Establishment of Systems Realizing Laboratory Classes in Multiple Locations Safely at the Same Time and Together
| Project/Area Number |
22K18620
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 9:Education and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
原 進 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40329850)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椿野 大輔 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00612813)
赤井 直紀 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (40786092)
伊藤 和晃 岐阜大学, 工学部, 教授 (10369986)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 工学教育 / 実験授業 / COVID-19 / 制御工学 / 階層化最適制御 |
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| Outline of Research at the Start |
工学部機械航空工学系学科の教育で重要である実験科目について，ポストコロナ時代への対応や，実験科目を指導できる人材不足・予算縮小などから求められる効率化を念頭に，「離れた複数の場所で同じ実験授業を安全に同時かつ一緒に行うことは可能か？」を明らかにする．特に，本研究では振動工学や制御工学の実験科目を対象とし，このようなシステムの確立のために階層化最適制御理論に基づく独創的なシステム設計論を導入する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
工学部機械航空工学系学科の教育で重要である実験科目について，ポストコロナ時代への対応や，実験科目を指導できる人材不足・予算縮小などから求められる効率化を念頭に，「離れた複数の場所で同じ実験授業を安全に同時かつ一緒に行うことは可能か？」を明らかにすることを目標とした．特に，本研究では振動工学や制御工学の実験科目を対象とし，このようなシステムの確立のために階層化最適制御理論に基づく独創的なシステム設計論の導入を目指している．具体的には，本研究で導入するシステムにより，①少人数ごとに分散して実験を実施可能，②分散実施しても授業の質が維持できる，③学習意欲向上の観点から，多数の受講生の一体感が得られる，④安価に新しい実験システムを導入できる，⑤最小限の指導者で授業全体の安全性を確保した上で，十分な実験教育が行える体制を確立できる，の５つの仕様を満たした実験授業システムの実現に取り組んでいる．
初年度となる令和４年度では，研究代表者が所属する名古屋大学と研究分担者（伊藤）が所属する岐阜大学において上記のような実験科目に導入する基本的な実験装置を準備した．両大学をインターネットで結ぶ実験の前段階として，本年度は２台の実験装置を有線で接続し，階層化最適制御を適用した制御実験に成功した．この成果は複数の国内学会において発表した．同時に，研究代表者と研究分担者（伊藤）がこれまで取り組んできた「飛行ロボットの設計製作に関するPBL」に関しても改善点がないか検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和４年度当初に交付申請書で示した，名古屋大学と岐阜大学で使用する実験装置の準備ならびに，複数実験装置を有線接続した階層化最適制御の実施についてはおおむね計画通り実施できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度の実施計画はおおむね達成できたものの，複数遠隔地にある実験装置をインターネットで結んで同時に実験するためには，いくつか困難な問題があることがわかってきた．当初は通信遅れの問題がネックになるのではないかと予想していたが，それ以上にネットワークのセキュリティ方策とバッティングしないように結ぶ工夫などが必要であることがわかってきた．令和５年度以降はやや苦労が多くなると予想しており，着実な研究推進のために取るべき手段について熟慮している．
初年度（令和４年度）は国内学会での発表に留まったが，令和５年度からは国際会議での発表ならびにジャーナル論文への投稿を目指す．
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
