用語集
381の用語を1〜2文で定義し、きちんと解説しているページへのリンクを添えています。
A
- A*探索（A* search）
- それまでのコストと、目標までの残りコストのヒューリスティック推定値の和が小さい順にノードを展開するグラフ探索です。許容的ヒューリスティックを使えば最短経路を返します。グリッド上の標準的なプランナです。
- AGV（automated guided vehicle、無人搬送車）
- 無人搬送車。ワイヤ・テープ・磁石・反射板で示された固定ルートに沿って走行する移動ロボットです。動作は予測しやすい一方、ルートを変えるにはインフラの変更が必要です。
- AMCL（adaptive Monte Carlo localisation、適応モンテカルロ自己位置推定）
- 推定の不確かさに応じて粒子数を変える、適応型のモンテカルロ自己位置推定です。ハブ: 状態推定
- AMR（autonomous mobile robot、自律移動ロボット）
- 自律移動ロボット。固定の誘導設備ではなく、搭載センサと地図を使ってナビゲーションする車輪型プラットフォームです。AMRは障害物があっても停止せず、回避する経路を再計画します。
- ANSI/A3 R15.08
- 産業用移動ロボットの安全に関する米国の規格シリーズで、3部構成です。ロボット本体、ロボットとフリートの現場への統合、エンドユーザーのそれぞれに対する要求事項を定めています。Association for Advancing Automation（A3）が発行しています。
- AprilTag
- ミシガン大学のAPRIL Robotics Laboratoryが開発した正方形の基準マーカー群と、その検出ソフトウェアです。検出すると、タグのIDと、カメラに対する3Dの位置と姿勢が得られます。
- ArduPilot
- マルチコプター・ヘリコプター・固定翼機・ローバー・ボート・潜水艇向けのオープンソースのオートパイロットで、GPLv3でライセンスされています。PX4とは別のプロジェクトですが、同じくMAVLinkで通信します。
- AUV（autonomous underwater vehicle、自律型無人潜水機）
- 自律型無人潜水機。事前に計画したミッションを実行する、ケーブルでつながれていない潜水ロボットです。水中ではGNSSと無線が使えないため、慣性センサ、ドップラー速度計、音響測位で航法します。
B
- BLDCモータ（brushless DC motor、ブラシレスDCモータ）
- ブラシの代わりに電子的に巻線間の電流を切り替える、ブラシレスDCモータです。効率が高く、小型で、保守がほとんど不要なため、ロボット関節の標準的な選択肢です。
- BVLOS（beyond visual line of sight、目視外飛行）
- 目視外飛行。遠隔操縦者が機体を直接目視できない状態での飛行です。ほとんどの航空当局は、これに個別の承認を求めています。
C
- C-space（configuration space、コンフィギュレーション空間）
- コンフィギュレーション空間（configuration space）の略です。ハブ: 運動学
- CANバス（CAN bus）
- Controller Area Networkの略で、自動車業界由来の2線式シリアルバスです。ISO 11898として規格化されており、各機器は優先度付きの短いメッセージをブロードキャストします。1フレームあたりのデータは、従来のCAN（Classic CAN）で最大 8 バイト、CAN FDで最大 64 バイトです。
- colcon
- ROS 2ワークスペース用のコマンドラインビルドツールで、多数のパッケージを依存関係の順にビルドします。colcon buildを実行した後、installのsetupファイルをsourceするのが通常の手順です。
D
- DAgger（dataset aggregation、データセット集約）
- データセット集約（dataset aggregation）。学習済みの方策を実行し、到達した状態に専門家がラベルを付け、増えていくデータセットで再訓練する模倣学習の手法です。分布シフトによる誤差を減らします。
- DDS
- Data Distribution Serviceの略で、ディスカバリとサービス品質（QoS）の設定を備えたパブリッシュ・サブスクライブ型ミドルウェアに関するObject Management Groupの規格です。ROS 2は標準の通信層としてDDS実装を使います。RTPSワイヤプロトコルにより、異なるベンダの実装同士が通信できます。
- シリアルチェーンの各リンクを、リンク長・リンクのねじれ角・リンクオフセット・関節角の4つの数値で表す慣例です。標準形と修正形の2つの版があり、座標系の置き方が異なります。表がどちらを使っているかを確認してください。
- DHパラメータ（DH parameters）
- Denavit-Hartenbergパラメータ（Denavit-Hartenberg parameters）の略です。ハブ: 運動学
- DoF（degrees of freedom、自由度）
- degrees of freedom（自由度）の略で、「6-DoFアーム」のように使います。ハブ: ロボティクスの基礎
- DWA（dynamic window approach、動的ウィンドウ法）
- 動的ウィンドウ法の略称です。ハブ: 移動ロボット
E
- E-stop（emergency stop、非常停止）
- 非常停止（emergency stop）の略。ハブ: 安全と規格
- EKF（extended Kalman filter、拡張カルマンフィルタ）
- 拡張カルマンフィルタ（extended Kalman filter）の略です。ハブ: 状態推定
- ENU（east-north-up、東・北・上）
- x軸が東、y軸が北、z軸が上を向くローカルな世界座標系です。ROSはローカルな地理座標系にENUを使いますが、航空分野やPX4では北・東・下（north-east-down）を使うことが多くあります。
- ENU（east-north-up、東・北・上）
- east-north-up（東・北・上）の略です。ハブ: 空間の数学
- EOAT（end-of-arm tooling、エンドオブアームツーリング）
- エンドオブアームツーリング（end-of-arm tooling）の略です。ハブ: マニピュレーションと把持
- EtherCAT
- 産業用Ethernetのフィールドバスです。もともとBeckhoff Automationが開発し、IEC 61158で規定されています。1つのフレームがすべての機器を通過し、各機器は通過中のフレームに対してその場でデータを読み書きします。サイクル時間が短く決定的なので、多軸のロボット関節に向いています。
F
- FAT（factory acceptance test、工場受入試験）
- factory acceptance test（工場受入試験）の略です。ハブ: キャリアと業界
- FK（forward kinematics、順運動学）
- 順運動学（forward kinematics）の略です。ハブ: 運動学
- FOC（field-oriented control、ベクトル制御）
- ベクトル制御（field-oriented control）の略です。ハブ: アクチュエータと駆動系
G
- Gazebo
- Open Roboticsによるオープンソースのロボットシミュレータで、ROS 2との緊密な統合、センサシミュレーション、プラグインを備えています。旧来のGazebo Classicは2025年初めにサポート終了を迎え、現行のリリースはGazeboという名称です。
- GNSS（global navigation satellite systems、全球測位衛星システム）
- 全球測位衛星システムの総称で、GPS、Galileo、GLONASS、BeiDouと地域システムを含みます。一般的な受信機では、屋外で数メートル程度の精度の位置が得られますが、屋内ではほとんど役に立ちません。
- GPS（Global Positioning System）
- 米国の衛星測位システムです。GNSS受信機全般を指して広く使われることもよくあります。ハブ: センサ
H
- HIL
- hardware-in-the-loopの略です。ハブ: シミュレーションとデジタルツイン
I
- ICP（iterative closest point、反復最近点法）
- iterative closest point（反復最近点法）の略です。ハブ: SLAMと地図作成
- IEC 61508
- 電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能安全に関する基本規格。IEC 62061などの分野別規格の土台になっています。SIL 1からSIL 4までの4つの安全度水準を定めています。
- IEC 62061
- 安全関連制御システムに関する機械分野の機能安全規格で、IEC 61508の枠組みの中で作成されています。安全機能を安全度水準で評価し、ISO 13849に代わるもう一つの手段となります。
- IK（inverse kinematics、逆運動学）
- 逆運動学（inverse kinematics）の略です。ハブ: 運動学
- IMU（inertial measurement unit、慣性計測装置）
- 慣性計測装置のことで、加速度センサとジャイロスコープ、場合によっては磁気センサを組み合わせ、並進加速度と角速度を測ります。出力を積分するだけではドリフトするため、他のセンサと融合して使います。
- Isaac Sim
- OmniverseのライブラリとOpenUSD上に構築されたNVIDIAのロボットシミュレーションフレームワークで、ロボットのテストや学習用の合成データ生成に使われます。NVIDIA GPU上で動作します。
- ISO 10218
- 産業用ロボットの安全に関する、2部構成の国際規格。第1部はロボット本体を、第2部はロボットアプリケーションとロボットセルを対象とします。2025年の改訂で、ISO/TS 15066の協働アプリケーションに関する内容の大部分がこのシリーズに取り込まれました。
- ISO 13482
- 生活支援ロボットの安全要求事項に関するISO規格。移動作業型ロボット、身体アシストロボット、搭乗型ロボットなどを対象とします。本稿執筆時点で、サービスロボットをより広く対象とする改訂版が草案段階にあります。
- ISO 13849
- 制御システムの安全関連部の設計に関する機械安全規格。安全関連部をパフォーマンスレベルで評価します。第1部は一般的な設計原則を定めています。
- ISO 3691-4
- 無人産業車両とそのシステムの安全要求事項と検証に関するISO規格。AGVと多くのAMRを対象とします。レール誘導式や遠隔操作式の車両は対象外です。
- ISO/TS 15066
- 協働産業用ロボットの運用における安全に関する、2016年のISO技術仕様書。動力・力の制限を含みます。その内容の多くは、2025年版のISO 10218に組み込まれています。
L
- LeRobot
- Hugging Faceが開発した、実世界のロボット学習のためのオープンソースのPyTorchライブラリ。データセットの記録、方策の訓練、低価格なアームでの実行のためのツールを備えています。Apache 2.0ライセンスで公開されています。
- LiDAR（lidar）
- レーザ光のパルスや変調ビームの往復時間を計測して距離を測り、2Dスキャンや3D点群を作るセンサです。屋内の移動ロボットでは2D LiDAR、屋外の車両では3D LiDARが標準的です。
- LIPM（linear inverted pendulum model、線形倒立振子モデル）
- 線形倒立振子モデルの略称です。ハブ: 脚式ロボットとヒューマノイド
- LQR（linear quadratic regulator、線形二次レギュレータ）
- 線形二次レギュレータ（linear quadratic regulator）のことです。状態誤差と制御入力の大きさの重み付き和を最小化することで、線形システムに対する最適な状態フィードバックゲインを計算します。チューニングでは、個々のゲインではなくそれらの重みを選びます。
M
- MAVLink
- ドローンとの通信や機体内のコンポーネント間の通信に使う軽量なメッセージングプロトコルで、ヘッダのみで構成されるCのリファレンスライブラリがあります。地上局やコンパニオンコンピュータは、これを使ってPX4やArduPilotの機体に指令を送ります。
