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ロボット制御学ハンドブック
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ロボット制御学ハンドブック

発売日 : 2017年12月14日
ISBN : 9784764904736
全文検索 : 非対応
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ロボットを思いどおりに動かすための制御技術を集大成!日本では従来からロボットの研究開発が盛んであったが、その進歩は、ともすれば部品や材料・機械設計・コンピュータソフトによるものと捉えられ、ロボットに必須の「制御技術」が見逃されがちである。そこで、ロボットを思いどおりに動かすために必要な制御技術を知り、ロボットを使えるようにするために、ロボットの制御に特化した領域を「ロボット制御学」と名づけ、本書のの出版を企画した。
本書は、なぜロボットに制御が必要なのか? から始まり、モデリング→設計→実装まで一連の流れを理解し、実践できるようになることを目的とする。

目次

表紙
発刊のことば
目次
導入編
第1章 ロボット制御へのいざない
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 ロボット制御学とは
  • 1.3 ロボット制御学の地図
  • 1.4 ロボットの力学と制御
  • 1.5 おわりに
基礎編
第2章 力学モデリング
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 制御のための力学モデリング
  • 2.3 機械的現象の力学モデリング
  • 2.4 ロボットモデルの例
  • 2.5 おわりに
第3章 センサ・アクチュエータ系のモデリング
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 アクチュエータ
  • 3.3 運動伝達機構
  • 3.4 内界センサ
  • 3.5 外界センサ
  • 3.6 おわりに
第4章 アクティブモデリング
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 パラメータ同定
  • 4.3 SLAM
  • 4.4 操作による対象物特性の推定
  • 4.5 能動視覚
  • 4.6 おわりに
第5章 制御基礎
  • 5.1 はじめに
  • 5.2 システムの安定性
  • 5.3 線形システムの性質と制御
  • 5.4 非線形システムの性質と制御
  • 5.5 ロバスト制御,適応制御,学習制御の考え方
  • 5.6 制御の「しやすさ」と「しにくさ」
  • 5.7 実際に制御する
  • 5.8 おわりに
第6章 ロボットアームの制御
  • 6.1 はじめに
  • 6.2 ロボットアームへの指令の与え方
  • 6.3 位置・軌道追従制御
  • 6.4 力制御
  • 6.5 複数アームの協調制御
  • 6.6 おわりに
第7章 車輪型移動ロボットの制御
  • 7.1 はじめに
  • 7.2 車輪型移動ロボットの運動学と基礎数理
  • 7.3 厳密な線形化とフラットネス
  • 7.4 フィードバック制御による局所安定化
  • 7.5 大域的ナビゲーションと障害物回避
  • 7.6 移動ロボットの動力学と制御
  • 7.7 ハミルトン力学に基づくダイナミクスベースト制御
  • 7.8 おわりに
第8章 脚ロボットの制御
  • 8.1 はじめに
  • 8.2 ZMP に基づく制御法
  • 8.3 リミットサイクルに基づく制御法
  • 8.4 仮想拘束に基づく制御法
  • 8.5 生物規範CPG に基づく制御法
  • 8.6 おわりに
第9章 制御系の実装技術
  • 9.1 はじめに
  • 9.2 デジタル制御理論
  • 9.3 制御系の解析・設計・実装のためのCAEソフトウェア
  • 9.4 制御系実装のためのソフトウェア技術
  • 9.5 おわりに
第10章 ヒューマン・ロボットインタラクション
  • 10.1 はじめに
  • 10.2 ヒューマン・ロボットインタラクションの分類と歴史
  • 10.3 ヒューマン・ロボットインタラクションの制御理論
  • 10.4 事例紹介
  • 10.5 おわりに
実装編
第11章 ロボットアーム
  • 11.1 はじめに
  • 11.2 ロボットアーム
  • 11.3 ロボットアームのモデリング
  • 11.4 ロボットアームのシステム同定
  • 11.5 ロボットアームの制御
  • 11.6 事例紹介
  • 11.7 おわりに
第12章 ロボットハンド
  • 12.1 はじめに
  • 12.2 運動学と静力学
  • 12.3 動力学と制御
  • 12.4 把持計画
  • 12.5 事例紹介
  • 12.6 おわりに
第13章 浮遊ロボット
  • 13.1 はじめに
  • 13.2 3 次元移動体の基礎数理
  • 13.3 宇宙ロボットの制御
  • 13.4 回転翼型空中ロボットの制御
  • 13.5 飛行船型空中ロボットの制御
  • 13.6 水中ロボットの制御
  • 13.7 おわりに
第14章 車輪型倒立振子ロボット
  • 14.1 はじめに
  • 14.2 車輪型倒立振子のモデリングと制御の基本
  • 14.3 位置・姿勢および胴体角度の観測・推定法
  • 14.4 車輪型倒立振子ロボットの運動制御
  • 14.5 事例紹介
  • 14.6 おわりに
第15章 四輪/クローラロボット
  • 15.1 はじめに
  • 15.2 車輪型移動ロボット
  • 15.3 クローラ型移動ロボット
  • 15.4 移動マニピュレータ
  • 15.5 事例紹介
  • 15.6 おわりに
第16章 ヘビ型ロボット
  • 16.1 はじめに
  • 16.2 運動学モデルと制御
