| 研究課題/領域番号 |
23501177
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
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研究代表者 |
兵頭 和人 神奈川工科大学, 創造工学部, 教授 (10271371)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| キーワード | 教育工学 / 制御工学 / 高速プロトタイピング |
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| 研究概要 |
様々な分野の知識を融合させてシステムの構築を行う組み込み技術者を育成する教育課程においては体験型実習科目や創成科目が非常に重要である。また、創成科目の効果を高めるためには、座学において実際の機器を用いた体験型演習を行い、創成科目と座学との連携を深める必要がある。座学において実際の機器を用いた体験型演習を行うためには、パソコン教室や実習室に設置されているような特別な設備を用いることなく、多様な計測・制御実習を実施可能な教材が必要である。 平成23年は、体験型演習システムの基本要素となる多様な演習用機材を短期間に構築するための再構成可能な計測・制御システム教材の開発を行った。開発した教材は、無線LAN搭載小型Linuxボードと再構成可能な多目的I/O ボードから構成されている。I/O ボードはPropellerチップ及び8チャンネルA/D変換チップによって構成されている。I/O ボードの主要部品であるPropellerチップは，8個の並列動作する32 ビットCPUコアによって構成されおり、ソフトウェアによって仮想的な周辺回路を実現することが可能である。計測・制御演習を実施するために必要となる周辺回路モジュールの開発を行い、同一のハードウェアで様々な科目に対応する教材を短期間に構築することを可能とした。 計測・制御に関わる情報処理演習を行うために、ブラウザーベースのプログラミング環境の開発を行った。開発したプログラミング環境では、携帯型端末（スマートフォン、携帯型ゲーム機）で動作するブラウザー上で計測・制御プログラムの編集及び実行結果の表示を行う構成としている。開発したプログラミング環境を用いることにより、一般的な教室における情報処理演習を実施することが可能となった。
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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
当初予定していた、ディジタル入出力演習、モータ駆動演習、角度制御演習を対象とした体験型演習を実施可能な学習教材及び情報処理演習環境の開発が完了している。
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| 今後の研究の推進方策 |
学習した内容を定着させるためには、自宅での学習も不可欠である。自宅での学習を円滑に進めるためにはシミュレータの果たす役割が大きい。そのため、教員が学習計画に沿った多様なシミュレータを短時間で構築することを支援するシステムの開発を行う。 他の教育機関でも迅速かつ低コストでシステム構築を行うことを支援するための教材構築システムの開発を行う。同システムでは、体験型演習において必要とされる回路情報をGUIで設定を行うことにより、再構成可能な計測・制御モジュールの回路情報を自動生成を行う。 80名程度の受講者を対象とした体験型演習を実現可能とする演習用ネットワークシステムの開発を行う。 研究期間内で得られた成果（ソースコード、回路図、教員向けシステム構築資料（移植情報を含む）、体験型演習テキスト等）を発信するための準備を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成24年度は、自宅学習用の課題作成支援システムの開発及びアナログ回路演習への対応を行う。 自宅での学習を支援するためには、制御対象の挙動をシミュレートするシステムも必要であるが、シミュレータの開発には多くの時間が費やされる。そのため、教員が学習計画に沿った多様なシミュレータを短時間で構築することを支援するシステムの開発を行う。シミュレータ構築システムでは、教員が入力する制御対象の設計情報（ブロック図、システム方程式）から、携帯端末で動作可能なシミュレータアプリケーションを生成する。携帯端末ごとのアプリケーション実行環境が異なっている状況を吸収するために、同システムではブラウザー上で実行可能なシミュレータの生成を行う。 計測・制御システムを構成する上でアナログ信号処理も重要な要素技術である。平成24年度は再構成可能なアナログユニットの開発を行い、アナログ回路を題材とした体験型演習への対応を図る。 さらに、50名程度の受講者を対象とした体験型演習を実現可能とする通信モジュールの開発を行う。
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