| 序章 スーパーロボット制御工学の世界へようこそ！（編著者 立命館大学 金岡 克弥） 1 |
| なぜスーパーロボットか 1 |
| スパロボを実現するために 2 |
| 制御なくしてスパロボなし！ 4 |
| スーパーロボット制御工学 5 |
| ロボット制御を「見る」ために 6 |
| 対象とする読者 7 |
| 本書の執筆陣 7 |
| ようこそロボット制御工学の世界へ！ 9 |
| 第1章 スパロボ元祖・マジンガーシリーズにみるパンチ性能評価 |
| ――ロボット制御のための力学の基礎（福岡工業大学 木野 仁） 11 |
| 1-1 ロボットの力学 12 |
| 1-1-1 ロボットの力学を捉えるモデル化 12 |
| 1-1-2 ロボットを動きづらくする慣性 14 |
| 1-2 スパロボの基礎物理 16 |
| 1-2-1 物体の変位 16 |
| 1-2-2 物体の速度 17 |
| 1-2-3 物体の加速度 18 |
| 1-2-4 物体の回転角・角速度・角加速度 19 |
| 1-2-5 ニュートンの運動方程式 20 |
| 1-2-6 回転させる力・トルク 21 |
| 1-2-7 オイラーの運動方程式 22 |
| 1-3 マジンガーZとグレートマジンガーのパンチ性能評価 22 |
| 1-3-1 グレートマジンガー登場！ 22 |
| 1-3-2 運動エネルギーによる評価 24 |
| 1-4 まとめ 26 |
| 参考文献 26 |
| 第2章 AMBAC システムとガンダムハンマーの制御を分析！ |
| ――モビルスーツの力学と制御・福岡工業大学（木野 仁） 27 |
| 2-1 ロボットを制御するには何が必要か 27 |
| 2-1-1 精度の高い運動を実現するフィードバック制御 28 |
| 2-1-2 ティーチングプレイバック 29 |
| 2-1-3 ザクの落下の運動方程式 29 |
| 2-1-4 運動方程式でモビルスーツの動きを捉える 31 |
| 2-2 モビルスーツの姿勢制御を力学的に見る 33 |
| 2-2-1 AMBAC システムを使った姿勢制御 33 |
| 2-2-2 ガンダム・ハンマーの制御 39 |
| 2-3 まとめ 43 |
| 参考文献 43 |
| 第3章 スパロボはなぜ格好良く変形できる？ |
| ――変形ロボットの姿勢制御（大同大学 橋口宏衛） 45 |
| 3-1 宇宙空間で厄介な反作用 46 |
| 3-2 スパロボ自身で反作用を打ち消すには 48 |
| 3-3 反作用を相殺するための力学 49 |
| 3-3-1 反作用（リアクション）による方法 49 |
| 3-3-2 リアクションホイール 51 |
| 3-3-3 ジャイロ効果による方法 52 |
| 3-4 反作用を相殺する制御―νガンダムのフィン・ファンネル 54 |
| 3-4-1 フィン・ファンネルのモデル化 54 |
| 3-4-2 フィン・ファンネルの動きをシミュレーション 58 |
| 3-4-3 フィン・ファンネルの動きを考察 61 |
| 3-5 スパロボはなぜ変形するのか 62 |
| 3-5-1 推力軸と重心位置の関係 62 |
| 3-5-2 スパロボの変形には意味がある！ 64 |
| 3-6 まとめ 65 |
| 参考文献 66 |
| 第4章 スパロボはなぜ華麗に操縦できる？ |
| ――スパロボと操縦者をつなぐ運動学（九州大学 田原健二） 67 |
| 4-1 操縦者の動きをトレースするマスタ・スレーブシステム 70 |
| 4-2 ロボットの運動学 －どこをどれだけ動かせばよい？ 73 |
| 4-2-1 関節角度から手先位置を決定する順運動学 73 |
| 4-2-2 手先位置から関節角度を決定する逆運動学 74 |
| 4-2-3 逆運動学の解析解 －その方程式は解けるか？ 76 |
| 4-2-4 逆運動学の数値解 －コンピュータの威力 78 |
| 4-3 ロボットの微分運動学 79 |
| 4-3-1 微分順運動学 79 |
| 4-3-2 ヤコビ行列 79 |
| 4-3-3 微分逆運動学 80 |
| 4-3-4 微分逆運動学を用いたロボット制御 81 |
| 4-3-5 ロボット特異姿勢 82 |
| 4-4 まとめ 85 |
| 参考文献 85 |
| 第5章 ゴッグのチューブのような腕はどう動かす？ |
| ――冗長な関節を持つスパロボの制御（九州大学 田原健二） 87 |
| 5-1 ロボットの冗長性とは？ 88 |
| 5-2 逆運動学と疑似逆行列 91 |
| 5-3 転置ヤコビ行列を用いた方法 95 |
