科学技術と共に歩む

第Ⅰ編　ロボット学概論
1．ロボットの学問の体系化
1.1　ロボットの定義
1.2　ロボットの概念
　1.2.1　起源
　1.2.2　古代技術
　1.2.3　自動人形
1.3　人間とロボットの哲学
1.4　イマジネーション
1.5　日本の自動人形
1.6　「ロボット」の登場
1.7　20世紀のロボット
　1.7.1　ロボット技術の萌芽
　1.7.2　ヒューマノイドロボットとRT
　1.7.3　20世紀のSFと技術の相関
1.8　日本と欧米の違い
1.9　21世紀のロボット

2．ロボットのマイルストーン
2.1　技術・機能の進歩
　2.1.1　機械要素
　2.1.2　エレクトロニクス
　2.1.3　センシング技術
　2.1.4　ソフトウェア
　2.1.5　運動制御技術
　2.1.6　知能制御技術
2.2　公的支援プロジェクト
　2.2.1　要素技術・基盤技術開発型プロジェクト
　2.2.2　先行投資型プロジェクト
　2.2.3　先行用途開発型プロジェクト
　2.2.4　実用化開発型プロジェクト
2.3　ロボット関連の展示会・競技会
　2.3.1　展示会
　2.3.2　競技会
2.4　ロボット技術に関連する学会などの設立
　2.4.1　国内学会（設立年度順）
　2.4.2　国立研究機関（設立年度順）
　2.4.3　国内外郭団体（設立年度順）
　2.4.4　国外主要学会（アルファベット順）
参考文献

3．ロボットの分類規範
3.1　ロボットの分類規範の考え方
3.2　機械の構造や形による分類規範
3.3　ロボットの制御（操作）レベルによる分類規範
3.4　用途（アプリケーション）による分類規範
3.5　ロボットの新しい分類規範
　3.5.1　知能レベルによる分類規範
　3.5.2　ロボットの存在場所による分類規範
　3.5.3　人に対するサービスの提供形態による分類規範
　3.5.4　人や生物の成り立ちの仕組みの解明を目的としたロボット
参考文献

4．ロボットと産業
4.1　農林水産業および建設業・鉱業
　4.1.1　農林水産業
　4.1.2　建設業・鉱業
4.2　製造業
　4.2.1　製造業用ロボットの黎明期
　4.2.2　製造業ロボットの価値と市場変化
　4.2.3　製造業用ロボットの課題
4.3　医療福祉分野
　4.3.1　医療ロボット
　4.3.2　福祉ロボット
　4.3.3　医療福祉ロボットの今後
4.4　物流・販売・接客
　4.4.1　物流
　4.4.2　販売
　4.4.3　接客
参考文献

5．ロボットと起業
5.1　ロボットビジネスの起業
　5.1.1　ロボットビジネスと起業
　5.1.2　起業プロセスを概観する
5.2　ロボットベンチャーの実態
5.3　ロボットベンチャーを成功させるためには
　5.3.1　失敗しないための処方箋
　5.3.2　ロボットベンチャーの成功要因
　5.3.3　ロボットベンチャー特有の課題と留意点
5.4　結び
参考文献

6．ロボットと知的財産権
6.1　ロボット分野の国際競争力の評価
6.2　特許調査の方法
　6.2.1　調査条件
　6.2.2　調査対象技術と検索式
6.3　特許出願の全体動向
　6.3.1　出願先国（地域）別の特許出願件数推移・比率
　6.3.2　出願人国籍（地域）別の特許出願件数推移・比率
6.4　特許出願の技術区分別動向
　6.4.1　運搬・搬送ロボット
　6.4.2　組立・実装ロボット
　6.4.3　レーザ加工ロボット
　6.4.4　溶接ロボット
　6.4.5　研削・研磨ロボット
　6.4.6　塗布・塗装ロボット
　6.4.7　自走式掃除機
　6.4.8　動物型ロボット
　6.4.9　人型ロボット
　6.4.10　手術ロボット

7．生活支援ロボットと安全性と社会実装のためのシステムデザイン
7.1　俯瞰的システムデザイン
7.2　社会実装ガイドラインと特区における実証実験のあり方
7.3　システム安全規格と運用マネジメント規格
7.4　生活支援ロボット安全検証センター
7.5　社会実装
7.6　産業技術の変革
7.7　結び
参考文献

8．人間科学とロボティクス
8.1　人間理解のためのロボティクス
　8.1.1　ロボティクスにおける諸科学の統合
　8.1.2　構成論的アプローチ
　8.1.3　発達と生得性
8.2　身体性とロボティクス
　8.2.1　環世界
　8.2.2　アフォーダンス
　8.2.3　心身二元論とその限界
　8.2.4　環境に応答する身体
　8.2.5　表象なき知能
　8.2.6　環境に開かれた心と自由意志
　8.2.7　結び：身体性とロボティクス
8.3　人間発達とロボティクス
　8.3.1　ピアジェの認知発達論
　8.3.2　ヴィゴツキーの文化的発達論
　8.3.3　バンデューラの社会的学習理論
　8.3.4　正統的周辺参加と活動システムの再構築
　8.3.5　ナチュラル・ペダゴジー
　8.3.6　結び：人間発達とロボティクス
8.4　コミュニケーションとロボティクス
　8.4.1　アイコンタクト
　8.4.2　共同注意
　8.4.3　二項関係から三項関係へ
　8.4.4　意図理解と心の理論
　8.4.5　模倣の発達
　8.4.6　言語の獲得
　8.4.7　文化の継承と創造
　8.4.8　結び：コミュニケーションとロボティクス
8.5　自閉症に学ぶロボティクス
　8.5.1　自閉症スペクトラム障害
　8.5.2　自閉症者の認知スタイル
　8.5.3　認知スタイルの相対論
　8.5.4　結び：自閉症に学ぶロボティクス
8.6　結び：ロボティクスと人間科学の協働へ
参考文献

9．ロボットを用いた教育
9.1　本章の概要
9.2　ロボットを用いた教育の意義，有用性と課題
9.3　ロボット教育の歴史
9.4　ロボット教材を用いた教育の事例・方向性
　9.4.1　ロボット教育教材の発展
　9.4.2　教育機関におけるロボット教育カリキュラム
　9.4.3　学習塾，ロボット教育関連事業を行う企業
　9.4.4　ロボット教育に関わる学会活動
9.5　近年のロボットを用いた技術人材育成の状況
参考文献

10．日本におけるロボット競技会
10.1　歴史
10.2　ロボカップの目的
10.3　ロボカップサッカー
　10.3.1　ヒューマノイドリーグ
　10.3.2　標準プラットフォームリーグ
　10.3.3　車輪型小型ロボットリーグ
　10.3.4　車輪型中型ロボットリーグ
　10.3.5　シミュレーションリーグ
10.4　ロボカップレスキュー
　10.4.1　実機リーグ
　10.4.2　レスキューシミュレーションリーグ
10.5　ロボカップ@ホーム
　10.5.1　ロボカップ@ホームの競技
　10.5.2　標準プラットフォーム競技
　10.5.3　レストラン競技
10.6　ロボカップインダストリアル
　10.6.1　ロジスティックスリーグ
10.7　ロボカップジュニア
　10.7.1　サッカー
　10.7.2　レスキュー
　10.7.3　オンステージ
10.8　ワールドロボットサミット
10.9　結び
参考文献

11．ロボットと哲学・倫理
11.1　アニミズム
　11.1.1　アニミズムの教理や特徴
　11.1.2　魂とロボット
　11.1.3　擬人化とロボット
　11.1.4　フェティシズムとロボット
　11.1.5　偶像崇拝とロボット
11.2　美術や文学，神話とロボット
　11.2.1　生物種の超越とロボット
　11.2.2　文学や話における生命とロボット
11.3　宗教とロボット
　11.3.1　日本の神とロボット
　11.3.2　日本の仏教とロボット
11.4　倫理とロボット
　11.4.1　ロボットに関わる倫理原則
　11.4.2　社会的な支援ロボットの倫理
　11.4.3　ドローンの倫理
　11.4.4　AIの倫理
参考文献

12．ロボットと文化・社会
12.1　ロボットの反乱
　12.1.1　チャペックの『R.U.R.』
　12.1.2　『R.U.R.』が描いたこと
　12.1.3　フランケンシュタイン・コンプレックス
　12.1.4　辺境からの声
12.2　ロボットとの競争
　12.2.1　ロッサムの楽園
　12.2.2　技術的失業
　12.2.3　労働の価値
　12.2.4　暇の価値
12.3　ロボットとの親密な関係
　12.3.1　ソーシャル・ロボット・フィクションの系譜
　12.3.2　なぜロボットを求めるのか
　12.3.3　ソーシャル・ロボットに対する批判の検討
12.4　結び
参考文献

13．ロボットの法と保険
13.1　ロボット法規と保険の現在
　13.1.1　法規
　13.1.2　保険
13.2　自律システムの法制度のこれから
　13.2.1　総論
　13.2.2　自律のレベルと責任
　13.2.3　自律性と規制手法
　13.2.4　自律と「人格」性
　13.2.5　自律ロボット普及時における保険
　13.2.6　小括
参考文献

14．エンターテインメントロボット
14.1　テーマパークにおけるロボット
　14.1.1　ウォルト・ディズニーの夢
　14.1.2　オーディオ・アニマトロニクスにおける「オーディオ」の意味
　14.1.3　ニューヨーク万博，そしてその先へ
14.2　エンターテインメントのためのロボット研究
　14.2.1　人型でないキャラクタのアニメーション
　14.2.2　アニメーションキャラクタに基づく二足歩行ロボット
　14.2.3　人・ロボットインタラクション
14.3　結び
参考文献

15．ロボットと物語
15.1　序説
15.2　ロボットとSFアニメ
　15.2.1　自律型ロボット・AIは心をもつのか
　15.2.2　自我・自意識の創発
　15.2.3　ハード面での発展
　15.2.4　巨大ロボットの合体の損得勘定
15.3　ロボットSFの古典とその影響
15.4　新世代のロボットSF
15.5　SF的想像力と機械化する身体
　15.5.1　キメラ化した現代人
　15.5.2　ポスト・ヒューマンの誕生
　15.5.3　人間になりたい機械
　15.5.4　ロボット工学の三原則とAI兵器の国際法
　15.5.5　ロボットたちの苦悩『プルートゥ』
　15.5.6　ロボットの痛みと死
　15.5.7　ロボットの生死観『R.U.R.』
　15.5.8　自我に芽生えたロボット『わたしは真悟』
　15.5.9　レプリカントの記憶と写真『ブレードランナー』
　15.5.10　サイボーグとして生きる時代
参考文献

16．ロボットによる未来社会
16.1　身体拡張ロボットによるつながる社会
16.2　2050年における工場で働くロボット
16.3　一人が一台のロボットと共生する社会
　16.3.1　汎用性への挑戦
　16.3.2　未来へのシナリオ
　16.3.3　ロボットと人工知能の共進化
　16.3.4　結び
16.4　2050年に期待されるフィールドロボット技術とそのために必要なこと
　16.4.1　自然災害の応急復旧に必要なロボット技術
　16.4.2　フィールドロボット技術の社会実装
　16.4.3　2050年のフィールドロボット技術
16.5　植物ロボティクス
　16.5.1　植物システム論
　16.5.2　植物プロダクション
　16.5.3　植物サイボーグ
参考文献

第Ⅱ編　ロボット構成要素
1．ロボットの設計
1.1　概論
1.2　設計手法
　1.2.1　基本設計論
　1.2.2　生物に学ぶ設計論
　1.2.3　モジュラ機構に基づく設計論
　1.2.4　マイクロ・ナノファブリケーションに基づく設計論
1.3　構造材料
　1.3.1　軽金属・軽合金
　1.3.2　プラスチック・複合材料
　1.3.3　3Dプリンタ用材料
参考文献

2．ロボット構成要素|リンク機構
2.1　基礎的事項
　2.1.1　節と対偶と自由度
　2.1.2　対偶の自由度
　2.1.3　連鎖とリンク機構
　2.1.4　実装例と機構の自由度
2.2　シリアルリンク
　2.2.1　シリアルリンク機構とは
　2.2.2　シリアルリンク構造の特徴
　2.2.3　シリアルリンク構造の特性
2.3　パラレル機構
　2.3.1　パラレル機構とは
　2.3.2　おもなパラレルリンク機構
　2.3.3　パラレルリンク機構の特徴
参考文献

3．エンドエフェクタ
3.1　基礎的事項
　3.1.1　エンドエフェクタの定義
　3.1.2　エンドエフェクタの分類
　3.1.3　エンドエフェクタの構成
　3.1.4　エンドエフェクタの自由度
　3.1.5　エンドエフェクタの動向
3.2　グリッパ
　3.2.1　吸着式
　3.2.2　単純開閉方式
　3.2.3　なじみ把持方式
　3.2.4　可変剛性の適用
3.3　多指ハンド
　3.3.1　人の手の構造
　3.3.2　ハンドと指の運動学構造
　3.3.3　指の伝達機構
　3.3.4　劣駆動メカニズム
3.4　特殊ハンド
　3.4.1　産業用グリッパ
　3.4.2　研究用多指ハンド
3.5　マイクロ・ナノハンド
　3.5.1　マイクロ・ナノハンドの構成
　3.5.2　ガラス製マイクロピペット
　3.5.3　マイクロ・ナノハンドの課題と改善策
参考文献

4．移動機構
4.1　基礎的事項
　4.1.1　地上や地中の移動機構
　4.1.2　水上や水中の移動機構
　4.1.3　空中の移動機構
　4.1.4　宇宙での移動機構
4.2　車輪
　4.2.1　車輪の種類
　4.2.2　対向二輪方式
　4.2.3　ステアリング方式
　4.2.4　全方向移動方式
　4.2.5　その他の車輪型ロボット
4.3　クローラ
　4.3.1　クローラとは
　4.3.2　起倒式サブクローラをもつロボット
　4.3.3　その他のクローラ型ロボット
4.4　脚
　4.4.1　脚，脚による移動
　4.4.2　二脚
　4.4.3　多脚
4.5　固定翼/回転翼
　4.5.1　固定翼
　4.5.2　回転翼
4.6　特殊移動機構
　4.6.1　フライホイール
　4.6.2　索状機構
　4.6.3　ひれ推進機構
　4.6.4　はばたき翼
参考文献

5．ソフトロボット
5.1　概論
　5.1.1　ソフトロボットとはなにか
　5.1.2　ソフトロボットの歴史
　5.1.3　科研新学術領域「ソフトロボット学」
　5.1.4　ソフトロボットでなにができるか
5.2　ソフトアクチュエータ
　5.2.1　空圧ラバーアクチュエータ
　5.2.2　高分子アクチュエータ
　5.2.3　その他のソフトアクチュエータ
5.3　ソフトセンサ
　5.3.1　概論
　5.3.2　導電性柔軟材料
　5.3.3　原理から見たソフトセンサ
　5.3.4　用途から見たソフトセンサ
　5.3.5　センサフュージョン，機械学習
5.4　ソフトメカニズム
　5.4.1　弾性のさらなる活用
　5.4.2　変形の拘束と柔らかい伝動要素
　5.4.3　相転移の利用
　5.4.4　柔らかい骨格系
　5.4.5　柔軟機構の設計と製作
　5.4.6　成長する機構，分解する機構
　5.4.7　柔軟機構の用途
参考文献

