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新刊

ロボット制御学ハンドブック
2017 年 12 月 13 日発売予定！ 定価 29,160 円（本体 27,000 円＋税）
編集幹事：松野文俊（京都大学）、大須賀公一（大阪大学）
松原 仁（公立はこだて未来大学）、野田五十樹（産業技術総合研究所）、稲見昌彦（東京大学）
B5 判上製 1024 頁 ISBN 978-4-7649-0473-6 C3053

ロボット技術の研究・開発・利用技術者必携!!
日本では従来からロボットの研究開発が盛んであったが、その進歩は、ともすれば部品や材料・機械設計・コンピュータソフトによるものと捉えられ、ロボットに必須の「制御技術」が見逃されがちである。
そこで、ロボットを思いどおりに動かすために必要な制御技術を知り、ロボットを使えるようにするために、ロボットの制御に特化した領域を「ロボット制御学」と名づけ、実際に、研究・開発に従事している約 210 名の著者が、なぜロボットに制御が必要なのか？ から始まり、モデリング→設計→実装まで一連の流れを理解し、実践できるようになることを目的にまとめ上げた。その範囲は，一般的なロボットの範疇を超え，農作業支援、建築・土木作業支援、健康・介護・リハビリ支援、医療支援、災害対応支援、宇宙開発支援にまでおよぶ。
まさに、ロボット技術を実用化しようとしている研究・開発・利用技術者には、必携のハンドブックである。

主要目次と各章編集委員
1. 導入編
1 章 ロボット制御へのいざない
松野文俊（京都大学）・大学須賀公一（大阪大学）
2. 基礎編2 章 力学モデリング川村貞夫（立命館大学）
3 章 センサ・アクチュエータ系のモデリング
田所諭（東北大学）・大須賀公一（大阪大学）
4 章 アクティブモデリング吉川恒夫（京都大学名誉教授）
5 章 制御基礎松野文俊（京都大学）・大須賀公一（大阪大学）
6 章 ロボットアームの制御
浪花智英（福井大学）
7 章 車輪型移動ロボットの制御
石川将人（大阪大学）
8 章 脚ロボットの制御
山北昌毅（東京工業大学）
9 章 制御系の実装技術
平田光男（宇都宮大学）

10 章 ヒューマン・ロボットインタラクション
横小路泰義（神戸大学）
3. 実装編11 章 ロボットアーム
大須賀公一（大阪大学）12 章 ロボットハンド
小俣透（東京工業大学）
13 章 浮遊ロボット
三平満司（東京工業大学）・石川将人（大阪大学）
14 章 車輪型倒立振子ロボット
島田明（芝浦工業大学）
15 章 4 輪／クローラーロボット 見浪護（岡山大学）
16 章 ヘビ型ロボット
松野文俊（京都大学）
17 章 二足歩行ロボット 佐野明人（名古屋工業大学）
18 章 多脚ロボット
野波健蔵（千葉大学）
19 章 ヒューマノイドロボット
横井一仁（産業技術総合研究所）
20 章 高速ロボット
並木明夫（千葉大学）

21 章 群ロボット
滑川徹（慶應義塾大学）
22 章 マイクロ・ナノロボット
森島圭祐（大阪大学）
23 章 パワーアシストロボット 山田陽滋（名古屋大学）
4. 展開編24 章 健康・介護・リハビリ支援 羅志偉（神戸大学）
25 章 農作業支援
酒井悟（信州大学）
26 章 建築・土木作業支援
栗栖正充（東京電機大学）
27 章 宇宙開発支援吉田和哉（東北大学）
28 章 柔軟物体のハンドリング
平井慎一（立命館大学）
29 章 医療支援佐久間一郎（東京大学）
30 章 災害対応支援淺間一（東京大学）
5. 総括編31 章 ロボット制御の歴史と未来
有本卓（大阪大学名誉教授）

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ロボット制御学ハンドブック
B5 判上製 1024 頁 定価 29,160 円（本体 27,000 円＋税）
ISBN 978-4-7649-0473-6

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ＴＥＬ冊

ご精算方法： 公費 or 私費目次
導入編
第 1 章 ロボット制御へのいざない
1.1 はじめに
1.2 ロボット制御学とは
1.3 ロボット制御学の地図
1.4 ロボットの力学と制御
1.5 おわりに