- micro-ROS
- リソースの限られたマイコン向けにROS 2を移植したもので、マイコンをより大きなコンピュータ上のROS 2システムに接続します。モータボードやセンサのファームウェアを、通常のROS 2ノードとして扱えるようにします。
- MJCF
- MuJoCoのXMLモデル形式で、ボディ、関節、形状、アクチュエータ、センサ、シミュレーション設定を1つのファイルに記述します。MuJoCoはURDFを読み込んで変換することもできます。
- MoveIt 2
- ROS 2のアーム向けの主要なオープンソース動作計画フレームワークで、逆運動学、衝突判定、OMPLなどのプランナ、軌道実行を組み合わせます。把持とピックアンドプレースのパイプラインも提供します。
- MPC（model predictive control、モデル予測制御）
- モデル予測制御（model predictive control）の略です。ハブ: 制御
- MuJoCo
- Multi-Joint dynamics with Contactの略で、Google DeepMindが保守し、Apache 2.0ライセンスで公開されている汎用の物理シミュレータです。高速で接触の扱いが正確なため、ロボット学習や制御の研究で広く使われています。
N
- ROS 2のナビゲーションフレームワークです。移動ロボット向けに、プランナ、コントローラ、コストマップ、自己位置推定、ビヘイビアツリーに基づくタスクロジックを提供します。Open Navigation LLCが主導し、コミュニティのコントリビュータが参加しています。
O
- OEE（overall equipment effectiveness、設備総合効率）
- 機械やラインの時間稼働率・性能稼働率・良品率を掛け合わせた値です。自動化が生産で成果を上げているかを判断する一般的な指標です。ハブ: キャリアと業界 関連: サイクルタイム（cycle time）
- OMPL（Open Motion Planning Library）
- Open Motion Planning Library。ライス大学のKavraki Labによる、サンプリングベースのプランナを集めたオープンソースのライブラリです。独自の衝突判定器を持たないため、MoveIt 2などのツールが衝突判定器を提供します。
P
- PID（proportional-integral-derivative、比例・積分・微分）
- 比例・積分・微分（proportional-integral-derivative）の略です。「PIDコントローラ」のように使います。ハブ: 制御
- PIDコントローラ（PID controller）
- 誤差、その積分、その微分のそれぞれに比例する項の和を出力とするフィードバックコントローラです。関節の位置・速度・電流ループでは標準的に使われます。
- PL（performance level、パフォーマンスレベル）
- パフォーマンスレベル（performance level）の略。PL dのように使います。ハブ: 安全と規格
- PLC（programmable logic controller、プログラマブルロジックコントローラ）
- 固定のスキャンサイクルで機械のロジックを実行する、堅牢な産業用コンピュータです。ロボットセルは通常PLCが統括し、PLCはフィールドバスを介してロボットコントローラと通信します。
- PoE（product of exponentials、指数積）
- 指数積（product of exponentials）の略です。ハブ: 運動学
- PPO（proximal policy optimisation、近接方策最適化）
- 近接方策最適化（proximal policy optimisation）の略。ハブ: ロボット学習
- PRM（probabilistic roadmap、確率的ロードマップ）
- 確率的ロードマップ。衝突のないサンプルを散布し、近いもの同士をつないでグラフを作り、そのグラフを探索するサンプリングベースのプランナです。同じ環境での多数のクエリにロードマップを再利用できます。
- Pure Pursuit法（pure pursuit）
- 経路上で一定の前方注視距離だけ先にある点に向かって操舵する経路追従手法です。前方注視距離を長くすると追従は滑らかになりますが、精度は下がります。
- PWM（pulse-width modulation、パルス幅変調）
- パルス幅変調（pulse-width modulation）のことです。負荷を一定の周波数で完全にオン・オフし、オンの時間を変えることで、加わる平均電圧を設定します。モータドライブもホビー用サーボも、この方式で指令します。
- PX4
- ドローンなどの無人機向けのオープンソースのフライト制御ソフトウェアで、Linux Foundation傘下のDronecode Foundationがホストしています。PX4のトピックは北・東・下（north-east-down）の座標系を使い、ROS 2はENUを使うため、ブリッジで変換する必要があります。
- PyBullet
- Bullet物理エンジンのPythonインタフェースで、ロボットのシミュレーション、学習、教育に使われます。directモードでヘッドレス実行でき、自動テストに向いています。
Q
- QoS
- Quality of serviceの略で、信頼性（reliability）、永続性（durability）、履歴の深さ、デッドラインなど、ROS 2のパブリッシャやサブスクライバに設定するポリシーの集合です。QoS設定に互換性のないパブリッシャとサブスクライバは接続されません。これはエラーの出ない不具合のよくある原因です。
R
- RaaS（robots as a service、ロボット・アズ・ア・サービス）
- robots as a service（ロボット・アズ・ア・サービス）の略です。ハブ: キャリアと業界
- REP 103
- 単位と座標の慣例を定めるROS Enhancement Proposalです。SI単位系を使い、物体の座標系はx前方、y左、z上の右手系、局所的な地理座標系はENUとします。接尾辞_opticalを持つカメラ座標系では、z前方、x右、y下とします。
- REP 105
- 移動ロボットの標準座標系であるmap、odom、base_linkを定めるROS Enhancement Proposalです。odom座標系は連続していますが、ドリフトします。一方、map座標系はドリフトしませんが、自己位置推定による補正で値が飛ぶことがあります。
- RGB-D
- 深度カメラが出力する、カラー画像と画素ごとの深度画像の組です。ハブ: センサ
- RL（reinforcement learning、強化学習）
- 強化学習（reinforcement learning）の略。ハブ: ロボット学習
- RMW
- ROSミドルウェアインタフェースのことで、ROS 2を異なるDDS実装やその他のトランスポート上で動かすための層です。RMW_IMPLEMENTATION環境変数で選択します。
- RNEA（recursive Newton-Euler algorithm、再帰ニュートン・オイラー法）
- 再帰ニュートン・オイラー法（recursive Newton-Euler algorithm）の略です。ハブ: 動力学
- ROS
- Robot Operating Systemの略です。当サイトでは、ROS 1と明記しない限りROS 2を指します。ハブ: ROS 2とミドルウェア
- ROS 2
- Robot Operating System 2の略で、ロボットのソフトウェアを互いに通信するプロセスの集まりとして構築するための、オープンソースのライブラリとツール群です。OSを置き換えるのではなくOSの上で動作し、標準では通信にDDSを使います。
- ros2_control
- ロボットのリアルタイム制御のためのROS 2フレームワークで、ドライブと通信するハードウェアインタフェースと、指令値を計算するコントローラを分離します。多くのアームや移動ベースは、これを使ってハードウェアをROS 2に接続しています。
- rosbag
- ROS bagの記録の別名です。ハブ: ROS 2とミドルウェア
- ROSディストリビューション（ROS distribution）
- Jazzy JaliscoやLyrical Luthのように、まとめてリリースされる、バージョンと名前の付いたROSパッケージの集合です。ROS 2の新しいディストリビューションは毎年5月に公開されます。偶数年に公開されたものは、5年間サポートされる長期サポート版です。
- ROSバッグ（ROS bag）
- ROS 2トピックのメッセージをタイムスタンプ付きで記録したもので、ros2 bag recordで作成し、ros2 bag playで再生します。ストレージプラグインにはMCAPやSQLiteがあります。
- ROSパッケージ（ROS package）
- ROSのコードを整理する単位で、ノード、ライブラリ、インタフェース定義、ローンチファイル、依存関係を記したpackage.xmlを含みます。パッケージはワークスペース内でcolconを使ってビルドします。
- ROSパラメータ（ROS parameter）
- ゲインや座標系名など、ノードが持つ名前付きの設定値です。起動時に設定でき、実行中にも変更できます。パラメータは通常YAMLファイルに保存します。
- ROV（remotely operated vehicle、遠隔操作型無人潜水機）
- 遠隔操作型無人潜水機。電力とデータを送るテザーを介してパイロットが操縦する水中ロボットです。洋上での点検や作業はROVに大きく依存しています。
- RPY（roll, pitch and yaw、ロール・ピッチ・ヨー）
- ロール・ピッチ・ヨー（roll, pitch and yaw）の略です。ハブ: 空間の数学
- RRT（rapidly-exploring random tree、高速探索ランダム木）
- 高速探索ランダム木。開始点から木を成長させ、ランダムなサンプルに向けて繰り返し枝を伸ばすサンプリングベースのプランナです。高次元空間でも実行可能な経路を素早く見つけますが、経路は通常ぎざぎざになります。
- RRT*（RRT star）
- 木の成長に合わせて枝をつなぎ替え、サンプルが増えるほど経路コストが改善し続けるRRTの変種です。最適な経路に向かって収束しますが、1反復あたりの処理は遅くなります。
- RTK GNSS（real-time kinematic、リアルタイムキネマティック測位）
- 搬送波位相の計測値と近くの基準局からの補正情報を使い、GNSSの誤差をセンチメートル級まで下げる測位方式です。上空が開けている必要があり、基準局から離れるほど精度が下がります。
S
- SDFormat
- Simulation Description Formatの略で、シミュレータ向けにロボット、物体、環境、物理設定を記述するXML形式です。Gazeboの一部として始まり、URDFと異なり、ワールド全体や閉リンク機構も記述できます。
- SE(3)（special Euclidean group、特殊ユークリッド群）
- 3次元の剛体運動がなす特殊ユークリッド群を表す記法です。ハブ: 空間の数学
- SIL（safety integrity level、安全度水準）
- 安全度水準（safety integrity level）の略。シミュレーションの分野では、同じ略語がソフトウェア・イン・ザ・ループ（software-in-the-loop）を指すこともあります。ハブ: 安全と規格
- Sim-to-Real転移（sim-to-real transfer）
- シミュレーションでコントローラを訓練または調整し、それを実機で動かすこと。成否は、システム同定・ランダム化・適応によってリアリティギャップを埋めるか、カバーできるかにかかっています。
- SLAM（simultaneous localisation and mapping、同時自己位置推定と地図作成）
- 同時自己位置推定と地図作成。未知の場所の地図を作りながら、その中でのロボットの姿勢を推定することです。最近のシステムの多くは、オドメトリを担う高速なフロントエンドと、ポーズグラフを最適化するバックエンドで構成されます。
- SO(3)（special orthogonal group、特殊直交群）
- 3次元回転の特殊直交群を表す記法です。ハブ: 空間の数学
T
