シミュレータと実機の双方を活用するAIロボットプログラミング学習環境

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K02933
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 宮脇 健三郎 大阪工業大学, 情報科学部, 准教授 (30585005)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 教材情報システム / ロボット / シミュレータ / プログラミング

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではシミュレータと実機の双方を活用するAIロボットプログラミング学習環境の実現を目標とし，次の４つのサブテーマを掲げている．
(a)容易に機能拡張が可能な小型AIロボットとシミュレータの開発．
(b)コンペティション（競争）形式で学習意欲を高めるPBL学習コンテンツの開発．
(c)円滑なPBL推進のためのタスク分担，および遠隔地間の共同開発方式の確立．
(d)構築したPBL環境の評価と総括．
今年度はサブテーマ(c)および(d)に取り組んだ．具体的には中型の実機ロボットを開発し，複数の大学生から構成されるPBLメンバーに分担してソフトウェア開発をしてもらった. 分担内容としては「ロボットの自律移動部分」「ロボットの移動経路可視化部分」「画像処理・物体認識部分」というように分担した．自律移動の部分については前年度と異なり,屋外自律走行を主体としたやや高度な課題を設定した. また,遠隔地間での共同開発においてはgithubを活用して,ソースコードを共有しながら実施することに加えて,Docker上で動作する簡易なシミュレーション環境を実装し,自宅でソフトウェアを構築することも,大学等で実機ロボットを見ながら開発することも可能とした. 以上の成果を応用したロボットを用いて屋外自律走行ロボットの性能を競う「中之島ロボットチャレンジ」という大会にPBLメンバーに参加してもらった. これは,大阪市中央公会堂周辺の約480mのコースをロボットに自律走行させる競技会であるが,無事完走することができた.

Current Status of Research Progress

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

Reason

先述したとおり，今年度は当初目標通りサブテーマ(c)を達成し，(d)に着手しており，研究計画は順調に推移している．
今後も計画通り進められるように注力したい．

Strategy for Future Research Activity

本研究で目指すPBLシステムの枠組みはほぼ完成しており，最終年度となる2024年度は主に評価と総括に取り組む．
2024年度前半は完成したシステムを拡張し，より実践的な内容にしたい．例えば近年，自動配送ロボットが実用レベルに達している．PBLの内容としてもこのような状況に追従できるようにした上で，総括したいと考えている．

Causes of Carryover

物品費について，購入済み機材を活用するなどすることで，予想より安価に済んだため余剰が生じた．
2024年度は総括のための学会発表を行い，使い切るようにしたい．