6．インタフェース
6.1　情報提示デバイス
　6.1.1　視覚
　6.1.2　聴覚
　6.1.3　触覚
　6.1.4　力覚
　6.1.5　味覚
　6.1.6　嗅覚
　6.1.7　温度覚
6.2　情報入力デバイス
　6.2.1　ポインティングデバイス（2D）
　6.2.2　ポインティングデバイス（3D）
　6.2.3　モーションキャプチャ
　6.2.4　音声入力装置
　6.2.5　生体情報
参考文献

7．センサ
7.1　外界センサ
　7.1.1　測域センサ
　7.1.2　ビジョン
　7.1.3　GNSS
　7.1.4　力覚センサ
　7.1.5　触覚センサ
　7.1.6　聴覚センサ
　7.1.7　特殊センサ
7.2　内界センサ
　7.2.1　変位センサ
　7.2.2　加速度センサ
　7.2.3　ジャイロセンサ
　7.2.4　トルクセンサ
参考文献

8．アクチュエータ
8.1　電動アクチュエータ
　8.1.1　モータの駆動原理
　8.1.2　ロボット用モータの将来
8.2　サーボドライバ
　8.2.1　基本構成
　8.2.2　インバータ主回路
　8.2.3　トルク・速度・位置の制御
8.3　油圧アクチュエータ
　8.3.1　油圧アクチュエータの概要
　8.3.2　各種油圧アクチュエータの概要
　8.3.3　油圧モータの効率
　8.3.4　油圧サーボ系
　8.3.5　電気静油圧アクチュエータ
8.4　空気圧アクチュエータ
　8.4.1　空気圧の利用
　8.4.2　空気圧アクチュエータの特徴
　8.4.3　種類
　8.4.4　空気圧システム
8.5　圧電アクチュエータ/超音波アクチュエータ
　8.5.1　圧電材料と圧電効果
　8.5.2　圧電アクチュエータ
　8.5.3　超音波アクチュエータ
8.6　静電モータ
　8.6.1　概要と特徴
　8.6.2　さまざまな静電モータ
8.7　特殊環境アクチュエータ
　8.7.1　真空環境
　8.7.2　低温環境
　8.7.3　強磁場環境
8.8　動力伝達機構
　8.8.1　カップリング
　8.8.2　遊星歯車減速機
　8.8.3　ハーモニックドライブ
　8.8.4　球状歯車
参考文献

9．制御機器
9.1　ロボット制御系の概要
9.2　組込みシステム
　9.2.1　組込みマイコン
　9.2.2　組込みソフトウェア
9.3　OS
　9.3.1　OSの機能の概要
　9.3.2　ロボット制御とOS
9.4　ミドルウェア
　9.4.1　ロボットの文脈におけるミドルウェア
　9.4.2　ミドルウェア利用の目的
　9.4.3　ロボット用ミドルウェアの例
9.5　クラウド
　9.5.1　クラウドサービスの種類
　9.5.2　ロボットの文脈におけるクラウド
9.6　入出力ハードウェア・インタフェース
　9.6.1　周辺接続の二つの傾向
　9.6.2　アナログセンサとの接続
　9.6.3　電磁アクチュエータとの接続
　9.6.4　コンピュータ間通信
参考文献

10．通信
10.1　通信の目的
　10.1.1　ロボット内通信
　10.1.2　ロボット外通信（遠隔操縦）
　10.1.3　ロボット外通信（上位システムの端末）
10.2　通信の階層モデル
　10.2.1　ネットワークインタフェース（ハードウェア）層
　10.2.2　インターネット層
　10.2.3　トランスポート層
　10.2.4　アプリケーション層
参考文献

11．エネルギー源
11.1　蓄電池
　11.1.1　鉛蓄電池
　11.1.2　アルカリ蓄電池
　11.1.3　リチウムイオン電池
　11.1.4　リチウムポリマー電池
　11.1.5　リチウムイオン電池の種類と各電池の比較
　11.1.6　BMS（バッテリーマネジメントシステム）
11.2　その他の電源（発電機，キャパシタ，太陽光・燃料電池）
　11.2.1　直流発電機（電動機）
　11.2.2　交流発電機（電動機）
　11.2.3　電気二重層キャパシタ
　11.2.4　太陽電池
　11.2.5　燃料電池
11.3　圧力源
　11.3.1　油圧源
　11.3.2　空気圧力源
11.4　伝達方法（無線給電など）
11.5　特殊エネルギー源（エナジーハーベスティング例）
　11.5.1　熱
　11.5.2　音・振動
　11.5.3　電波
参考文献

第Ⅲ編　ロボット制御・知能化技術
1．ロボットアーム制御
1.1　自由度構成とモデリング，運動学，動力学
　1.1.1　ロボットの自由度構成
　1.1.2　剛体のもつ自由度
　1.1.3　ロボットの順動力学概要
　1.1.4　O(n)の順動力学計算の原理
　1.1.5　連結剛体の速度
　1.1.6　連結剛体の加速度
　1.1.7　単一剛体の動力学
　1.1.8　連結剛体の動力学
　1.1.9　O(n)順動力学計算のまとめ
1.2　動作計画
　1.2.1　アルゴリズム論的動作計画
　1.2.2　発見的動作計画
　1.2.3　人工ポテンシャル法
　1.2.4　作業計画
1.3　位置・軌道追従制御
　1.3.1　各関節の角度制御：一慣性系の位置制御
　1.3.2　多自由度ロボット機構の位置制御
1.4　力制御
　1.4.1　位置制御ベース間接的力制御
　1.4.2　トルク制御ベース間接的力制御
　1.4.3　位置制御ベースとトルク制御ベースの比較
　1.4.4　力制御パラメータ設計
1.5　複数アームの協調制御
　1.5.1　協調マニピュレーション
　1.5.2　タスクアロケーション
参考文献

2．ハンド（Endeffector）制御
2.1　接触のモデリング
　2.1.1　接触の運動学モデル
　2.1.2　接触の静力学モデル
　2.1.3　フォームクロージャとフォースクロージャ
　2.1.4　ねじり摩擦モーメント
　2.1.5　平行分布モデル
2.2　動力学と動的安定把持制御
　2.2.1　把持操作問題
　2.2.2　把持操作における力学モデル
　2.2.3　物体へ働く内力・外力
　2.2.4　剛性制御
　2.2.5　動的制御
　2.2.6　内力の制御
2.3　非把持マニピュレーション
　2.3.1　非把持マニピュレーションとは
　2.3.2　非把持マニピュレーションの分類
　2.3.3　プレートエンドエフェクタによるスライディング操作
　2.3.4　ケージング
2.4　動作計画
　2.4.1　把持計画の基礎
　2.4.2　把持計画手法の拡張
　2.4.3　把持計画を仮定したアームの動作計画
参考文献

3．移動ロボットの制御
3.1　地表移動ロボット
　3.1.1　車輪型・クローラ型移動ロボット
　3.1.2　二脚ロボット
　3.1.3　多脚ロボット
3.2　その他の移動ロボット
　3.2.1　飛行ロボットの制御
　3.2.2　水上・水中移動ロボット
参考文献