- TCP（tool centre point、ツール中心点）
- ツール中心点（tool centre point）の略です。ネットワーク分野では同じ文字列が伝送制御プロトコル（transmission control protocol）を意味するため、文脈を確認してください。ハブ: ロボティクスの基礎
- tf2
- 座標系の時間変化を木構造として管理し、「ある時刻にカメラは地図に対してどこにあったか」といった問いに答えるROS 2のライブラリです。ROSシステム内のすべての位置姿勢には、tf2で扱えるよう座標系名が付いています。
- ToF（time of flight、飛行時間）
- time of flightの略です。ハブ: センサ
- ToFカメラ（time-of-flight camera）
- 変調光が各画素に戻るまでの時間を測る深度カメラです。テクスチャのない面でも使えますが、太陽光・暗い色の素材・多重反射によって誤計測することがあります。
U
- UAV（uncrewed aerial vehicle、無人航空機）
- 無人航空機。機上にパイロットが乗らず、遠隔操縦または自律で飛行する航空機です。日常的にはドローンと呼ばれます。
- UKF（unscented Kalman filter、アンセンテッドカルマンフィルタ）
- アンセンテッドカルマンフィルタ（unscented Kalman filter）の略です。ハブ: 状態推定
- URDF
- Unified Robot Description Formatの略で、ロボットのリンク、関節、慣性、表示用形状、衝突判定用形状を記述するためにROSが使うXML形式です。木構造の機構しか記述できないため、閉リンク機構には回避策が必要です。
V
- VIO（visual-inertial odometry、視覚慣性オドメトリ）
- visual-inertial odometry（視覚慣性オドメトリ）の略です。ハブ: 状態推定
- Vision-Language-Actionモデル（vision-language-action model）
- 大規模な視覚言語モデルを基盤とする方策。カメラ画像とテキストの指示を受け取り、ロボットの行動を出力します。これらのモデルは大規模な複数ロボットのデータセットで訓練され、個々のロボット向けにファインチューニングされます。
- VLA（vision-language-action model、Vision-Language-Actionモデル）
- Vision-Language-Actionモデル（vision-language-action model）の略。ハブ: ロボット学習
- VTOL（vertical take-off and landing、垂直離着陸）
- 垂直離着陸。VTOL固定翼ドローンはマルチコプターのように離陸し、航続距離を稼ぐために主翼による飛行へ移行します。
X
- Xacro
- 変数・数式・再利用可能なブロックを使ってURDFファイルを書くためのXMLマクロ言語です。使用前に通常のURDFへ展開されます。ハブ: ROS 2とミドルウェア 関連: URDF
Z
- ZMP（zero moment point、ゼロモーメントポイント）
- ゼロモーメントポイントの略称です。ハブ: 脚式ロボットとヒューマノイド
ア
- アクション（action）
- ある位置姿勢への移動のように、時間のかかる目標を扱うROS 2のインタフェースです。実行中にフィードバックを送り、途中でキャンセルできます。内部ではトピックとサービスで構成されています。
- アクションチャンキング（action chunking）
- 方策に、1ステップごとに1つの行動を出力させるのではなく、将来の短い行動列をまとめて予測させること。動作が滑らかになり、模倣学習での誤差の累積が減ります。
- アクチュエータ（actuator）
- 電動モータ、油圧シリンダ、空気圧人工筋など、エネルギー源から動きや力を生み出す装置です。ロボットの関節アクチュエータは、通常モータ・減速機・エンコーダ・ドライバを一体にまとめたものです。
- アッカーマン・ステアリング（Ackermann steering）
- 前輪を左右で異なる角度に切り、すべての車輪が1つの共通の中心の周りを転がるようにする、自動車型の操舵方式です。このような車両には最小回転半径があり、その場で旋回できません。
- アドミタンス制御（admittance control）
- 位置制御型ロボットにおける、インピーダンス制御に対応する手法です。測定した力を、仮想的な質量・ばね・ダンパを介して動きのオフセットに変換します。手首に力覚センサを付けた剛な産業用アームにコンプライアンスを持たせる、一般的な方法です。
- アブソリュートエンコーダ（absolute encoder）
- 角度ごとに一意の位置コードを出力するエンコーダです。そのため、電源投入時点で位置が分かります。多回転型は回転数も数えます。
- アンセンテッドカルマンフィルタ（unscented Kalman filter）
- 非線形システム向けのカルマンフィルタです。モデルを線形化する代わりに、選んだ少数のサンプル点をモデルに通します。ヤコビ行列が不要で、強い非線形性にもうまく対処できることが多くあります。
イ
- イノベーション（innovation）
- 実際の観測値と、フィルタが予測した観測値との差です。期待される共分散に比べてイノベーションが大きい場合は、外れ値か誤ったモデルの兆候です。
- インクリメンタルエンコーダ（incremental encoder）
- 軸の回転に応じてパルスを出力するエンコーダです。位置は基準点からパルスを数えて求めます。電源を切ると位置を失うため、原点復帰が必要です。
- インピーダンス制御（impedance control）
- 動きと接触力の関係を制御し、ロボットを目標の周りで指定したばねとダンパのように振る舞わせる方法です。接触を伴う作業に向いており、通常はトルク制御型のアームで実装します。
エ
- エピポーラ幾何（epipolar geometry）
- 同じシーンを写した2つの視点間の幾何学的関係です。2枚目の画像における点の対応先を、1本の直線上に制限します。ステレオマッチングや2視点からの姿勢推定で使われます。
- エンコーダ（encoder）
- 軸の角度や位置を測るセンサで、通常は光学式または磁気式です。ロボットの繰り返し精度は、関節のエンコーダによって実現されています。
- エンドエフェクタ（end-effector）
- ロボットアームの先端にあり、作業対象に働きかける装置です。グリッパ、吸着パッド、溶接トーチ、ねじ締め機などがあります。この装置に固定した座標系を指してこの語を使うこともあります。
- エンドオブアームツーリング（end-of-arm tooling）
- ロボットのフランジに取り付けるもの全般を指す産業用語で、グリッパ・ツールチェンジャ・センサ・加工ツールなどを含みます。インテグレータがアプリケーションごとに設計することが多くあります。
オ
- オーバーシュート（overshoot）
- ステップ応答が最終値をどれだけ行き過ぎるかを、ステップの大きさに対する百分率で表したものです。ロボットの関節では、アームが目標を通り過ぎてから落ち着く動きとして現れます。
- オイラー角（Euler angles）
- 選んだ軸まわりの一連の回転（例えばz、y、xの順）として姿勢を表す3つの角度です。軸の順序は12通りあり、適用の仕方も2通りあるため、必ず慣例を明記してください。
- オドメトリ（odometry）
- 車輪の回転やカメラの動きなど、ロボット自身の運動の計測値を積分して移動量を推定することです。誤差が蓄積するため、外部からの補正がなければオドメトリはドリフトします。
- オプティカルフロー（optical flow）
- 連続する2枚の画像間での、各ピクセルの見かけの動きです。ドローンは下向きのフローセンサを使って、地面に対する位置を保持します。
- オフラインプログラミング（offline programming）
- セルのモデルを対象にソフトウェア上でロボットプログラムを作成・テストし、それをロボットにダウンロードする手法です。生産時間を節約できますが、実機はモデルではなく数値に従って動くため、十分なキャリブレーションが必要です。
カ
- カメラキャリブレーション（camera calibration）
- カメラの内部パラメータと歪みを推定することです。通常はチェッカーボードやマーカーボードを撮影した多数の画像を使います。フォーカスやレンズを少しでも変更したら、再キャリブレーションしてください。
- カメラ内部パラメータ（camera intrinsics）
- カメラモデル内部のパラメータで、ピクセル単位の焦点距離、主点、歪み係数からなります。カメラ座標系の3D点をピクセル座標に写像します。
- カメラ外部パラメータ（camera extrinsics）
- ロボットのベースや別のセンサなど、他の座標系に対するカメラの姿勢です。外部パラメータの誤差は、ロボットが認識する物体の位置の誤差としてそのまま現れます。
- カルマンフィルタ（Kalman filter）
- ガウスノイズを持つ線形システム向けの再帰的な推定器です。運動モデルによる予測と、各計測による補正を交互に行います。状態とその共分散の両方を追跡し、これらの仮定の下で最適です。
キ
- キーフレーム（keyframe）
- SLAMシステムが地図内に保持するために選んだカメラフレームまたはスキャンです。その間のフレームはトラッキングにだけ使います。キーフレームだけを保持することで、メモリと最適化の計算コストを抑えられます。
- キャプチャポイント（capture point）
- 現在の重心位置と速度から求める、脚式ロボットが静止するために踏み出す必要がある床面上の点です。押されたときの立ち直りや着地位置の計画に使います。
ク
- クアッドロータ（quadrotor）
- 4つのロータを持つマルチコプターで、2つずつ逆方向に回転させて反トルクを打ち消します。ヨーは、一方のペアを加速し、もう一方を減速して生み出します。
グ
- グリッパ（gripper）
- 指を閉じる、吸着する、または磁力を使うことで物体を保持するエンドエフェクタです。産業用のピッキングの大半は、平行グリッパか真空グリッパのどちらかを使います。
- グローバルプランナ（global planner）
- ナビゲーションスタックのうち、地図上でロボットの現在位置からゴールまでの経路全体を計画する部分です。低い周期で動作し、通常はA*などのグラフ探索を使います。
コ
- コストマップ（costmap）
- 各セルに、ロボットがそのセルを占有するコストを持たせたグリッドです。静的地図、リアルタイムのセンサデータ、障害物周囲のインフレーションレイヤーから構築します。Nav2のプランナとコントローラはコストマップ上で計画します。
- コリオリ項と遠心力項（Coriolis and centrifugal terms）
- ロボットの運動方程式のうち速度に依存するトルクで、リンクが回転する座標系の中で動くために生じます。関節速度の2乗に比例して大きくなり、高速な動作で特に重要になります。
- コンフィギュレーション空間（configuration space）
- ロボットが取りうるすべての関節値からなる空間で、自由度ごとに1つの次元を持ちます。動作計画器はこの空間を探索します。この空間ではロボットは1点となり、障害物は進入禁止の領域になります。
サ
- サービス（service）
- ROS 2ノード間のリクエスト・レスポンス型の呼び出しで、カウンタのリセットや値の問い合わせなど短い処理に使います。呼び出し側は1つの応答を待つため、サービスは短時間で終わるタスクにのみ適しています。
- サーボモータ（servo motor）
- エンコーダやポテンショメータからのフィードバックを使い、位置・速度・トルクの閉ループ制御で動かすモータです。ホビーロボットでは、パルス幅で指令する小型の一体型ユニットもこの名前で呼びます。
- サイクルタイム（cycle time）
- ロボットやセルが作業を1回繰り返すのにかかる時間で、スループットを決めます。インテグレータは動作ごとにサイクルタイムを配分して見積もります。
- サイクロイド減速機（cycloidal drive）
- 曲線歯をもつ円板が、ピンを並べたリングの内側を転がる減速機です。高い減速比と高い衝撃負荷耐性が得られます。産業用アームの大きな関節によく使われます。
- サンプリングベース計画（sampling-based planning）
