日本における年間の交通事故による死者は，減少傾向にあり５千人を切る状態にまで改善が進んでいおる．しかし，歩行中に交通事故に遭遇し亡くなる歩行者数は，乗車中に交通事故で死亡する人数を上回り，脚部傷害数も増加する傾向にある．　そこで，本研究では交通事故における脚部傷害に着目し，歩行者脚部評価モデルを用いて，車側での脚部保護性能の向上に向けて，車体の目標特性はどうあるべきかを制御の視点で取り組んでいるので紹介する．

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現在，日常生活に潜む様々なニーズから，サービスを考え，そのソリューションとしてのロボットやロボットを用いたシステムを開発し，それを実際に社会現場に持ち込んで実証する社会実装が注目を集めている．この社会実装を行う一連のプロセスを教育現場に持ち込むことが重要であると言われ，様々な取り組みが行われている．本発表では沼津高専電子制御工学科が学科設立当初より取り組んでいる小型自律移動ロボット開発教育について2013年度より開始した社会実装を意識した開発の取り組みおよび2014年度の実践について報告する．

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本学系に１年次の教育の特長に「デザイン力の養成」がある．そのための教育プログラムの一つに「動きのあるプログラム結果の画面出力の設計製作」を設定している．初学者でもイメージしている結果をプログラムで表現できるプログラム言語を探し，外部装置制御も可能であるdolittle(ドリトル）を採用して，140名前後の受講生に教育を試みた．教育時間の２／３で，ドリトルを用いて，受講生各自がイメージしている内容を表現できるようになった．残りの１／３の時間で，外部装置制御の体験をしてもらうことにした．外部装置としては，Arduino UNO R3　を工学部プロジェクトで購入した140台を使用させてもらった．教育内容は，「デバイスドライバソフトウェアの導入」と「基礎的なArduino のLED点灯制御」の二つとした．教育担当者は，７名の教員と学生協力スタッフ（４年生）３名の計１０名であった．受講生も熱心に参加してくれて，最終のArduino課題も85％以上の学生が創意工夫した内容を提出してくれている．ドリトルの親しみやすさと外部装置のLED点灯制御という珍しさから，学生も熱心に取り組んでくれて，学部の１年生の半数が受講してくれる講義であった．

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筆者らはメカトロ・制御教育を目的として，マイコンボード TK400 シリーズを開発しており，工学部生などを対象として，自律移動ロボットの設計・製作を体験させることで，メカトロ教育に活用している．本講演では，いくつかの活用事例を紹介するとともに，受講生に対して行ったアンケート調査から，その有用性について述べる．

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近年の少子化・理工離れの影響を受け，より優秀な学生を確保するために，様々な大学や高専などでオープンキャンパスや体験入学などのイベントが盛んに行われている．長岡高専でも，毎年，中学生を対象としたオープンキャンパスを実施している．電子制御工学科ではその体験学習の1つとして，ロボット制御を題材とした体験学習テーマを行っている．本発表では，この体験学習の内容と体験者の様子，アンケート結果などから体験学習の効果を考察する．

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工学系学生にとってロボコン活動は，自らの技術を実践する場であると同時に彼らの創造力を惜しみなく投じて対外的にアピールする場でもある．競技ロボット開発では，カリキュラムで提供される専門科目などで修得した知識や技能を応用し，時にはカリキュラムよりも先行して自学することが求められる．また，複数分野の学生がそれぞれの専門知識を集約してプロジェクトを遂行することにおいても教育上の効果が表れる．本稿では，技術面から見た本学ロボコンチームの取り組みと，教員から見た教育的効果について述べる．

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本発表では，高専ロボコン2013に出場した「メルシー」に関する技術的な内容及び製作過程について紹介する．