4．全身協調制御
4.1　脚腕協調計画・制御
4.2　全身協調動作生成
4.3　人動作模擬
参考文献

5．群ロボットの制御
5.1　フォーメーション制御
　5.1.1　問題設定
　5.1.2　分散相対制御器の設計
　5.1.3　数値例
5.2　タスクアロケーション
　5.2.1　適応的群れ行動
　5.2.2　タスク
　5.2.3　二つの設計方法
　5.2.4　ADMによるタスクアロケーションの例
5.3　交通流の制御
　5.3.1　流入制御
　5.3.2　交通信号の制御
　5.3.3　結び
5.4　自己組織化
　5.4.1　自己組織化とは
　5.4.2　自己組織化とシステム
　5.4.3　群ロボットにおける自己組織化
　5.4.4　群ロボットにおける自己組織化の事例
参考文献

6．動作ティーチング
6.1　ダイレクトティーチング
　6.1.1　ダイレクトティーチングのための制御：位置制御
　6.1.2　ダイレクトティーチングのための制御：力制御
　6.1.3　統計的性質を活用したダイレクトティーチング
6.2　オンラインティーチング
　6.2.1　ティーチングボックスの操作による姿勢の記録
　6.2.2　姿勢の補間による軌道の生成
　6.2.3　オンラインティーチングに必要な操作者のスキル
　6.2.4　オンラインティーチングの利点と欠点
6.3　オフラインティーチング
　6.3.1　オフラインティーチングとは
　6.3.2　オフラインティーチングシステムの分類
　6.3.3　機差キャリブレーション
　6.3.4　ティーチングレス方式
　6.3.5　動作計画
参考文献

7．遠隔操作システム
7.1　遠隔操作システムの位置付け
7.2　遠隔操作システムの歴史
　7.2.1　機械式マニピュレータ
　7.2.2　サーボマニピュレータ
　7.2.3　異構造型リーダ・フォロワシステム
　7.2.4　テレロボティクス
7.3　バイラテラル制御
　7.3.1　バイラテラル制御の分類
　7.3.2　バイラテラル制御の制御理論
7.4　遅延補償
　7.4.1　時間遅れの問題
　7.4.2　波変数に基づくバイラテラル制御
　7.4.3　波変数のドリフト補償
　7.4.4　マルチラテラル制御
7.5　スケールドテレオペレーション
　7.5.1　スケールドテレオペレーションの必要性
　7.5.2　固定スケール比のバイラテラル制御
　7.5.3　可変スケール比のバイラテラル制御
参考文献

8．人間機械協調
8.1　ウェアラブルパワーアシスト
　8.1.1　ハードウェア設計
　8.1.2　作業支援用ウェアラブルパワーアシスト
　8.1.3　日常生活支援用ウェアラブルパワーアシスト
　8.1.4　医療・福祉用ウェアラブルパワーアシスト
8.2　非装着型パワーアシスト
　8.2.1　非装着型パワーアシストの歴史
　8.2.2　日本におけるパワーアシスト技術の実用化
　8.2.3　パワーアシストの制御構造
　8.2.4　自然な操作性の獲得
　8.2.5　操作者の特性の変化に対する安定性の確保
　8.2.6　環境の変化に対する安定性の確保
8.3　協調移動・搬送
参考文献

9．環境認識の基礎技術
9.1　地図構築
　9.1.1　地図構築とは
　9.1.2　地図構築の考え方
　9.1.3　SLAM
　9.1.4　逐次SLAM
　9.1.5　センサ融合
　9.1.6　データ対応付け
　9.1.7　ループ閉じ込み
　9.1.8　結び
9.2　ロボットビジョン
　9.2.1　ロボットビジョンの位置付け
　9.2.2　ロボットのためのビジョンアルゴリズム
　9.2.3　ロボットビジョンのためのハードウェア
　9.2.4　ロボットビジョンとロボットシステム
9.3　ロボット聴覚
　9.3.1　ロボット聴覚とその定義
　9.3.2　ロボット聴覚研究の経緯と概要
　9.3.3　両耳聴のロボット聴覚
　9.3.4　マイクロホンアレイを用いたロボット聴覚
　9.3.5　ロボット聴覚の応用と深層学習の発展
　9.3.6　ロボット聴覚の今後
9.4　センサ融合
　9.4.1　センサ融合とは
　9.4.2　統計的推定によるセンサ融合
　9.4.3　観測雑音が正規分布に従う場合の状態推定
　9.4.4　線形動的システムの状態推定
9.5　能動知覚
　9.5.1　能動知覚とは
　9.5.2　ロボットによる能動知覚
　9.5.3　探索行動の生成
　9.5.4　学習による探索行動の獲得
参考文献

10．環境知能化とネットワークロボティクス
10.1　ユビキタスとIoT
　10.1.1　スマートデバイスと常時アクセス
　10.1.2　IoTの広がり
　10.1.3　センサと人工知能の連携による人間の理解
10.2　クラウドロボティクス
　10.2.1　ネットワークロボット
　10.2.2　クラウドロボティクスとは
　10.2.3　プラットフォーム技術と国際標準化活動
10.3　環境知能化技術
10.4　空間メモリを用いた作業支援
　10.4.1　空間メモリの階層化
　10.4.2　作業の観測と効率化のための応用
　10.4.3　小型携帯端末を用いた空間メモリ
参考文献

11．学習
11.1　動作プリミティブ
　11.1.1　神経振動子
　11.1.2　DMP
　11.1.3　リカレントニューラルネットワーク
11.2　強化学習
　11.2.1　基礎
　11.2.2　分類
　11.2.3　サンプル効率の高い強化学習法と応用事例
11.3　深層学習
　11.3.1　認識の応用
　11.3.2　運動の応用
　11.3.3　言語の応用
　11.3.4　将来展望
11.4　模倣学習の概要
　11.4.1　人間動作の計測とロボットの身体運動への射影
　11.4.2　力学系に基づく運動の数理モデル
　11.4.3　ニューラルネットワークによる運動学習
　11.4.4　運動の統計モデリング
　11.4.5　結び
参考文献

12．ヒューマンロボットインタラクション
12.1　感情モデル
　12.1.1　感情モデル研究の歴史と問題点
　12.1.2　感情移入する人間
　12.1.3　感情の生理学的機序
　12.1.4　情動と感情（言語化）
　12.1.5　結び（感情モデルの評価と再現性）
12.2　画像認識
　12.2.1　リアルタイムビジョンとは
　12.2.2　リアルタイムビジョンの構成法
　12.2.3　ヒューマンロボットインタラクションで利用される画像認識
12.3　音声認識・対話システム
　12.3.1　音声認識における深層学習の導入
　12.3.2　音声認識におけるビッグデータパラダイム
　12.3.3　音声認識のロボットへの展開における課題
　12.3.4　音声対話技術の変遷
　12.3.5　音声対話システムの構成
　12.3.6　音声言語理解における機械学習の導入
　12.3.7　対話生成における機械学習の導入
　12.3.8　音声対話のロボットへの展開における課題
12.4　インタラクションデザイン
　12.4.1　関係性の創出
　12.4.2　今性と意図スタンス
　12.4.3　擬人化を促進するデザイン
12.5　社会的フィジカルインタラクション
　12.5.1　触れ合いに伴うCommunicationcue
　12.5.2　ロボットとの触れ合いがもたらす効果
12.6　協調的フィジカルインタラクション
　12.6.1　協調的フィジカルインタラクションへの期待と課題
　12.6.2　身体的動作を補助する協調的介助支援
　12.6.3　混雑空間での協調的近接移動
12.7　空間的インタラクション
　12.7.1　対人距離とパーソナルスペース
　12.7.2　フォーメーション（空間配置）
　12.7.3　接近インタラクション
　12.7.4　移動時のインタラクション
12.8　仮想空間インタラクション
　12.8.1　仮想空間とのインタフェースデバイスと研究の進化
　12.8.2　現実世界でのインタラクションのシミュレーション
　12.8.3　仮想空間上でのインタラクションによる問題解決
　12.8.4　結びと今後の研究の課題・展開
参考文献