- 自由空間の明示的なモデルを作る代わりに、ランダムなコンフィギュレーションを抽出し、衝突のないもの同士をつないで計画する手法です。グリッド探索が現実的でなくなる6関節以上のアームにも適用できます。
ジ
- ジオフェンス（geofence）
- 機体が越えてはならない仮想境界で、オートパイロットがホールドや帰還など事前に設定した動作によって守らせます。ドローン運用における基本的な安全層です。
- ジャイロスコープ（gyroscope）
- 各軸まわりの角速度を測るセンサです。積分すると姿勢の変化が得られますが、バイアスのため時間とともにドリフトします。
- ジンバルロック（gimbal lock）
- オイラー角による表現で、中間の回転によって1番目と3番目の軸がそろったとき（例えばピッチが90度のとき）に、回転の自由度が1つ失われる現象です。姿勢自体は有効ですが、角度が一意に定まらなくなり、その変化率が発散します。
シ
- システムインテグレータ（system integrator）
- ロボット、ツーリング、安全機器、ソフトウェアを組み合わせて、ロボットアプリケーション一式を設計・製作・立ち上げする会社です。完成したセルの安全に対する責任はインテグレータが負います。
- システム同定（system identification）
- 実機ロボットで測定した入力と出力から、質量・慣性・摩擦などのモデルのパラメータを推定することです。よく同定されたモデルはフィードフォワード制御を改善し、シミュレーションと実機の差（sim-to-realギャップ）を縮めます。
- シミュレーションの時間ステップ（simulation time step）
- シミュレータが1回の更新で状態を進める時間間隔で、接触のあるロボットでは数ミリ秒とすることが多いです。ステップを大きくすると速く動きますが、接触が不安定になります。
- シリアルマニピュレータ（serial manipulator）
- 1本の開ループ連鎖として構成されたロボットアームで、各関節がそれより先のすべての関節を支えます。産業用アームや協働ロボットの大半はシリアルマニピュレータです。
ス
- スキッドステア（skid steer）
- 左右それぞれの車輪やクローラを異なる速度で駆動して操舵する方式で、旋回時には車輪やクローラが横滑りします。頑丈で単純ですが、車輪オドメトリの精度が悪くなります。
- スキャンマッチング（scan matching）
- 新しいLiDARスキャンを以前のスキャンや地図と位置合わせし、ロボットの移動量を求めることです。構造化された環境では、車輪オドメトリよりもドリフトがはるかに小さくなります。
- スクリュー軸（screw axis）
- 空間内の直線とピッチの組で、その直線まわりの回転と直線に沿った並進を組み合わせた運動を表します。剛体の運動はすべて、あるスクリュー軸に沿った運動として書けます。
- ステッピングモータ（stepper motor）
- コイルを順番に励磁することで、一定の角度ずつ回転するモータです。エンコーダなしで位置決めできますが、過負荷になると気づかないうちに脱調するため、ロボット用途の多くではエンコーダを追加します。
- ステップ応答（step response）
- 目標値が新しい値へ急に変わった後、閉ループ系の出力がどう変化するかを表します。立ち上がり時間・オーバーシュート・整定時間・定常偏差は、すべてこの応答から読み取ります。
- ステレオカメラ（stereo camera）
- 既知の距離だけ離した2台のカメラで、画像を対応付けて視差から深度を求めます。深度誤差は距離の2乗に応じて大きくなり、テクスチャのない面では対応が取れません。
セ
- セーフティレーザスキャナ（safety laser scanner）
- 安全機能用の認証を受けた2D lidarで、設定した保護フィールドや警告フィールドに物体が入ると出力を発します。AMRやロボットセルで人の検出に使われます。
- セマンティックセグメンテーション（semantic segmentation）
- 画像のすべてのピクセルに、床・壁・人などのクラスをラベル付けすることです。インスタンスセグメンテーションでは、同じクラスの個々の物体も区別します。
- センサノイズ（sensor noise）
- 計測値が真値のまわりでランダムにばらつく成分です。分散が既知の平均ゼロのガウス分布としてモデル化することが多くあります。フィルタは、各センサをノイズの大きさに応じて重み付けします。
- センサバイアス（sensor bias）
- ノイズを平均しても除去できない、センサ出力の系統的なオフセットです。例えば、静止しているジャイロスコープがわずかな角速度を出力する場合です。バイアスは温度によってドリフトすることが多いため、推定器では状態の一部として追跡します。
- センサフュージョン（sensor fusion）
- 複数のセンサの計測値を組み合わせ、どのセンサ単独よりも良い推定を得ることです。典型的な移動ロボットは、車輪オドメトリと慣性計測装置（IMU）を融合し、ときにはGNSSやLiDARによる自己位置推定も加えます。
- センス・プラン・アクト（sense-plan-act）
- ロボットプログラムの基本ループです。センサを読み取り、行動を決め、アクチュエータに指令を送り、これを繰り返します。実際のシステムでは、1 kHzで動く関節コントローラから毎秒数回更新するプランナまで、周期の異なる複数のループが動いています。
ゼ
- ゼロモーメントポイント（zero moment point）
- 重力と慣性力による水平方向のモーメントが打ち消し合う床面上の点です。歩行ロボットが足裏を床に平らに接したままでいられるのは、この点が支持多角形の内側にある間だけです。
ソ
- ソフトウェア・イン・ザ・ループ（software-in-the-loop）
- 実際の制御ソフトウェアをデスクトップ向けにコンパイルし、ロボットの代わりにシミュレータに対して動かす手法です。PX4とArduPilotはどちらも、これをSITLとして提供しています。
ダ
- ダイクストラ法（Dijkstra's algorithm）
- 開始点からのコストが小さい順にノードを展開し、到達可能なすべてのノードへの最短経路を求めるグラフ探索です。ヒューリスティックを0としたA*に相当します。
タ
- タスク空間（task space）
- 動きをエンドエフェクタの位置姿勢で表すことで、通常は直交座標を使います。ツールの直線移動はタスク空間で計画し、逆運動学によって関節指令に変換します。
ツ
- ツールチェンジャ（tool changer）
- ロボットのフランジに取り付ける継手で、エアと電気信号を通しながら、ロボットがツールを自動で外して別のツールを取り付けられるようにします。1台のアームでセル内の複数の作業をこなせます。
- ツール中心点（tool centre point）
- 溶接トーチの先端やグリッパの指の中間点など、コントローラが位置と姿勢を追従するエンドエフェクタ上の点です。この点をコントローラに正しく設定することは、新しいツールを立ち上げる際の作業の一部です。
- ツイスト（twist）
- 剛体の角速度と並進速度をまとめた6要素のベクトルです。ROSでは同じ語を速度メッセージgeometry_msgs/Twistの名前に使っており、移動ロボットのベースはこれを速度指令として読み取ります。
デ
- データアソシエーション（data association）
- 新しい観測が地図内のどのランドマークに属するか、あるいはどれにも属さないかを判断することです。誤った対応付けは、SLAMが失敗する主な原因の一つです。
- デジタルツイン（digital twin）
- 特定の物理システムのシミュレーションモデルで、ライブデータによって実システムと同期させ、監視、変更のテスト、計画に使えるようにしたものです。デジタルツインとして販売される製品の多くは単なるオフラインのシミュレーションなので、モデルを最新に保つデータは何かを確認してください。
- デモンストレーション（demonstration）
- タスクの実例を記録したもの。通常は、人がロボットをテレオペレーションしている間に取得した、同期済みの観測と行動です。量そのものよりも、データの質と一貫性が重要です。
テ
- ティーチングペンダント（teach pendant）
- 産業用ロボットの手持ち式操作装置で、アームのジョグ操作、位置の教示、プログラムの編集に使います。非常停止スイッチとイネーブルスイッチを備えています。
- テレオペレーション（teleoperation）
- 人がジョイスティック、リーダーアーム、VRヘッドセットなどの装置を通じて動作を選び、ロボットを遠隔から操作することです。テレオペレーションは、模倣学習用のデモンストレーションを記録する一般的な方法でもあります。
ト
- トピック（topic）
- ROS 2で、ノードが特定の型のメッセージをパブリッシュ・サブスクライブするための名前付きチャネルです。パブリッシャとサブスクライバは互いを知らないため、センサデータのストリーミングに適しています。
- トルク定数（torque constant）
- モータが電流1 Aあたりに発生するトルクで、単位はN·m/Aです。ドライブは測定電流から出力トルクを推定できますが、減速機の摩擦があるため、関節での推定値は粗くなります。
ド
- ドメインランダム化（domain randomisation）
- 訓練中に質量・摩擦・遅延・照明・テクスチャなどのシミュレータのパラメータを変化させ、そのすべてで方策が機能するようにする手法。実機は、そうした変化のうちの一つにすぎないように見えるようになります。
- ドローン（drone）
- 無人航空機の日常的な呼び名です。ハブ: 空中ロボットとフィールドロボット
ノ
- ノード（node）
- センサの駆動やプランナの実行など、一つの仕事を担うROS 2の計算単位です。トピック・サービス・アクションを通じて通信します。1つのプロセスに複数のノードを同居させることもできます。
ハ
- ハードウェア・イン・ザ・ループ（hardware-in-the-loop）
- 実時間で動くシミュレーション上のロボットやプラントに対して、実際のコントローラのハードウェアを試験する手法です。コントローラが実際のモータを駆動する前に、タイミングやインタフェースの不具合を見つけられます。
- ハンドアイキャリブレーション（hand-eye calibration）
- カメラとロボットの間の固定された変換を求めることです。カメラは手首に取り付ける場合と、セル内に固定する場合があります。それぞれがキャリブレーションターゲットを撮影した、複数のロボット姿勢から解きます。
- ハンドガイド（hand guiding）
- 協働運転の方式の一つです。オペレータがエンドエフェクタに取り付けた誘導装置を介して、ロボットを手で直接動かします。位置の教示や、補助付きの持ち上げ作業に使われます。
バ
- バックラッシ（backlash）
- 噛み合う歯車の歯の間の遊びです。このため、入力が噛み合う前に出力がわずかに動けます。位置誤差の原因になり、位置ループを発振させることがあります。
- バンドル調整（bundle adjustment）
- 観測されたすべての特徴点の再投影誤差が最小になるよう、カメラ姿勢と3D点の位置を同時に修正することです。ほとんどのビジュアルSLAMとStructure from Motionシステムのバックエンドです。
パ
- パフォーマンスレベル（performance level）
- ISO 13849で、安全機能がどれだけ確実に機能するかを表す尺度。最も低いPL aから最も高いPL eまでの等級があります。各安全機能に必要なレベルは、リスクアセスメントで決まります。
- パラレルマニピュレータ（parallel manipulator）
- デルタ型ピッカーやスチュワートプラットフォームのように、複数の連鎖でベースと1つの可動プラットフォームをつなぐ機構です。パラレル機構は剛性が高く高速ですが、同程度の大きさのシリアルアームに比べて作業領域が狭くなります。
ビ
- ビジュアルSLAM（visual SLAM）
- カメラを主センサとし、画像特徴点または画素の輝度を追跡するSLAMです。ハードウェアは安価ですが、照明・モーションブラー・テクスチャの少ないシーンの影響を受けやすい手法です。
- ビジュアルオドメトリ（visual odometry）
- フレーム間で画像特徴や画素の輝度がどう動くかから、カメラの運動を推定することです。単眼カメラでは、他の情報がなければ絶対スケールを復元できません。
- ビジュアルサーボ（visual servoing）
