参考図書

このページではロボット製作に関する参考書や文献を探す時のキーワードおよび、 幾つかの参考書を紹介します。 こういった視点で資料を探したり目を通したりすると、製作のヒントになるような 情報を得ることが出来ます。 紹介している本は入手状況や新刊の発行状況に応じて、時々更新しています。 既に売っていない本も含まれていますが「似たような本」もしくは「図書館で探す」 時の参考にしていただけたらよいと思います。

本を選ぶときの目安としては、柔らかい表紙のついた本 の方が実用的な、そのまま使える例が載っています。また、題名が 「入門・・・」や「・・・の基礎」等としてある本はやさし く書いてあります。（あたりまえ？）
前書きに、「工学部での教科書用に書いた」等と書かれている 表紙の硬い本は、話がとても一般的なので、直接には実機製作の 参考にならないと思います。加えて「講義」で解説することを 前提に書かれていたりすることも多いため、「読んで分かる」説明になっていない場合も あります。だからもし言っていることが分からなくても、気にせず他をあたれば良いと思います。

だいたい本サイトで扱っているロボットは、電気・電子、機械、ソフトウェアの大きく分けて 三つの関連技術から構成されていますので、以下に示すようなキーワードであたれば 製作に有用な情報の糸口が得られると思います。またそれぞれの文献にも細分化された、ベースとなる ような技術・情報がありますので、自分の興味に応じて探求すればよいと思います。

電子回路関係
　　・デジタル回路
　　・アナログ回路
　　・センサー
　　・電子工作


コンピュータのハードウェア関連
　　・インターフェイス回路
　　・マイコン


ソフトウェア関係
　　・C言語
　　・アセンブラ／マシン語
　　・リアルタイム制御
　　・オペレーティングシステム
　　・数値計算
　　・統計処理
　　・データベース


機械／回路
　　・メカトロ
　　・計測制御
　　・モーター制御
　　・ロボット
　　・機械力学

「ロボット工学」と題された本はロボットアームの力学的な解析（だけ）などについて書いた本が多い 様に思えますが、ここではロボットシステムの全体的な話をしている本を選びました。

はじめてのロボット創造設計
ここが知りたいロボット創造設計
米田 完 (著), 坪内 孝司 (著), 大隅 久 (著)　　講談社

機械工学科の視点？で書かれた本です。この本の脚式ロボットの章を読んで ポイントを押さえて製作すると「歩けないロボット1台分の製作時間」以上のショートカット が出来ると思います。脚式ロボット以外の章もとても参考になります。

初めて学ぶ基礎ロボット工学　東京電気大学出版局
小川 鉱一 (著), 加藤 了三 (著)


一般的な難しい議論をせずに、取っつきやすく書かれていて良かったです。 本格的な勉強の入り口にお勧めします。

ロボットアナトミー　岩波講座 ロボット学７　岩波書店
稲葉 雅幸 (著), 加賀美 聡 (著), 西脇 光一 (著)


実際に製作された研究用のロボットについて書かれた本です。 いろいろなタイプのロボットについて、ソフトとハードの両面から解説されています。 ロボットを製作するにあたって、ロボットの仕組みを考える段階でとても参考になる本だと思います。 （全7巻シリーズの７巻目で、他にはもっと理論的な話の本もあります。）

極限作業ロボット　−そのメカニズムと設計技術−
山本　欣市／柿倉　正義　（編著）　　工業調査会


直接の参考にはなりませんが、様々なロボットやメカニズム やシステムについて説明があるので、ヒントになります。

自作ロボット入門―アニマトロニクス編
自作ロボット入門―ラジコンロボ編
　　　浅草 ギ研（著）　九天社
映画「スターウォーズ」に登場する「クリーチャー」（架空の生き物）の様な 柔らかい外装を持ったロボットの作り方が紹介されています。 外装以外でも「理屈はおいておいて動くものを作りたい」時に参考になる本 だと思います。工作方法の紹介が写真で分かりやすくとてもよかったです。

以降、キーワードとして上にあげた言葉に関連する本を紹介します。

ロボットセンサ入門　オーム社
小柳 栄次 (著)

センサは沢山ありますが、ロボットに使われているものにフォーカスして解説されています。

わかる電子回路部品 完全図解　ＣＱ出版社


いろいろな電子回路の部品がカラー写真入で紹介されいます。 本に書いてある部品の名前で、実際にどんなものか分からない時に 利用できます。

H8マイコン完全マニュアル藤沢幸穂　著　オーム社

マイコンの勉強にどうぞ。

C言語でH8マイコンを使いこなす鹿取祐二　著　オーム社


H8で、C言語のプログラムがどのようにして動くのかについて書かれている本です。 普段UNIXやWindowsのプログラムを書いている人が読むと、H8のコツが分かると思います。 （H8と日立のコンパイラを使い始めて何年もしてから読みましたが、思わず納得でした。）

CPUの創りかた渡波郁　著　毎日コミュニケーションズ


この手の本には珍しい表紙がついていますが、タイトルのとおりの本です。 デジタル回路とCPUそのものの理解が深まると思います。

ひとこと


１種類のＣＰＵでＣＰＵの根本的な動作について詳しく学ぶと良いと思います。 私はインテルの８０８０の本でＣＰＵのカラクリを勉強しました。 （身に付き加減には怪しいものがありますが・・・） 勉強する機種はなるべくシンプルな物がよいと思います。時間があったら 簡単なＣＰＵを設計（＆出来れば製作）してみるのも面白いと思います。 ちなみに、ＣＰＵ自体の使い方を書いた本（LSIの仕様とか）、応用方法を書いた本 （ロボットへの載せ方とか）、ＣＰＵの原理（ブール代数から入る本？） を書いた本は違いますので、それぞれ読んでみると面白いです。

