中学生を対象としたネットワーク接続により協調動作が可能な自律型ロボット教材の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K21049
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 室伏 春樹 静岡大学, 教育学部, 助教 (30609293)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 情報通信ネットワーク / 技術教育 / 協調制御 / 教材開発

Outline of Annual Research Achievements

情報通信ネットワークを利用した協調制御を可能とする自律型ロボット制御基板として，ArduinoおよびRaspberry Piを利用した試作機の作成と関連するネットワーク通信技術についての知見を深めた。
本研究で開発するロボット制御基板はネットワーク通信が重要な位置を占める。Arduinoを用いる場合は入手性および価格面で優位であるが，研究開始当初に検討していた有線通信を実現するために外部の部品が必要となる。Raspberry Piを用いる場合は有線通信が可能な端末を標準で備え，拡張性および機能面で優位であるが，教材として検討するときに価格面の課題がある。そのため，教材としての普及を考えArduinoを主軸とした。
ネットワーク通信技術については，インターネット接続を実現するため，TCP/IPに関する基礎的な情報収集を行った。また，本研究で検討しているIoT技術を適用した製品例を視察し，生徒が検討できる部分と教材として提供すべき部分を再検討した。多くの製品例はあらかじめプログラムが組み込まれており，使用者は簡易な調整しかできていない。ただ，ソニーが開発しているMESHは電子ブロックを模した実物とプログラミング環境を提供しており，使用者の創意工夫が検討できるものであった。このように，MESHは非常に優れたツールであるが，本研究が目指すコンピュータ同士の協調という観点からは弱く，本研究の独自性が認められた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

教材の開発に必要な知識や技能の習得は進んでおり，実践を行う上で必要になる中学校教員との連絡も取れている。そのため，おおむね順調に進展しているものと判断している。

Strategy for Future Research Activity

今年度は開発している教材を学校で適用し，バグやトラブルシューティングのノウハウを形成していく。また，当初の計画通り教材を利用した授業のパッケージ化について近隣地区の教員と連携しながら進めていく。
そして来年度に通常規模の学級で授業実践を行い，学習効果の検討ならびに研究内容を論文として発表・投稿していく。

Causes of Carryover

購入予定の物品調達の遅れ，並びに予定していた出張のキャンセルのため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額については消耗品費で購入予定の物品購入に充てる。これにより，授業実践におけるトラブル発生時の交換部品を確保する。
それ以外の年度予算については，当初計画通りの運用を行う。