13．認知ロボティクス
13.1　開いた系の制御スキーム
　13.1.1　現在のロボット制御が抱える本質的問題
　13.1.2　動物の流儀：開いた系の制御スキーム
　13.1.3　開いた系の制御スキームの事例紹介
　13.1.4　開いた系の制御スキームのありよう
　13.1.5　今後の展望
13.2　身体性
　13.2.1　ビヘービアベーストから生み出される知能
　13.2.2　振る舞いにとっての身体性の重要性
　13.2.3　ソフトロボティクス
　13.2.4　ソフトハンドによる対象物の認識
13.3　発達ロボティクス
　13.3.1　発達ロボティクスにおける二つの設計課題
　13.3.2　知覚運動機能の発達
　13.3.3　社会的認知機能の発達
　13.3.4　予測符号化に基づく認知発達仮説
13.4　記号創発ロボティクス
　13.4.1　記号接地問題から記号的創発問題へ
　13.4.2　内的表象の学習とプランニング
　13.4.3　概念とカテゴリーの形成
　13.4.4　音声情報からの語彙獲得
　13.4.5　統合的認知のアーキテクチャ
　13.4.6　記号創発システム
　13.4.7　結び
参考文献

第Ⅳ編　ロボット応用
1．工場内ロボット
1.1　産業用ロボット
　1.1.1　ロボットの黎明
　1.1.2　産業用ロボットの胎動
　1.1.3　産業用ロボットの商業化
　1.1.4　産業用ロボットに関する研究開発と競争軸の変化
　1.1.5　今後の展望
1.2　産業用ロボットの市場動向
　1.2.1　世界の市場動向
　1.2.2　産業用ロボットの開発動向と今後の展望
1.3　ロボットシステムインテグレータ
　1.3.1　システムインテグレータの存在価値
　1.3.2　システムエンジニアリング
　1.3.3　FA・ロボットシステムインテグレータ協会
　1.3.4　今後の展望
1.4　機能安全・リスクアセスメント|昨今の
安全の考え方，国際標準化動向
　1.4.1　リスクアセスメントの実施
　1.4.2　リスク低減の実施
　1.4.3　今後の展望
1.5　協働ロボット
　1.5.1　協働ロボット活用のポイント
　1.5.2　活用事例1（マシンテンディング）
　1.5.3　活用事例2.0（パレタイジング）
　1.5.4　今後の展望
1.6　自動倉庫
　1.6.1　自動倉庫の種類
　1.6.2　ラック搬送ロボット
　1.6.3　技術開発の動向
参考文献

2．食品用ロボット
2.1　食品用ロボットの現状
　2.1.1　食品用ロボットの課題
　2.1.2　今後の展望
2.2　食品ロボット用ハンド
　2.2.1　プレストレッチ指グリッパ
　2.2.2　包みグリッパ
　2.2.3　環状シェルグリッパ
　2.2.4　バインディングハンド
　2.2.5　今後の展望
2.3　〔事例〕食肉処理ロボット
　2.3.1　鶏肉を扱うロボット
　2.3.2　豚肉を扱うロボット
　2.3.3　その他
　2.3.4　今後の展望
2.4　〔事例〕食品工場における前工程のロボット化
　2.4.1　ホタテ貝の基本加工の自動化
　2.4.2　基本加工の自動化機械への原貝自動供給
2.5　〔事例〕食品工場における盛付け作業のロボット化
　2.5.1　食品工場における盛付け自動化ニーズと問題点
　2.5.2　協働ロボットFoodly
　2.5.3　労働力としてのFoodlyと今後の展望
2.6　〔事例〕食品工場における包装工程のロボット化
　2.6.1　食品工場における包装工程の特徴
　2.6.2　食品工場の実情
　2.6.3　包装工程のロボット化事例
　2.6.4　今後の展望
2.7　〔事例〕外食における作業のロボット化
　2.7.1　ロボット導入前史
　2.7.2　現時点におけるロボット導入
　2.7.3　今後の展望
2.8　〔事例〕コンビニエンスストアを対象としたロボット技術の事例
　2.8.1　ロボット技術の事例
　2.8.2　今後の展望
参考文献

3．医療福祉ロボットⅠ―診断・治療用ロボット―
3.1　診断・治療用ロボット
　3.1.1　医療用ロボットの種類
　3.1.2　診断支援用ロボット
　3.1.3　治療/手術支援デバイス・ロボット
　3.1.4　医療用ロボットの社会実装の事例および動向
3.2　診断支援ロボット
　3.2.1　概要
　3.2.2　健康診断などで用いられるロボット
　3.2.3　高度診断・術中診断に用いられるロボット
　3.2.4　今後の展望
3.3　画像誘導治療支援ロボット
　3.3.1　概要
　3.3.2　適用領域
　3.3.3　関連する分野
　3.3.4　機能情報，力学情報の利用
　3.3.5　安全性
　3.3.6　関連する技術
　3.3.7　今後の展望
3.4　リーダ・フォロワ型手術支援ロボット
　3.4.1　腹腔鏡手術用ロボット
　3.4.2　軟性鏡手術用ロボット
　3.4.3　マイクロサージェリー用ロボット
3.5　ロボット技術を用いた手術デバイス
　3.5.1　力覚・触覚と把持対象の硬さ計測デバイス
　3.5.2　集束超音波を利用した処置デバイス
　3.5.3　薬剤との組合せによる処置デバイス
　3.5.4　手術デバイスの今後の展開
3.6　ロボティック・スマート治療室
　3.6.1　ベンダフリーの接続を実現するOPeLiNK
　3.6.2　手術戦略デスクアプリケーション
　3.6.3　開発中のスマート治療室「SCOT」
　3.6.4　治療室スマート化の今後の展開
3.7　〔事例〕CT透視下針穿刺ロボット
　3.7.1　Zerobotの特徴
　3.7.2　臨床研究
　3.7.3　リスクマネジメントと安全性確保
3.8　〔事例〕腹腔鏡下手術支援ロボットの研究開発と製品化
　3.8.1　研究開発の背景
　3.8.2　術者の目を支援する内視鏡操作ロボット
　3.8.3　術者の手を支援するロボット
　3.8.4　今後の研究開発
3.9　〔事例〕手術支援ロボットの研究開発と製品化
　3.9.1　コンパクト性
　3.9.2　安全性への配慮
　3.9.3　意のままに操れる操作性
　3.9.4　今後の手術支援ロボット
3.10　〔事例〕ロボット技術を応用した手術ベッド
　3.10.1　人間中心設計
　3.10.2　市場ニーズ
　3.10.3　製品化・展望
3.11　〔事例〕装着型サイボーグ（医療用）
　3.11.1　サイバニクスを駆使した装着型サイボーグ
　3.11.2　革新的ロボット治療技術の開拓
参考文献

