工業高専における総合力を養う設計製作教育に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780109
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Osaka Prefectural College of Technology
• Principal Investigator: 金田 忠裕 大阪府立工業高等専門学校, システム制御工学科, 講師 (80259895)
• Keywords: 技術教育 / コンカレント・エンジニアリング / 設計製作教育 / 工業高専 / 3次元モデル / 自律型ロボット / Lego MindStorms / 3次元CAD

Research Abstract

本研究では,工業高専における新たな設計製作教育を提案することを最終目的とし,阪府高専システム制御工学科の第四学年「基礎研究」を中核に置いた設計製作教育を考察する.授業実践を通じて吟味していくことに重点をおき,平成13年度は主にコンカレント・エンジニアリングー(Concurrent Engineering)を技術教育に導入する揚合の3次元モデルに関する研究を以下のように進めた.
コンカレント・エンジニアリングは計画,研究,設計,生産,販売といった工程を最初の計画段階から同じ基盤に立つて並列に協力して進み,開発の途中では情報交換をしながら目標に向かい,最終製品を仕上げる製品開発手法である.これを「基礎研究」に導入するにあたり,技術教育としての観点から,教員側はTeam-Teaching,学生側はグループ学習とそれぞれ体制をつくり,検討を行った結果を論文として投稿した.
コンカレント・エンジニアリングにおいて軍要なポイントは3次元データの取り扱いである.並列設計を行っていく上で,共通データとしての3次元モデルは情報交換を行う上で大変重要である.これまで,3D-CADによるデータ,ペーパークラフトを利用してきた.近年,コンピュータ内蔵のブロック(LEGO-MindStorms)が発売され,ロボット工学の教育・研究において盛んに利用されでいる.これを利用して3次元モデルを作成し,導入できる可能性を検討した.また,3D-CADによるデータやペーパークラフトと比較検討を行い,それぞれの長所・短所をまとめ,過去の教育実践から組合せ方や利用方法などを検討した.
その結果,3D-CADによるデータを利用する前段階において,ブロックを利用した3次元モデルを作成する方が,具体的にわかりやすくかつ機構が実現しやすいという知見が得られた.これらの詳細については,平成14年度に研究発表を行う予定である.

Research Products

• [Publications] Tadahiro Kaneda: "Ensemble by Seven Musical Performance Robots"Journal of Robotics and Mechatronics. 13・1. 50-55 (2001)
• [Publications] 金田忠裕: "ロボット製作を通したグループ学習の分析"日本教育工学会誌. 25・1. 27-37 (2001)
• [Publications] 金田忠裕: "設計製作教育における3次元モデルに関する研究"第50回年次大会(平成14年度)工学・工業教育研究講演会講演論文集. (2002)