2020 Fiscal Year Research-status Report
Research on prototype construction method and multi-disciplinary implementation education for developing human resources who can use IoT and AI
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19K03151
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井上 雅裕 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (50407227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北上 眞二 福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (10585871)
中島 毅 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20758304)
清尾 克彦 サイバー大学, IT総合学部, 教授 (40572300)
海津 裕 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70313070)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | IoT / AI / M2M / 教育システム / プロトタイピング / イノベーション / PBL / アセスメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新型コロナウイルスの感染拡大に対して、オンラインでのIoT、AIのプロトタイピング教育環境の構築を推進した。芝浦工業大学システム理工学部では、サーバ、ゲートウェイ、デバイスを含めIoTシステム全体をクラウドでプロトタイピングする環境を構築した。さらに、ハードウェアの映像をオンライン共有しデバッグするシステムを構築した。また、オンラインPBLでのディスカションの可視化するシステムを構築し、国内外のPBLに導入した。同工学部では、高校生向けIoT講座の改良と評価を，オンライン実施の方向に方針を変え準備を進めた．その過程で，オンデマンド教材，及び多種センサを利用可能なプロトタイピングボードを開発した．
福井工業大学では，オンライン型のIoTプロトタイプ開発実習環境の研究を実施した．具体的には教師と受講者の双方からの要件を分析し，この要件を満足するシステムの開発と実使用評価を実施した．
サイバー大学では、IoT人材育成の実績として、IoT入門（講義）、IoTゼミ（演習）をそれぞれ2回（春、秋）ずつ通常通りオンライン（非同期型）で実施した。IoTゼミの成果として、IoTプロトタイプ発展系の事例が蓄積されてきたので、IoTプロトタイプ構築例として研究報告にまとめる。
東京大学では，学部生３年生を対象として「農業IoT概論」の授業をオンラインで行った。講義では，農業におけるIoTの利用の実例について解説し，実習では学生にマイクロコンピュータ（ESP32-WROOM-32D）とブレッドボード，センサ，LED，抵抗などを郵送し，プログラミングとプロトタイプ作成を行った。
M2M・IoT研究会との連携で、AI・機械学習を利活用するための教育法の開発と実践として、事例に基づく教育法を開発し、中小企業技術者向のオンライン教育を行った。また、UXデザイン手法に基づくAIニーズ創出法を開発し、営業スタッフを対象に実践評価を行って、その効果を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの感染の影響で対面での教育と検証が実施できない状況にあり、全ての教育をオンラインに変更し、検証もオンラインで実施した。その結果、新たな取り組みとしてIoT、AIでのオンライン教育の開発が推進できた。また、企業への教育導入も対面からオンラインに変更し、オンラインの制約もあるがオンラインで実施することで講師、受講生とも距離の制約がなくなり、教育が促進された。
研究成果として論文発表12件、学会発表18件を実施した。
一方で、対面でのIoT、AI教育が行えず、ハードウェアを用いたプロトタイプ構築法の実施と検証は実施できていない。国内外での論文発表もオンラインを活用して実施したが、研究者間の交流は大きな制約を受けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度も新コロナウイルス感染防止のため、対面での教育法の開発と検証が制約を受けると想定される。昨年度に進めたオンラインでのIoT、AI教育法を推進し、オンライン教育に対応する教育システムのデジタライゼーション、受講者間のオンラインでの協働作業を促進するシステムの構築を行う。また、対面とオンラインを併用したブレンディッド型およびハイブリッド型のIoT、AI教育法を推進して、大学教育、中小企業技術者教育への適用できる仕組みを構築する。また、リカレント教育等でオンライン教育へのニーズが急速に高まり受講者が増えており、受講者の増加に対応したオンラインでの指導法の構築のための研究が望まれており、教育の質保証の観点での取り組みを行う。
研究成果の国内外への発表を、継続して積極的に実施する。オンラインでの学会は研究成果の発表は支障なく行えるものの、研究者間の交流ができず大きな障害になっている。今年度後期以降での対面での研究の復活を期待しつつ、オンラインと対面の組み合わせを考慮したフレキシブルなスケジュール計画を計画して研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
新コロナウイルスの感染拡大のため、国際会議での論文発表がオンラインに変更となり、国外出張旅費を執行しなかった。また、対面での教育システムの検証を行うことが困難となり、IoTハードウェアの構築を行うことができなかった。
後期以降、新コロナウイルスの感染が治まるのを待って、IoT、AIプロトタイピングの機材費用と国際会議、国内会議での論文発表費用等に充当する。
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