科目コード 1231101
科目名
(英語名)		 ロボット工学
(Robotics)
対象学科 メカトロニクス科
開講時期 2年　後期　前半
担当教員 中谷和弘
単位数 ２単位
開講形態 講義, 実習
授業概要 【目的】
ロボットは製造業で使用される産業用をはじめとして、サービス、医療福祉、防災、教育など、広範囲に実用化が進んでいる。本講義では、そのようなロボットに使われている基礎技術を学ぶ。具体的にはロボットの構成要素（センサ、アクチュエータ、動作機構など）について学び、ロボットの運動を計算する方法を学ぶ。最後に近年、生産ラインでの使用が一般的になっている画像処理について、基本原理の習得と、オープンソースの画像処理ライブラリであるOpenCVを用いた演習を行う。
【到達目標】
  1. ロボットの歴史と基本構成を説明できる。
  2. ロボットの機構と運動学、アクチュエータ、センサ、コントローラなどの技術を説明できる。
  3. 各種ロボットの特徴を説明できる。
  4. マニピュレータの運動を記述し、解くことができる。
  5. 画像処理の原理を説明することができる。
  6. 画像処理環境を構築することができる。
  7. 物体の外観検査など画像処理プログラムを記述することができる。
【科目の位置付け】
ロボット工学の基礎を学ぶものであり、育成する人材像と教育の重点事項①、機械システム系メカトロニクス科教育目標①、④、⑤
に対応する科目である。
授業計画 【授業の方法】
スライドを用いた講義ならびに演習を行う。
【日程】
  • 第１回　ロボットの歴史と現在
  • 第２回　ロボットの構成（センサ）、演習（三角関数、回転行列、外積）
  • 第３回　ロボットの構成（アクチュエータ）
  • 第４回　演習（微分積分、マニピュレータの運動方程式、仕事とエネルギ）
  • 第５回　ロボットの構成（機械要素）
  • 第６回　演習（マニピュレータ：順運動、逆運動学）
  • 第７回　演習（静力学と動力学）
  • 第８回　まとめ試験（中間）
  • 第９回　画像処理（Python、OpenCVの環境構築）
  • 第１０回　画像処理（Pythonの基礎：四則演算、データの扱い）
  • 第１１回　画像処理（OpenCVを用いた画像の入出力、画像のデータ構造）
  • 第１２回　画像処理（画像変換：色、形状、２値化）
  • 第１３回　画像処理（フィルタ）
  • 第１４回　画像処理（エッジ検出、キャリブレーション）
  • 第１５回　画像処理（外観検査を想定したプログラムの実装）
  • 第１６回　まとめ試験（期末）
成績の評価 【基準】
ロボットの構成とマニピュレータの運動学、画像処理の基本を理解しているかを基準とする。
【方法】
レポート（２０点）、中間試験（４０点）、期末試験（４０点）を合計し、１００点満点で成績評価を行い、６０点以上を合格とする。
教科書・参考図書 テキスト：配布資料
参考書：川嶋 健嗣、只野耕太郎著、絵ときでわかるロボット工学、オーム社
その他 【履修にあたり】
数学I、II、III、物理学、制御工学、プログラム言語、計測工学などの学習内容を前提として講義を行う。
【この授業・実習に必要な機材】
関数電卓