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成長分野を支える情報技術人材の育成拠点の形成組込みシステム分野

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emPiT2 Emb スプリングスクールの実施報告(@東海大学)

2017.06.09

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ESSロボットチャレンジの参加予定者のキックオフとして、2017年5月20日(土)~27日(土)に、九州大学・伊都キャンパスと東海大学・高輪キャンパスの2拠点で、スプリングスクールを実施しました。

目的: 実践的な組込みシステムを、プロジェクトで取り組み開発できる人材を育成すること

  • PBL課題に取り組み、enPiTのQuadProの基礎的な能力を高める
  • 組込みシステム開発の基礎を、ロボット制御システムの開発を通して学ぶ

※後援:情報処理学会組込みシステム研究会 8月に開催される組込みシステムシンポジウム・特別企画ESSロボットチャレンジ参加予定者のキックオフも兼ねる

日時: 2017年5月20日(土) ~ 27日(土)

開催地: @福岡・・・九州大学 伊都キャンパス ウエスト2号館5階506号室 @東京・・・東海大学 高輪キャンパス 4号館1階4103教室

参加者数: 10校より、受講生78名 (修士2年3名、修士1年35名、学部4年生37名、学部3年生:2名、学部2年生:1名)

講義:

  • 1日目:2017年5月20日(土)

講義の様子
午前は、企業の先生方のご講演も含めて組込みシステム関連の基礎技術に関する講義を受け、午後は、発展コース、基本コースに分かれて、各コースのロボット教材の使い方、基本制御方法などを演習した。

  • 2日目:2017年5月21日(日)

講義の様子
1日目と同様に、発展コース、基本コースに分かれて、各コースのロボット教材を題材とする実践演習に向けた組込みシステム開発方法論、計測基礎、実装などを演習した。午後は、ミニ分散PBLの実習向け講義を行った。

  • 3~7日目:5月22日(月)~5月26日(金)

同じ大学のグループ、他大学の混成グループなどを構成し、ミニ分散PBLを実践しながら下記の課題に取り組んだ。途中(5月24日)、それぞれのグループの拠点大学をインターネットで接続し、進捗報告会を実施した。

(1)発展コース

教材>
・iRobot Create2 (RoombaのiRobot社の教育用ロボット)
・主な仕様:
駆動輪 2輪、助輪 2輪、センサ(タイヤエンコーダ、バンパー3つ(左,中央,右)、
落下防止4つ、タイヤ浮センサ2つ(左,右)、 ドッキングIRセンサ)

<課題説明>

・iRobot Create2に半分水を入れた500mlペットボトルを乗せ、杭の外側を1周する。
・500mlペットボトル及び杭を倒さないこと。
・他グループに負けないように、なるべく早くスタートエリアまで戻ること。
・評価: 走行タイムを記録し、ベスト記録で争う。証拠を動画で残すこと。

(2)基本コース <教材>

・Zumo (無限軌道(キャタピラ)式ロボット) ・主な仕様: Arduino互換ボードで制御、アクチュエータ(モータドライバ、ブザー、LED)、センサ(3軸加速度・磁気センサ、3軸ジャイロセンサ、ライントレースサンサ)

<課題説明> ・Zumoの地磁気センサを使い、Zumoが常に北を向くようにします。 step1⇒Zumoを板の上に載せます。 step2⇒スイッチを入れると、Zumoは北を向きます。 step3⇒板を回転させると、Zumoは回転に逆らって向きを維持します。 ・評価: 動作の安定性、角度誤差、データ出力の形式

  • 8日目:5月27日(土)

ミニ分散PBLを実施してロボット制御システムを開発した成果をグループごとに発表した。5月24日の中間発表会と同様に、それぞれのグループの拠点大学をインターネットで接続して実施した。 ・発展コース・・・8グループ ・基本コース・・・8グループ <成果報告> 発表7分、質疑3分 ・走行状況(動画を再生) ・走行タイム(発展コースのみ) ・講義で学んだことについて、工夫した特長、問題点をKPT形式でまとめる (たくさん出したKPT項目のうち、他の班に有用な知見などを含む項目として3つ程度紹介する)

総評:
・同じ大学でのチーム、他大学との混成チームなど様々なチームを編成したが、SNS 等で各大学間でコミューニケーションをとりながらミニ分散PBLを実施し、課題の成果をまとめることができた。
・スプリングスクールでは、短期間での計測・設計・実装までを課題として与えた。全体の約半数の学生がiRobotCreate2やZumoのようなロボット制御プログラミングを行った経験があったためか、多くのチームがプロジェクト管理やモデリングよりも最終成果物の実装に重きを置いていた。

課題・成果:
・学生の感想として、全体の約58%がスプリングスクールの内容は自分にとって有益であると感じ、全体の約半数がスプリングスクールの演習を受講する前に比べて,演習で学んだ技術の実践力(技術を適用する能力)が高くなったと回答した。
・また、全体の約半数の学生がスプリングスクールでの講義・演習内容に興味を持ち、より深く学びたいと感じており、次のESSロボットチャレンジの課題につながるセミナーとしての役割を果たせたと考える。
・一方で、今回の課題が(企業開発などに比べると)小規模なものであったため、モデリングに時間をかけなくても進めることができてしまった。しかし、問題規模が大きい場合や、開発期間が長い場合には、モデリングが重要かつ有効な手段となる。そのことを学生へ適切に伝えられるようにすることが講師サイドの課題となる。

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