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本稿では，越前市中学ロボコンについて述べる．本大会は，「全日本中 学校技術・家庭科研究会主催　創造アイディアロボットコンテスト」のキックオフ大会として市内中学校の先生方が開催するものであり，これに著者らが大会・講習に協力するという形で参画しているものである．また，協力は教員のみならず，学生（中学ロボコンOB）がスタッフ参加する等，本大会を介して中学校と高専が密な関係を築くことができており，これも参加し易く，参加者のレベルに合わせたロボット製作が可能な競技ルール設定によるものと考えられる．一方で，本大会においても，昨年より，自動子ロボットが導入され，ルール複雑化・要求技術高度化の傾向が見られる．これは，自動化が進む身の回りの製品の理解に繋がるという教育面のメリッ トがある一方で，参加の敷居が高くなり，参加者の確保，ひいては，これまでと同じ関係性を保つことが困難になることが危惧される．このような懸念に対し，本稿では，大会の位置付けとルールについて考察し，教授方法の工夫等について述べる．

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マイクロマウス競技は，手の平サイズの自律移動ロボットが迷路を抜ける賢さと速さを競うもので，学生から社会人まで個人で取り組める競技である．マイクロマウス北陸同好会は２０１０年秋に設立され，月例会と年１度のマイクロマウス金沢草の根大会とを主な活動として行ってきた．草の根大会は当初非公式な大会であったが，近年は参加台数が３０台を超えるなど公式な地区大会に迫る盛り上がりを見せ，公式大会と同等に扱われるに至った．本稿では本同好会の設立経緯と活動の詳細について報告する．

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マイクロマウス競技は，迷路を素早く駆け抜ける自律移動ロボットを作る競技であり，毎年200-300人規模の全国大会が開催されている．本競技会がこれほどの競技者を抱える背景には，多数の個人参加者のみならず，大学・社会人サークルの存在がある．本発表では，立命館大学におけるマイクロマウス競技の普及活動に関して，２０１３年度に立命館大学第一号の競技者を輩出した経緯を報告する．

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平田(2012)の文献と実験キットを用いてBall and Beam実験装置を作成し，制御系の改良を行った．この実験装置は，直線状のビームの角度を適切に変化させ，その上に乗せたボールを所望の位置に安定化させるものである．改良した点は，外乱除去のためのローパスフィルタを再設計したこと，および，モデル中の不確かなパラメータに対処するためにロバスト制御器を用いたことである．改良の効果は実機実験によって確認した．

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理論解説および数値シミュレーション演習のみで構成した授業展開の場合よりも，制御実験を授業と連動し講義室において機動的に実施することで技術習得への向上心の高揚や理解度の向上が期待されることから実験装置の小型化が図られてきているものの，授業内で運用が可能なシステムは希少である．そこで，本研究では，プログラミングに関する事前知識習得の負担を軽減し，講義室内で授業と連動する制御実験の実施を可能とするボール＆ビーム型の簡易制御実験装置開発を行った．本稿では装置の詳細とおよび運用結果を報告する．

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本発表では，中学技術・高校工業・高校情報における教員養成において，計測制御に関する実習を含めた授業を実施するために行ってきたモーター制御系の教材開発について述べる．計測制御系はいくつかの要素が組み合わさった，初学者からは比較的複雑なシステムである．教材としてはそれらの要素を学習者に見やすいよう簡単に部品を分解性に優れた必要がある一方で，授業で使用するためには信頼性を上げる必要があることについて触れる．また，開発したモーター制御系はArduinoとScilab, Scicosを用いて構築しており，授業で活用しているので紹介する．

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弘前大学理工学部知能機械工学科における「創造実習」では，各学生が，数千円するキットを一台購入する．このキットはできあいのものではなく，担当教員が各部品の選定を行った．本発表では，この選定作業や，その前後の授業運営について紹介する．

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LEGO MINDSTORMS は PBL 教育の題材として広く教育現場で利用されているが，制御工学教育の活用事例はほとんどない．本報告では，サードバーティの LEGO 用ロータリエンコーダと LEGO Power Functions シリーズのモータを利用して製作した回転型倒立振子を，Simulink Support Package により動作させることにより，制御工学を効果的に教育する事例を紹介する．

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制御工学では，周波数領域と時間領域の関係の理解が欠かせないが制御工学の初学者にとってその理解は必ずしも容易ではない．そこで，制御対象を，時間領域及び周波数領域の両面から同定し，それらの関係を考えながら制御系設計を行うことができる実験教材を開発したので紹介する．