- 画像特徴量や推定した姿勢を目標に近づけるように、カメラからのフィードバックで直接ロボットの動きを制御することです。「見てから動く」方式よりもキャリブレーション誤差に強い手法です。
- ビジュアル慣性オドメトリ（visual-inertial odometry）
- カメラ画像とIMUのデータを融合するオドメトリです。IMUがスケールと速い動きを、カメラがドリフトの抑制を担います。ドローンやヘッドセットでは、通常これが位置姿勢の情報源になります。
ピ
- ピックアンドプレース（pick and place）
- ある場所で物体を把持し、別の場所に置くことです。産業界で最も一般的なマニピュレーション作業であり、標準的なベンチマークでもあります。
- ピンホールカメラモデル（pinhole camera model）
- 各3D点が単一の中心を通って画像平面に投影される、画像形成の標準モデルです。実際のレンズでは、これに歪みが加わります。
ヒ
- ヒューマノイド（humanoid robot）
- 人間に似た身体構成を持つロボットで、通常は2本の脚、2本の腕、頭部を備えます。この形態により人間向けに作られた空間や道具を使えますが、その代わりにバランスと制御の難しい問題を抱えます。
フ
- フィードバック制御（feedback control）
- システムの出力を測定して目標値と比較し、その差を小さくするように入力を調整することです。ほぼすべてのロボット関節は、位置・速度・電流のいずれかについてフィードバックループを回しています。
- フィードフォワード制御（feedforward control）
- 目標の動きや既知の外乱から計算した指令を、誤差が現れるのを待たずに加える方法です。ロボットアームでは、重力項や逆動力学項がよく使われるフィードフォワード信号です。
- フィールドロボティクス（field robotics）
- 農場、鉱山、森林、建設現場、海洋など、構造化されていない屋外環境で働くロボットです。設計の大部分は、天候・地形・弱い通信環境によって決まります。
- フォースクロージャ（force closure）
- 摩擦を考慮した接触によって、物体に加わる任意の外力と外トルクに抵抗できる把持の性質です。把持の質を評価する標準的な基準です。
- フライトコントローラ（flight controller）
- 機体を安定させる搭載コンピュータとファームウェアです。慣性計測装置（IMU）などのセンサを統合し、姿勢・角速度・位置の制御ループを実行します。主なオープンソースのファームウェアはPX4とArduPilotです。
ブ
- ブラシレスDCモータ（brushless DC motor）
- BLDCモータの正式名称です。ハブ: アクチュエータと駆動系
- ブラシ付きDCモータ（brushed DC motor）
- 整流子にこすれるブラシによって、電流を機械的に切り替えるモータです。安価で駆動しやすいためホビー用ロボットでよく使われますが、ブラシは摩耗します。
プ
- プロセスノイズ（process noise）
- 動作モデルの不完全さを考慮するため、フィルタが予測ステップごとに加える不確かさです。小さく設定しすぎると、フィルタが過信状態になり、実際の変化への追従が遅くなります。
ペ
- ペグインホール（peg-in-hole）
- 部品をはめあいのきつい穴に挿入する作業で、柔軟な組立の標準的なテストです。ロボットが接触力に倣わないと、わずかな位置誤差でもかじりが起こります。
ベ
- ベクトル制御（field-oriented control）
- ブラシレスモータの駆動方式の一つです。相電流をロータに合わせた回転座標系に変換し、トルクを生む電流成分を直接制御します。滑らかなトルクが得られ、トルク制御型関節の基礎として一般的に使われます。
ポ
- ポーズグラフ（pose graph）
- ノードがロボットの姿勢、エッジがそれらの間で計測された相対運動（オドメトリ、スキャンマッチング、ループ閉じ込みによるもの）であるグラフです。これを最適化すると、最も整合性の高い軌跡が得られます。
- ポーズグラフ最適化（pose graph optimisation）
- 計測されたエッジとの不一致の総和が最小になるよう、ポーズグラフ内の全姿勢を一度に調整することです。通常は非線形最小二乗法を使います。ほとんどのSLAMシステムのバックエンドです。
- ポテンシャル場法（potential field）
- 目標がロボットを引き寄せ、障害物がロボットを遠ざけ、ロボットがその合成勾配に従って動く計画手法です。高速ですが、ロボットが局所最小に捕らわれることがあります。
ボ
- ボクセルグリッド（voxel grid）
- 小さな立方体で構成した3Dの占有格子地図です。八分木（octree）版は広い空き領域を少ないメモリで保持できます。ボクセルによるダウンサンプリングは、点群を間引く一般的な方法でもあります。
ホ
- ホロノミックロボット（holonomic robot）
- 切り返しなしに平面内の任意の方向へ移動でき、独立して回転もできる移動台車です。オムニホイールやメカナムホイールを使うと、台車はホロノミックになります。
マ
- マルチコプター（multirotor）
- ピッチ固定の複数のロータで揚力と操縦力を得る航空機で、各ロータの回転数を変えて制御します。ホバリングと精密な機動ができますが、航続時間は短いです。
メ
- メカトロニクス（mechatronics）
- 機械設計、電子回路、制御、組み込みソフトウェアを1つの製品にまとめる工学分野です。モータ、減速機、エンコーダ、ドライバ基板を備えたロボットの関節モジュールは、典型的なメカトロニクス製品です。
- メカナムホイール（mecanum wheel）
- 外周に斜めのローラを並べた車輪で、4輪をそれぞれ選んだ速度で駆動すると、台車を任意の方向に動かせます。メカナム台車は全方向に移動できますが、床面の状態の影響を受けやすくなります。
- メッセージ（message）
- ROSのトピックで送られる型付きのデータ構造で、sensor_msgs/Imageやgeometry_msgs/Twistのように.msgファイルで定義します。サービスとアクションには、同じフィールド型から作られる専用のインタフェースファイルがあります。
モ
- モータドライバ（motor driver）
- 低電力の指令を、モータが必要とする電流に変換するパワーエレクトロニクスです。多くは電流ループを内蔵しています。上位機種では速度ループと位置ループも実行し、CANやEtherCATで通信します。
- モデル予測制御（model predictive control）
- 毎時間ステップでモデルに基づく短いホライズンの最適化問題を解き、最初の指令だけを適用して、これを繰り返すコントローラです。トルク制限や関節の可動範囲などの制約を直接扱えますが、その分計算量が増えます。
- モンテカルロ自己位置推定（Monte Carlo localisation）
- 粒子フィルタを使った、既知の地図での自己位置推定です。ROS 2のナビゲーションスタックには、2D LiDAR向けの適応版であるAMCLが含まれています。
ヤ
- ヤコビ行列（Jacobian）
- 現在のコンフィギュレーションにおいて、関節速度をエンドエフェクタ速度に写す行列です。その転置はツールにかかる力を関節トルクに写します。特異点ではランクが落ちます。
ユ
- ユニサイクルモデル（unicycle model）
- 前進速度と旋回角速度を入力とする、地上ロボットの単純な運動学モデルです。差動駆動ロボットはこのモデルにそのまま対応します。
ラ
- ライトカーテン（light curtain）
- 開口部に赤外線ビームを一列に投射し、いずれかのビームが遮られると停止をかける安全装置です。物理的な扉を設けずにセルの出入口を防護します。
- ライフサイクルノード（lifecycle node）
- 未設定（unconfigured）、非アクティブ（inactive）、アクティブ（active）、終了済み（finalised）という管理された状態と、それらの間の明示的な遷移を持つROS 2ノードです。システムの構成要素を決まった順序で起動・停止できます。
- ラグランジュ力学（Lagrangian mechanics）
- 力のつり合いではなく、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの差から運動方程式を導く方法です。教科書でマニピュレータの運動方程式を導く際の標準的な道筋です。
- ランドマーク（landmark）
- コーナー・ポール・基準マーカーなど、環境内で区別しやすく認識しやすい特徴で、SLAMシステムがその位置を推定し再利用するものです。ランドマークに基づく地図は、格子地図に比べて疎です。
リ
- リーチ（reach）
- ベース軸から手首またはツールフランジまでの、アームが到達できる最大距離で、mm単位で示します。メーカーによって測定の基準点が異なるため、データシートを比較する際は注意してください。
- リアプノフ安定性（Lyapunov stability）
- 運動に沿って決して増加しない、エネルギーに似た関数を見つけることで、システムが平衡点に戻ることを証明する方法です。多くの非線形ロボットコントローラは、このような関数によって正当性が示されています。
- リアリティギャップ（reality gap）
- シミュレータと実機の間にある、動力学・接触・センシング・遅延・見た目の違い。これらの違いにより、コントローラを実機に移すと挙動が変わります。
- リアルタイムファクタ（real-time factor）
- シミュレーション時間と実時間（壁時計時間）の比です。値が1であれば、シミュレーションは現実と同じ速さで進みます。これは実際のソフトウェアやハードウェアと接続する場合に重要です。
- リスクアセスメント（risk assessment）
- 機械やアプリケーションの危険源を特定し、そのリスクを見積もり、低減のための対策を選ぶ文書化されたプロセス。すべてのロボットの設置に必要であり、その結果によって求められる安全性能が決まります。
- リンク（link）
- 上腕やすねのような、ロボットの機構を構成する剛体です。リンク同士は関節でつながっています。
ル
- ループ閉じ込み（loop closure）
- ロボットが以前に地図を作った場所に戻ってきたことを認識し、その拘束を地図に追加することです。ループを一周する間に蓄積したドリフトを補正しますが、誤ったループ閉じ込みは地図を破綻させることがあります。
レ
- レンズ歪み（lens distortion）
- 実際のレンズのピンホールモデルからのずれです。主なものは、画像の端付近で直線を曲げる放射方向歪みです。キャリブレーションで歪みを推定すると、画像の歪みを補正できます。
- レンチ（wrench）
- 剛体に働く力とトルクをまとめた6要素のベクトルです。力覚センサはレンチを出力し、ヤコビ行列の転置はツールに働くレンチを関節トルクに変換します。
ロ
- ローカルプランナ（local planner）
- ナビゲーションスタックのうち、グローバル経路を高い周期で速度指令に変換し、地図に載っていない障害物を回避する部分です。Nav2ではこれをコントローラと呼びます。
- ロール・ピッチ・ヨー（roll, pitch and yaw）
- 剛体のx軸、y軸、z軸まわりに回転させる一般的なオイラー角の慣例で、名前は航空機の動きに由来します。URDFのoriginでは、姿勢をラジアン単位のロール・ピッチ・ヨーで与えます。
- ローンチファイル（launch file）
- パラメータ・リマッピング・名前空間を指定して一連のROS 2ノードを起動するファイルで、Python、XML、YAMLのいずれかで書きます。複数ノードからなるシステムを1つのコマンドで起動できるようにします。
- ロボット・アズ・ア・サービス（robots as a service）
- 顧客がロボットを購入する代わりに、サブスクリプション料金またはタスク単位の料金を支払う事業モデルで、保守とアップデートは提供者が担います。AMRのフリート運用で一般的です。
- ロボット（robot）
- 周囲を感知し、何をすべきかを判断し、モータなどのアクチュエータを通じて物理世界に働きかける機械です。固定設置のアーム、車輪型・脚式のプラットフォーム、ドローン、水中ビークルまでを含む用語です。
- ロボットセル（robot cell）
- 1台以上のロボットと、そのツーリング・治具・コンベア・安全防護をまとめた独立した作業エリアです。セルは一つの単位として設計・防護・認証されます。