  • 16.3 動力学モデルと制御
  • 16.4 ハイブリッドモデルと多様な滑走形態
  • 16.5 連続体モデルと制御
  • 16.6 事例紹介
  • 16.7 おわりに
第17章 二足歩行ロボット
  • 17.1 はじめに
  • 17.2 位置制御ベース
  • 17.3 受動歩行ベース
  • 17.4 融合・統合
  • 17.5 おわりに
第18章 多脚ロボット
  • 18.1 はじめに
  • 18.2 多脚ロボットの運動学
  • 18.3 軌道計画とナビゲーション
  • 18.4 歩行制御における集中制御と分散制御
  • 18.5 多脚ロボットの位置ベース歩行制御
  • 18.6 多脚ロボットのカベース歩行制御
  • 18.7 多脚ロボットのインピーダンス歩行制御
  • 18.8 未知環境適応型歩行
  • 18.9 おわりに
第19章 ヒューマノイドロボット
  • 19.1 はじめに
  • 19.2 力学パラメータの同定
  • 19.3 重心運動量行列と分解運動量制御
  • 19.4 分解運動量制御
  • 19.5 一般化逆動力学
  • 19.6 トルク制御と最適接触力制御
  • 19.7 多点接触動作計画・制御
  • 19.8 脚腕協調制御
  • 19.9 優先度付き全身運動制御
  • 19.10 3 次元視覚に基づく動作計画
  • 19.11 マルチロコモーション
  • 19.12 身体–環境相互作用ダイナミクス分節
  • 19.13 腱駆動ヒューマノイド
  • 19.14 おわりに
第20章 高速ロボット
  • 20.1 はじめに
  • 20.2 ターゲットトラッキング
  • 20.3 高速ハンドリング
  • 20.4 ダイナミックマニピュレーション
  • 20.5 高速ロボットシステムの例
  • 20.6 おわりに
第21章 群ロボット
  • 21.1 はじめに
  • 21.2 マルチエージェントシステム
  • 21.3 フォーメーション制御
  • 21.4 センサネットワーク
  • 21.5 群ロボットI
  • 21.6 群ロボットII 衝突回避を考慮したモデル予測編隊制御
  • 21.7 動物行動学に基づくロボティックスワーム
  • 21.8 フォーメーション飛行
  • 21.9 おわりに
第22章 マイクロ・ナノロボット
  • 22.1 はじめに
  • 22.2 マイクロロボットの駆動原理とモデリング
  • 22.3 マイクロロボットの設計と制御
  • 22.4 事例紹介
  • 22.5 おわりに
第23章 パワーアシストロボット
  • 23.1 はじめに
  • 23.2 作業指向のモデリングと計測・制御
  • 23.3 センサ・アクチュエータとモデリング
  • 23.4 安定性・安全性
  • 23.5 事例紹介
  • 23.6 おわりに
展開編
第24章 健康・介護・リハビリテーション支援
  • 24.1 はじめに
  • 24.2 健康増進支援
  • 24.3 リハビリテーション支援
  • 24.4 介護支援:全身触覚による要介護者抱き上げ作業の制御
  • 24.5 福祉支援:車いすの制御
  • 24.6 おわりに
第25章 農作業支援
  • 25.1 はじめに
  • 25.2 農用車両ロボット
  • 25.3 農用アームロボット
  • 25.4 おわりに
第26章 建築・土木作業支援
  • 26.1 はじめに
  • 26.2 建設・土木機械の遠隔操作
  • 26.3 建設・土木作業における計測と環境のモデリング
  • 26.4 建設・土木機械の制御
  • 26.5 事例紹介
  • 26.6 おわりに
第27章 宇宙開発支援
  • 27.1 はじめに
  • 27.2 軌道上宇宙ロボットのミッション
  • 27.3 月惑星探査ロボットのミッション
  • 27.4 宇宙ロボットの耐環境性
  • 27.5 軌道上宇宙ロボットの力学と制御
  • 27.6 月惑星探査ロボットの力学と制御
  • 27.7 おわりに
第28章 柔軟物体のハンドリング
  • 28.1 はじめに
  • 28.2 伸縮面状物体の間接同時位置決め
  • 28.3 柔軟指による物体操作
  • 28.4 ソフトインタフェースを介する物体操作
  • 28.5 線状物体・帯状物体のハンドリング
  • 28.6 レオロジー物体のハンドリング
  • 28.7 おわりに
第29章 医療支援
  • 29.1 はじめに
  • 29.2 手術手技の高度化のためのロボット技術
  • 29.3 画像誘導手術とロボット
  • 29.4 手術支援システム統合化技術
  • 29.5 手術トレーニングとロボット
  • 29.6 手術支援ロボットの安全
  • 29.7 おわりに
第30章 災害対応支援
  • 30.1 はじめに
  • 30.2 災害・事故対応におけるロボット技術のニーズ
  • 30.3 東日本大震災対応および1F 廃炉に向けての遠隔技術開発
  • 30.4 東日本大震災対応および1F 事故対応で導入されたロボット技術
  • 30.5 災害対応ロボット技術に関する研究開発
  • 30.6 産業競争力懇談会における災害対応ロボットの社会実装のための提言
  • 30.7 災害対応ロボットの社会実装に向けて
  • 30.8 おわりに
総括編
第31章 ロボット制御の歴史と未来
  • 31.1 はじめに
  • 31.2 ロボット運動学の黎明期
  • 31.3 PD フィードバック制御法の登場
  • 31.4 ロボットの適応制御と学習制御
  • 31.5 冗長多関節ロボット制御とベルンシュタイン問題
  • 31.6 多関節マニピュレータの最適設計に向けて(リーマン幾何学の導入)
  • 31.7 ロボット制御の未来 (手助けできる知能ロボットの将来)
  • 31.8 おわりに
索引
奥付
お断り

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