基礎編
第 2 章 力学モデリング
2.1 はじめに
2.2 制御のための力学モデリング
2.3 機械的現象の力学モデリング
2.4 ロボットモデルの例
2.5 おわりに
第 3 章 センサ・アクチュエータ系のモ
デリング
3.1 はじめに
3.2 アクチュエータ
3.3 運動伝達機構
3.4 内界センサ
3.5 外界センサ
3.6 おわりに
第 4 章 アクティブモデリング
4.1 はじめに
4.2 パラメータ同定
4.3 SLAM
4.4 操作による対象物特性の推定4.5 能動視覚
4.6 おわりに
第 5 章 制御基礎
5.1 はじめに
5.2 システムの安定性
5.3 線形システムの性質と制御
5.4 非線形システムの性質と制御
5.5 ロバスト制御， 適応制御， 学習制
御の考え方
5.6 制御の「しやすさ」と「しにくさ」
5.7 実際に制御する
5.8 おわりに
第 6 章 ロボットアームの制御6.1 はじめに
6.2 ロボットアームへの指令の与え方
6.3 位置・軌道追従制御
6.4 力制御6.5 複数アームの協調制御
6.6 おわりに
第 7 章 車輪型移動ロボットの制御
7.1 はじめに
7.2 車輪型移動ロボットの運動学と基礎
数理
7.3 厳密な線形化とフラットネス
7.4 フィードバック制御による局所安定化
7.5 大域的ナビゲーションと障害物回避
7.6 移動ロボットの動力学と制御
7.7 ハミルトン力学に基づくダイナミクス
ベースト制御7.8 おわりに
第 8 章 脚ロボットの制御
8.1 はじめに
8.2 ZMP に基づく制御法
8.3 リミットサイクルに基づく制御法
8.4 仮想拘束に基づく制御法
8.5 生物規範 CPG に基づく制御法
8.6 おわりに
第 9 章 制御系の実装技術
9.1 はじめに9.2 デジタル制御理論

