2025年度後期コンピュータモデリング手法

曜日・時限	金曜日１時限	期別	後期	週時間数	2
ナンバリング	HT330805
開講学科等	総合情報学部-情報学科
教員名	升谷　保博升谷　保博職務履歴 https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e5%8d%87%e8%b0%b7%e3%80%80%e4%bf%9d%e5%8d%9a 教員情報データベースに遷移します

目的

世の中の事象をモデル化しコンピュータ内でシミュレーションする対象や方法には様々なものがある。本講義では、シミュレーションの対象を剛体多体系の力学に絞って、モデル化の方法や実際のプログラムの作成を学ぶ。そのために、プログラムをゼロから作るのではなく、ライブラリODE（Open Dynamics Engine）を用いる。しかし、「CGプログラミング演習」でUnityを使った場合に比べると、シミュレーションの内部に立ち入る必要があり、その仕組みを学ぶことができる。シミュレーションの題材としては、ロボットを用いる。

授業計画

授業回	形式	学修内容	学修課題
1	A, C	物理シミュレーション1（ODEの概説、ODEのインストール）、課題1	事前学修	シラバスを読み，授業の目的を理解する（1時間）。
1	A, C	物理シミュレーション1（ODEの概説、ODEのインストール）、課題1	事後学修	授業に必要なプログラミング環境を整え、課題に取り組むる（5時間）。
2	A, C	物理シミュレーション2（剛体の力学（並進））	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
2	A, C	物理シミュレーション2（剛体の力学（並進））	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
3	A, C	物理シミュレーション3（剛体の力学（回転））	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
3	A, C	物理シミュレーション3（剛体の力学（回転））	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
4	A, C	物理シミュレーション4（フィードバック制御）、課題2	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
4	A, C	物理シミュレーション4（フィードバック制御）、課題2	事後学修	課題に取り組む（5時間）。
5	A, C	物理シミュレーション5（衝突の力学）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
5	A, C	物理シミュレーション5（衝突の力学）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
6	A, C	車輪のシミュレーション1（台車のモデル化）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
6	A, C	車輪のシミュレーション1（台車のモデル化）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
7	A, C	車輪のシミュレーション2（ボールを追いかける）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
7	A, C	車輪のシミュレーション2（ボールを追いかける）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
8	A, C	車輪のシミュレーション3（サッカーロボット）、課題3	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
8	A, C	車輪のシミュレーション3（サッカーロボット）、課題3	事後学修	課題に取り組む（5時間）。
9	A, C	車輪のシミュレーション4（障害物回避）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
9	A, C	車輪のシミュレーション4（障害物回避）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
10	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション1（ロボットアームのモデル化）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
10	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション1（ロボットアームのモデル化）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
11	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション2（位置の逆運動学）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
11	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション2（位置の逆運動学）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。
12	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション3（運搬作業）、課題4	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
12	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション3（運搬作業）、課題4	事後学修	課題に取り組む（5時間）。
13	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション4（速度の運動学）	事前学修	前回の資料を読み直す（1時間）。
13	A, C	直鎖リンク系のシミュレーション4（速度の運動学）	事後学修	授業中に扱ったプログラムを自分のPCでビルド・実行し、発展させる（3時間）。

授業形式記号

A:一斉授業（通常の講義）
B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
C:体験、実験、実習、演習など

D:調査分析、解析など
E:ものづくり、作品制作
F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）

G:プレゼンテーション
H:地域・企業　連携型学習
I:その他

到達目標

○修得する資質・能力: 知識・理解力、応用力【DP-T-1-1】

＜JABEE学習･教育到達目標: C＞
(1) 剛体多体系の力学のモデル化の基礎となる理論を知る。
(2) 剛体多体系の力学のコンピュータシミュレーションの仕組みを知る。
(3) コンピュータシミュレーションを利用するプログラミングについて理解する。
(4) コンピュータシミュレーションによる問題解決について理解する。

先修が望まれる科目: ベクトルと行列、空間幾何、微分積分演習、力学
関連科目: CGプログラミング演習

＜評価基準＞以下の評価項目の配点に従い100点満点で60点以上を合格とする。
評価項目(対応する授業目標)[配点]…評価内容
・モデル化の基礎(1)[20]…剛体多体系の力学のモデル化の基礎を知っている。
・シミュレーションの仕組み(2)[20]…剛体多体系のシミュレーションの仕組みを知っている。
・プログラミング(3)[30]…コンピュータシミュレーションを利用するプログラムの作り方を理解している。
・問題解決(4)[30]…コンピュータシミュレーションによる問題解決の方法を理解している。

評価方法と評価観点

評価方法	配点合計	知識・理解力	応用力	コミュニケーション力	態度・志向性	創造力	合計
定期試験またはレポート試験							0%
小テスト、小論文							0%
グループワーク							0%
プレゼンテーション							0%
レポート、宿題	100%	50%	50%				100%
授業での姿勢（ノート、質疑など）							0%
作品、パフォーマンス（実技、実演）							0%
その他1(具体的に：							0%
その他2(具体的に：							0%
	100%	50%	50%	0%	0%	0%	100%

教科書・参考書

教科書：なし
参考書：ロボットシミュレーション、出村公成、森北出版、2007、ISBN:9784627846913

オフィスアワー

情報学科Moodleを参照すること。
学内外の用務のため、オフィスアワーでも教員が教員室に不在の可能性がある。

その他

課題の評価は、Moodleで通知する。
授業に関する質問は、授業中とオフィスアワーなどに受け付ける。
出席確認を小テストで行う場合、得点が50%未満であれば早退扱い（0.5回欠席相当）とする。
欠席が4回以上の場合は、未受験になるので注意すること。
期限外提出の課題は評価を0.5倍する。

実務経験のある教員による授業科目

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