到達目標
・ロボットのメカニズムについて理解すること。
・ロボットのセンシング技術について理解すること。
・ロボットのアクチュエータについて理解すること。
・座標変換の基礎について理解すること。
・リンクパラメータに基づく順運動学の導出について理解すること。
・低自由度モデルの逆運動学の導出について理解すること。
・ヤコビ行列の意味について理解すること。
・簡単なモデルの静力学問題を解けること。
・簡単なモデルの運動方程式導出を理解すること。
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 |
評価項目1 | ロボットの機構(メカニズム)について理解し、説明できる。 | ロボットの機構(メカニズム)について理解できる。 | ロボットの機構(メカニズム)について理解できない。 |
評価項目2 | ロボットのセンシングについて理解し、説明できる。 | ロボットのセンシングについて理解できる。 | ロボットのセンシングについて理解できない。 |
評価項目3 | ロボットのアクチュエータについて理解し、説明できる。 | ロボットのアクチュエータについて理解できる。 | ロボットのアクチュエータについて理解できない。 |
評価項目4 | 座標変換の基礎について理解し、説明できる。 | 座標変換の基礎について理解できる。 | 座標変換の基礎について理解できない。 |
評価項目5 | リンクパラメータを利用した順運動学を導出し、説明できる。 | リンクパラメータを利用した順運動学を導出できる。 | リンクパラメータを利用した順運動学を導出できない。 |
評価項目6 | 低自由度モデルの逆運動学を導出し、説明できる。 | 低自由度モデルの逆運動学を導出できる。 | 低自由度モデルの逆運動学を導出できない。 |
評価項目7 | ヤコビ行列の意味を理解し、導出とその説明ができる。 | ヤコビ行列の意味を理解し、導出できる。 | ヤコビ行列の意味を理解できず、導出できない。 |
評価項目8 | 低自由度モデルの静力学を解くことができ、説明できる。 | 低自由度モデルの静力学を解くことができる。 | 低自由度モデルの静力学を解くことができない。 |
評価項目9 | 低自由度モデルの運動方程式を導出することができ、説明できる。 | 低自由度モデルの運動方程式を導出することができる。 | 低自由度モデルの運動方程式を導出することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-6
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JABEE 1(2)(d)(1)
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JABEE 1(2)(e)
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ディプロマポリシー DP2
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教育方法等
概要:
近年、ロボット技術は急速に発達し、製造業に留まらず宇宙、医療、建設、農業とその応用分野を拡大している。その土台となるロボット工学は機械、電子、制御、計算機、材料といった分野を多岐に渡って網羅的に成り立っている。本講義ではロボットの基本概念からセンシング、アクチュエータについて概観し、ロボットアームを題材として座標変換、運動学、逆運動学を解説し、静力学までの基礎、ロボットにおける今後の課題等について学習する(講義ごとに演習、レポートを課し、進捗を確認する)。
授業の進め方・方法:
講義と演習
注意点:
〇単位の認定
本科目では、60点以上の評価で単位を認定する。評価が60点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。追認試験の結果、単位の修得が認められた者にあっては、その評価を60点とする。
〇その他
授業計画は学生の理解度に応じて変更する場合がある。
〇事前に行う準備学習
前回の講義の復習および予習を行ってから授業に臨むこと。
(授業外学習・事前)授業内容を予習しておく。
(授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
授業の属性・履修上の区分
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 ロボット工学イントロダクション |
ロボットの歴史、基本概念と基本構成、最先端の現状について理解する。
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2週 |
ロボットの形・メカニズム |
ロボットの形態とメカニズムについて理解する。
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3週 |
ロボットのセンサ(内界センサ) |
ロボットの内部状態センシング技術について理解する。
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4週 |
ロボットのセンサ(外界センサ) |
ロボットの周囲環境センシング技術について理解する。
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5週 |
ロボットのアクチュエータ1 |
ロボットで利用されている様々なアクチュエータについて学習する。
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6週 |
ロボットのアクチュエータ2 |
DCサーボモータを中心にロボット設計に関連する要素を学習する。
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7週 |
中間試験 |
第1~6週までの理解度を確認する。
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8週 |
ロボットの運動学1 |
座標変換の基礎、姿勢表現について理解する。
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2ndQ |
9週 |
ロボットの運動学2 |
リンクパラメータと順運動学について理解する。
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10週 |
ロボットの運動学3 |
逆運動学について理解する。
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11週 |
ロボットの運動学4 |
ヤコビ行列、速度、加速度解析について理解する。
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12週 |
ロボットの運動学5 |
ここまでの運動学の内容について例題、演習により理解を深める。
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13週 |
ロボットの静力学 |
ヤコビ行列と静力学の関連について理解する。
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14週 |
ロボットの運動制御 |
軌道生成手法、運動方程式の概要について学習する。
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15週 |
期末試験 |
第8~14週までの理解度を確認する。
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16週 |
答案返却 アンケート |
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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 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 50 |
専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 50 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |