到達目標
（１）マニピュレータの運動学と逆運動学に関する基本的な計算問題を解くことができる．（２）マニピュレータの制御方法について説明できる．（３）マニピュレータの力制御手法について説明できる．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 最先端ロボット開発 | 共同で創造的な人工物を開発する手法について説明と活用ができる。 | 共同で創造的な人工物を開発する手法を活用ができる。 | 共同で創造的な人工物を開発する手法を活用ができない。 |
| ロボットの運動学と逆運動学 | DHパラメータと座標系の設定について説明でき、実際のロボットの運動学を導出できる。幾何学的な特徴を用いて逆運動学を導出できる。 | DHパラメータと座標系の設定を活用し、実際のロボットの運動学を導出できる。 | DHパラメータと座標系の設定の活用による実際のロボットの運動学の導出ができない。 |
| 動力学と力制御 | ヤコビ行列を用いて力とトルクの関係を説明できる。位置と力のハイブリッド制御やインピーダンス制御について説明できる。 | ヤコビ行列を用いて、力とトルクの関係を説明できる。 | ヤコビ行列を用いて、力とトルクの関係を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学科到達目標 1 機械工学に関する確かな基礎力を備えること。
学科到達目標 2 未来社会を担う電気・材料分野を融合した新機械工学分野に対する応用力を備えること。
学校教育目標 2 創造的で高度な実践的技術者の養成
JABEE 設計・企画・デザインする能力 D1 専門分野に関する工業技術を理解し、応用する能力
教育方法等
概要:
ロボット工学は非常に幅の広い学問であり、機構学や動力学、制御をはじめ、機械要素、言語、視覚、 人口知能などの分野も含まれる。この授業では、その基礎を修得することを目的として、ロボット系の動 力学と運動学、さらには制御手法について学ぶ。 ロボット系の解析手法や制御手法の基礎を修得し、ロボットの発達が社会や自然環境に及ぼす影響を 理解できることがねらいである。
授業の進め方・方法:
授業は、アクティブラーニング形式（講義、ディスカッション、配布物による演習）を取り入れる。
事前学習（予習）：毎回の授業前までに，授業で行う内容と意義を考えて整理しておくこと．
事後学習（復習）：毎回の授業後に，授業で学んだことを振り返り，今後へ活かす方法を考えること。
注意点:
演習を随時行うので、自分で理解して解いてもらいたい。講義時は当然であるが、特に演習では積極 的な質問をし、確実な習得を心がけること。ロボツト系の機構や制御がどのように実現されているかを理 解することがポイントである。課題演習は重要な項目であるので、理解のもとに解き進めること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス、ロボツトシステムの概要 |
ロボツトシステムの概要を説明できる。
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| 2週 |
ロボットの歴史 |
過去のロボットの概念から最新の研究について説明できる．
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| 3週 |
最先端ロボット開発演習
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共同で創造的な人工物を開発する手法について説明できる．
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| 4週 |
ロボツトの運動学（１） |
座標変換マトリツクスについて説明できる。
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| 5週 |
ロボツトの運動学（２） |
DHパラメータと座標系の設定について説明できる。
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| 6週 |
ロボットの運動学（３） |
実際のロボットの運動学を導出できる。
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| 7週 |
逆運動学問題（１） |
幾何学的な特徴を用いる方法について説明できる。
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| 8週 |
中間試験
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合格点以上を取得し，理解度をチェックできる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ヤコビ行列（１） |
ヤコビ行列について説明できる。
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| 10週 |
ヤコビ行列（２）
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速度分解制御について説明できる。
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| 11週 |
ヤコビ行列（３） |
力とトルクの関係について説明できる。
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| 12週 |
動力学（１）
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マニピュレータの運動方程式について説明できる．
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| 13週 |
動力学（２）
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加速度分解制御について説明できる。
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| 14週 |
力制御（１）
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位置と力のハイブリッド制御について説明できる。
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| 15週 |
力制御（２）
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インピーダンス制御について説明できる。
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| 16週 |
学習のふりかえり |
定期試験によるアセスメントを受けて、学習内容を振り返る。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |