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授業の目標
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近年、ロボットは製造現場のみならず、生活の中に実装されつつある。ロボットには正確なセンシングとアクチュエータ操作に基づいた適切な動作が求められるが、そのためには基礎的な計算方法やアルゴリズムの理解が不可欠である。この講義ではロボットの代表例の一つであるロボットアームについて、運動学と軌道生成方法を数学的に理解し、それに基づいた動作をシミュレーションを通して確認することで、ロボットエンジニアリングに求められる知識を深める。
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到達目標
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ロボットアームの運動学と軌道生成方法について理解し、実際に運動学計算を行って仕組みを理解することができる。また、ロボットアームの制御方法について説明できる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○(1)各研究科・専攻の専門分野に応じた高度な専門知識
○(2)各研究科・専攻の専門分野に応じた研究開発能力
(3)高い水準の幅広い教養と倫理観
(4)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、問題を発見し解決する能力
○(5)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、グローカルな視野をもって社会的・経済的価値を創出する力
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授業の概要
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ロボットアームの運動学解析やMATLABを用いたシミュレーションによる計算結果の確認を通して、産業界で多用されているロボットアームの運動学を始めとする基礎を理解するとともに、ロボットの構築方法や産業界における応用方法についての知識を深める。
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授業の計画
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第１回 授業概要の説明
第２回 数学と力学の整理
第３回 ロボットアームの順運動学
第４回 ロボットアームの逆運動学
第５回 手先目標軌道の検討（PTP制御とCP制御）
第６回 ヤコビ行列による運動の表現
第７回 シミュレーション環境の構築（１）MATLABの基本操作
第８回 シミュレーション環境の構築（２）ツールボックスの導入
第９回 PTP制御シミュレーション（１）軌道作成・運動学の実装
第１０回 PTP制御シミュレーション（２）動作表現と結果の確認
第１１回 CP制御シミュレーション（１）軌道作成・運動学の実装
第１２回 CP制御シミュレーション（２）動作表現と結果の確認
第１３回 ６軸ロボットアームのシミュレーション（１）外部モデルのインポート
第１４回 ６軸ロボットアームのシミュレーション（２）PTP制御、CP制御の確認
第１５回 総括
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授業時間外学修の指示
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数学と力学の内容については内容を整理しておくこと。
MATLABの使い方については各自でも調べること。
シミュレーションプログラムについては講義時間内で完結しない場合は各自で制作を進めること。
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成績評価の方法
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講義受講状況30%、期末レポート70%を基本として評価する。
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テキスト・参考書等
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テキスト：事前に配布します
参 考 書：松本明弘『ロボットメカニクス 機構学・機械力学の基礎』オーム社 税抜2,600 ISBN:978-4-274-50717-5
吉川恒夫『ロボット制御基礎論』コロナ社 税抜3,000 ISBN:4-339-04130-0
川崎晴久『ロボット工学の基礎』森北出版 税抜2,500 ISBN:978-4-627-91380-6
川嶋健嗣・只野耕太郎『絵ときでわかるロボット工学 第２版』オーム社 税抜2,500 ISBN:978-4-274-21581-0
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履修上の留意点
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MATLABを使うので、各自PCを準備し、MATLABをインストールしておくこと。
（バージョンは不問だが、動作確認は基本的にR2025aで行っている）
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資料
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備考
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