| 研究課題/領域番号 |
17K01000
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
杉浦 藤虎 豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 教授 (70206407)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 工学教育 / 創造性教育 / ロボット / 実践教育 / ものづくり / 高等専門学校 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はサッカーロボットを用いた出前授業において，多くの体験希望者の要望に答えるため，人工知能を応用したコンピュータ対人間の対戦システムの開発，およびロボットによるシンクロダンスシステムの構築を目的として実施している。
H29年度は，ロボカップ競技で利用しているデスクトップPCの流用をやめ，新規にノートPCで対応できるように，ハードウェア的なシステムの刷新に着手した。従来，カメラがIEEE1394規格であったため，マザーボードを有するデスクトップPCが必要であった。そこでカメラをUSB3.0規格に変更することでノートPCでも対応できるようにした。その結果，従来必要であったデスクトップ1台，ノートPC2台の構成を，ノートPC1台で代替できるようにした。しかしながら，LinuxOS上で認識するカメラの種類が限られており，H29年度末の時点でレンズ交換できるカメラが利用できておらず，カメラを上空3mの位置に設置する必要があり，次年度以降の課題である。
一方，ソフトウェア的には，10年以上前に作成した，ベースとなるシステムを刷新した。そこでまず，従来出前授業でできていた機能の再構築を行った。洗練されたベースシステムによる開発環境の向上のおかげで，短時間に移築ができた。出前授業時のサッカーの試合において幼児でも楽しめるよう，「守る」，「攻める」ボタンの導入，互いのロボットがぶつからないように，制限エリアを設定するなど配慮した。ロボット本体の高性能化とも相まって，操作感のよい新しい操作体験システムを構築することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ソフトウェア的には新システム上に従来の，出前授業用サッカーロボット操縦体験システムを移植できた。また，ハードウェア的には，従来対戦チームごとに必要であったノートPCの台数を1台のみでできるシステムに改良した。デスクトップPCも不要になり，コンパクトに持ち運びできるシステムを構築することができ，ほぼ予定通りの進捗である。ただし，現状の画像処理システム上で認識できるカメラの種類が限定されており，ワイドズームレンズが取り付けられるUSBカメラが利用ができていない。H30年度中には2m以下の高さにズームレンズ付カメラを設置して，フィールド全体（約2m×3m）が見渡せるよう，システムを再構成する予定である。
H29年度は以下の街や会場で，計12回の出前授業を行った。操縦体験者からのアンケート結果では高い評価や激励を頂いている。
・安城市ものづくり推進講座（ロボット講座連続3回～ふれる，うごかす，かんがえる～），・第113回東海技術サロン（CSTCフォーラム名古屋），・瀬戸市立萩山小学校，・とよた科学体験館，・第10回「おもしろ科学教室」（名古屋大学），・豊田市立大林小学校，・とよたものづくりフェスタ2017（わくわくワールド），・第9回よっていきん祭（豊田市），・名古屋市立天白中学校，・H29年度豊橋技術科学大学オープンキャンパス
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの進捗状況を踏まえ，出前授業でのサッカーフィールドの認識に必要な，カメラに関する課題を検討する。人の身長程度の位置にカメラを設置できれば，脚立や椅子に乗っての作業が不要になるため，出前授業を実施する際の安全面での有効性につながる。
また，ロボットのハード面はロボカップ世界大会で使用しているロボットをそのまま使うため，その性能確認を実際の試合に参加して行う。競技フィールドの面積は拡大の一途をたどり，本年度も12m×9mと前年の倍サイズに拡大された。そのため，制御や運動性能の改良と確認は毎年必要である。特にドリブル機構はパスを受ける際に重要であり，味方との連携には欠かせない。現状，十分な精度がないため，機構と制御，材質の面で検討を予定している。出前授業でのロボットの制御はロボカップ競技で使用している手法およびパラメータを流用している。ただし，実際の競技フィールドの1/4以下のサイズで行うため，操縦体験者は俊敏なロボットの動作を求める。急加速や急制動に関してさらなる高精度を実現し，より興味を惹く，洗練された動作ができるよう改良を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
1万円程度残金が生じたが，ほぼ計画通りの予算執行と考えている。消耗品材料費の見積額と実費との差額であり，次年度分と合わせて物品費として使用する予定である。
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