4．医療福祉ロボットⅡ―リハビリ・生活支援用ロボット―
4.1　リハビリ・生活支援用ロボット
　4.1.1　リハビリテーション支援ロボット
　4.1.2　自立（生活）支援ロボット
　4.1.3　介護支援ロボット
　4.1.4　間接作業支援ロボット
　4.1.5　共創による次世代ロボット開発
4.2　ロボット介護機器開発・導入促進事業
　4.2.1　移乗介助分野
　4.2.2　移動支援分野
　4.2.3　排泄支援分野と入浴支援分野
　4.2.4　見守り支援分野
　4.2.5　基準策定評価事業
4.3　筋電義手
　4.3.1　筋電義手とは
　4.3.2　筋電義手の要素
　4.3.3　筋電義手の開発状況
　4.3.4　今後の展望
4.4　〔事例〕装着型サイボーグ（介護・福祉用）
4.5　〔事例〕リハビリテーション支援ロボット
　4.5.1　ウェルウォークWW-1000の構成
　4.5.2　ウェルウォークの特徴
　4.5.3　臨床現場での使いやすさ
　4.5.4　普及に向けて
4.6　〔事例〕無動力歩行支援機
　4.6.1　受動歩行
　4.6.2　揺れる支援技術
　4.6.3　歩けることを実感
4.7　〔事例〕装着型動作補助ロボット
　4.7.1　McKibben型人工筋肉
　4.7.2　動作原理
　4.7.3　受動的な使い方（受動モデル）
　4.7.4　製品の歴史
4.8　〔事例〕離床アシストロボット
　4.8.1　商品事例：離床アシストロボット「リショーネPlus」
　4.8.2　技術的特徴
　4.8.3　導入効果
4.9　〔事例〕屋外移動支援ロボット
　4.9.1　ロボットアシストウォーカーRT.1/RT.2
　4.9.2　構成と機能
　4.9.3　活用事例
　4.9.4　今後の展望
4.10　〔事例〕高齢者見守りシステム
　4.10.1　シルエット見守りセンサの特長
　4.10.2　本センサ開発の狙い
　4.10.3　活用事例
4.11　〔事例〕メンタルコミットロボット
　4.11.1　パロの技術の概要
　4.11.2　医療機器としてのパロ
参考文献

5．サービスロボット
5.1　サービスロボットとは
　5.1.1　サービスロボットの分類
　5.1.2　サービスロボットの市場動向
　5.1.3　サービスロボットの国際標準化
　5.1.4　サービスロボットの課題と展望
5.2　自動運転技術
　5.2.1　自動運転のレベル
　5.2.2　現在の自動運転技術の状況
　5.2.3　今後の展望：協調型自動運転に向けて
5.3　家庭用掃除ロボット
　5.3.1　ロボット掃除機の基本仕様
　5.3.2　ロボット掃除機の進化
　5.3.3　今後の展望
5.4　体験共有型ロボット
　5.4.1　同方向インタラクション・同対インタラクション
　5.4.2　同対インタラクション向けのハードウェア
　5.4.3　ロボット利用事例
5.5　ペットロボット
　5.5.1　ペットロボットの価値
　5.5.2　ペットロボットの基本行動
　5.5.3　ペットロボットの未来
5.6　ビルメンテナンスロボット
　5.6.1　ビルメンテナンスの現状とロボットへの期待
　5.6.2　業務用清掃ロボット開発の道のり
　5.6.3　ビルメンテナンスロボットの現状
　5.6.4　ロボット普及のための組織的活動
5.7　警備ロボット
　5.7.1　警備ロボット実現への試み
　5.7.2　警備業務とロボット
　5.7.3　警備ロボットの技術
　5.7.4　警備ロボットの今後の展望
5.8　〔事例〕対話ロボットプラットフォーム
　5.8.1　対話ロボットシステム概要
　5.8.2　アプリケーション開発のための開発環境
　5.8.3　オリジナルロボット制作
　5.8.4　普及への課題と取組み
5.9　〔事例〕生活支援ロボット
参考文献

6．農業用ロボット
6.1　農業でのロボット利用
　6.1.1　農業ロボット利用の歴史
　6.1.2　農業ロボット利用の現状
　6.1.3　農業ロボット利用の将来
6.2　〔事例〕自走式イチゴ収穫ロボット
　6.2.1　イチゴ収穫ロボットの要素技術
　6.2.2　イチゴ個別容器と非接触ホルダ
　6.2.3　モジュール分散協働型システムへの展開
6.3　〔事例〕ロボットトラクタ
　6.3.1　システム構成
　6.3.2　各種設定
　6.3.3　ほ場登録
　6.3.4　経路生成
　6.3.5　走行制御
6.4　〔事例〕ロボット田植機
　6.4.1　システム構成
　6.4.2　経路追従制御
　6.4.3　ティーチングと目標経路生成
6.5　〔事例〕ロボットコンバイン
　6.5.1　国の動向
　6.5.2　ロボットコンバインの概要
　6.5.3　機器構成
　6.5.4　開発技術
6.6　〔事例〕農業飛行ロボット
　6.6.1　ドローンによるリモートセンシング技術
　6.6.2　無人へリコプタによる可変施肥技術
参考文献

7．インフラ・建設ロボット
7.1　インフラ・建設ロボットの概説
　7.1.1　建設生産技術の高度化・高信頼化領域
　7.1.2　アプリケーションと新領域
　7.1.3　点検・維持管理領域
　7.1.4　インフラ・建設ロボット要素技術
7.2　無人化・自動化施工
　7.2.1　無人化施工
　7.2.2　無人化施工における自動化技術
7.3　ICT施工
　7.3.1　情報化施工
　7.3.2　i-Construction
　7.3.3　建設ロボット開発におけるICT施工の位置付け
7.4　建築用・土木用ロボット
　7.4.1　建設ロボットの開発経緯
　7.4.2　今後の展望
　7.4.3　建設ロボットの研究・開発の活動状況
7.5　インフラ点検用ロボット
　7.5.1　インフラ点検用ロボットの移動技術
　7.5.2　インフラ点検用ロボットのセンシング技術
　7.5.3　インフラ点検用ロボットの情報処理技術
　7.5.4　インフラ点検用ロボットの普及と発展
7.6　〔事例〕建設機械の自動化技術
　7.6.1　A^4CSELのコンセプト
　7.6.2　A^4CSELの技術概要
　7.6.3　実現場での適用
7.7　〔事例〕無人化施工の次世代技術
　7.7.1　遠隔操作型半水中重運搬ロボットの概要
　7.7.2　機能検証と今後の展開
7.8　〔事例〕スマートコンストラクション
　7.8.1　情報化施工進展での課題
　7.8.2　ソリューション
　7.8.3　オペレーションの最適化
7.9　〔事例〕3Dマシンコントロール/マシンガイダンスシステム（3D-MC/3D-MG）
　7.9.1　位置制御技術とセンサの組合せによる特徴
　7.9.2　土工での事例
　7.9.3　舗装での事例
　7.9.4　その他事例
7.10　〔事例〕配筋アシストロボ
　7.10.1　開発背景
　7.10.2　配筋アシストロボ概要
　7.10.3　配筋アシストロボの効果
7.11　〔事例〕建築作業用ロボット
　7.11.1　アスベスト除去ロボット
　7.11.2　コンクリート床仕上げロボット
　7.11.3　鉄筋結束ロボット
　7.11.4　天井裏点検ロボット
7.12　〔事例〕トンネル点検・診断システム
　7.12.1　点検システムの概要
　7.12.2　道路トンネルでの検証実験
　7.12.3　今後の課題
7.13　〔事例〕ドローン橋梁点検システム
　7.13.1　ドローンを利用した橋梁点検の背景
　7.13.2　球殻ドローンを利用した橋梁点検
　7.13.3　今後の課題
参考文献

