2016 Fiscal Year Research-status Report
IoT連携によるサイバーフィジカルな学習環境の研究
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16K01150
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| Research Institution | Kushiro National College of Technology |
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Principal Investigator |
野口 孝文 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (20141856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千田 和範 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (30342562)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | IoT / 学習環境 / サイバーフィジカルシステム / 試行錯誤 / プログラミング / 協調学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アラン・ケイがコンピュータ上のツールやデータを自由に組み合わせたり編集したりするダイナブックのコンセプトを提唱してから40 年になるが，未だ実現できていない．さらに，我々の周りにはコンピュータが組み込まれた様々な機器があるが，それらをコンピュータ上のツールと自由に組み合わせることもできていない．コンピュータ上の教材や実世界の機器を自由に組み合わせ編集が可能になれば，これまでにない自由度の高い学習環境が実現できると考えられる．
本研究では，実世界にある様々な機器をネットワークで連携しコンピュータ上のオブジェクトと対応できるようにする．学習者自身が試行錯誤しながらコンピュータ上でシステムを組み上げることによって，学習者が思考した仮説を試行錯誤しながら検証することができるサイバーフィジカルな学習環境を実現する．
本年度は，電気工学実験で行っている実験で用いられている実験装置のIoT化とこれを利用したサイバーフィジカルな学習環境を実現した．実現に当たっては，マルチメータとラズベリーパイ，RFID，これまでに開発してきたIntelligentPadシステムを用い自由に装置やアプリケーションを組み合わせることができるシステムを構築した．また，開発した手法を別の工学実験で行っている「LEGOを用いたロボットの製作と制御」に適用することでより自由度の高い試行錯誤ができる見通しを得ることができた．
成果は学会の研究会等で発表を行っている．そのときに得た他の研究者からの評価および意見をもとに，次年度以降システムの改良を行う予定である．
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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
当初の計画通り，汎用的な計測装置であるデジタルマルチメータや電源装置のIoT化を実現し，電気工学分野で行う実験の中で利用できるシステムを実現した．さらに，電気工学分野で行っているメカトロニクスの実験で用いているLEGOマインドストームの装置についてIoT化の目処を付けることができている．本装置をコントロールするサイバースペース上のプログラムとIoT化された実世界上のコントロ-ラを自由に組み合わせることでこれまでにない自由度の高いシステムを目指すことが可能になった．これによって，当初の予定以上に自由度の高いシステムを実現できると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度では，計測装置のIoT化とそれを組み合わせた実験方法の実現を目指していたが，実世界においても試行錯誤が容易なLEGOシステムをIoT化することでより自由度の高い学修支援システムができる可能性が広がった．今後は，この２８年度で得た成果を進展させる．当初の計画では，学生実験装置をIoT化することで自由度の高い協調学習の支援ができることを目指したが，２８年度で得られた知見により個別学習と協調学習の両方を支援するシステムが実現できると考えている．本研究は，個々の学習で十分システムに関する知識を得て，その後協調学習でより深く学ぶといった学習を可能にする．
また今後は，システムの実現と外部への発表を積極的に行う予定である．
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| Causes of Carryover |
学内の行事等により，研究発表の日程が合わなかったため旅費に残額が生じ，次年度に繰り越した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究発表の旅費に充てる．
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