非常に沢山の本があります。それぞれに特徴があるので、自分の必要にあわせて読めばよいでしょう。 以下にいくつかのタイプを紹介します。

�@言語の仕様を解説している本


例えば「C言語」そのものの本です。大切ですが、例題のプログラムを、例えばパソコンで動かす 方法等は書かれていないので、自分が使うプラットフォームで、なにかしらのプログラムを動かしてから 読むと良いでしょう。時には、学校のプログラミングの講義の教科書として使われることもあるでしょう （自習でこれから入ると挫折するかも・・・）

�Aコンパイラ製品と結びついた本


プログラムを動かす環境がなければ始まらないので、�@とセットで、ここから入ると良いかもしれません。 プログラミングそのものの勉強にはなりません。道具の使い方の本です。

�Bアルゴリズム／数値計算の本


コンピュータで速く、正確に計算するときの根本的な内容の本です。たいていサンプルは特定の プログラミング言語で示されますが、内容はＯＳ、言語、ＣＰＵ等に依存しません。大切です。

�CＣＰＵと結びついた本


例えば「Ｈ８をＣ言語で使う」等の観点から書かれた本です。実際にロボットを動かすのに必要な知識が得られます。

�D特定の技術と結びついた本


データベースを使うときのプログラムや、ネットワークで通信するためのプログラムなどの、 特定の目的のプログラミングの解説本です。

参考書の例


現時点では、ロボットで役立つシーンが一番多いと思われるＣ言語の参考書を紹介しておきます。 上記の分類でいくと�Aの要素も入った�@の本です。

新・C言語入門 スーパービギナー編
新・C言語入門 ビギナー編
新・C言語入門 シニア編
林 晴比古 (著)　ソフトバンククリエイティブ

データベース

仕事の必要に迫られて、大分データベースの勉強をしましたが、これが意外と ロボットの行動計画レベルや、いわゆる人工知能プログラムに役立つという感触を 得ました。余裕があったら調べてみると良いと思います。

統計計算

センサからの入力値から、意味のある情報を取り出す場合などに役立ちます。

ロボットビジョンの基礎　コロナ社
出口 光一郎 (著)


「視点が動くカメラからの画像処理の実用的な処理手法」と言う観点から 書かれている本です。

機械工学分野の専門書のうち私が作るようなロボットに関係する、 一般的な本の題名をあげておきます。中には自習に使えるような本 もありますので探してみてください。

機械力学／材料力学／構造力学

動く時にかかる力、ある機械の部品が耐えられる最大の力など、力に関する いろいろな計算方法が書いてある本です。

自動制御


ロボットに欠かせないサーボの理論などが書いてあります。

機構学


歯車、カム、リンク等、メカニズムについて書いてあります。

以下に「考え方の説明」的な本を紹介します。

図解入門　よくわかる最新機械工学の基本
　―カタい機械をやわらかく学ぶ、機械工学・超入門　秀和システム
小峯 龍男 (著)


機械工学の概略の本です。ロボットのメカを作るときにふまえておくと、良いと思います。

図解入門 よくわかる機械制御の基本とメカニズム
　―制御工学&メカトロニクスの「超入門」　秀和システム
小峯 龍男 (著)


制御の考え方を紹介する本です。制御工学の教科書は、一般的に「数式」が多くてとっつき にくいですが、こういった本で考え方を知るだけでもロボット製作のたしになると思います。

”技術”とはちょっと違いますが、避けて通れません。 いろいろな専門分野に分かれていて、本を読み出すときりがありませんが、 高校で習う数学・物理学が身についていれば、専門分野の入門書が読めるので とりあえずは良いのではないでしょうか？

図解入門 よくわかる高校物理の基本と仕組み
　−社会人のための再入門 実はこんなにシンプルな物理再入門　秀和システム
北村 俊樹 (著)


学校で選択する機会が無かった方も、こういった本を読んでみると、ロボットを動かすときや、 新しいロボットを作るときに「遠回り」が減ると思います。原子物理の章以外は、どれも 自作ロボットに使える実用的な知識ばかりだと思います。

図解入門 よくわかる行列・ベクトルの基本と仕組み　秀和システム
苅田 正雄 (著), 渕上 美喜 (著), 上田 太一郎 (著)


ロボットを動かすときにも役に立つ、数学の１分野の解説書です。２足ロボットの 歩行モーションを逆運動学計算で作ったりするときにベースになっています。 知っていると、役立つことが多いと思います。

「脳神経」、「生き物の生態・行動」など生き物の仕組みに関する本 (生物学、動物学？)も参考になる場合があります。 面白くて、ロボットのアーキテクチャのヒントにもなった本を紹介します。 (私にとっては専門外の分野なので一般的な啓蒙書？です)

ゾウの時間ネズミの時間　サイズの生物学　中公新書
　　　本川達夫（著）

ザリガニはなぜハサミをふるうのか　生き物の共通原理を探る　中公新書
　　　山口恒夫（著）

脳をつくる　ロボット作りから生命を考える　共立出版
　　　中野馨（著）