20%
中間試験あるいは中間レポート 40%
期末試験あるいは期末レポート 40%

(b) 評価基準:
以下の到達レベルをもって最低達成基準とする。
1)位置と姿勢の座標系による表現と座標系間の変換方法の理解
2)順運動学および逆運動学の概念と逆運動学の解の導出方法の理解
3)ヤコビ行列の意味と応用方法の理解
4)順動力学と逆動力学の概念と逆動力学の解の導出方法の理解
5)位置制御の基本的な考え方の理解
6)力制御の基本的な考え方の理解

講義終了後にオフィスアワーの時間をとる。

本講義内容はロボット工学のエッセンスというべきものですが、一般の多自由度メカトロニクスシステムの解析、設計、ならびに制御においても幅広く展開可能な基盤的知識になります。なぜ(Why)、そのように(How)発想するのか？原理・原則・定義として全体を貫くモノの見方(その道の専門家の世界観)や考え方(概念やコンセプト)(これこそが出来事や物事における問題の本質をなすもので、ほかの問題に対しても応用が効き、真に学ぶに値するべきものであろう)は何なのか？をとことん突き詰め、深堀りして粘り強く考えぬくことこそが最も重要です。

特になし。