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制御工学の授業内容のうち，周波数応答やナイキスト安定判別法は機械系学生に理解されにくい話題の一つである．従来より，その説明にさまざまな工夫が試みられているが，説明だけで理解させるのには限界がある．そこで著者らは聴覚を活用して周波数応答の概念やナイキスト安定判別法の基礎を体験させる実験教材やデモンストレーションを企画し実施した．その内容を紹介する．

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制御系の挙動を数式のみでイメージすることは容易ではなく，制御教育において制御器の実装と制御系の観察を実習することの意義は大きい．しかし，実装に必要な時間的・金銭的なコストは高く，理論との予期しないずれを排除することも難しい．そこで本研究ではリアルタイム性を備えたシミュレータの導入によってこれらの問題を回避し，効率的な制御教育を実現する方法について考察する．

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我々はロボット制御のために，無線通信を用いた新たな制御システムを提案している．無線通信には時変系むだ時間が発生する．この影響を取り除くために，通信外乱オブザーバを用いている．通信外乱オブザーバのみでは外乱に対してロバストではなく，また，外乱オブザーバを組み込むことも難しい．本研究では，通信外乱オブザーバの出力部にスケーリングを加えることで外乱オブザーバを組み込むことを可能とした．そして，無線通信制御システムの過渡特性を改善し安定性を向上させる．

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著者らはこれまでに柔軟構造物のPoint-To-Point制御問題を扱い，位置決め後の残留振動抑制と駆動エネルギー最小化を両立させる軌道計画法を提案してきた．本研究では，軌道生成法の改善を行い，さらなる省エネルギー化を追求することを試みる．例題として，1リンクフレキシブルマニピュレータと柔軟ベースに搭載されたロボットアームのPTP制御を扱う．そして，提案手法の有効性を数値シミュレーションから検証する．

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半導体露光装置に用いられている空圧式除振装置は，地震発生時に装置を停止することで機械を保護している．本論文は除振台遠方に設置した三つの地震動観測地点を用いて，除振装置の制御を低高周波地震向けにそれぞれ切替え，地震動をやり過ごすことを目的とする．この提案方法によって，論手らよりも半導体露光装置の通常稼働時間が確保できることを示す．

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本研究では，ロボット鉗子の把持部分に発生する負荷トルクの推定を，力センサーを用いずに行うことを目標としている．DCモータによって駆動されるロボット把持部分に発生する負荷トルクの推定を行うために，ロバスト反トルク推定オブザーバを構築した．構築したロバスト反トルク推定オブザーバの有効性を確認するために，鉗子の把持部分でおもりを持ち上げた際の負荷の推定実験を行った．実験の結果から，50gのおもりを持ち上げた際には，誤差12g程度で負荷トルクの推定を行うことができた．

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本報では，災害発生時の情報収集を目的とした群ロボットを実現するための基礎研究として，生物型群制御モデルの基本動作について，全方向移動ロボットのダイナミクスを考慮した群制御シミュレーションの結果を紹介する．

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近年，パラレルリンクロボットが見直され，工場での組立工程に多く用いられるようになった．しかしながらその運動方程式は非線形性が強く，さらなる応用可能性を考えると，制御系設計法に関しても様々な取組みが必要である．そこで本稿ではNovint社のNovint Falconをプロトタイプとして用い，外乱オブザーバ併用型スライディングモード制御器を実装し，従来の制御器との性能比較を行う．

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本研究では，複数台のロボットから構成される群ロボットシステムの自律群行動制御について取り扱う．本講では，群ロボットとして，障害物などを回避することのできる自律先導ロボットとその先導ロボットに追従行動することのできる追従ロボットの2台の自律移動ロボットを使用し，オンライン制御に適した最適誘導方式を提案する．また，群行動制御実験として2台のロボットの隊形維持や先導ロボットの移動軌跡と同一軌道を追従ロボットに移動させる制御実験を実施し，得られた結果について検証を行う．

