| 研究課題/領域番号 |
18K02850
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| 研究機関 | 長野県工科短期大学校 |
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研究代表者 |
野瀬 裕昭 長野県工科短期大学校, 情報技術科, 教授 (60774940)
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| 研究分担者 |
新村 正明 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20345755)
國宗 永佳 千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (90377648)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | IoT / AI / 機械学習 / ディープラーニング / Society5.0 / IoTサービス構築 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，製造業における生産現場や社会生活における様々な問題について，IoTにより解決することが可能な現場技術者の育成を行う教育カリキュラムの開発を目指している.この実現のために，各教育機関における実習で利用するための教材開発と，これを利用した実習のカリキュラム開発を行うこととしている.具体的には，IoTを構成する要素技術である【端末構築】と【データ解析】に関するバックグラウンドの知識・技術の習得を容易に行えるシステムの開発，さらにこれらを用いたIoT推進人材の育成カリキュラムの確立を実施する.
【データ解析】については，Pythonベースでパッケージ化を行ったAIによる解析手法を，データ解析用サーバ上にデータ解析コンテナとして実装し，実習者に対して自由にデータ解析のツールを李王出来る環境を構築した．さらに，【端末構築】において利用を進めているLEGO MINDSTORM EV3における,EV3RTとのネットワークを介した通信を確認し，送信されたデータを蓄積できるhttpベースの独自のサーバサービスを開発した．
【両技術の統合】については，前述したとおり構築したデータ解析用サーバと，端末として利用するLEGO MINDSTORM EV3において動作するデータ収集＆送信プログラムとの連携を確認した，さらに，送信されるデータの処理方法について，実習者がその流れを編集することが可能なツールの動作についても確認を行った．
【授業適用の評価・検討】については，長野県工科短期大学校のソフトウェア工学実習Ⅰ及びソフトウェア工学Ⅲにおいて試験的な導入を行った．組込技術教育として利用していたLEGO MINDSTORM EV3において，センシングしたデータの扱い方として単なる制御への利用にとどまらず，ビッグデータとして自ら収集したデータを活用するという新しい実習の方向性を確認することが出来た．
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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
【両技術の統合】課題に関しては，【端末構築】【データ解析】課題についての成果をもとに，サーバを中心としたシステム化をほぼ完了させるとことが出来た．プログラミングツールとして利用するステートマシン図を利用したツールについても，Pythonによるプログラミングへの対応を完了し，データ解析ツールとの親和性を高めることが出来た．
【授業適用の評価・検討】課題に関しては，長野県工科短期大学校のソフトウェア工学実習Ⅰ及びソフトウェア工学Ⅲにおいて試験的な導入を行うことが出来た．この試験導入から，IoT教育に対する今回のシステムの適用に関して，カリキュラムのボリュームと時間配分について知見を得ることが出来た．また，長野県工科短期大学校の学生に関してではあるが，産業などの社会課題について広い見聞を持ち得ない学生に対して，最終的な目標設定としての課題のあり方など，最終年度において検討すべき課題も浮き彫りとなり，多角的な知見の集積を行うことが出来た．
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| 今後の研究の推進方策 |
【授業適用の評価・検討】において実施した，長野県工科短期大学校のソフトウェア工学実習Ⅰ及びソフトウェア工学Ⅲにおける試験導入を更に推進し，IoT技術者教育としてのカリキュラムとして完成させる．特に，すでに実施した試験導入から得た知見などを基に，下記について重点的に検討と評価を行う．
・LEGO MINDSTORM EV3という特徴的な端末を利用しているので，「車両を簡単に組み立てられる」「比較的自由な発想でセンサーの利用を行える」といった特徴を活かした課題の設定について検討する．特に，IoTと言う仕掛けが特別なものでは無く，自身の発想で様々なシステムを簡単に構築できるという体験をさせることに重点を置き，モチベーションの向上も同時にはかれるカリキュラムとしてゆく．
・採集できるデータの数には限りがあるため，AIシステムの構築に関しては精度が上げられない問う問題を抱えている．また，どのような問題に対してAIが有効であるのかと言った見極めが非常に難しいため，どのような枠組みを与えて実習者に検討させるのか検討を行う．学習済みのシステムの提供など，教材としての完成度を高める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルスの流行に伴う移動の自粛により，予定していた学会および国際会議などへの出席が出来なくなり，旅費を執行することが出来なかった．また，リモート講義等への対応に時間をとられ，論文誌筆等の成果の公表を行うことが出来なかった．
感染症の状況によるが，次年度請求の旅費等と合算し，学会及び国際会議への出席に利用する予定である．また，【授業適用の評価・検討】において，実習者が利用するLEGO MINDSROTM EV3やサーバー群の強化，及びデータ収集用の端末購入などにも利用する予定である．
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