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機械工学専攻
| 対象課程 |
科目名 |
単位数 |
科目コード |
開講時期 |
授業科目区分 |
| 博士前期課程（修士課程） |
生体力学特論
Biomechanics
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1 |
2130-01 |
2023年度
前学期
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関係科目 |
| 授業科目の学習・教育目標 |
| キーワード |
学習・教育目標 |
| 1.運動学
2.動力学
3.ラグランジュの運動方程式
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生体力学では，生物の構造や運動を力学的に理解することが重要となる．本講では，人体の
運動を表現するために運動学と，動力学について学ぶ．特に，人体の上肢や下肢をリンク機
構とみなすことで，ラグランジュの運動方程式として表現する方法を学ぶ．また，関節でト
ルクを発生させるための筋収縮や，筋収縮で得られるトルクと手先や脚先端で得られる力の
関係について学修する． |
| 授業の概要および学習上の助言 |
| 講義は，以下の話題を中心に進める．必要に応じて小テストとレポート課題を実施して理解を深める．
・運動学
・動力学
・ラグランジュの運動方程式
・筋出力とトルクの関係 |
| 教科書および参考書・リザーブドブック |
| Control of Robot Manipulators in Joint Space, R. Kelly, V. Santibanez, and A. Loria
小林尚登ほか，「ロボット制御の実際」，コロナ社．
井村順一，「システム制御のための安定論」，コロナ社． |
| 履修に必要な予備知識や技能 |
| 制御工学の基本概念が身に着いていることが望ましい． |
| 学生が達成すべき行動目標 |
| No. |
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| ① |
運動学と動力学を理解できる． |
| ② |
ラグランジュの運動方程式を理解できる． |
| ③ |
ひとの上肢や下肢またはロボットのダイナミクスの有する性質を理解できる． |
| ④ |
|
| ⑤ |
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| ⑥ |
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| 達成度評価 |
| 総合評価割合 |
20 |
20 |
60 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 評価の要点 |
| 評価方法 |
行動目標 |
評価の実施方法と注意点 |
| 試験 |
① |
レ |
学習事項を期末試験により確認する． |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
クイズ
小テスト |
① |
レ |
中間期に小テストを実施する． |
| ② |
レ |
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| レポート |
① |
レ |
学習内容に関する演習問題をレポートとして適宜実施する． |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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成果発表
(口頭・実技) |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 作品 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| ポートフォリオ |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| その他 |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 具体的な達成の目安 |
| 理想的な達成レベルの目安 |
標準的な達成レベルの目安 |
| ラグランジュの運動方程式の導出方法に基づき，ひとの上肢や
下肢またはロボットを動的システムとして表現し，その性質を
導出することができる． |
ラグランジュの運動方程式を理解できる．ひとの上肢や
下肢またはロボットのダイナミクスの有する性質を理解できる
． |
| 授業明細 |
| 回数 |
学習内容 |
授業の運営方法 |
学習課題 予習・復習 |
時間：分※ |
| 1 |
授業紹介，状態変数と状態方程式 |
講義と演習 |
学習内容の復習と次回範囲の予習 |
90 |
| 2 |
ロボットのキネマティクス |
講義と演習 |
学習内容の復習と次回範囲の予習 |
90 |
| 3 |
ラグランジュの運動方程式(1) |
講義と演習 |
学習内容の復習と次回範囲の予習 |
90 |
| 4 |
ラグランジュの運動方程式(2) |
講義と小テスト |
学習内容の復習と次回範囲の予習 |
90 |
| 5 |
ロボットダイナミクスの特性 |
講義と演習 |
学習内容の復習と次回範囲の予習 |
90 |
| 6 |
筋のモデリング |
講義と演習 |
学習内容の復習 |
90 |
| 7 |
総合演習，期末試験，自己点検 |
演習，試験と自己点検 |
学習内容の復習 |
180 |
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