2015年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | ロボット工学 | ||
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| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 入江 寿弘 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J52M |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 本講義では、ロボットに関する技術について極力広範囲に取り上げ、ロボットの意味、造り方、動かし方、応用面、将来像を述べ、ロボット（工学）全体像を理解する事を目的とする。ロボット(工学）の学習には実物に触れる事が重要で、受講生は各種展示場等での実物体験を必須とする。また演習室でシミュレーションプログラム等を用いて演習を行う。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
教科書とネットに公開された資料を利用し、個々の技術課題について学習する。ロボットの実物体験は各種の展示場での体験をレポートに纏め、CSTポータルで提出を行う。 |
| 履修条件 | 基礎数学（行列、微分方程式、ラプラス変換等）、物理学（運動方程式）、制御工学（サーボ制御）を事前に履修或いは勉強しておくことを推奨する。 |
授業計画
| 第1回 | 近年 ロボットを取り巻く環境が大きく変化している。これらの環境（ロボット事情）について、国内外の最新技術動向について触れる。ロボットの定義・歴史・市場等について概説する。最後に成績評価（レポートと試験等）について説明する。 |
|---|---|
| 第2回 | ロボットとメカトロニクス：ロボットとメカトロニクスの関係について解説し、ロボットの定義、システム構成、適用分野、現状などについて概説する。 |
| 第3回 | ロボットの形とメカニズム：ロボットはどんな形をしていて、どの様な構造になっているか、関節の構成、動力伝達の方法、減速機の役割や性能、減速機を使わないロボットについて学習する。 |
| 第4回 | ロボットのセンサ：ロボットを動かすためにはロボットの関節の角度や位置、速度、力などを計測する必要が有る。また、ロボットが移動するにはその周辺の壁や家具、障害物などの情報が必要となる。 そのためのセンサ技術について学習する。 |
| 第5回 | ロボットのアクチュエータ：アクチュエータの種類、電磁力モータのモデル化、サーボモータの特徴、モータ駆動部の設計、モータの制御等について学ぶ |
| 第6回 | ロボット関節のフィードバック制御Ⅰ：関節のモデル化とダイナミックス、運動方程式のパラメータ同定、位置・速度制御系の設計、機械共振を考慮したモデル化と制御ゲイン |
| 第7回 | ロボット関節のフィードバック制御Ⅱ：目標軌道生成とフィードフォワードの効果、外乱オブザーバについて学ぶ |
| 第8回 | ロボットの運動学Ⅰ：位置と姿勢の表現方法、関節リンクパラメータ、ピューマ型ロボットの順運動学、逆運動学で先端位置から関節角を求める、ヤコビ行列等について学ぶ |
| 第9回 | ロボットの運動学Ⅱ：ピューマ型ロボットの順運動学、逆運動学で先端位置から関節角を求める、ヤコビ行列等について学ぶ |
| 第10回 | ロボットの運動制御Ⅰ：ロボットの位置制御、ヤコビ行列を用いた逆運動学の解法、 |
| 第11回 | ロボットの運動制御Ⅱ：ロボットの動的な位置制御、ロボットの力制御（インピーダンス制御・力制御・力センサを用いないスティフネス制御 |
| 第12回 | ロボットの知能化Ⅰ：自律制御ロボットとは、ロボット言語で知能化、遠隔操作マニピュレータ、 |
| 第13回 | ロボットの知能化Ⅱ：マスタスレーブマニピュレータの制御、バーチャルリアリティとテレロボティックス、遠隔制御と自律制御 |
| 第14回 | ロボットの課題と将来 |
| 第15回 | 最新のロボットニュースを取り上げ、将来像を検討する。本講義では理解度確認テストは実施しない。レポート提出を以って 習熟度テストに替える。全体的質疑応答の時間とする。 |
その他
| 教科書 |
松日楽信人、大明準治 『わかりやすいロボットシステム入門』 オーム社 ２０１２年 第改訂２版
講師作成のテキスト「ロボット工学概論」使用。
テキスト配布」本学学内ネットワークに掲載。受講者はネットワークにアクセスの上、ダウンロード
し、授業に出席の事。適宜必要に応じ、プリントの配布も行う。
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| 参考書 |
「ロボット工学」（岩波講座 全７巻）岩波書店
日本ロボット学会「ロボット工学ハンドブック」コロナ社
Robert F. Stengel "Robotics and Intelligent Systems" MAE 345, Fall 2013
講義録（NetからDoun Load 可、Prinston Univ.公開講座）
http://www.princeton.edu/~stengel/MAE345Lectures.html
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポートと演習、試験の成績を総合的に評価する。 |
| 質問への対応 | 授業時間内に判らない事が有れば積極的に質問のこと。 その他 Mailでの質問も受け付ける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
E-mail: tirie@eme.cst.nihon-u.ac.jp 研究室 TEL：047-469-8792 |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 14:00 ～ 18:30
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| 学生への メッセージ |
各種メディア（雑誌、新聞、映画、テレビ等）でロボットに関する話題には事欠かない環境にあるので、 受講生が興味を持つものについて自分なりにその内容を咀嚼の上、問題点の整理を行い、 授業内容をより深めて頂ければ幸い。授業内容以外の質問もOKです。 |