自由度

概要

自由度（Degrees of Freedom、DoF）は、ある物体や機構がとりうる位置と姿勢を一意に表すのに必要な、独立した実数の個数である。ノースウェスタン大学の教科書『Modern Robotics』の説明では、3次元空間の剛体は並進3つと回転3つの計6自由度をもつ。

ロボットアームの先端を空間の中で任意の位置と姿勢に置くには、一般に6自由度が要る。7自由度の腕は1つ余る分を使い、手先を止めたまま肘の位置を変えられる。ロボットハンドやヒューマノイドの仕様では関節の数を自由度として示すことが多いが、腱やリンクで複数の関節を連動させる設計では、関節の数とモーターの数（能動自由度）が一致しない。数字を比べるときは、何を数えているかを確かめる必要がある。

HuRoC の記事から

• 小指と薬指をテープで束ねた1日が決めた4本指。Boston DynamicsがAtlasの新ハンドを13自由度で公開：親指4自由度と残り3本の指各3自由度で計13自由度とした新しいハンドを扱った。
• 指先で立ち、芝生も砂利も這って進む。ETH Zurichが市販の20自由度ハンドWujiに歩き方を学ばせた：各指4自由度のハンドを、脚のように使って移動させた研究を扱った。
• 研究のリファレンス機「FR3」から人型まで。ミライビットがAgile Robots・Frankaの国内代理店に：7自由度の研究用アーム「Franka Research 3」を扱った。