2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of education programs for next-generation cooperation IoT system
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19K02991
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| Research Institution | Osaka Prefecture University College of Technology |
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Principal Investigator |
早川 潔 大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20325575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 健 大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00469587)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | IoT / AI / ドローン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の研究実績として，大きく２つ挙げらえれる．１つは，本校1年生または本校3年生対象の実験教材に研究開発，もう１つは実験教材に取り入れるための現場のIoTシステムの研究開発である．
2019年度に引き続き，本校３年度のIoT実験実習の教材開発を行った．2019年度で使用したマイコンの動作が遅いことと，今後AI実装にも力をいれることからAIの推論エンジンを搭載しやすいマイコンJetson Nanoに変更して，教材開発を行った．
本実験のシステム構成は，センサー，Arduino，Jetson Nano，および無料クラウドのpubnubで構成されている．昨年度から企業や大学との共同研究でIoT・AIをシステムを研究開発した経験から，センサー情報を収集するのはArduinoに任せて，Jetson Nanoがクラウドとの通信やAI推論を担う構成にした．この構成は，エッジコンピューティングと呼ばれており，今後のIoT・AIのシステム構成の主流となるシステムである．学生にこの教材を使ってIoTシステムを作成してもらった．センサーで室内の状態をクラウドに挙げて，ある条件になったら，換気扇を回すIoTシステムなど，コロナ禍を考えたシステムも見られた．
本校1年生のIoTシステムとして，ドローンを活用した飛行プログラミング演習の教材を開発した．インターネットにつながったドローンをパソコンで操縦する教材開発を行った．パソコンでの操縦はあらかじめプログラムされた経路を飛行するようにして，そのプログラムをスクラッチというパズルプログラムで作成させた．
これらの実験開発を実社会につながったものにするため，大学や企業との共同研究でもIoT・AIのシステム開発を行った．大学では北海学園大学，企業では川金コアテック・エイワットとIoT・AIに関連する共同研究を行い，成果を国内・国際学会で発表した．
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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
本研究課題では，IoT・AIを4段階に分けている．その4段階とは，１）見える化，２）制御，3）最適化，４）自律である．2019年度，見える化を達成し，2020年度はモーターなどの制御実験に取り入れることができ，学生もその実験を活用したIoTシステムを組むことができている．
社会現場のシステムを取り入れるための共同研究も2019年度はエイワットしか行っていなかったが，2020年度は川金コアテックとも共同研究を行って，現場でのIoT・AIシステムの研究を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の第３段階に相当する最適化に相当する実験教材を開発する．最適化を行うために，AIを導入する．Jetson Nanoにカメラを導入して，文字認識AIや画像分類などのAI実験の教材の開発を行う．また，ドローンの教材にAIを追加する実験教材も開発する．
これらの実験教材を開発するために，引き続き企業・大学との共同研究を行う．最適化の共同研究として，予知保全の共同研究を行う．また，センサーとのIoT関連技術を実験に活かすため，大阪府立大学との共同研究で人体のバイタル情報を無線で送る技術の研究や医学系大学でのセンサー情報通信の研究を行う．企業の共同研究も引き続き行い，これらで得た知見を実験に活かす．
これらの研究で得た成果を学会で発表する．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で，サーバーで使用するGPUなどが品薄になり，仕様・金額にあったサーバーが購入できなかった．そのほかの部品も品薄になり，実験に必要な数を入手できなかった．
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