- ロボット基盤モデル（robot foundation model）
- ロボットとインターネットの幅広いデータで事前学習した大規模モデル。少ない追加データで多くのタスクやロボットに適応させることを想定しています。こうしたモデルがどの程度汎化するかは、まだ未解決の研究課題です。
位
- 位置姿勢（pose）
- ある座標系に対する別の座標系の位置と姿勢です。3次元の位置姿勢は6 自由度です。
作
- 作業領域（workspace）
- エンドエフェクタが到達できる位置、または位置と姿勢の集合です。器用作業領域（dexterous workspace）は、あらゆる姿勢をとれる、より狭い領域です。
保
- 保護停止（protective stop）
- ライトカーテンや力の制限値などの安全防護によって自動的に作動し、ロボットを停止させる停止。原因が取り除かれれば再開できます。オペレータによる非常停止とは区別されます。
全
- 全身制御（whole-body control）
- 脚式ロボットや移動マニピュレータの全関節トルクを一度に計算し、接触とトルクの制約のもとで、バランス・足の接地・手の運動など優先度を付けた複数のタスクを満たす手法です。通常は制御ステップごとに二次計画問題として解きます。
共
- 共分散（covariance）
- 推定値の不確かさと、その各成分の誤差どうしの相関を表す行列です。このため、ROSの姿勢メッセージとオドメトリメッセージは 6 × 6 の共分散行列を持ちます。
再
- 再帰ニュートン・オイラー法（recursive Newton-Euler algorithm）
- 速度をベースから先端へ外向きに、力を先端からベースへ内向きに伝える、効率的な逆動力学の手法です。計算量はリンク数に比例して増えます。
- 再自己位置推定（relocalisation）
- トラッキングを失った後や起動時に、既存の地図内でロボットの姿勢を回復することです。場所認識を行ったうえで、精密な位置合わせをします。
出
- 出力側換算慣性（reflected inertia）
- 減速機の出力側から見たモータのロータ慣性で、減速比の2乗倍になります。減速比が高いとモータが関節の慣性の大部分を占めるようになり、関節が衝撃を安全に吸収しにくくなります。
分
- 分布シフト（distribution shift）
- 方策が訓練中に経験した状況と、運用時に遭遇する状況の食い違い。模倣学習では方策自身の誤差が原因となり、デモンストレーションが一度も通らなかった状態に方策を導きます。
制
- 制御周波数（control rate）
- コントローラがセンサを読み取り、出力を更新する頻度で、ヘルツで表します。トルク制御型のアームでは関節ループを1 kHzで動かすのが一般的で、上位のプランナははるかに低い頻度で更新します。
- 制御帯域（control bandwidth）
- 閉ループが目標値によく追従できる上限の周波数です。内側の電流ループは速度ループより帯域が高く、速度ループは位置ループより高速です。
剛
- 剛体動力学（rigid-body dynamics）
- 変形しない物体からなる系で、力とトルクがどのように運動を生むかを扱う分野です。ロボットアームや脚式ロボットのモデルは、ほぼ常にリンクを剛体と仮定します。
力
- 力制御（force control）
- ロボットの位置ではなく、環境に加える力を調整する制御です。ハイブリッド方式では、表面を拭く作業のように、一部の軸で力を、残りの軸で位置を制御します。
- 力覚センサ（force-torque sensor）
- 通常は手首に取り付け、そこを通る3軸の力と3軸のトルクを測るセンサです。アドミタンス制御、接触検出、搭載物（ペイロード）の推定に使えます。
加
- 加速度センサ（accelerometer）
- 各軸方向の比力（加速度から重力を引いたもの）を測るセンサです。静止時には重力を読み取るため、ロールとピッチは分かりますが、ヨーは分かりません。
動
- 動作計画（motion planning）
- 開始から目標までのロボットのコンフィギュレーションの列を、衝突を避け、ロボットの制約を守るように求めることです。プランナはコンフィギュレーション空間で計算します。
- 動力と力の制限（power and force limiting）
- 協働運転の方式の一つです。人との接触は起こり得ますが、ロボットの速度・力・エネルギーを制限し、合意したしきい値を下回るようにします。ほとんどの協働ロボットはこの方式を前提に設計されています。
- 動的ウィンドウ法（dynamic window approach）
- 次の制御周期内に到達可能な速度指令をサンプリングし、それぞれを短時間シミュレーションして、進捗・障害物との距離・速度のスコアで最良のものを選ぶローカルプランナです。
協
- 協働ロボット（cobot）
- collaborative robotの略で、固定の安全柵なしで人の近くで作業するよう設計されたアームです。通常は動力と力の制限によってこれを実現します。ただし、個々のアプリケーションが安全柵なしで安全かどうかは、アーム単体ではなく、そのアプリケーションのリスクアセスメントで決まります。
- 協働運転（collaborative operation）
- ロボットの稼働中に人とロボットが作業空間を共有するロボット運転で、特定の安全防護方式を用います。標準的な方式は、安全適合監視停止、ハンドガイド、速度と間隔の監視、動力と力の制限です。
占
- 占有格子地図（occupancy grid）
- 空間をセルに分割し、各セルにそのセルが占有されている確率を持たせた地図です。ROSにおける2Dナビゲーションの標準的な地図形式です。
反
- 反復最近点法（iterative closest point）
- 各点を最近傍点と対応付け、最適な剛体変換を解く処理を繰り返して、2つの点群を位置合わせするアルゴリズムです。ある程度良い初期推定がないと、誤った位置合わせに収束します。
可
- 可搬重量（payload）
- ロボットが定格性能を満たしながらツールフランジで運べる質量で、グリッパ自体の質量も含みます。メーカーは通常、荷重の重心がフランジから所定の距離にある条件で可搬重量を定めています。
- 可操作度（manipulability）
- コンフィギュレーションが特異点からどれだけ離れているかを表すスカラー指標です。ヤコビ行列とその転置の積の行列式の平方根がよく使われます。計画器はこれを使って、アームを条件のよい姿勢に保ちます。
右
- 右手の法則（right-hand rule）
- 軸の向きを決める慣例です。右手の指をxからyへ曲げたとき、親指がzの向きを指します。同じ規則で、軸まわりの回転の正の向きも決まります。
合
- 合成データ（synthetic data）
- 実機で記録する代わりに、シミュレーションやレンダリングで生成した学習用またはテスト用のデータ。正確なラベルが付きますが、シミュレータの不足点もそのまま引き継ぎます。
同
- 同次変換（homogeneous transformation）
- 回転行列と並進ベクトルを1つにまとめた4×4行列で、剛体運動を1回の行列積で表せるようにします。座標系をつなぐ操作は行列の積になり、逆行列で運動を元に戻せます。
四
- 四元数（quaternion）
- 4つの数で回転を表す表現で、ジンバルロックが起きません。単位四元数は回転軸と角度を表します。成分の順序はライブラリによって異なり、MuJoCoとspatialmathは(w, x, y, z)、ROSのメッセージとSciPyは(x, y, z, w)の順で格納します。
- 四脚ロボット（quadruped）
- 4本の脚を持つロボットです。立っているときは静的に安定なので二足ロボットより導入しやすく、点検や研究に使われています。
回
- 回転行列（rotation matrix）
- 姿勢を表す、または座標系間でベクトルを回転させる、行列式が1の3×3直交行列です。各列は、一方の座標系の軸をもう一方の座標系の座標で書いたものです。
- 回転関節（revolute joint）
- 蝶番のように、固定された1本の軸まわりに回転する関節です。ロボットアームの関節の大半は回転関節で、その位置はラジアン単位の角度で表します。
固
- 固定翼UAV（fixed-wing UAV）
- 主翼で揚力を得る無人航空機で、マルチコプターよりはるかに長い航続距離と航続時間を持ちます。離着陸には場所が必要で、ホバリングはできません。
圧
- 圧力中心（centre of pressure）
- 片足または複数の足に作用する床反力の合力の作用点で、足裏の力覚センサで計測します。平地でロボットが釣り合っているとき、ゼロモーメントポイントと一致します。
基
- 基準マーカー（fiducial marker）
- 1枚のカメラ画像から確実に検出でき、そのIDと姿勢が得られるよう設計された印刷パターンです。ロボットではキャリブレーション、ドッキング、正解データ（グラウンドトゥルース）の取得に使います。
報
- 報酬関数（reward function）
- 強化学習のエージェントに、各ステップでどれだけうまくいっているかを伝えるスカラー信号。設計の悪い報酬は、設計者が意図しなかった形で悪用されます。
多
- 多指ハンド（dexterous hand）
- 多数の駆動関節を持つ多指のロボットハンドで、把持したまま物体の位置や姿勢を変えられます。制御とセンシングは2指グリッパよりはるかに難しくなります。
姿
- 姿勢制御（attitude control）
- 航空機や宇宙機の姿勢を制御することです。マルチコプターでは、より低速な位置・速度ループの内側で動く高速なインナーループとして実行します。
安
- 安全度水準（safety integrity level）
- IEC 61508系の規格で、安全機能が実現しなければならないリスク低減を表す離散的な尺度。数字が大きいほど、許容される故障確率は低くなります。SILは機械全体ではなく、安全機能に対して割り当てられます。
- 安全適合監視停止（safety-rated monitored stop）
- 協働運転の方式の一つです。人が共有空間にいる間、ロボットは安全適合の監視下で停止して静止状態を保ち、人が離れると自動的に動作を再開します。
定
- 定常偏差（steady-state error）
- 応答が落ち着いた後も残る、目標値と出力の差です。一定の目標値と、重力のような一定の外乱に対しては、積分項によって除去できます。
工
- 工場受入試験（factory acceptance test）
- ロボットシステムの出荷前に、顧客の立ち会いのもと製作者の工場で行う試験です。据付後には、現地受入試験（site acceptance test）で同じ確認を繰り返します。
差
- 差動駆動（differential drive）
- 1本の車軸上に独立して駆動される2つの車輪を持ち、両輪の速度差で旋回する駆動方式で、支持用のキャスタを備えます。その場で旋回できますが、横方向には移動できません。
平
- 平行グリッパ（parallel-jaw gripper）
- 2本の指が直線に沿って互いに近づくように閉じるグリッパです。単純で信頼性が高く、ピックアンドプレース作業の大部分をカバーします。
座
- 座標系（coordinate frame）
- 世界、ロボットのベース、カメラ、ツールなどに固定した原点と、互いに直交する3本の軸です。位置や姿勢は、どの座標系で表したものかを明示して初めて意味を持ちます。
強
- 強化学習（reinforcement learning）
- ラベル付きの例からではなく、報酬信号を手がかりに試行錯誤で方策を学習する手法。数百万回の試行を必要とするため、ロボティクスでは主にシミュレーションで行います。
慣
- 慣性テンソル（inertia tensor）
- 物体の質量が重心のまわりにどう分布しているかを表す 3×3 の対称行列で、各軸まわりの回しにくさを決めます。URDFとMJCFのファイルには、リンクごとに1つずつ記述されます。
把
- 把持（grasp）
- グリッパの姿勢と指の位置で定まる、グリッパと物体の間の接触の組で、物体を保持するものです。良い把持は、作業中に加わる力に耐えます。
- 把持計画（grasp planning）
- 既知のモデルから、またはセンサデータから直接、物体のどこをどのように把持するかを決めることです。学習ベースの把持プランナは、点群や深度画像の上で多数のグリッパ姿勢の候補を評価します。
拡
- 拡張カルマンフィルタ（extended Kalman filter）
