講義内容詳細：情報テクノロジー輪講Ⅱ

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年度/Academic Year	2021
授業科目名/Course Title (Japanese)	情報テクノロジー輪講Ⅱ
英文科目名/Course Title (English)	Seminar in Information Technology Ⅱ
学期/Semester	後期	単位/Credits	1
教員名/Instructor (Japanese)	山口博明
英文氏名/Instructor (English)	YAMAGUCHI Hiroaki

講義概要/Course description

　ロボットの動作計画法を輪講形式で学ぶ。本講義において、ロボットとは、（ア）ロボット・マニピュレータ、（イ）移動ロボット、（ウ）移動マニピュレータ、（エ）ヒューマノイドロボット、（オ）コミュニケーションロボット、（カ）ヘビ型ロボット、（キ）ドローン（無人航空機）などを意味している。ロボットが動くということは、ロボットを構成している剛体が空間内を移動することである。このとき、ロボットの動作環境内にあるロボット以外の剛体と衝突する、つまり、干渉することを避けなければならない。もちろん、ロボットを構成している剛体同士においても干渉を避けなければならない。この干渉を避けながらロボットが与えられた作業を達成できるように動作を計画する方法について、代表的な文献を読みながらその本質を理解する。ロボットが知能機械として、より高度な機能を発揮するには、その動作環境を認識しながら、特に、環境内における干渉問題を自ら解決しながら動作する必要がある。ロボットの動作計画を自動的に行うアルゴリズムを開発することは、ロボットの知能化を進めることでもある。

達成目標/Course objectives

　知能ロボットの制御・動作計画関連の文献を中心に読み、その概要をまとめ、解説することを通して、ロボットの研究・開発について理解を深めると同時に、プレゼンテーション能力を高める。

履修条件（事前に履修しておくことが望ましい科目など）/Prerequisite

特になし。

授業計画/Lecture plan

授業計画/Class	概要（ロボットとは）【対面授業】
事前学習/Preparation	ロボットの定義について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なロボットの応用例について調べて下さい。

授業計画/Class	ロボットマニピュレータの機構学【対面授業】
事前学習/Preparation	ロボットマニピュレータの自由度について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的にロボットマニピュレータを設計して下さい。

授業計画/Class	ロボットマニピュレータの運動学・動力学【対面授業】
事前学習/Preparation	ロボットマニピュレータの運動学・動力学の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的にロボットマニピュレータの運動学的方程式、動力学的方程式の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	移動ロボットの機構学【対面授業】
事前学習/Preparation	移動ロボットの自由度について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的に移動ロボットの設計例を挙げて下さい。

授業計画/Class	移動ロボットの運動学・動力学【対面授業】
事前学習/Preparation	移動ロボットの運動学、動力学の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的に移動ロボットの運動学的方程式、動力学的方程式の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	ロボットの動作計画【対面授業】
事前学習/Preparation	ロボットの動作計画の定義について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なロボットの動作計画の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	コンフィギュレーション空間【対面授業】
事前学習/Preparation	コンフィギュレーション空間の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なロボットのコンフィギュレーション空間の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	仮想ポテンシャル法に基づく動作計画【対面授業】
事前学習/Preparation	仮想ポテンシャル法の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的な仮想ポテンシャル法のロボットの動作計画への応用例を挙げて下さい。

授業計画/Class	PPP (Probabilistic Path Planner)【対面授業】
事前学習/Preparation	PPP (Probabilistic Path Planner)の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なPPP (Probabilistic Path Planner)のロボットの動作計画への応用例を挙げて下さい。

授業計画/Class	RRT(Rapidly Exploring-Random Trees)【対面授業】
事前学習/Preparation	RRT(Rapidly Exploring-Random Trees)の定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なRRT(Rapidly Exploring-Random Trees)のロボットの動作計画への応用例を挙げて下さい。

授業計画/Class	移動ロボットの非ホロノミック性【対面授業】
事前学習/Preparation	移動ロボットの非ホロノミック性について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的に移動ロボットの非ホロノミック性の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	運動学的方程式の正準系への変換とそれに基づく動作計画【対面授業】
事前学習/Preparation	運動学的方程式の正準系（チェインド・フォーム）への変換について調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的にチェインド・フォームに基づくロボットの動作計画について例を挙げて下さい。

授業計画/Class	多重トレーラシステムの動作計画【対面授業】
事前学習/Preparation	多重トレーラシステムの定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的に多重トレーラの動作計画について例を挙げて下さい。

授業計画/Class	マルチステアリングシステムの動作計画【対面授業】
事前学習/Preparation	マルチステアリングシステムの定義を調べて下さい。
事後学習/Reviewing	具体的なマルチステアリングシステムの動作計画の例を挙げて下さい。

授業計画/Class	総括（まとめ）【対面授業】
事前学習/Preparation	発表資料を作成して下さい。
事後学習/Reviewing	発表への質疑応答を作成して下さい。

授業方法/Method of instruction

本講義は対面授業（通常型）で実施される。ロボットマニピュレータ・移動ロボットの制御・動作計画に関する文献を読み、その内容について発表することが課題となる。オンラインによる講義が必要な場合、「リアルタイム型」の講義をCisco Webexを用いて、また、「オンデマンド型」の講義をCourse Powerを用いて行う。

成績評価方法/Evaluation

1	試験 Exam	70%	発表と質疑応答
2	レポート Report	30%	発表資料

教科書/Textbooks

	コメント Comments
1	配布資料（Course Power上で配布）

参考書/Reference books


1
2

メッセージ/Message

興味のあるロボット、マニピュレータ、移動ロボット、ヒューマノイドなどについて、特に、それらの制御・動作計画について調べてみて下さい。

その他/Others

ロボットに興味のある学生は、知能ロボット工学研究室（Ｏ棟５２２号室）に訪ねて来て下さい。

キーワード/Keywords

ロボットマニピュレータ移動ロボット制御動作計画自動運転