ロボット工学基礎

科目基礎情報

学校	阿南工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	ロボット工学基礎
科目番号	0026	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	制御情報工学科（平成25年度以前入学生）	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	前期:2
教科書/教材	基礎からのロボット工学（日新出版）/ロボット工学（オーム社）
担当教員	福田 耕治

到達目標

１．簡単な機構について、その動作・運動を説明できる。
２．マニピュレータの構造・姿勢の表し方、およびシンプルな構造について静力学・動力学的関係が説明できる。
３．ロボットに用いられるアクチュエータやセンサについて、基礎的な説明ができる。
４．ロボットの行動生成や学習する仕組みについて、その基本的な考え方を説明できる。

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
評価項目1	幾つかの平面四節リンク機構を組み合わせた場合の動作を把握・説明できる。	機構に関する基礎用語を用い、平面四節リンク機構の分類 動作を示すことができる。	機構に関する基礎用語を把握できていない。各平面四節リンク機構の動作を示せない。
評価項目2	運動学方程式・静力学・動力学に関する知識を用い、より複雑な構造について解くことができる。	マニピュレータの運動学方程式・静力学・動力学の考え方を把握し、簡単な例について解くことができる。	マニピュレータ各部の名称や働きを説明できるにとどまる。もしくは、その説明もできない。
評価項目3	ロボットの目的に合わせて、利用するアクチュエータやセンサの組み合わせを考えることができる。	ロボットによく用いられるアクチュエータやセンサの構造・原理や特徴を説明できる。	アクチュエータやセンサの構造・原理や特徴などが説明できない。
評価項目4	いくつかの学習手法を詳細に把握し説明できる。	移動ロボットの行動生成手順を説明できる。また，いくつかの学習手法の説明ができる。	ロボットの行動生成手順を把握していない。また，学習手法の説明が十分できない。

教育方法等

概要:

本講義は、ロボットを代表とするメカトロニクスシステムを考える際の基礎知識として、メカニズムやそれを制御する仕組み・考え方を把握することを目標とする。そのため、基礎となる機構学・力学に対応する講義を行い、さらにロボットに用いられるアクチュエータやセンサについて、ロボットの行動生成法や学習機能などについて概要を講義する。

授業の進め方・方法:

本科目は，授業用のプリントを配布する。また，小テストおよび自学自習課題を設定している。

注意点:

本科目は、力学や代数幾何学の基礎知識を必要とする。また、電気・電子や情報処理に関連する内容を含む、分野横断的な学習をすることになる。必要に応じて他分野の学習内容を参考にしながら学習してほしい。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	１．ロボットについて	ロボットのタイプ、基本的な特徴を説明できる。
		2週	２．機構とその動作	機構を説明する際に必要な基礎用語を知っている。
		3週		機構の自由度について説明できる。
		4週		平面四節リンク機構の分類・種類を知り、死点・私案点，動作を説明できる。
		5週	３．マニピュレータの構造と姿勢	マニピュレータの基本的な構造を知っている。
		6週		〃
		7週		関節変数と手先位置との関係を説明できる。
		8週	【前期中間試験】
	2ndQ
		9週	４．マニピュレータの運動	シンプルな構造について、マニピュレータの静力学・動力学関係式を示すことができる。
		10週		特定のシンプルな構造について、マニピュレータの静力学・動力学関係式を示すことができる。
		11週	５．ロボットの駆動とセンサ	ロボットによく用いられるアクチュエータ・センサの原理・特徴や基本的利用法を説明できる。
		12週		〃
		13週		〃
		14週	６．ロボットの行動と学習	・移動ロボットの行動生成手順の概要を説明できる。 ・いくつかの学習方法があることを知っている。
		15週		ニューラルネットワーク，およびその基本的な学習法について説明できる。
		16週	【試験返却】

評価割合

	試験	発表	相互評価	小テスト	レポート・課題	その他	合計
総合評価割合	60	0	0	10	30	0	100
基礎的能力	10	0	0	0	5	0	15
専門的能力	50	0	0	10	25	0	85
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0