8．災害対応ロボット
8.1　災害対応ロボットとは
　8.1.1　災害対応ロボット研究の歴史
　8.1.2　本章で紹介する災害対応ロボット
　8.1.3　災害対応ロボットを評価するフィールド整備
　8.1.4　災害対応ロボットは挑戦的な研究分野
8.2　レスキュー工学
　8.2.1　自然災害の歴史
　8.2.2　レスキュー工学の誕生
　8.2.3　今後の展望
8.3　〔事例〕狭隘空間探査用索状ロボット
　8.3.1　空気浮上型能動スコープカメラ
　8.3.2　感覚機能統合型能動スコープカメラ
8.4　〔事例〕大規模火災・爆発対応消防ロボット
　8.4.1　これまでの経緯
　8.4.2　基本的な構成と機能
8.5　〔事例〕サイバー救助犬
　8.5.1　サイバー救助犬のシステム構成と機能
　8.5.2　現状と今後の課題
8.6　〔事例〕火山探査用飛行ロボットシステム
　8.6.1　電動マルチロータ機による航空撮影に
よる3次元地形形状の取得
　8.6.2　火山灰採取装置
　8.6.3　土石流の被害予測シミュレーション
8.7　〔事例〕災害対応用ロボット評価フィールド
　8.7.1　ImPACTでの事例
　8.7.2　福島ロボットテストフィールド
8.8　福島第一原発の廃炉を支えるロボット技術
　8.8.1　緊急時対応・廃炉に活用されたロボット技術
　8.8.2　今後の廃炉作業に要求されるロボット技術
8.9　〔事例〕廃炉用地上移動型探査ロボット
　8.9.1　格納容器内部調査用ロボット
　8.9.2　放射線環境下で動作する汎用ロボット
8.10　〔事例〕廃炉用水中移動型探査ロボット
　8.10.1　遠隔操作型潜水機（ROV）
8.11　〔事例〕原子力災害対応ロボット用試験施設
参考文献

9．水中・水上ロボット
9.1　水中・水上ロボットとは
　9.1.1　水中・水上ロボットの利用目的
　9.1.2　水中・水上ロボットの分類
　9.1.3　水中・水上ロボットの特徴
　9.1.4　水中・水上ロボットの現状
9.2　遠隔操作型水中ロボット（ROV）
　9.2.1　ROVの使用目的
　9.2.2　ROVの導入事例
9.3　自律型水中ロボット（AUV）
　9.3.1　概要
　9.3.2　ハードウェア構成
　9.3.3　運用
　9.3.4　今後の開発動向
9.4　マニピュレータをもつ水中ロボット
　9.4.1　マニピュレータをもつROV
　9.4.2　UVMS
9.5　生物規範型水中ロボット
　9.5.1　開発の歴史
　9.5.2　ロボットの構成
9.6　〔事例〕自動航行型水上ボート
参考文献

10．宇宙ロボット
10.1　概要：宇宙ロボット
　10.1.1　宇宙探査ロボット
　10.1.2　有人ミッションのためのロボット技術
　10.1.3　軌道上マニピュレータ
　10.1.4　〔事例〕月面探査用小型自律移動ロボット
　10.1.5　〔事例〕小惑星探査機
　10.1.6　〔事例〕大学発小型衛星
10.2　宇宙探査ロボット
　10.2.1　活動する環境や制約条件
　10.2.2　宇宙探査ロボット固有の技術
10.3　有人ミッションのためのロボット技術
　10.3.1　有人活動へのロボットによる支援
　10.3.2　有人ミッションにおけるロボット運用
　10.3.3　ロボットへの安全要求
　10.3.4　飛行士が介在可能なロボット
　10.3.5　有人ミッションでの今後のロボット活用
10.4　軌道上マニピュレータ
　10.4.1　軌道上マニピュレータの特徴
　10.4.2　軌道上マニピュレータの実例
　10.4.3　今後の展望と課題
10.5　〔事例〕月面探査用小型自律移動ロボット
　10.5.1　月面特有の環境条件
　10.5.2　Google Lunar XPRIZE（GLXP）
　10.5.3　今後の展望
10.6　〔事例〕小惑星探査機
　10.6.1　小惑星探査「はやぶさ2」ミッション
　10.6.2　小惑星探査ロボット
　10.6.3　OSIRIS REx
　10.6.4　今後の計画
10.7　大学発小型衛星
　10.7.1　CubeSat
　10.7.2　日本の超小型衛星の開発事例
　10.7.3　世界の超小型衛星の開発状況
参考文献

11．身体拡張
11.1　身体拡張とは
　11.1.1　身体拡張がねらう効果
　11.1.2　身体拡張に影響する人の特性
11.2　人間拡張と超人スポーツ
　11.2.1　Action-Perceptionモデル
　11.2.2　超人スポーツを支える学術研究
11.3　人と機械の力学的相互作用による身体拡張
　11.3.1　着目すべき人と機械の力学的相互作用
　11.3.2　力順送型バイラテラル制御
　11.3.3　大出力身体拡張のための安定化の方策
　11.3.4　プロクシベースト・アドミタンス制御
　11.3.5　プラットフォームとしてのMMSE
　11.3.6　実装例：人機
　11.3.7　今後の展望
11.4　身体拡張と自己の知覚・認知
　11.4.1　身体の先行駆動と行為主体感836__
　11.4.2　身体所有感の保持と身体感覚変化
　11.4.3　今後の課題
11.5　〔事例〕作業負担を軽減する軽労化アシストスーツ
　11.5.1　スマートスーツの補助メカニズム
　11.5.2　ディジタルヒューマンを用いた設計
　11.5.3　ヒューマノイドロボットを用いた評価
11.6　〔事例〕低圧駆動空気圧人工筋による動作支援スーツ
　11.6.1　低圧駆動型空気圧人工筋の開発
　11.6.2　歩行支援UPSの開発
　11.6.3　UPSの効果検証
11.7　〔事例〕身体性変換スーツ
　11.7.1　身体性の変換
　11.7.2　小児体験を可能にする身体性変換スーツ
11.8　〔事例〕身体拡張ロボットアーム
　11.8.1　身体性の編集
　11.8.2　身体拡張ロボットアームシステム
11.9　〔事例〕身体拡張ロボット義肢
　11.9.1　拡張ロボット指
　11.9.2　身体表現の転移および変化の評価
　11.9.3　体性感覚フィードバックによる自己位置感覚の向上
　11.9.4　後耳介筋による操作と身体表現の獲得
11.10　〔事例〕視触覚の相互作用による感覚拡張
参考文献

12．マイクロロボティクス
12.1　マイクロロボティクスとは
　12.1.1　マイクロアクチュエータ
　12.1.2　マイクロセンサ
　12.1.3　マイクロロボット
　12.1.4　マイクロロボティクスの今後の展望
12.2　マイクロ・ナノマニピュレーション
　12.2.1　微細作業システムの分類
　12.2.2　接触型
　12.2.3　非接触型
　12.2.4　操作環境に応じたシステム構成
　12.2.5　今後の展望
12.3　マイクロロボティクスとバイオロボット
　12.3.1　環境に適応しながら生き抜く生物
　12.3.2　外部刺激による細胞操作
　12.3.3　筋細胞で動くロボットアクチュエータ
　12.3.4　機械刺激を知覚する細胞触覚センサ
　12.3.5　生体と機械を融合するサイボーグ
　12.3.6　今後の展望
12.4　分子ロボット
12.5　〔事例〕マイクロハンドによる細胞操作・計測
　12.5.1　マイクロハンドシステムの概要
　12.5.2　細胞の操作・計測の基礎研究への応用
12.6　〔事例〕光環境センサ搭載マイクロロボット
　12.6.1　細胞の環境計測を行うマイクロロボット
　12.6.2　光ピンセットによるロボットの操作
　12.6.3　蛍光強度変化を用いた環境計測
　12.6.4　インフルエンザ感染細胞表面の温度・pH計測
12.7　〔事例〕マイクロ超音波モータ駆動マイクロロボット
　12.7.1　マイクロ超音波モータ
　12.7.2　マイクロ超音波モータを用いたロボット
12.8　〔事例〕視野拡張トラッキング顕微鏡
12.9　〔事例〕生体筋駆動バイオハイブリッドロボット
　12.9.1　自律移動型マイクロロボット
　12.9.2　大気中駆動型マイクロツイーザー
　12.9.3　今後の展望と課題
参考文献

