| 研究実績の概要 |
近年, 産業界では各種センサを用いた自動運転車やドローンなどの開発および実用化が盛んに行われており, 今後益々の発展が期待される. しかし, このような次世代を担うことになる学生への教育は, 急発展する現状に全く追いついていない. そこで本研究では, 先端の制御技術を理解させる事を目指し, ドローンをベースとした教材システムを開発した.
ボディは学生の興味を引き付ける目的から市販のドローンに近い外観とし, FDM方式の3Dプリンタにて製作した. プロペラは安全性の観点から飛行は考慮せず, 極低回転させることで動作の変化をわかりやすくした. 制御システムについてはRaspberry Pi 3を中心に, 加速度, 測距, 気圧等のセンサをI^2C方式にて接続し, 動作用プログラムはPythonで構築した.
本教材完成後, 学生2名に対しそれぞれ2時間程度の模擬授業を実施した. 学生らはプログラミングや電子工作の経験がなかったため, 教材の概要やプログラミング等から説明をした. その後, 測距センサのセンシングデータに応じ, 4つのモータドライバを回転数制御するプログラムを, 事前に用意した資料に沿って打ち込みさせた. 学生らからは「シミュレーションを超えて実際の製品に近いものを動作させること自体が新鮮で面白かった」「電子回路は難しいと思っていたが理解ができ, 更なる興味を持つことができた」といった意見を得た.
本教材の開発によって, プログラミングをすでに習熟している人だけでなく, 初心者にも展開可能なシステムであることが分かった. また実際の製品を模したシステムが, 学生の学習意欲向上のきっかけとなることも分かった. 今後はPBL教育の展開も視野に, 本教材のさらなる活用方法について検討予定である.
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