ネットワークを利用した工学実験系における遠隔・自主学習システムの構築に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680234
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 木下 祥次 岐阜工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (00089848)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 貴彦 岐阜工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助手 (20332025) ; 森田 良文 名古屋工業大学, 電気情報工学科, 助教授 (00241224) ; 福永 哲也 岐阜工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (50249794)
• Keywords: ネットワーク / 工学実験テーマ / 遠隔操作 / 自主学習システム / 教育システム / バーチャルリアリティ(VR) / 教育システム / 熱・流体力学

Research Abstract

1.マルチユーザ対応型教育支援システム環境の構築と教材開発
岐阜工業高等専門学校では平成12年1月に、高度情報処理技術を援用する教育施設として、黒板を使用しない4階建ての教育棟(以下、マルチメディア教育棟という。)が設置された。このマルチメディア教育棟では本校の第4学年の専門学科、すなわち、機械工学科、電気情報工学科、電子制御工学科、環境都市工学科、建築学科の学生約200名が5教室に分かれて、座学の講義を受講している。学ぶ側の学生一人一人には各1台のコンピュータとCRTが与えられており、教える側の教員サイドにはサーバとCRTが提供され、ホワイトボード、書架カメラ1台、液晶プロジェクタ1台が設備されている。この施設において、専門科目を効率的かつ分かりやすく講義するには、黒板を使用できないので、新しいマルチメディアすなわち、音声、動画、などを組み込んだ教材の提供が教える側に要求されようになった。そこで、本年度は筆者が講義している「熱流体力学」ならびに「材料の力学」に関して、マリチメディア対応のコンテンツ作りを意欲的に行った。作成されたこれらの教材を教官研究室に設置したサーバ上に常駐させ、学生は学びたい時、いつでもサーバにアクセスすることによって教材を入手できるようなネットワーク対応型のシステムを構築した。平成13年度に構築したPerlで書かれたネットワーク対応型教育システムがハードデスクのクラッシュによりシステム運用ができなくなったため、本年度は、WWWサーバとして、その設定や運用が比較的簡単である、Apachを使うことにした。
2.遠隔・自主学習用実験システムの構築
遠隔操作の目玉となる自主学習用の実験システムの構築に関しては、平成13年度に引き続き(1)「VR用ハプティックデバイスの設計・製作」、(2)FMSM(フレキシブルマスタスレーブマニピュレータ)の位置決め制御操作について重点的に研究を行った。すなわち、(1)では、現在のVRシステム上の問題点の改良ならびに逆運動解析プログラムの作成、任意の3次元実空間に人間の手首を移動させ、人間の人差し指に反力を返すため、感圧ゴムを用いた触覚センサを取り付け、触覚を返すデバイスの製作と送受信テストをほぼ完了させることができた。(2)では位置決め制御操作時において、人はどのように腕のインピーダンスを変化させて安定化しているか、そのスキルを解析した。なお、遠隔操作型実験システムの主要な部分が期限内に完成できなかったことが心残りである。

Research Products

• [Publications] 奥田 淳, 中島亮平, 木下祥次: "VR用入出力インターフェィスの開発(デバイスの製作と運動解析)"日本機械学会東海学生会第34回学生員卒業研究発表講演会. (講演前刷集). 213 (2003)
• [Publications] 杉原慎司, 森 貴彦: "FMSMの操作時のスキルの解析"日本機械学会東海学生会第34回学生員卒業研究発表講演会. (講演前刷集). 188 (2003)
• [Publications] 杉原慎司, 森 貴彦, 木下祥次: "遠隔操作を目的とした遠隔実験システムの構築"岐阜工業高等専門学校情報処理教育・研究報告. 第30号. 103 (2003)
• [Publications] 木下祥次: "自学・自習が可能な学びたい「熱流体力学」基礎から応用展開へ"昭和ぷりんと. 341 (2003)