平成27年度 沼津工業高等専門学校シラバス
専２年

ロボット制御工学講義

後期科目
全コース共通青木悠祐
担当

Robotics

必修

2単位

Yusuke Aoki

授業の概要
ロボット工学は複数の分野にわたる学際的分野であるために多くの分野の研究者が研究しており，その分野は機械工学，電気工学，制御工学，情報工学さらには人間工学までと幅広い．本講義では，ロボット運動学，逆運動学を取り上げ，ロボットの運動の解析と制御の基礎部分について講義する．また，最新のロボット研究動向に着目し，論文講読を通じて運動解析，センシング技術，知能化技術等をロボット制御という観点から学習する．

プログラム学習・教育目標（プログラム対象科目のみ）

目標
説明
1
技術者の社会的役割と責任を自覚する態度
2
自然科学の成果を社会の要請に応えて応用する能力
3
工学技術の専門的知識を創造的に活用する能力
4
豊かな国際感覚とコミュニケーション能力
5
実践的技術者として計画的に自己研鑽を継続する姿勢
実践指針
実践指針のレベル（プログラム対象科目のみ）（プログラム対象科目のみ）

C. 工学的な解析・分析力及びこれらを創造的に統合する能力(C3) 社会のニーズに応えるシステムを構築するため (C3-4)社会のニーズや課題を理解し、工学的観点からに、エンジニアリングデザインを提案できる。
仮説を立て検証し、最適な手法を提案できる。

本校学習・教育目標（本科のみ）

授業目標(1)ロボット技術の中心的課題である3次元座標・空間の取り扱い，運動学と動力学等を理解することができる(2)機械・電気・電子・制御・情報と多岐分野にまたがる横の学問分野とロボット工学との関係を理解することができる(3)最新のロボット研究動向に着目し，論文講読を通じて運動解析，センシング技術，知能化技術等をロボット制御という観点から理解することができる
第1回
第2回
第3回
第4回
第5回
第6回
第7回
第8回
第9回
第10回
第11回
第12回
第13回
第14回
第15回

授業計画
ガイダンス
ロボット工学とは，ロボットとメカトロニクス，研究動向
ロボット運動学
位置・姿勢の表現，自由度の方程式
ロボット運動学
座標系の表現と変換，順運動学解析
ロボット運動学
逆運動学解析
ロボット運動学
マニピュレータのヤコビ行列
ロボット動力学
ラグランジュ法/ニュートンオイラー法
ロボット研究動向
医療ロボティクス
ロボット工学演習
ロボット運動学，動力学まとめ，および演習
ロボット制御位置制御/力制御
ロボット制御ハイブリッド制御/協調制御
ロボット制御マスタスレーブシステム/バイラテラル制御
ロボット研究動向
興味のあるロボット分野から論文を選定し，輪講形式で発表
ロボット研究動向
興味のあるロボット分野から論文を選定し，輪講形式で発表
ロボット研究動向
興味のあるロボット分野から論文を選定し，輪講形式で発表
ロボット工学演習
ロボット制御まとめ，および演習
試験
評価方法：
授業目標に示す項目(1)については以下の(a)(b)によって達成度を確認する(a) 次に示す3つの観点から設問を出題し，全ての項目において6割以上の正解をもって達成とみなす．
・試験・レポートにおいて，専門用語の意味を正確に理解しているか・問題の意味を正確に把握し，適切な解法を選択することができるか・正解を導くための計算力が定着しているか

評価方法
授業評価(2)については，ロボット研究動向（医療ロボット）のプレゼン資料の作り方，レジメの作り方，発表の工夫をと基準
A,B,C,D,Eの5段階で評価し，C以上ならば達成とする．
授業目標(3)については，ロボット研究動向（各自選定）のプレゼン資料の作り方，レジメの作り方，発表，発表の工夫をA,B,C,D,Eの5段階で評価し，C以上ならば達成とする．
評価基準：
試験40%，口頭発表(輪講)40%，課題20%の割合で評価する
教科書等 教科書は特に指定せず，必要に応じて資料を配布する
備考

1.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
2.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。

「ロボット制御工学」の成績評価基準表
Ａ：定期試験

学籍番号

Ｂ：課題レポート
Ｃ：その他（輪講）

氏名

評価割合(100%)

到達基準

A

授業目標
未到達基準

□自由度配置について説明できない□位置・姿勢について同時変換行列によって表現できない

標準基準

優秀基準

B

C

40% 20% 40%□自由度配置について説明できる。また、人間の全身の自由度を説明できる。
□位置・姿勢について同時変換行列によって表現できる。基□位置・姿勢について同時変換行列 準変換と相対変換の違いを説明できる。
によって表現できる□自由度配置について説明できる□2自由度マニピュレータの先□2自由度マニピュレータの先端位端位置を順運動学によって表置を順運動学によって表現できる
現できない□3自由度マニピュレータの先端位置を順運動学によって表現できる

１．ロボット技術の中心的課題で□2自由度マニピュレータの各関節ある3次元座標・空間の取り扱い， □2自由度マニピュレータの各角度を逆運動学によって表現できる □3自由度マニピュレータの各運動学と動力学等を理解すること 関節角度を逆運動学によって関節角度を逆運動学によってができる
表現できない□マニピュレータのリンクパラメータ 表現できるを求めることができる□マニピュレータのリンクパラ□3自由度マニピュレータのリメータを求めることができない□マニピュレータのヤコビ行列を表 ンクパラメータを求めることができる
現できる□マニピュレータのヤコビ行列を表現できない□マニピュレータの目標軌道を3次 □3自由度マニピュレータのヤコビ行列を表現できる
軌道として表現できる□マニピュレータの目標軌道を3次軌道として表現できない□マニピュレータの目標軌道を4020

3次軌道として数式を用いて計算できる□ロボティクスとメカトロニクスの違いを説明できる□ロボティクスとメカトロニクスの違いを説明できる□ロボティクスとメカトロニクス
２．機械・電気・電子・制御・情報と の違いを説明できない□自身の研究分野とロボット工学と多岐分野にまたがる横の学問分の関係性を説明できる
野とロボット工学との関係を理解 □自身の研究分野とロボット工することができる
学との関係性を説明できない□ロボット工学に関する論文を読み、スライドにまとめることができる□自身の研究分野とロボット工学との関係性を説明できる□ロボット工学に関する論文を精読し、スライドにまとめることができる

20□決められた時間内にプレゼンテーションを行うことができる□最新のロボット研究分野から自分の興味のある分野を決定し、輪講を行う論文を決定す□最新のロボット研究分野から□最新のロボット研究分野から自分 ることができる
自分の興味のある分野を決定の興味のある分野を決定し、輪講をし、輪講を行う論文を決定する□論文を精読し、スライド6枚に３．最新のロボット研究動向に着行う論文を決定することができる
ことができない
まとめることができる
目し，論文講読を通じて運動解析，センシング技術，知能化技術□論文を読み、スライドにまとめるこ□論文を読み、スライドにまと□決められた時間内にプレゼ等をロボット制御という観点からとができる
めることができない
ンテーションを行うことができる
理解することができる□自身の研究分野と論文との関係□自身の研究分野と論文との□自身の研究分野と論文との性を説明できる
関係性を説明できない関係性を説明でき、今後の自身の研究への応用可能性を議論できる
備考

20