第４回　コントローラ

ロボットの定義（おさらい）

要素技術	系分類	制御回路
・情報を感知し	（センサー　系）	入力
・判断し	（知能・制御系）	処理（制御）
・動作する	（駆動　　　系）	出力

コントローラ／アルゴリズム

コントローラとは

• コントローラ＝制御するもの
  • センサー（入力系）からの情報を読み取り
  • 判断して
  • アクチュエータ（駆動系）を動かす
• 日本語では制御器

どうやって判断したらいい？

アルゴリズムとは

問題を解決するための手順。言語的。

日常生活でのアルゴリズムの例：買い物

買い物の目的：買うべきものを全て買って帰ること

プログラミングに置き換えると

• 買うべきものはリスト型のデータ構造
• 買い物の順番には指定がない
  • 複数のアルゴリズムがある

この中でも負担が少なく、時間が短い手順こそが良いアルゴリズムといえる。

日常生活でのアルゴリズムの例｜WEBCAMP MEDIA

プログラムを作るために、アルゴリズムを分かりやすくしたものがフローチャート。図式的。

自販機のフローチャート例

簡易的な例。ほんとは更に、変数や記号が入ってくる。

制御の種類

１. 手動制御

• 人が判断して、人が操作
• 人によってバラつく
• 人が疲れる
• 人によっては安心できる

２. 自動制御

自動制御の種類

大枠での分類

• 順番に実行するシーケンス制御
• 目標通りになるよう自動調整…
  • 結果を目標値と比べないフィードフォワード制御
  • 結果を目標値と比べるフィードバック制御

操作の違いによる分類

• デジタル的にバチンバチンとするON-OFF制御
• アナログ的に滑らかに調整する比例制御

（これらは、自動でも手動でも、ある）

2-1. シーケンス

工程が決められているものに対し、順序立てて制御する。

• 測定ノイズや不安定性の影響を受けにくい
• 定められていない例外には、適切に対応しづらい
  • 「想定外エラー、対応できません」

2-2. フィードバック

結果（制御対象）を測定・比較する。

現在のセンサー値（例：28℃）と
コマンド値　　　（例：25℃）を比較して
適切なコマンド値（例：22℃）に変更できる。

• 環境の変化に対応しやすい
• 測定ノイズに弱い
  • 制御不能な動作を引き起こす可能性がある

2-a. ON-OFF制御

ON-OFF制御

バスタブにためる湯の温度を調節する。
蛇口は全開か全閉。

• バスタブ内の湯の温度が低いとき
  • 温水の蛇口を開く
  • 温水を足す
• バスタブ内の湯が熱くなり過ぎた
  • 温水の蛇口を閉め
  • 冷水を加え
  • 湯の温度を下げる

2-b. 比例制御

シャワーの湯温を調節する。
冷水蛇口は全開か全閉。
温水蛇口は0～100％の量で調整可能。

• シャワーの温度設定に応じて、冷水に混ぜる温水量を調節
• 適量の温水が常に供給され、シャワーの温度を適温に保てる

AI = Artificial Intelligence

AIとは

• 人工知能のこと
• 用語は1956年初出
  • 米ダートマス大学でカンファレンスが開催
  • AIをテーマに議論が交わされ、AIという言葉が世に広まるキッカケ
• 人間のような知能を持ったコンピューター
  • 明確な定義なし
• 基本はプログラミング

事例

ロボットとセンサによる高齢者見守り

AI活用はこれから。

NTTデータは、AI技術を活用し高齢者の複合データ（バイタルサイン、動態、音声等）に基づき、高齢者の心身状態を分析・評価して将来を予測する技術の検討など、さらなるサービスの拡充を図ります。

NTTデータ – NTT DATA, 2018年6月

コミュニケーションロボット PALRO

独自の人工知能。後から追加できる。