トピックアウトライン

  • 概要

    おしらせ:期末試験の情報を掲載しました.

    期末試験は7月29日水曜日の4時間目に,完全オンラインで実施しましう.内容はいままでのクイズを中心とした出題を考えています.ただし第10回については,閲覧とクイズを出席確認に使う以外は,定期試験には含めないこととします.クイズの復習をお願いします.

    定期試験は受験時間(7/29, 15:00から)になったら,各自でHOPEの期末試験のリンク(期末試験のセクション参照)を押してもらい,受験してもらう形式にします.若干開始時間から遅れても,自分の開始時点から所定の試験時間は確保されますので,安心して焦らずに開始してください.資料等の閲覧制限は設けませんが,他の学生との相談は認めません.

    PCやブラウザのフリーズなど,受験不能なトラブルが起きた場合にそなえて,当日トラブル相談専用のZoom会議室を開きます.トラブルが起きたときのみ,以下に接続してください.それ以外の用途では接続しないでください.

    トピック: ロボットの科学技術期末試験のトラブル相談室

    時間: 2020年7月29日 03:00 PM 大阪、札幌、東京

    Zoomミーティングに参加する
    https://zoom.us/j/95093207520?pwd=Yjg0RmlYQkJXNmJ0cWp0cldxUlNqQT09

    ミーティングID: 950 9320 7520
    パスコード: 196898

    Zoomも利用できないような状況になった場合は,私宛にできるだけ早くメールを送ってください.

    よろしくお願いします.


    この講義では,複雑な作業を私たちに代わって自動で行う装置であるロボットについて述べてゆきます.

    最近では工場の腕型ロボットだけではなく,人型の作業ロボットや,掃除,さらに自動運転まで,日常のさまざまな分野でロボットが導入され始めています.また,複雑な機械や制御機器,高精度センサなどが手軽に利用できることになり,ロボットを作る・利用することが比較的簡単にできるようになってきました.このため,ロボットが効果的な対象を考えたり,目的のロボットを実現するという機会がますます増えています.だからこそ,ロボット固有の考え方や,背景となる幅広い知識を教養としても身に付ける必要があります.

    この講義では機械・電子・情報などの各分野でロボットに広く利用されている技術と,ロボットの発想について,映像資料などを交えて解説したいとおもいます.

    ※注意※

    • 今期はオンデマンドビデオ閲覧+毎回のクイズあるいはアンケートへの回答という形式で授業を進めたいと思います.
    • 毎回の授業は,その回のビデオ(15分程度のビデオが何編か用意されています)を順番に閲覧し,それに関連したクイズあるいはアンケートへ回答するという形式で進めます.
    • 各回のコンテンツはおおよそ水曜日ごとに,1週間単位で公開されます.
    • ビデオおよびクイズ・アンケート回答は,次回までの一週間の間に自由な時間に閲覧・取り組んでかまいません.
    • クイズ・アンケート回答を,次回までの一週間の間に完了した場合に,その回の出席が認められるものとします.
    • 期末試験は実施する予定です(オンライン試験あるいはレポート)
    • 成績は授業への取り組みの積極性(=クイズやアンケートの回答率)と期末試験(オンライン試験予定)の成績を,ある割合(昨年は取り組み30%で試験70%)で混ぜ合わせています.

    ※重要※

    講義ビデオは本来は対面授業用に用意したものですので,決して学外者に渡したり不特定多数がアクセスできるところに置かないでください.

    *教科書は使用しません.

    *参考図書として以下の図書を推薦します:
    絵でわかるロボットの仕組み」,講談社,2014, ISBN978-4061547674, 2400円(高校生でも読めるような内容ながら,ロボットの技術を幅広く原理から紹介しており,なかなか良いのですが,専門書としては若干物足りないため,教科書採用は断念しました.)
    ロボティクス」,日本機械学会編,2011,ISBN978-4888982085,2052円(物理履修者向け:プロジェクト学習や卒業研究などで使えるレベルの教科書(3年生の専門科目「ロボティクス」の教科書にも指定されています.))

    • 第1回:講義内容の概要の説明(この表題をクリックしてトピックを確認)(5/08-5/12)

      • 動画Part1
        • 受講方法
        • 担当教員の研究紹介
      • 動画Part2
        • 脚ロボットを例としたロボットに関わる技術の進化
        • ロボットならではの考え方
        動画Part3
        • ロボットと機械装置の違い
        動画Part4
        • ロボットでできること,ロボットには難しいこと
        動画(3次元シミュレータのインストール手順)
        • 3次元ロボットシミュレータCoppeliaSim(教育版)のインストール方法をまとめています

      備考:この講義を閲覧する前に,自分のPCに2次元リンク機構物理シミュレータであるAlgodoo(アルグドゥー,アルゴドゥー)をインストールしておくことをおすすめします.(ダウンロード先はここをクリック).このインストールは必須ではありませんので,まだ教育用ノートPCが入手できていない1年生も不安になることはありませんが,インストールして利用すると理解が良く進みますので,入手後にはぜひインストールすることをおすすめします.

      この資料にはロボットシミュレータCoppeliaSim(Ed, 教育無償版)のインストールの説明があります.これもできれば事前にインストールしておくことをおすすめします(これも必須ではありませんが,インストールすると理解がよく進みます).

      (申し訳ありませんがインストールのトラブルについては個別のPCの環境に依存するので私の方では対応できません.)