| 5-4 人間の身体と筋冗長性 97 |
| 5-5 まとめ 99 |
| 参考文献 99 |
| 第6章 ザクの微妙な力加減を分析！ |
| カ・トルクの役割（九州大学 菊植 亮） 101 |
| 6-1 動きの制御の舞台裏にはトルクがある 102 |
| 6-1-1 角度制御におけるトルクの働き 102 |
| 6-1-2 P制御（比例制御） 103 |
| 6-1-3 PID（比例・積分・微分）制御 105 |
| 6-1-4 位置制御はとても手軽（ユーザーにとっては） 108 |
| 6-2 力加減の制御を実現するには 108 |
| 6-2-1 コンプライアンス制御 109 |
| 6-2-2 バックドライバビリティ 110 |
| 6-2-3 動特性補償 114 |
| 6-3 まとめ 118 |
| 第7章 パワードスーツの制御を分析！ |
| ――スパロボと操縦者をつなぐ力学と制御（立命館大学 金岡克弥） 119 |
| 7-1 現在の操縦方法 119 |
| 7-2 コマンドベースの操縦方法 120 |
| 7-2-1 コマンドベースの操縦型ロボット開発は難しい 121 |
| 7-2-2 では、どのように操縦すべきか 122 |
| 7-3 軌道制御ベースの制御方法 123 |
| 7-3-1 ロボット制御工学の女神 124 |
| 7-3-2 軌道制御ベースのロボットを操縦すると 124 |
| 7-3-2 制御の女神はなぜ箱の中に？ 127 |
| 7-4 制御の女神を解放しよう 128 |
| 7-4-1 そう簡単には解放できない！ 128 |
| 7-4-2 発想の転換 129 |
| 7-4-3 駆動力制御ベースで女神とフュージョン！ 129 |
| 7-4-4 身体と相談しながら操縦する 130 |
| 7-4-5 それはハイテクか？ 131 |
| 7-5 パワードスーツの登場です 132 |
| 7-5-1パワードスーツをモデル化！ 134 |
| 7-5-2パワードスーツのモデルを分析！ 135 |
| 7-5-3パワードスーツの制御を分析！ 137 |
| 7-5-4クローズドループダイナミクスを分析！ 138 |
| 7-6 操縦型スパロボは実現できる（限定付） 141 |
| 7-7 まとめ 142 |
| 参考文献 143 |
| 第8章 ザクはなぜサクサク歩行できる？ |
| ――2足歩行を実現する軌道計画の基礎（大阪電気通信大学 吉田晴行） 145 |
| 8-1 試行錯誤でないモーションプログラミングを考える 146 |
| 8-1-1 ダイナミクスを考慮した軌道計画 147 |
| 8-1-2 ZMP の取り扱い 147 |
| 8-2 2足歩行ロボットの大胆なモデル化 148 |
| 8-2-1 倒立振子モデル 149 |
| 8-2-2 倒立振子モデルの挙動 151 |
| 8-2-3 倒立振子モデルの運動方程式 153 |
| 8-2-4倒立振子モデルの軌道エネルギー 154 |
| 8-3 倒立振子モデルにもとづく軌道計画 156 |
| 8-3-1 重心移動の軌道計画 156 |
| 8-3-2 重心移動で脚が伸びきったら？ 157 |
| 8-3-3 脚を踏み出すための軌道計画 160 |
| 8-4 まとめ 162 |
| 参考文献 163 |
| 第9章 パトレイバーにみる人型ロボットの制御 |
| ――人型ロボットの力学とオートバランスの理論（九州大学 杉原知道） 165 |
| 9-1 なぜスパロボは人型なのか 165 |
| 9-2 人型ロボットの力学と制御の問題 167 |
| 9-3 重心- ZMP モデルでロボットの重心を制御する 170 |
| 9-4 「立つ」ための制御 173 |
| 9-5 転ばないように踏み出す 179 |
| 9-6 踏み出しから移動へ 181 |
| 9-7 もっと，人間のように 185 |
| 参考文献 186 |
| 終章 未来のスーパーロボット制御工学のために（編著者 立命館大学 金岡克弥） 187 |
| スパロボは存外に有望なのではないか 188 |
| 幸せなロボットの進化のために 189 |
| スーパーロボット制御工学へ！ 189 |
| 索引 191 |
| 序章 スーパーロボット制御工学の世界へようこそ！（編著者 立命館大学 金岡 克弥） 1 |
| なぜスーパーロボットか 1 |
| スパロボを実現するために 2 |
図書
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