ロボット工学【メカトロニクス】 〈ロボット工学〉

Robotics

専門教育科目

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工学部

カリキュラムにより異なります。

HETBA1MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2026年度前期

(Spring semester)

荒木 望

工学研究科

日本語

目標4／目標9

授業終了後・教室にて

araki@eng.u-hyogo.ac.jp

2◎／3〇

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講義目的
この講義では、ロボットの構成要素となる各種センサ・アクチュエータの基礎やロボットアームの構造、およびロボットを制御するために必要となる運動学や動力学と基本的な制御手法を身に付けることを目的とする。

到達目標
(1)各種センサとアクチュエータの基本的な構造や特性を説明できること、(2)ロボット制御に必要となる運動学および基本的な位置決め制御について説明できること。

センサ、アクチュエータ、運動学、動力学、位置決め制御

科目の位置付け、教育内容･方法
メカトロニクスの象徴であるロボットは、電気工学、制御工学、コンピュータ科学など多くの技術の複合で構成されているものの、学問としては未だ体系化されていない。ここではまず、ロボットを制御するために必要となる順・逆運動学から始まり、正確で高速な運動を実現するための動特性方程式について講義する。次に、実際にロボットを制御する上で必要な物理パラメータ同定問題について述べた後、位置決め制御、力制御、インピーダンス制御といった基本的な制御問題について講義する。
また，講義内ではロボット工学の基本的な知識に加え，海外の論文に掲載された近年のロボット関連研究の動向についても紹介する。

授業計画
1. ロボット工学概説
2. ロボットの形
3. ロボットのメカニズム
4. センサとアクチュエータ
5. モータのモデル化
6. ロボットアームの運動学１（姿勢の表現方法）
7. ロボットアームの運動学２（順運動学・逆運動学）
8. ロボットアームの運動学３（ヤコビ行列）
9. ロボットアームの静力学に関するまとめ
10. ロボットアームの動力学１
11. ロボットアームの動力学２
12. ロボットアームのパラメータ同定
13. 位置・軌道制御
14. 力制御
15. 近年のロボット関連研究の紹介

対面

・対面授業のみ
・遠隔授業単位上限の適用を受けない

利用する場面を限定し許可

生成 AI の利用については担当教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成 AI を利用したことが判明した場合は単位を認定しない、または認定を取り消すことがある。生成 AI の出力した内容については事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記するとともに、出力結果をそのまま課題・レポートとして提出しないこと。
生成 AI の利用にあたっては「本学の教育における生成 AI の取扱いについて（学生向け）」の記載内容について留意すること。

松日楽、大明、「わかりやすいロボットシステム入門　メカニズムから制御，システムまで　改訂第3版」、オーム社

川﨑、「ロボット工学の基礎　第3版」、森北出版
細田、「実践ロボット制御　基礎から動力学まで」、オーム社

【予習】教科書等の指示された部分を事前読み込み（30ｈ）
【復習】課題・レポート作成（10回、20ｈ）、講義内容の理解を深めるために教材および自分のノートの読み直し（10ｈ）

採用しない

成績評価の基準
講義目的・達成目標に記載する能力（ロボット制御に関する基礎的な知識の習得）の達成度に基づき、成績評価のうえ単位を付与する。

成績評価の方法
主要項目についての演習問題（レポート）60%、定期試験 40% を基準として、総合的に判断する。

【レポート】次の講義で解説し、学生の解答例を紹介しながら講評する。
【定期試験】試験終了後に解説の時間を設定し、よくある間違いなどを含めて講述する。

・履修にあたっては「力学基礎」、「代数学I」、「代数学II」、「制御工学I」を履修していることが望ましい。
・授業中に指示した宿題や事前・事後学習はもとより、「講義内容・授業計画」に記載した項目について、十分な予習・復習をして講義に出席すること。

該当しない

※本学の配付資料を参照してください。