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ヒューマノイドクライミングロボットを題材として，クライミングにおけるモーションコントロールとそれを実現するためのロボットの初歩的な力学解析結果を紹介する．具体的に，クライマーまたはクライミングロボットが安定したクライミングを実現するには，停止時において，常に，力の総和及びモーメントの総和が０でなければならない．しかしながら，０値を保つ姿勢は必ずしも1点静止状態とは限らない．

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福島第1原発事故後拡散した放射性物質の水中からの回収事業を進めるうえで，水中ロボットは必須な作業ツールである．しかしながら，遠隔操作型水中ロボット（ROV:Remotely Operated Vihcle)では電源・通信ケーブル等有索化されていることから，その範囲に制約を生じる．本研究では水中での除染自由度を上げるため水中ロボットの無索化，すなわちMOS制御知能をROVに搭載することで自律的に除染作業の行えるAUV化開発を目指している．本講演では，水中電源を想定したMOS/AUVによる自動給電を模擬した水中嵌合実証試験を実施したので，その成果を報告する．

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倒立振子ロボットに適応モデル予測制御を設計し，位置制御に成功した．このコントローラは，オンラインシステム同定を行いながらモデル予測制御器を逐次的に再設計することで，ロボットの重さの変化やモデル化誤差による制御性能の低下を改善した．制御対象は，物体運搬を行う車輪型の倒立振子ロボットを前提として３次元空間での位置制御を目標とする．この際，従来のモデル予測制御と性能を比較し，性能の向上を確認する．

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電気自動車やハイブリッド自動車ではエアコンを使用する際，コンプレッサを電動モータで駆動する必要がある．その際，エンジン音によるマスキング効果が得られないため，コンプレッサ及び電動モータの騒音が際立ってしまう．この騒音の原因はコンプレッサの圧縮サイクルによるトルク変動であると考えられている．本論文では，このトルク変動がモータの回転角度に依存するという特徴を生かし，モータの回転角度情報を用いたAFCを提案する．そして，その有効性をシミュレーション及び実機実験により示す．

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ハードディスク装置が安全にデータの読み書きを行うためには，磁気ヘッドが目標のトラックからある許容誤差範囲に収まらなければならない．しかし，磁気ヘッドが完全に許容誤差範囲に収まる時刻であるシーク終了時間を正確に判定することは難しい．この問題を解決する手法として，最大出力許容集合を用いる手法を提案してきた．本論文では，制御対象の変動に対するロバストな最大出力許容集合を用いてシーク終了を判定する手法を提案する．そして，シミュレーションでその有効性を検証する．

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この論文では，周波数応答を用いたMIMOシステムに対する新たな制御器設計手法を提案する．MIMOシステムおけるフィードバックシステムの安定性評価は，開ループ伝達関数行列の固有値軌跡を用いて行うことが可能である．提案手法では，過度な見積もりなく固有値軌跡を評価する安定条件を，Nyquist線図上で周波数点毎に表現する．そして，凸関数に定式化し，設計問題を凸最適化問題とすることにより，簡易に安定性を保証するMIMOシステムの制御器を設計できる．さらに，提案手法の有効性を，２入力２出力のシステムの実機実験を通して検証する．

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近年，微細領域で駆動するロボットについての研究が行われており，多自由度化による操作が期待されている．微細領域における精密な操作を考慮する上で，システムの特異姿勢や計算処理の煩雑さを回避することが望まれる．そこで本論文では，力コントローラに基づく制御系を構築することで，広帯域なマクロマイクロバイラテラル制御を実現する．マスタ・スレーブシステムの質量変動から生じる干渉項をモード空間内の外乱として補償し，高精度な制御を可能とする実験機を用いた実験により，提案手法の有効性を示す．

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現在計画されている飛行機による火星探査では，気象観測がミッションの候補として検討されている．しかしダストストーム，ダストデビルなどの気象現象の中で， GPS衛星や磁気方位系などを用いずに小型の無人航空機を飛行させる必要がある．本発表では火星飛行機の飛行制御と，気象観測ミッションの成立性についての検討結果を紹介する．