9.3 制御系の解析・設計・実装のための 18.2 多脚ロボットの運動学
第 25 章 農作業支援
CAE ソフトウェア
18.3 軌道計画とナビゲーション
25.1 はじめに
9.4 制御系実装のためのソフトウェア技術 18.4 歩行制御における集中制御と分 25.2 農用車両ロボット
9.5 おわりに散制御
25.3 農用アームロボット
第10 章 ヒューマン・ロボットインタラク 18.5 多脚ロボットの位置ベース歩行制御 25.4 おわりにション
18.6 多脚ロボットのカベース歩行制御
第 26 章 建築・土木作業支援
10.1 はじめに
18.7 多脚ロボットのインピーダンス歩行 26.1 はじめに
10.2 ヒューマン・ロボットインタラクション
制御
26.2 建設・土木機械の遠隔操作の分類と歴史
18.8 未知環境適応型歩行26.3 建設・土木作業における計測と環
10.3 ヒューマン・ロボットインタラクション 18.9 おわりに境のモデリングの制御理論
第 19 章 ヒューマノイドロボット
26.4 建設・土木機械の制御
10.4 事例紹介
19.1 はじめに
26.5 事例紹介
10.5 おわりに
19.2 力学パラメータの同定
26.6 まとめ19.3 重心運動量行列と分解運動量制御
第 27 章 宇宙開発支援
実装編
19.4 分解運動量制御
27.1 はじめに第 11 章 ロボットアーム
19.5 一般化逆動力学
27.2 軌道上宇宙ロボットのミッション
11.1 はじめに
19.6 トルク制御と最適接触力制御
27.3 月惑星探査ロボットのミッション
11.2 ロボットアーム
19.7 多点接触動作計画・制御
27.4 宇宙ロボットの耐環境性
11.3 ロボットアームのモデリング19.8 脚腕協調制御
27.5 軌道上宇宙ロボットの力学と制御
11.4 ロボットアームのシステム同定19.9 優先度付き全身運動制御
27.6 月惑星探査ロボットの力学と制御
11.5 ロボットアームの制御
19.10
3次元視覚に基づく動作計画
27.7 おわりに
11.6 事例紹介
19.11
マルチロコモーション
第 28 章 柔軟物体のハンドリング
11.7 おわりに
19.12
身体–環境相互作用ダイナミクス
28.1 はじめに第 12 章ロボットハンド
分節
28.2 伸縮面状物体の間接同時位置決め12.1 はじめに
19.13
腱駆動ヒューマノイド
28.3
柔軟指による物体操作
12.2 運動学と静力学
19.14 おわりに
28.4 ソフトインタフェースを介する物体
12.3 動力学と制御
第 20 章 高速ロボット操作
12.4 把持計画
20.1 はじめに
28.5 線状物体・帯状物体のハンドリング
12.5 事例紹介
20.2 ターゲットトラッキング
28.6 レオロジー物体のハンドリング
12.6 おわりに20.3 高速ハンドリング
28.7 おわりに第 13 章 浮遊ロボット
20.4 ダイナミックマニピュレーション
第 29 章 医療支援
13.1 はじめに
20.5 高速ロボットシステムの例
29.1 はじめに
13.2 3 次元移動体の基礎数理
20.6
29.2 手術手技の高度化のためのロボッ
おわりに
13.3 宇宙ロボットの制御
ト技術
第21章
群ロボット
13.4 回転翼型空中ロボットの制御
29.3
画像誘導手術とロボット
21.1
はじめに
13.5 飛行船型空中ロボットの制御
29.4
手術支援システム統合化技術
21.2
マルチエージェントシステム
13.6 水中ロボットの制御
29.5 手術トレーニングとロボット
21.3 フォーメーション制御
13.7 おわりに
29.6 手術支援ロボットの安全21.4 センサネットワーク
第 14 章 車輪型倒立振子ロボット
29.7 おわりに
21.5 群ロボット I
14.1 はじめに
14.2 車輪型倒立振子のモデリングと制 21.6 群ロボット II 衝突回避を考慮した 第 30 章 災害対応支援
30.1 はじめにモデル予測編隊制御
御の基本
14.3 位置・姿勢および胴体角度の観 21.7 動物行動学に基づくロボティックス 30.2 災害・事故対応におけるロボット技
術のニーズ
ワーム
測・推定法
30.2.3 遠隔操作と自律化のニーズ
14.4 車輪型倒立振子ロボットの運動制御 21.8 フォーメーション飛行
30.3 東日本大震災対応および 1F 廃21.9 おわりに
14.5 事例紹介
炉に向けての遠隔技術開発
第22章
マイクロ・ナノロボット
14.6 おわりに
30.4
東日本大震災対応および 1F 事故
22.1
はじめに
第 15 章 4 輪/クローラーロボット
対応で導入されたロボット技術
22.2
マイクロロボットの駆動原理とモデリ
15.1 はじめに
30.5 災害対応ロボット技術に関する研ング
15.2 車輪型移動ロボット
究開発
22.3 マイクロロボットの設計と制御
15.3 クローラ型移動ロボット
30.6 産業競争力懇談会における災害対
22.4 事例紹介
15.4 移動マニピュレータ
応ロボットの社会実装のための提言
22.5 おわりに15.5 事例紹介
第 23 章 パワーアシストロボット30.7 災害対応ロボットの社会実装に向15.6 おわりに
23.1 はじめにけて
第 16 章 ヘビ型ロボット
23.2 作業指向のモデリングと計測・制御
30.8 おわりに
16.1 はじめに
23.3 センサ・アクチュエータとモデリング 総括編
16.2 運動学モデルと制御
23.4 安定性・安全性
16.3 動力学モデルと制御
第 31 章 ロボット制御の歴史と未来
16.4 ハイブリッドモデルと多様な滑走形態 23.5 事例紹介
31.1 はじめに
23.6 おわりに
16.5 連続体モデルと制御
31.2 ロボット運動学の黎明期
16.6 事例紹介
16.7 おわりに第 17 章 二足歩行ロボット
17.1 はじめに
17.2 位置制御ベース
17.3 受動歩行ベース
17.4 融合・統合
17.5 おわりに第 18 章 多脚ロボット
18.1 はじめに

31.3 PD フィードバック制御法の登場
31.4 ロボットの適応制御と学習制御
第 24 章 健康・介護・リハビリ支援
31.5 冗長多関節ロボット制御とベルン24.1 はじめにシュタイン問題24.2 健康増進支援
31.6 多関節マニピュレータの最適設計に
24.3 リハビリテーション支援
向けて（リーマン幾何学の導入）
24.4 介護支援：全身触覚による要介護31.7 ロボット制御の未来（手助けできる者抱き上げ作業の制御
知能ロボットの将来）
24.5 福祉支援：車いすの制御
31.8 おわりに
24.6 おわりに展開編