関連サイト
本書の関連ページが用意されています。
内容紹介
人が日常的に何気なく行っている、目標物に向けて手を伸ばしたり、物を掴んだりするような巧みな動作。それを多関節・多自由度なロボットで実現するには、その動作を生み出す「プログラム(計算式)」を用意しなければなりません。そして、そのプログラムを記述する時に、逆運動学の不良設定性が問題となります。
この問題をいかに解消するか？
それがロボットで「巧みさ」を実現するための鍵となります。本書では、ロボットが自然にこの問題を解消するための、数学的道筋に言及し、「巧みさ」の源泉を探ります。
※本書は『“巧みさ”とロボットの力学』（2008年5月刊行）をプレミアムブックス版として復刊したものです。内容は変更されていませんので、ご了承ください。
書誌情報
- 著者: 有本卓, 関本昌紘
- 発行日: 2016-12-09 (紙書籍版発行日: 2016-12-09)
- 最終更新日: 2016-12-09
- バージョン: 1.0.0
- ページ数: 256ページ(PDF版換算)
- 対応フォーマット: PDF
- 出版社: マイナビ出版
対象読者
著者について
有本卓
有本 卓 博士（工学）
1936年 広島県生まれ
1959年 京都大学理学部数学科卒業
1973年 大阪大学基礎工学部 教授
1988年 東京大学工学部 教授
1997年 立命館大学理工学部 教授
大阪大学名誉教授
制御工学，情報理論，ロボティクス，マシンインテリジェンスの研究に従事.
1994年情報理論とその応用学会会長，1995～97年日本ロボット学会会長，1983年IEEE Fellow，2000年IEICE Fellow，2002年RSJ Fellow，2005年JSME Fellow．2000年IEEE Third Millennium Medal受賞．2000年4月紫綬褒章受章．2006年IEEE R&A Soc. Pioneer賞，2007年ASME Rufus Oldenburger Medal受賞．2012年には瑞宝中綬章を受章.
【著書】 知能科学―ロボットの“知”と“巧みさ”―(コロナ社/2007)，数学は工学の期待に応えられるのか(岩波書店/2004)，新版ロボットの力学と制御(朝倉書店/2002)，ロボットにかける夢―知と身体の調和をめざして(岩波書店/2000)など，他多数.
関本昌紘
関本 昌紘 博士（工学）
1980年 東京都生まれ
2003年 立命館大学 理工学部 ロボティクス学科卒業
2007年 立命館大学大学院 理工学研究科 博士課程後期課程修了
2010年 富山大学 工学部 機械知能システム工学科，講師、大学院理工学研究部 ナノ・新機能材料学域 ナノマテリアル・システムデザイン学系，講師
ロボティクスを専門とし、特に冗長自由度を持つロボットの運動生成や繰り返し 学習の研究等に従事.
目次
1 手や腕の巧みさの源泉（脳科学，発達心理学，ロボティクスの観点）
- 1.1 身体運動の巧みさは遊びから育つ
- 1.2 手や腕に似せたロボットに巧みさは備わるか
- 1.3 冗長関節系と自由度問題
- 1.4 冗長関節系としての手指
- 1.5 日常物理学の困難
- 1.6 運動と行動の動機づけ
2 冗長自由度に関するベルンシュタイン問題
- 2.1 ベルンシュタイン問題（冗長自由度問題）
- 2.2 冗長自由度と協応
- 2.3 冗長関節系のヤコビ行列
- 2.4 運動学に基づく最適性
- 2.5 作業空間におけるジャーク最小規範
- 2.6 ベクトルの内積と外積（剛体の運動学）
3 運動の法則と解析力学
- 3.1 ニュートンの運動の法則
- 3.2 仕事とポテンシャルエネルギー
- 3.3 1 自由度系の運動
- 3.4 剛体の回転運動と慣性モーメント
- 3.5 変分原理とエネルギー保存則
- 3.6 平面ロボットの運動方程式
4 リヤプノフの安定論と受動性解析
- 4.1 線形システムの安定性
- 4.2 可制御性と可観測性，可安定性と可検出性
- 4.3 リヤプノフ関数と受動性
- 4.4 倒立振子の安定化制御
- 4.5 冗長自由度系として見た倒立振子
- 4.6 PD フィードバックに基づくロボット制御
- 4.7 作業空間におけるPD 制御
5 冗長多関節リーチング（仮想バネ・ダンパー仮説）
- 5.1 これまでのリーチング研究
- 5.2 仮想バネ仮説
- 5.3 冗長多関節運動の難しさ
- 5.4 冗長多関節運動とリヤプノフの安定論
- 5.5 多様体上の安定論
- 5.6 冗長多関節リーチングの漸近安定性
- 5.7 仮想バネ・ダンパー仮説
- 5.8 熟練動作の再現
6 仮想バネ・ダンパー仮説とロボット制御
- 6.1 産業用ロボットアームによるリーチング実験
- 6.2 摩擦軽減時のリーチングと仮想ダンパー効果
- 6.3 自由度を残した制御法の利点
7 手の巧みさと知能の高さ
- 7.1 ころがり接触による物体操作
- 7.2 最小作用の法則と巧みさ制御
- 7.3 ピンチングの数学的モデル
- 7.4 重力下における安定なピンチング
- 7.5 ピンチングの巧みさ：Blind Grasping
- 7.6 巧みさの源：力学的原理
8 学習による巧みさの獲得
- 8.1 線形システムの繰返し学習
- 8.2 平面2 関節アームによる手先動作の繰返し学習
- 8.3 冗長多関節アームによる手先動作の繰返し学習
9 巧みさと脳
- 9.1 発達心理学の観点：到達運動の創発
- 9.2 身体運動の構築モデルをめぐる論争
- 9.3 感覚の協応と学習