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原子力機構では宇宙航空開発機構と共同で無人飛行機を用いた放射線モニタリングシステムの開発を行っている．無人飛行機は，現在，福島第一原子力発電所周辺でモニタリングに使用している無人ヘリコプターと比較し，長時間及び長距離のフライトが可能であり，緊急時にも遠隔で迅速にモニタリングできるメリットがある．本発表では，無人航空機で想定されるミッションに合わせた検出器の開発と事故の影響のある福島県で実施した適用試験の結果について述べる．

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最近のカメラの小型化・高性能化を背景に，無人航空機（UAV）を活用した撮影で得られる収録映像はTV放送においても様々に活用されている．日本放送協会（NHK）では，UAVを活用して得られる映像を生放送で利用すべく，シーズプロジェクトと共同でジンバルを開発し，放送実績を積み重ねてきた．本稿ではこれまでの放送での運用実績について紹介する．

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大規模な災害においては，通信や道路の寸断により数多くの孤立地域が発生し，被災状況の把握や住民の安否確認に支障をきたす．このような問題に対応するため，手軽に運用が可能で高い信頼性をもつ小型の無人飛行機システムを導入し，これを活用した無線LAN中継システムを開発した．本稿では，開発したシステムに関してこれまで実施してきた実証実験の概要を紹介するとともに，周波数資源の有効利用を図りながら無線リンクを高信頼化する取り組みについても述べる．

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上空からの監視・観測能力などから，大型から小型までの各種UAV(無人航空機)が開発され，軍事や科学観測などが，概ね無人地帯で実用化されてきている．さらに利用を拡大するためには一般空域や有人地帯での運用を考える必要がある．そのための安全性に関わる技術課題や取り組みについて概要を紹介する．

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クローラ型ロボットは，不整地等の極限環境下においても高い運動性能を実現するため，様々な作業で注目を集めている．しかし，この走行方式は横滑りなどのずれや接地面増加に伴う運動解析の複雑化などの課題が多く残されてきている．本研究では，摩擦モデルを含めた運動モデル作成,横滑りの推定・補正を目的としている． そこで速度依存の摩擦モデルを含む路面との接地面を点接触に近似した簡単な車両モデルを用い，摩擦が挙動に及ぼす影響を解析する．

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本論文では，SICE-JSAEベンチマーク問題で設定されている超小型4輪インホイールモータ電気自動車モデルに対して，前輪操舵角と後輪駆動/制動モータトルクを統合した制御によって車両安定性と操縦性を確保するヨー安定化制御システムの設計を行う．システム同定により低次元化モデルを導出し，その低次元化モデルに対してH∞ 制御系を設計している．走行シミュレーションにより，設計した制御システムの車両の操縦性と安定性に関する妥当性を確認する．

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航空機のエンジン故障により，飛行に必要な推力が得られない場合に，近隣の空港へ速やかに緊急着陸する技術が求められている．緊急着陸時には，着陸点へ到達可能かつ安全な飛行経路を計画する手法が必要となる．そこで，本研究では着陸点での到達高度を考慮した最終進入距離の可変化，および最終進入でのスポイラーの使用による滑空性能の変化を考慮した経路計画手法を提案する．

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これまでに，木村らの研究により，微分不可能な局所半凹リアプノフ関数を用いた二輪車輌型移動ロボットのフィードバック制御法が提案されている．しかし，その制御法では移動ロボットの初期姿勢角が限定されている．そこで，本研究では最小射影法を用いた大域的フィードバック制御法を提案する．さらにコンピュータシミュレーションにより提案法の有効性を確認する．

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これまでに，微分可能でない半凹制御Lyapunov関数を用いた，２輪車両型移動体の位置及び姿勢角の原点を漸近安定化する状態フィードバック制御法を提案した．本研究ではその制御法を拡張し，２輪車両型移動体の移動領域が制約された空間上での状態フィードバック制御法を提案する．その有効性をコンピュータシミュレーションによって示す．