- 非線形システム向けのカルマンフィルタです。運動モデルと観測モデルを、ヤコビ行列を使って現在の推定値のまわりで線形化します。ロボットのセンサフュージョンで最もよく使われる手法ですが、線形化が不適切だと発散することがあります。
- 拡散方策（diffusion policy）
- 拡散モデルで行動を生成する方策。ノイズから出発し、段階的に洗練して行動列にします。同じ状況が複数の異なるやり方で解かれているデモンストレーションにも対応できます。
指
- 指数積（product of exponentials）
- 順運動学を、スクリュー軸の行列指数関数の積として書く方法です。すべてを1つの固定座標系で表します。リンクごとの座標系が不要なため、Denavit-Hartenbergより設定が簡単です。
接
- 接触スケジュール（contact schedule）
- 各足が接地しているか空中にあるかの、計画されたタイミングです。脚式ロボット向けのモデル予測制御（MPC）コントローラは、多くの場合これを固定の入力として受け取ります。
- 接触の多いマニピュレーション（contact-rich manipulation）
- 挿入、拭き取り、組立のように、持続的な接触や変化する接触に依存する作業です。純粋な位置制御ではなく、力制御やコンプライアンスが必要です。
- 接触モデル（contact model）
- 物体同士が触れたときの力を、めり込み、摩擦、反発を含めてシミュレータがどう計算するかを定めたものです。接触のモデル化は、シミュレータ間の違い、そしてシミュレーションと現実の違いの最大の原因です。
推
- 推測航法（dead reckoning）
- 既知の出発点・方位・速度・経過時間から、外部からの位置補正なしに現在位置を求める方法です。オドメトリは、ロボットのセンサを使った推測航法です。
摩
- 摩擦モデル（friction model）
- 関節の抵抗トルクの記述です。通常は、運動を妨げる一定のクーロン摩擦と、速度に比例する粘性摩擦の和で表します。減速機があると関節摩擦は大きく予測しにくくなり、モータ電流からのトルク推定が制約されます。
- 摩擦円錐（friction cone）
- 滑りを生じない接触力の集合で、面の法線を軸とし、半頂角が摩擦係数で決まる円錐です。把持解析と脚式ロボットのコントローラはどちらも、接触力をこの円錐の内側に保ちます。
支
- 支持多角形（support polygon）
- ロボットの接地点の凸包です。静的な釣り合いには、重心がその上方にあることが必要です。足裏全体を接地した動的な釣り合いには、ゼロモーメントポイントがその内側にあることが必要です。
整
- 整定時間（settling time）
- ステップ入力の後、出力が最終値の周りの許容帯（一般に2%または5%）に入り、そこにとどまるまでの時間です。サイクルタイムの見積もりを実際に左右するのは、多くの場合この値です。
方
- 方策（policy）
- ロボットが観測したものを、ロボットが取る行動に対応付ける関数。ロボット学習では通常ニューラルネットワークです。
時
- 時間パラメータ化（time parameterisation）
- 幾何学的な経路に時間情報を割り当て、速度・加速度、場合によっては躍度の制限を守るようにすることです。時間最適な手法は、与えられた経路に沿って制限が許す限り速く動きます。
模
- 模倣学習（imitation learning）
- タスクのデモンストレーションから方策を学習する手法。デモンストレーションは通常テレオペレーションで記録します。強化学習よりはるかに少ない試行で済みますが、追加の手順なしではデータの水準を超えられません。
機
- 機能安全（functional safety）
- 全体の安全のうち、ソフトウェアを含む制御システムが故障や危険な状態に正しく応答することに依存する部分。定められたライフサイクルと、定量化された信頼性目標によって示します。
歩
- 歩容（gait）
- 脚の動きのパターンとタイミングです。四脚ロボットではウォーク、トロット、ペース、バウンドなどがあります。歩容によって同時に接地する足の数が異なり、そのため安定性と速度も異なります。
歪
- 歪対称行列（skew-symmetric matrix）
- 転置の符号を反転したものに等しい3×3行列です。ベクトルから作り、この行列を掛けると外積が得られます。角速度や回転の行列指数関数は、この行列を使って書きます。
油
- 油圧アクチュエータ（hydraulic actuator）
- 加圧した油で駆動するシリンダまたは回転モータです。大きさの割に非常に大きな力を出せるため、重機や一部の脚式ロボットに使われます。ただし、ポンプ・ホースと油漏れへの対策が必要です。
波
- 波動歯車装置（harmonic drive、strain wave gear）
- 楕円形のウェーブジェネレータで変形させた歯付きの薄肉カップを、剛体の内歯リングと噛み合わせる小型の減速機です。1段で高い減速比が得られ、バックラッシは実質的にありません。Harmonic Driveは登録商標で、一般名称は波動歯車装置（strain wave gearing）です。
- 波動歯車装置（strain wave gearing）
- Harmonic Driveの商標で販売されている歯車形式の一般名称です。ハブ: アクチュエータと駆動系
浮
- 浮遊ベース（floating base）
- 脚式ロボットやヒューマノイドのように、ベースが環境に固定されていないロボットです。そのモデルには、ベースの位置姿勢を表す駆動されない 6 自由度が追加されます。この6つを動かせるのは接触力だけです。
深
- 深度カメラ（depth camera）
- ステレオマッチング、構造化光、またはToF（time of flight）を使い、画素ごとの距離を出力するカメラです。多くは深度に位置合わせしたカラー画像も出力し、これをRGB-Dと呼びます。
- 深度画像（depth image）
- 画素値が色ではなく距離を表す画像です。カメラの内部パラメータを使えば、そのまま点群に変換できます。
減
- 減衰最小二乗法（damped least squares）
- ヤコビ行列の擬似逆行列に小さな減衰項を加える、数値的な逆運動学の更新則です。追従精度をわずかに犠牲にする代わりに、特異点の近くでも関節速度を有界に保ちます。
- 減速比（gear ratio）
- 出力軸を1回転させるのに必要な入力軸の回転数です。減速比が大きいとトルクは減速比倍に、速度は減速比分の1になります。また、換算慣性は減速比の2乗倍になります。
準
- 準ダイレクトドライブ（quasi-direct drive）
- 高トルクモータと低減速比の減速機（多くは遊星歯車1段）を組み合わせたアクチュエータです。関節は逆駆動可能なまま保たれ、衝撃に対しても透過性を保ちます。多くの四脚ロボットがこの設計を採用しています。
点
- 点群（point cloud）
- LiDARや深度カメラが出力する3D点の集合で、色や強度を伴うこともあります。ROS 2ではsensor_msgs/PointCloud2メッセージで扱います。
物
- 物体姿勢推定（object pose estimation）
- ロボットが物体を把持したり配置したりできるよう、カメラに対する物体の6 自由度（DoF）の姿勢を推定することです。手法はモデルベースのマッチングから学習済みネットワークまでさまざまです。
- 物体検出（object detection）
- 画像内の既知クラスの物体を見つけ、それぞれのバウンディングボックスとラベルを返すことです。ロボットにはボックスだけでは足りないことが多いため、検出の後にセグメンテーションや姿勢推定を行います。
- 物理エンジン（physics engine）
- 剛体の動力学を時間方向に進め、接触と関節の拘束を解くソフトウェアです。エンジンごとに、速度・安定性・接触の精度の間で異なるトレードオフを取っています。
特
- 特徴点マッチング（feature matching）
- 画像中の特徴的な点を検出し、その周辺を記述して、画像間で似た見た目の点どうしを対応付けることです。ビジュアルオドメトリ、SLAM、ステレオの基盤になっています。
- 特殊ユークリッド群SE(3)（special Euclidean group SE(3)）
- 3次元のすべての剛体運動の集合で、各要素は回転と並進の組み合わせです。位置姿勢と同次変換はどちらもSE(3)の元です。
- 特殊直交群SO(3)（special orthogonal group SO(3)）
- 3次元の回転行列すべての集合で、行列積について群をなします。回転を単なる数値の組ではなくSO(3)の元として扱うと、フィルタリングや最適化での多くの誤りを避けられます。
- 特異点（singularity）
- ヤコビ行列のランクが落ちるコンフィギュレーションです。関節をどう動かしても、エンドエフェクタはある方向に動けなくなります。特異点の近くでは、ツールをわずかに動かすだけで非常に大きな関節速度が必要になります。
状
- 状態推定（state estimation）
- ノイズを含むセンサデータと運動モデルから、ロボットが直接測れない量（位置姿勢や速度など）を推定することです。結果は、推定値とその不確かさの組として得られます。
- 状態空間モデル（state-space model）
- システムを、状態ベクトルについての1階の微分方程式または差分方程式と、入力・測定出力で記述したものです。LQR・MPC・カルマンフィルタは、すべてこの形式で書かれます。
産
- 産業用ロボット（industrial robot）
- 製造業で溶接・塗装・ハンドリング・組立などの作業に使われる、プログラム可能な多軸マニピュレータです。従来の産業用ロボットは安全柵の内側で、人から隔離されて作業します。
直
- 直交位相エンコーディング（quadrature encoding）
- 位相を4分の1周期ずらした2つのエンコーダ信号（A相とB相）を使う方式です。エッジの順序から回転方向が分かります。両方の信号のすべてのエッジを数えると、1スリットあたり4カウントになります。
- 直列弾性アクチュエータ（series elastic actuator）
- 減速機と負荷の間に意図的にばねを入れたアクチュエータで、ばねのたわみを測ることで出力の力が分かります。ばねは衝撃も吸収しますが、その代わりに剛性と帯域が低くなります。
- 直動関節（prismatic joint）
- 回転せずに1本の軸に沿ってスライドする関節です。ガントリーの直線軸や、SCARAアームの上下軸は直動関節です。
相
- 相補フィルタ（complementary filter）
- 一方の信号に高域通過フィルタ、もう一方に低域通過フィルタをかけて組み合わせる単純な融合フィルタです。たとえば、短い時間ではジャイロスコープを、長い時間では加速度センサを信頼します。マイクロコントローラで傾きを推定する低コストな方法です。
真
- 真空グリッパ（vacuum gripper）
- 吸着カップと真空源で物体を保持するグリッパです。箱やシートのような平らで気密性のある面に向いており、多孔質の部品や凹凸のある部品は苦手です。
磁
- 磁気センサ（magnetometer）
- 周囲の磁場を測るセンサで、方位を求めるコンパスとして使います。モータ・鉄骨構造・配線によって磁場が乱れるため、多くのロボットや屋内では信頼性が低くなります。
確
- 確率的完全性（probabilistic completeness）
- 経路が存在する場合、プランナを長く実行するほど経路を見つける確率が1に近づくという保証です。RRTとPRMは確率的に完全ですが、経路が存在しないことは証明できません。
積
- 積分ワインドアップ（integral windup）
- アクチュエータが飽和している間に積分項が大きく蓄積する現象です。誤差の符号が反転したとき、大きなオーバーシュートを引き起こします。アンチワインドアップ手法は、出力が制限に達したときに積分器をクランプするか、蓄積分を徐々に減らします。
空
- 空気圧アクチュエータ（pneumatic actuator）
- 圧縮空気で駆動するシリンダまたは柔らかいチャンバです。安価で本質的に柔軟性があるため、グリッパや吸着ツールに向いています。ただし、精密な位置制御は困難です。
立
- 立ち上がり時間（rise time）
- ステップ応答が最終値の低い割合から高い割合に達するまでの時間です。一般には10%から90%までを使います。立ち上がり時間が短いほどループは速くなりますが、減衰が不足しがちです。
- 立ち上げ（commissioning）
