| 研究課題/領域番号 |
19K02991
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09070:教育工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
早川 潔 大阪公立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20325575)
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| 研究分担者 |
和田 健 大阪公立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00469587)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 組込みシステム / IoT / AI / FPGA / エッジシステム / 組込み / クラウド / 実験教材 / ドローン / 協調動作 / 工学実験 / 分散処理 / IoT教育 / 教育工学 / 自律制御 / 組込機器 / 深層学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
IoT実験教材システムは，センサー，FPGA通信・演算ボード，実験室サーバーシステムで構成されている．IoTの段階を４つに分類し（見える化，制御，最適化，自律化），各段階で，独創的かつ実践的なプログラムを用意し，アクティブラーニングにより実験させる．協調・分散システムを効率よく開発させるために，協調・分散用通信機能を装備したFPGA組込ボードおよび協調・分散に特化した通信ライブラリを開発する．この通信ライブラリは並列処理に使われるライブラリをもとにIoT通信用に特化したライブラリを作成し，ライブラリを使って簡単にIoTシステムを開発できる．このような協調・分散に特化した教育教材を作成する．
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| 研究成果の概要 |
次世代IoT化に向けた協調・分散IoTシステム（助け合うIoTシステム）を開発できる実践的な技術者教育プログラムを開発した．実際のIoTシステムを開発し，その結果IoTの段階を３つ考案した．各段階で，独創的かつ実践的なプログラムを用意し，アクティブラーニングにより開発させた．実験教材を3種類開発した．電子回路基礎実験，IoT実験，FPGA実験である．また，企業の新入社員ようにIoT導入教材も作成した．これらのまとめた論文を発表した．また，これらの実験で必要な基礎知識を学ぶための教科書を執筆した．さらに，実験を行った学生にアンケートを行い，本実験教材の有効性を検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究により，協調・分散に対応したIoTシステムの教材の指針が得られた．どのような実験が必要か，分散・協調するIoTシステムを開発上でどのような実験が重要なのかを示すことができた．学生が主体的にIoTシステムを開発するとどのようなものができ，新たな知見が得られた．また，学生にアンケートをとることにより，この実験教材の良い部分や悪い部分が浮き彫りになった．
社会的意義として，この実験教材を使うことにより，より複雑な分散・協調型のIoTシステムを開発できる人材が増える．今後，DXがより一層進んでいく中で，それに対応する技術者を育成できる教材が開発されたと思われる．
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