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安価なPVTOL飛行体は風などの外乱や機体特性の変化に対して安定した姿勢が得られないという問題がある．そこで本研究では，中村らによって提案されたロボットマニピュレータの１リンクの運動方程式をロバスト性の高い適応制御則に拡張する．また，２つのモータを使用して１軸回転を行う飛行ロボットの姿勢制御問題に適用し，適応制御則の有効性をコンピュータシミュレーションにおいて確認する．

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This paper proposed a predictive control system for balancing an inverted wheeled robot on a ship using the autoregressive model and Kalman filter. In general, the control system of inverted wheeled robot is designed on the assumption that ground does not move. However, a ship has six degrees of freedom. Therefore, a method of predicting the ship's motion was required to control the balancing inverted wheeled robot on the ship. This study was focused on the ship's rolling motion. On the ship, the rolling motion was predicted by the autoregressive model and Kalman filter, and then the inverted wheeled robot was controlled by adding accelerations to the inverted wheeled robot for canceling the inertia forces of the predicted rolling motion. Effectiveness of the proposed control system was indicated with experimental results.

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自動車メーカでは，試作したエンジンの性能を評価する際に室内においてエンジン単体の燃焼解析試験を行っている．燃焼解析試験ではロータリーエンコーダを用いてクランクの回転角度を計測し，その値からピストン位置を推定している．しかし，ロータリエンコーダの取り付けにはエンジンに改造が必要なため，走行試験を行うことが困難である．そこで，予め車に搭載されているクランクポジションセンサの信号を補間することでロータリエンコーダの代替とすることが提案されている．本研究では，補間処理に物理モデルを利用することで，補間精度の向上を目指す．

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木村らの研究では，半凹制御Lyapunov関数による二輪車両型移動体の位置及び姿勢制御が提案されているが，Brockett integratorが適用できない四輪車両型移動体への拡張までは考慮されていない．したがって本研究では，半凹制御Lyapunov関数による非線形最適化理論を用いた四輪車両型移動体の位置及び姿勢制御法を提案し，コンピュータシミュレーションによりその有効性を実証する．

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近年，多くの壁面移動ロボットが提案されている．壁面移動ロボットは壁面を移動するために吸着装置を利用する．壁面移動ロボットのための吸着装置としてピストン-シリンダ型吸盤が提案されている．このピストン-シリンダ型吸盤は，ばねの復元力により吸盤腔内の負圧を発生，維持するため，電源の供給が失われても吸着力を維持できる．しかし，ピストン－シリンダ型吸盤を用いた壁面移動ロボットは未だ開発されていない．本研究の目的は，このピストン－シリンダ型吸盤を用いた壁面移動ロボットのためのクローラを提案することである．

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工場や倉庫などで利用される自動搬送車の多くは，床面に敷設された走行ガイドをガイドセンサで検出することによって自動走行を実現している．一方，近年ではレーザ距離センサを用いて，周辺設備を利用せずに自己の位置を検出する手法が実用化されつつあり，これにより従来よりも柔軟な自動搬送車システムが構築できるものと期待されている．本研究では，この手法を活用して得られた位置情報によって仮想的なガイドラインを考え，自動搬送車を制御する手法について述べる．

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木村らにより，微分不可能な半凹Lyapunov関数を用いた移動可能領域を考慮した2輪車両型移動体の状態フィードバック制御法が提案されている．本研究では，提案法を2輪車両型移動ロボット Roomba（iRobot製）に適用し，移動領域が制約された空間上での状態フィードバック制御法が実機においても有効であることを確認する．また，実機実験とコンピュータシミュレーションの結果の比較を示す．

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本研究では，砂漠などの広い領域で遭難者や被災者などをいち早く発見するために，俯瞰的に広範囲の画像情報による探索システムの研究を行っている．そのために，画像処理機能を有する飛行型ロボットの制御システムを試作し，画像認識技術に基づく対象物の探索実験を行った．広い領域で，気候等が厳しい状況にあり，より迅速な救助動が望まれる環境下において地表面の２次元的な探索活動とともに，空中からの３次元的な探索活動を加えることでより良い成果が期待できる．

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