デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design
HUI300ND（人間情報学 / Human informatics 300）スマートマシンデザイン（２０１９年度以降入学生）（２０２１年度開講）スマートマシンデザイン（２０１９年度以降入学生）（２０２１年度開講）
梅舘 拓也Takuya UMEDACHI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | B2734 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期前半/Fall(1st half) |
| 曜日・時限Day/Period | 火1/Tue.1,火2/Tue.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 市ヶ谷 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| 選択・必修Optional/Compulsory | 選択必修 |
| 入学年度Admission year | 2019 |
| カテゴリー（2023年度~）Category (2023~) | |
| カテゴリー（2019~2022年度）Category (2019~2022) |
システムデザイン学科 専門科目 展開科目 |
| カテゴリー（招聘学科）Category | ＳＤ |
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Outline (in English)
Smart machines are the next generation of machines based on advanced robotics engineering. As examples, humanoid robots, autonomous distributed robots, vision processing systems, and industrial robot technologies will be explained by specialists of their field from fundamentals to future pathways.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
スマートマシンとは先端ロボット工学を応用した次世代の機械である。具体例として、人間型ロボット、自律分散型ロボット、視覚処理システム、産業用ロボット技術について、各分野の専門家が基礎から応用、将来の展望まで紹介する。
到達目標Goal
ロボット工学の基礎と現状を把握し、生徒自らが今後の技術開発の展望を描けることを目標とする。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
デザイン工学部システムデザイン学科ディプロマポリシーのうち、「DP2」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
講義、レポート課題（4回、7回、10回）、理解度を見る小テスト（11回、12回、13回）。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：２足歩行ロボットの研究の歴史について
２足歩行ロボット／ヒューマノイドロボットの研究の歴史を紹介し、
技術の現状について述べる。
2：２足歩行とZMP
２足歩行制御において重要なZMP(ゼロモーメントポイント）の概念を説明し、これに基づいて歩行パターンを作る手法を具体的に説明する。
3：全身動作生成と安定化制御
ヒューマノイドロボットの全身バランスを考慮した動作生成法と歩行安定化制御の手法について説明する。またヒューマノイドロボット技術の今後の発展について展望を述べる。
4：シミュレータと制御システム
様々なロボット開発に役立つソフトウェアとして、ChoreonoidとROSについて紹介する。
5：コントロールモーメントジャイロによる姿勢制御
人工衛星の制御技術、特に姿勢制御について概要を述べる。その中でコントロールモーメントジャイロの制御を、ロボットの運動学と関連させて紹介する。
6：モジュール型ロボットM-TRAN
モジュール型ロボットの歴史と、M-TRANによる運動制御、変形について紹介する。
7：世界の自律分散制御技術の動向について
モジュール型ロボットを含む、分散機械システムや、さらに広く自律分散システムについて、歴史と現状を概説する。
8：コンピュータビジョンの基礎と世界の動向
画像を使って世界の認識を行うコンピュータビジョンの歴史、基礎技術および実用化された応用技術を紹介する。
9：Versatile Volumetric Vision (VVV) 技術の紹介
産総研で開発された VVV というコンピュータビジョンシステムについてその技術体系の概要を紹介する。
10：ロボットとサイエンスフィクション
大勢のロボット工学者の原体験であるＳＦに登場したロボット、人工知能を紹介し、その技術的、社会的な位置づけを考察する。
11：非駆動関節を有するマニピュレータの制御
非駆動関節（モータで駆動されない自由に回転する関節）を有するマニピュレータを動力学的性質を利用して制御する方法を紹介する。(講義後、小テストあり）
12：パワーアシスト技術
ロボット技術によって人間の身体的負荷を軽減するパワーアシスト技術および人間とロボットの協調作業に関する技術を紹介する。（講義後、小テストあり）
13：スピニング加工技術
回転する金属板をローラ工具で希望する形に成形するスピニング加工（へら絞り）に対するロボット制御技術の応用とその成果を紹介する。（講義後、小テストあり）
14：スマートマシン総括
レポートの総括、最新ニュースの紹介。学生からの質問受付など
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
4回、7回、10回の講義終了時に出題する課題のレポートを翌週提出すること。（11～13回はレポートのかわりに授業中に簡単な小テストを行う）
本授業の準備学習・復習時間は、各2時間を標準とします。
テキスト（教科書）Textbooks
授業改善アンケートの回答を確認し、授業に活かすことに努めている。
参考書References
梶田編著「ヒューマノイドロボット」オーム社
村田、黒河著「自己組織機械システムの設計論」オーム社
成績評価の方法と基準Grading criteria
出席、レポート、小テストに基づいて採点
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
授業改善アンケートの回答を確認し、授業に活かすことに努めている。
その他の重要事項Others
本講義の履修に際しては線形代数と微積分に関する知識が必要。
履修条件として、２年次に「メカトロニクス」、「メカトロニクス演習」、「ロボットデザイン」、「機械の機構と設計」、「福祉工学」のうち少なくとも一つの科目を受講済みであること。
国立研究機関において研究員として勤務する教員が、ロボット工学の基礎から応用、将来展望について講義する。