      URL: 6ファイル: 7フィードバック: 1小テスト: 1ラベル: 1
    • 第2回:自由度とロボットによる作業について (5/13-5/19)

      5つの講義動画がありますので,順番に閲覧してください.関連するクイズやファイルも各動画にあります.

      • 位置と姿勢について,特に3次元空間での姿勢とは
      • 自由度(DOF)とは
      • ロボットマニピュレータによる作業とは
        URL: 5ファイル: 7小テスト: 4課題: 1ページ: 1
      • 第3回:産業用ロボットの実際とロボットの標準化 (5/20-5/26)

        動画ファイルが3つありますので,忘れずにすべて閲覧してください(それぞれ15分程度)各動画には関連するクイズがあります.またこの回では,CoppeliaSimという3次元のロボットシミュレーションソフトウエアのインストールを解説していますので,(必須ではありませんが)可能な限りインストールを行ってください.この回以降の授業で活用します.

        • 産業用ロボットの現状
        • ロボットの標準化への流れ
        URL: 3ファイル: 4小テスト: 3
      • 第5-6回:マニピュレータを動かす(06/03-06/17)

        第5回と第6回は,2週間かけて大きく3つのトピックスを扱います.

        1. 話題1(運動学), 動画10-14, 40min, 6/3-6/7までの閲覧・クイズ回答を推奨
        2. 話題2(特異点), 動画15-19, 50min, 6/8-6/14までの閲覧・クイズ回答を推奨
        3. 話題3(力制御), 動画20-22, 35min, 6/15-6/17までの閲覧・クイズ回答を推奨

        6/17までに動画10-22までを閲覧して,関連するクイズ(クイズは公開次第連絡します)にすべて回答してください.2週間の間であれば,いつ閲覧してもかまいません(6/17までにすべて終了していれば2週間分の出席とみなします).

        分量とトピックスの区切りのよい日付を挙げておきましたので,目安として計画的な履修に取り組んでください.

        ラベル: 3URL: 13ファイル: 13小テスト: 13
      • 第7-8回:移動ロボットの発想(07/08-07/14)

        • ロボットならではの自由な発想による移動
        • 移動方法による利点や欠点
        • 移動方式の代表1:車輪型ロボット
          • 車輪型ロボットの運動学とは
          • 差動車輪型ロボット(スキッドステア型)
        • 移動方式の代表2:多脚ロボット(2脚より多いもの)
          • 歩行の用語
          • 歩行が可能である,とは
        • 移動方式の代表3:2足歩行ロボット
          • 2足歩行ロボットの必要性
          • 2足歩行を実現する技術
        URL: 4ファイル: 8小テスト: 4
      • 第9回:センサとモータ(07/15-07/21)

        • 力を発生させる装置をアクチュエータと呼ぶ
        • モータは電流がトルクにほぼ比例する
        • モータの位置や速度を決めるためにはフィードバック制御
        • フィードバック制御は,目的(位置など)との誤差を縮めるように入力(電流など)を設定する
        • ロボットのセンサは,内界センサと外界センサに分かれる
        • 内界センサは自分の内部の情報を知る
        • 例として,角度,力,角速度,加速度センサなど
          ファイル: 4URL: 3小テスト: 3
        • 第10回:(最終回)ロボットと知能(07/23-07/28)

          • リアクティブコントロールによる迅速な行動生成
          • SLAM技術による自動運転の高度化
          • ロボットの知能と限界
          • CPG制御による生物型のロボット制御
            URL: 2ファイル: 3小テスト: 2
          • 期末試験 (07/29実施 14:50-(試験開始15:00), オンライン)

            問題文の選択肢のなかから,適切と思われるものを選ぶ形式です.ただし数値を直接入力する問題もあります.

            ※重要※ 問題数は14問,回答項目数は合計で72か所あります.制限時間は60分なので,1つの回答項目をおおよそ50秒以内で回答する必要があります.頻繁に資料を調べながら受験すると全然時間が足りなくなりますので,注意してください.

            • 試験中に資料や自分で作成したメモ資料などを閲覧するのはかまいません
            • ただし受験中にコミュニケーションツールその他を使って他の学生とやりとりを行うことは固く禁じます.
            • このセクションを開いて,そこに公開されている「期末試験」のリンクを,指定された時間になったら各自クリックして,解答をはじめてください.
            • 解答を始めるボタンを押してから,受験時間が経過すると自動的に解答終了になり,その時点までの答案が提出されます.または「すべて送信して終了する」を押すと,確認画面ののちに,提出され終了になります.
            • 制限時間は,60分です.
            • あせらず落ち着いて,一呼吸おいてからクリックしてください.特に読み間違いに注意
            • 試験途中でトラブルが生じた場合は,試験中にただちに相談用Zoomに接続し,連絡してください.もしZoom接続も難しい状況でしたら,すぐにメールで連絡してください.(解答済みの答案をつかって100点の比率に直して利用する方法,別途口頭試問に代えるか,追試験を行う方法などを検討しています)
            • 相談用ZoomのURL
              https://zoom.us/j/95093207520?pwd=Yjg0RmlYQkJXNmJ0cWp0cldxUlNqQT09
              ミーティングID: 950 9320 7520 パスコード: 196898

            試験は15:00になったら解答可能になるように設定しています.ただし16:00を過ぎる開始することはできません.開始時間にかかわらず,制限時間60分です.

            小テスト: 1