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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2020/04/02 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 ロボット工学
科目名（英文）
／Course		 Robot Engineering
時間割コード
／Registration Code		 23232301
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 人間情報工学科/スポーツシステム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○伊藤　照明
オフィスアワー
／Office Hour		 伊藤　照明(月曜日3限，場所：情報工学部棟1階2112室)
開講年度
／Year of the Course		 2019年度
開講期間
／Term		 第4クォーター
対象学生
／Eligible Students		 3年
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2019/03/18
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 ロボット工学全体は非常に幅の広い学問であり，機構学や動力学，制御工学，メカトロニクスをはじめ，機械要素，プログラミング言語，情報，電気電子，材料の分野も含まれる．この中で最も重要であるのは動力学（Dynamics）と運動学（Kinematics）である．現在は，製造業に限らず，宇宙，医療，建設，農業と応用分野を広げつつあり，それと同時にロボット技術は急速に発展している．本講義では，特に，機械システム工学や自動制御工学にかかわる技術者にとって基礎となる技術に重点をおき解説する．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 知識・能力 ： 創造設計・実験I,II」や「メカトロニクス」の知識
科目キーワード：ロボット運動学，動力学，最適制御，状態フィードバック
履修上の注意
／Notes		 最後(16回目)に行う試験結果によって成績を評価する．
教科書
／Textbook(s)		 「イラストで学ぶロボット工学」，木野仁著，谷口忠大監修、講談社
参考文献等
／References
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 教科書を用いて，予習・復習を積極的に行うこと．また、教科書の章末問題を解き、学習内容を十分に理解すること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License		 なし
備考
／Notes		 なし
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 １ [ロボット工学の紹介]
マニピュレータの制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
2 ２ [基本的な制御（並進系）]
並進系の力学、P制御、PD制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
3 ３ [[基本的な制御（回転系）]]
回転系の力学、回転運動におけるPD制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
4 ４ [自由度と座標系]
自由度の概念、手先自由度、間接自由度、非常長と冗長、間接と手先の座標系		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
5 ５ [順運動学と逆運動学]
運動学の概念、順運動学、逆運動学、冗長マニピュレータ		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
6 ６ [ロボット用アクチュエータ]
ロボット用アクチュエータの種類、電磁駆動アクチュエータ、油圧駆動アクチュエータ、空気駆動アクチュエータ、その他のアクチュエータ、DA変換器		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
7 ７ [ロボット用センサ]
ロボット用センサの種類、角度センサ、角速度センサ、力センサ、AD変換器		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
8 ８ [関節座標系の位置制御]
PTP制御、関節座標系PD制御、重力補償、PTP制御を用いた簡易的な軌道制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
9 ９ [速度制御]
ベクトル・行列の基礎、速度関係とヤコビ行列、分解速度法による軌道制御、特異姿勢		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
10 １０ [力制御と作業座標系PD制御]
ロボットの力制御、作業座標系PD制御法		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
11 １１ [人工ポテンシャル法と移動ロボットへの応用]
人工ポテンシャル法、作業座標系制御における障害物回避		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
12 １２ [解析力学の基礎]
静力学と動力学、ラグランジュ法による運動方程式の導出、運動方程式の計算例		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
13 １３ [ロボットの動力学]
2リンク2関節マニピュレータの運動方程式、順動力学と逆動力学、計算トルク法による軌道制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
14 １４ [インピーダンス制御]
ドアノブ問題、電気インピーダンスと機械インピーダンス、インピーダンス制御のイメージ、インピーダンス制御の方法、コンプライアンス制御		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
15 １５ [総括]
サンプルロボット概要、マニピュレータ構造、受動歩行ロボット、ロボットの知能化		 聴講後に章末問題による復習を行うこと
16 １６ [定期試験]
定期試験を実施する．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 ロボットマニピュレータの基礎式の記述と順運動学と逆運動学を説明できる ○
2 ロボットマニピュレータの手先位置や速度，加速度を求めることができる ○
3 ロボットの位置制御や力制御の手法を理解し，インピーダンス制御を説明できる ○
4 現代制御手法の基礎を学び，代表的な多変数ロボットシステムの制御法を説明できる ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.
1 ロボットマニピュレータの基礎式の記述と順運動学と逆運動学を説明できる ○
2 ロボットマニピュレータの手先位置や速度，加速度を求めることができる ○
3 ロボットの位置制御や力制御の手法を理解し，インピーダンス制御を説明できる ○
4 現代制御手法の基礎を学び，代表的な多変数ロボットシステムの制御法を説明できる ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 100

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