- ロボットシステムを現地で設置・設定し、仕様どおりに動くまで検証する作業です。ツールと座標系のキャリブレーション、安全性の妥当性確認、オペレータへの引き渡しを含みます。
符
- 符号付き距離場（signed distance field）
- 各点に最も近い表面までの距離を格納し、物体の内部では負の値をとる地図です。経路計画器や軌道最適化器は、衝突コストとその勾配を高速に求めるためにこれを使います。
粒
- 粒子フィルタ（particle filter）
- 信念を重み付きの多数のサンプルで表す推定器です。サンプルを運動モデルで動かし、各計測をどれだけよく説明するかで重みを付け直します。ロボットがいる可能性のある場所が複数あるような、多峰性の信念も扱えます。
経
- 経路（path）
- 空間またはコンフィギュレーション空間内の幾何学的な曲線で、時間情報を持ちません。プランナは経路を返し、時間パラメータ化によって経路が軌道になります。
絶
- 絶対精度（absolute accuracy）
- ジョグ操作で教示した位置ではなく、ベース座標系で数値指定した位置に、ロボットがどれだけ正確に到達できるかを示します。リンク長や関節オフセットの誤差、負荷によるたわみがあるため、キャリブレーションしない限り繰り返し精度より悪くなります。
線
- 線形二次レギュレータ（linear quadratic regulator）
- LQRの正式名称です。ハブ: 制御
- 線形倒立振子モデル（linear inverted pendulum model）
- ロボットを、質量のない脚の上で一定の高さを保つ質点として扱う、歩行の簡略化モデルです。動力学が線形なので、歩行パターン生成とバランス制御を高速に計算できます。
繰
- 繰り返し精度（repeatability）
- 教示した同じ位置に、何度も繰り返してどれだけ近く戻れるかを示す値で、mm単位の±値で表します。通常は絶対精度よりはるかに良い値になります。
自
- 自己位置推定（localisation）
- 既知の地図の中でロボットの位置姿勢を推定することです。大域的自己位置推定は、位置姿勢がまったく分からない状態から始めます。一方、追跡はすでにおおよそ正しい推定値を精緻化します。
- 自律性（autonomy）
- 人が各ステップを判断することなく、ロボットがタスクのどこまでを自分で完了するかを表します。有無の二択ではなく程度の問題で、完全なテレオペレーションから監視付きの運用、無人での稼働までの幅があります。
- 自律移動ロボット（autonomous mobile robot）
- AMRの正式名称です。ハブ: 移動ロボット
- 自由度（degrees of freedom）
- ロボットのコンフィギュレーションを記述するのに必要な独立変数の数で、アームの場合は通常、関節の数に等しくなります。空間内を自由に動く剛体の自由度は6です。内訳は位置が3、姿勢が3です。
行
- 行動クローニング（behaviour cloning）
- 模倣学習の最も単純な形。教師あり学習で方策を訓練し、各観測に対してデモンストレーションの行動を出力させます。わずかな誤差によって、データが一度も扱っていない状態にロボットが入り込むことがあります。
- 行動空間（action space）
- 方策が選択できる出力の集合。関節トルク、関節位置の目標値、エンドエフェクタの変位量などがあります。この選び方は、方策の学習しやすさと実機への移しやすさに大きく影響します。
衝
- 衝突判定（collision checking）
- ロボットのコンフィギュレーション、または2つのコンフィギュレーション間の動きが、障害物やロボット自身と干渉するかどうかを調べることです。サンプリングベースのプランナでは、通常これが実行時間の大部分を占めます。
観
- 観測ノイズ（measurement noise）
- フィルタが各センサの読み値に割り当てる不確かさです。プロセスノイズと観測ノイズの比によって、フィルタがモデルとセンサのどちらをどれだけ信頼するかが決まります。
- 観測空間（observation space）
- 方策が受け取る入力。関節状態、カメラ画像、力の計測値などです。物体の正確な姿勢のようにシミュレーションでしか得られない観測は、実機に展開する前に取り除くか、推定で得るようにする必要があります。
解
- 解析的逆運動学（analytical inverse kinematics）
- 特定のアーム形状に対して導出した、逆運動学の閉形式解です。すべての解の分岐を直接返します。球面手首を持つ6軸アームの多くは解析解を持ちますが、一般的な形状では数値解法が必要です。
触
- 触覚センサ（tactile sensor）
- 一定の面積にわたって接触を測るセンサです。例えば指先のパッドで、圧力や触れた物の形状を出力します。カメラ式のものは、柔らかいゲルの変形を撮像します。
計
- 計算トルク制御（computed-torque control）
- ロボットの動力学モデルを使って非線形項を打ち消し、PDループで安定化できる単純な線形系を残すコントローラです。モデルが正確で、関節がトルク指令を受け付ける場合によく機能します。
許
- 許容的ヒューリスティック（admissible heuristic）
- 地図上の直線距離のように、真の残りコストを決して上回らない残りコストの推定値です。許容的ヒューリスティックを用いたA*は、最適な経路を見つけることが保証されます。ハブ: 動作計画 関連: A*探索（A* search）
質
- 質量行列（mass matrix）
- 運動方程式に現れる対称正定値行列で、関節加速度と、それを生むのに必要なトルクを結びつけます。各関節まわりのアームの慣性は姿勢に依存するため、この行列はコンフィギュレーションによって変わります。
超
- 超音波センサ（ultrasonic sensor）
- 音のパルスの反響から距離を測るセンサです。安価でガラスも検出できますが、ビームが広く、分解能は粗くなります。
躍
- 躍度最小軌道（minimum-jerk trajectory）
- 躍度の2乗の積分を最小化する軌道で、2点間の移動では5次多項式になります。動き出しと停止が滑らかになり、減速機への負担が小さくなります。
車
- 車輪オドメトリ（wheel odometry）
- 車輪エンコーダのカウントと駆動機構の幾何から求めるオドメトリです。車輪の滑り、床の凹凸、車輪半径の誤差によってドリフトし、特に方位のずれが大きくなります。
軌
- 軌道（trajectory）
- 時間情報を持つ経路で、位置と、通常は速度・加速度を時間の関数として与えます。コントローラが追従するのは経路ではなく軌道です。
- 軌道最適化（trajectory optimisation）
- 動力学・制限値・衝突に関する制約のもとで、時間・労力・滑らかさなどのコストを最小化して軌道を求めることです。滑らかな結果が得られますが、局所最小に陥ることがあります。
軸
- 軸角度表現（axis-angle）
- 単位軸ベクトルと、そのまわりの角度で回転を表したものです。軸に角度を掛けると、多くの最適化ソルバやOpenCVで使われる3要素の回転ベクトルになります。
近
- 近接方策最適化（proximal policy optimisation）
- 広く使われている方策勾配型の強化学習アルゴリズム。1回の更新で方策が変化できる幅を制限します。並列シミュレーションでロコモーション方策を訓練する際によく使われます。
逆
- 逆動力学（inverse dynamics）
- 現在の位置と速度において、与えられた加速度を生むのに必要な関節トルクを計算することです。コントローラはこれをフィードフォワード項として使います。
- 逆運動学（inverse kinematics）
- エンドエフェクタを目標の位置姿勢に置く関節位置を求めることです。解が複数ある場合があり、冗長なアームでは無数に存在します。目標の位置姿勢が届かない範囲にあれば、解はありません。
- 逆駆動性（backdrivability）
- モータに通電していないとき、出力側を押して関節をどれだけ容易に回せるかを表します。逆駆動可能な関節は接触時に安全で、モータ電流からトルクを推定できます。
速
- 速度と間隔の監視（speed and separation monitoring）
- 協働運転の方式の一つです。人までの距離の測定値に基づいてロボットが減速または停止し、接触が起きないようにします。レーザスキャナなどの安全適合センサを使います。
遊
- 遊星歯車減速機（planetary gearbox）
- 中心の太陽歯車と外側の内歯車の間を遊星歯車が回る減速機で、負荷を複数の歯で分担します。低い減速比では効率が高く逆駆動も可能ですが、ある程度のバックラッシがあります。
運
- 運動学的冗長性（kinematic redundancy）
- タスクに必要な数より多くの関節を持つことです。例えば 7 自由度（DoF）のアームで、ツールを 6 自由度の位置姿勢に置く場合がこれに当たります。余分な自由度は、障害物・関節リミット・特異点の回避に使えます。
- 運動方程式（equations of motion）
- 関節トルクと、関節の加速度・速度・位置を結びつける微分方程式です。アームの場合は、質量行列と加速度の積にコリオリ項・遠心力項・重力項を加えたものが、加えたトルクに等しいという形になります。
- 運動連鎖（kinematic chain）
- ベースから先端まで、リンクを関節でつないだ連なりです。一般的なロボットアームのように一端が自由なものを開ループ連鎖、自分自身に戻ってループを作るものを閉ループ連鎖と呼びます。
重
- 重力補償（gravity compensation）
- アームを重力に抗して保持するのに必要なトルクを動力学モデルから計算し、コントローラの出力に加えることです。重力補償を行うと、トルク制御のアームはその場に浮いたように静止し、手で押して動かせます。
- 重心（centre of mass）
- 並進運動について、物体の質量が集中しているとみなせる点です。脚式ロボットのバランス制御では、重心の地面への投影、またはその動的な等価物を支持領域の内側に保ちます。
- 重心動力学（centroidal dynamics）
- ロボット全体の重心まわりの並進運動量と角運動量の動力学で、外部からの接触力と重力のみによって駆動されます。脚式ロボットの運動計画に使う縮約モデルです。
開
- 開ループ制御（open-loop control）
- 結果を測定せずに指令を送ることです。例えば、ステッピングモータを決まったステップ数だけ送る場合がこれに当たります。外乱とモデル誤差が小さい間しか機能しません。
関
- 関節（joint）
- 2つのリンクをつなぎ、決められた相対運動を許す要素です。通常は1軸まわりの回転か、1軸に沿った直動です。駆動される関節はそれぞれ、機構に1つ以上の自由度（DoF）を加えます。
- 関節空間（joint space）
- ロボットの状態や動きを関節値で表すことです。関節空間での移動では各関節を独立に補間するため、始点と終点の間のツール経路は曲線になります。
零
- 零空間（null space）
- エンドエフェクタの動きを生じない関節速度の集合で、冗長なアームに存在します。コントローラは副次的な目標をこの空間に射影し、主タスクを乱さないようにします。
静
- 静的安定性（static stability）
- 重心が支持多角形の上方にとどまるため、運動に頼らずにあらゆる瞬間で保たれる釣り合いです。3本の足を接地したゆっくりした歩行は静的に安定ですが、トロットや走行はそうではありません。
非
- 非ホロノミック拘束（nonholonomic constraint）
- 横滑りできない車輪のように、位置の制約に積分できない速度の制約です。自動車でも任意の姿勢に到達できますが、切り返しが必要です。そのため、プランナはこの拘束を守る必要があります。
- 非常停止（emergency stop）
- 手動で操作する制御機器。通常は黄色の背景に赤いきのこ形ボタンを配したもので、危険な動きを停止させ、意図的にリセットするまでラッチされたままになります。安全防護の代わりではなく、補助的な対策です。
順
- 順動力学（forward dynamics）
- 与えられた関節トルクと外力から生じる加速度を計算することです。シミュレータは時間ステップごとに順動力学を計算します。
- 順運動学（forward kinematics）
- 関節位置からエンドエフェクタの位置姿勢を計算することです。シリアルアームでは関節ごとに1つの同次変換を連ねたものになり、解は常に1つに定まります。