第Ⅴ編　ロボット工学の基礎理論
1．計測・信号処理概論
1.1　計測と誤差
　1.1.1　計測とは
　1.1.2　測定における誤差
　1.1.3　測定の精度と信頼性
　1.1.4　誤差の伝播
　1.1.5　有効数字
1.2　雑音と信号処理
　1.2.1　確率変数と期待値・標準偏差
　1.2.2　不規則信号
　1.2.3　不規則信号のパワースペクトル
　1.2.4　信号のSN比向上
　1.2.5　雑音信号の処理
1.3　測定値の近似・補間・推定
　1.3.1　近似式
　1.3.2　回帰分析
　1.3.3　補間
　1.3.4　フィルタ処理
　1.3.5　圧縮センシング
1.4　ロボットビジョンの基礎
　1.4.1　座標系とカメラパラメータ
　1.4.2　マッチング
　1.4.3　再投影誤差最小化
1.5　音響情報処理
　1.5.1　離散フーリエ変換
　1.5.2　短時間フーリエ変換
　1.5.3　連続ウェーブレット変換・定Q変換
　1.5.4　独立成分分析（ICA）
　1.5.5　非負値行列因子分解（NMF）
参考文献

2．ロボットの運動学と動力学
2.1　運動学概説
　2.1.1　関節と自由度
　2.1.2　ロボットの座標系
　2.1.3　位置と姿勢の表現
　2.1.4　同次変換
　2.1.5　座標系の速度・加速度
　2.1.6　ロボットのリンクパラメータ
　2.1.7　順運動学
　2.1.8　逆運動学
　2.1.9　ヤコビ行列
　2.1.10　アームの作業性の評価
2.2　静力学概説
　2.2.1　関節駆動力と手先の力の関係
　2.2.2　異なる座標系で表した等価な力
2.3　動力学概説
　2.3.1　ラグランジュ法
　2.3.2　ニュートン・オイラー法
　2.3.3　順動力学と逆動力学
参考文献

3．制御工学概論
3.1　状態空間表現
　3.1.1　状態方程式
　3.1.2　状態方程式の解
3.2　安定性
　3.2.1　安定性の定義
　3.2.2　リアプノフの方法による安定性解析
　3.2.3　非自律システムの入出力安定性
3.3　線形システムの現代制御論
　3.3.1　近似線形化
　3.3.2　線形状態方程式の解
　3.3.3　行列指数関数の性質
　3.3.4　線形状態方程式の安定性
　3.3.5　線形状態方程式の等価変換
　3.3.6　可制御性
　3.3.7　状態フィードバック制御
　3.3.8　可観測性
　3.3.9　オブザーバの設計
3.4　線形システムの古典制御論
　3.4.1　伝達関数
　3.4.2　時間応答
　3.4.3　周波数応答
　3.4.4　基本伝達要素の特性
　3.4.5　フィードバック制御系の特性
　3.4.6　基本的なフィードバック制御法
3.5　離散時間システム
　3.5.1　離散時間状態方程式
　3.5.2　安定性
　3.5.3　z変換とパルス伝達関数
　3.5.4　サンプリングによる離散化
　3.5.5　サンプル値系の安定性
　3.5.6　可制御性と可観測性
3.6　非線形制御
　3.6.1　リアプノフの直接法による制御
　3.6.2　厳密な線形化
　3.6.3　非ホロノミックシステム
参考文献

4．統計と仮説検定
4.1　統計と仮説検定とは
4.2　測定と標本
　4.2.1　記述統計と推測統計
　4.2.2　全数調査と標本調査
　4.2.3　測定の尺度
　4.2.4　度数とヒストグラム
4.3　要約統計量
　4.3.1　代表値
　4.3.2　散らばりの尺度
4.4　推測統計の導入
　4.4.1　確率と確率分布
　4.4.2　期待値
　4.4.3　確率分布の平均，分散
　4.4.4　正規分布と推定統計の定理
4.5　推定と仮説検定
　4.5.1　仮説検定の基本的考え方
　4.5.2　仮説検定の検出力
　4.5.3　パラメトリックとノンパラメトリック
　4.5.4　データの自由度
4.6　パラメトリック検定
　4.6.1　母分散が既知の場合
　4.6.2　母分散が未知の場合
　4.6.3　標本分散の比の標本分布
4.7　ノンパラメトリック検定
　4.7.1　Wilcoxonの符号付き順位検定
　4.7.2　Wilcoxonの順位和検定
参考文献

5．確率システムと最適化
5.1　確率システム
　5.1.1　確率分布の基礎事項
　5.1.2　指数型分布族
　5.1.3　多変量正規分布
　5.1.4　エントロピーと情報量
5.2　確率システムと推定
　5.2.1　最尤推定
　5.2.2　不偏推定量
　5.2.3　フィッシャー情報行列
　5.2.4　ベイズ推定
　5.2.5　EMアルゴリズム
　5.2.6　変分ベイズ
5.3　結び
参考文献

6．計画と解探索
6.1　数理計画問題
　6.1.1　線形計画問題
　6.1.2　非線形計画問題：無制約条件の場合
　6.1.3　非線形計画問題：制約条件付の場合
　6.1.4　凸計画問題
　6.1.5　動的計画法
6.2　意思決定の数理
　6.2.1　ゲームの理論
　6.2.2　二人非協力零和ゲームと線形計画問題
　6.2.3　全体最適化のための意思決定
　6.2.4　分散協調最適化
　6.2.5　ポテンシャルゲームと学習アルゴリズム
　6.2.6　市場価格による調整メカニズム
　6.2.7　インセンティブ設計
6.3　動作計画の空間とその構造化
　6.3.1　動作計画問題の特徴
　6.3.2　コンフィギュレーション空間
　6.3.3　空間の構造化と探索
　6.3.4　グラフとグラフ探索
6.4　計算量と発見的解法
　6.4.1　計算量の考え方
　6.4.2　発見的解探索法
参考文献

7．機械学習
7.1　機械学習の新展
　7.1.1　機械学習とは
　7.1.2　基本的な考え・定式化
7.2　教師あり学習
　7.2.1　線形回帰モデル
　7.2.2　正則化とモデル選択
　7.2.3　ニューラルネットワーク
　7.2.4　カーネル法
7.3　教師なし学習
　7.3.1　主成分分析
　7.3.2　深層生成モデル
　7.3.3　クラスタリング
　7.3.4　系列の学習
7.4　強化学習
　7.4.1　バンディット問題とベイズ最適化
　7.4.2　マルコフ決定過程
　7.4.3　TD学習
　7.4.4　方策勾配法
　7.4.5　深層強化学習
7.5　結び
参考文献

8．標準化・安全・倫理
8.1　標準化
　8.1.1　標準化の意義
　8.1.2　ロボット関連規格の現状
　8.1.3　ロボット関連規格のISOにおける審議体制と審議状況
　8.1.4　ロボット関連規格の日本国内における審議体制と審議状況
　8.1.5　JISとISOの不一致問題の例
　8.1.6　今後に向けて
8.2　リスクアセスメントのプロセス
　8.2.1　リスクアセスメントの概要
　8.2.2　3ステップメソッド
　8.2.3　ステップ2：機能安全の概要
　8.2.4　リスクアセスメントの具体事例
　8.2.5　許容されないリスクに対する低減方策の考案とリスクアセスメントの反復
8.3　工学と倫理
　8.3.1　研究一般に関する倫理問題
　8.3.2　技術者の倫理と技術の倫理
　8.3.3　技術者の倫理教育に関する取組み
　8.3.4　安全とプライバシー
　8.3.5　研究計画の倫理性と倫理審査
参考文献