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低価格な創造性開発実験セットの構築および創造性育成教育の定量的評価

研究課題

研究課題/領域番号 17500610
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関豊田工業高等専門学校

研究代表者

杉浦 藤虎 (杉浦 籐虎)  豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 准教授 (70206407)

研究分担者 伊藤 和晃  豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 講師 (10369986)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,730千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 330千円)
2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード工学教育 / 創造性教育 / 高等専門学校 / 実践教育 / ものづくり / 教育効果
研究概要

ロボコン経験者向けに特化した,自律移動型サッカーロボットの設計と研究開発を基本とした低価格な創造性開発実験セットを構築した.その上で,ロボットおよびシステムの性能評価と実験に参加した学生の創造力の向上の度合いを定量的に評価した.システムの性能は,ロボカップジャパンオープン2006年3位,2007年準優勝,ロボカップ世界大会2006年決勝トーナメント進出ベスト12,同2007年ベスト8の成績から判断して十分に高いと考えられる.創造性開発実験の4つのテーマとして行った内容を以下に示す.
1.画像・通信に関して,2台のカメラによるグローバルビジョンシステムとした.画像処理の認識・検索処理の際,全画面でなく,マシンやボール周辺のみの部分解析を行うとともに,高性能無線機の導入により処理の高速化を図った.
2.電子回路に関して,処理能力向上のため,ロボットに搭載したCPUを16ビットマイコンに変更した.ホイールの空転を防ぐための加速度センサを追加し,さらにキック力を容易に制御するためトリガーデバイスをリレーからFETに変更した.受信回路における誤り訂正回路,電磁ソレノイド用充電回路などを設計,作製した.
3.戦略プログラムの作成に関しては,観測ノイズを低減するためのカルマンフィルタや動力学ソフトを導入した.またパスプレーに対応する協調動作,シミュレーションなどのプログラムを開発した.
4.ロボット製作に関しては,メカナムホイールを使用したキーパー専用ロボット,全方向移動ホイール,ドリブル機構,キック機構,およびボール速度測定装置などを作製,改良した.
以上の作製を通して実験に参加した学生の創造力や技術能力を定量的に評価した.その結果,サッカーロボットを用いた実験に参加する前と比較して,参加者の創造力,思考方法や問題解決能力は,顕著に向上することなどが示された.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] RoboCup小型リーグ用ソレノイドアクチュエータの設計と最適化2008

    • 著者名/発表者名
      山内 啓大朗
    • 雑誌名

      国立高等専門学校機構 創造性を育む「卒業研究」集 平成19年度版

      ページ: 123-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The design and optimization of solenoid actuator for RoboCup small league2008

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Yamauchi
    • 雑誌名

      Institute of National Colleges of Technology Graduation study to bring up creativity in2007 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] カルマンフィルタを用いたロボカップAIシステムにおける観測雑音の除去2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅大
    • 雑誌名

      国立高等専門学校機構 創造性を育む「卒業研究」集 平成18年度版

      ページ: 124-124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The reduction of the observable noise using Karman filter in RoboCup Al system2007

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kato
    • 雑誌名

      Institute of National Colleges of Technology Graduation study to bring up creativity in2006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] カルマンフィルタを用いたロボカップAIシステムにおける観測雑音の除去2007

    • 著者名/発表者名
      加藤雅大
    • 雑誌名

      国立高等専門学校機構 創造性を育む「卒業研究」集平成18年度版

      ページ: 124-124

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] ロボカップ用AIサーバプログラムの構築-戦略と協調動作に関して-2006

    • 著者名/発表者名
      岩田 高広
    • 雑誌名

      国立高等専門学校機構 創造性を育む「卒業研究」集平成17年度版

      ページ: 118-118

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Construction of the Al server program of RoboCup for strategical and cooperative motion-2006

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Iwata
    • 雑誌名

      Institute of National Colleges of Technology Graduation study to bring upcreativity in 2005

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 豊田高専におけるロボットコンテストを利用した実践的創造性教育2006

    • 著者名/発表者名
      杉浦藤虎, 渡辺正人, 伊藤和晃
    • 雑誌名

      平成18年度工学・工業教育研究講演会講演論文集

      ページ: 348-348

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 高専の技術者育成におけるロボコンおよびロボカップ参加の現状とその役割2005

    • 著者名/発表者名
      杉浦 藤虎
    • 雑誌名

      工学教育 53巻・5号

      ページ: 71-76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Present Circumstances and its Effect of Participation in NHK Robocon/RoboCup Competition forEngineeringEducationin College of Technology2005

    • 著者名/発表者名
      Touko Sugiura
    • 雑誌名

      Japanese Society for Engineering Education Vol.53, No.5

      ページ: 71-76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高専の技術者育成におけるロボコンおよびロボカップ参加の現状とその役割2005

    • 著者名/発表者名
      杉浦藤虎, 伊藤和晃, 渡辺正人
    • 雑誌名

      工学教育 53巻・5号

      ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 豊田高専におけるロボットコンテストを利用した実践的創造性教育2006

    • 著者名/発表者名
      杉浦 藤虎
    • 学会等名
      日本工学教育協会
    • 発表場所
      平成18年度工学・工業教育研究講演会(北九州国際会議場)
    • 年月日
      2006-07-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Practical education of creativity using the various robot contests in Toyota National College of Technology2006

    • 著者名/発表者名
      Touko Sugiura
    • 学会等名
      Japanese Society of Engineering Education
    • 発表場所
      North Kyusyu International Conference Hall
    • 年月日
      2006-07-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.ee.toyota-ct.ac.jp/~masa//2008Qualfi/pre1.wmv

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.ee.toyota-ct.ac.jp/~masa//2008Qualfi/pre1.wmv

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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