大学との協働研究(ロボット(マインドストーム)の遠隔操作)
専門:工業
高等学校 ―――
専門:工業
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大学との協働研究(ロボット(マインドストーム)の遠隔操作)
インターネットを介した電子ロボット(マインドストーム)の遠隔操作
高等学校 専門:工業

 
     課題研究テーマの一つとして,LEGO社とマサチューセッツ工科大学(MIT)が共同開発した「知能を持ったレゴブロック(通称:マインドストーム)」を用い,競技用ロボットの製作とその制御について研究を行い,各種競技会にも参加している。今年は10月に行われたロボフェスタ神奈川2001の「電子ロボと遊ぶアイディアコンテスト」に参加した。 
     
     また,マインドストームにCCDカメラを搭載し,インターネットを介し遠隔にあるコンピュータ上でその画像を見ながら動きを制御するシステムについて研究を行った。 
     
     このマインドストームの遠隔操作は専門的な知識が必要なため,同じテーマを研究している神奈川工科大学と協働研究を行うことになった。このことがきっかけで,同大学の先生に出前授業を実施して頂いたり,同大学の学生と課題研究グループの生徒たちが直接的な交流を行うことができた。このことは,生徒たちの問題解決に対する動機付けに大いに役立った。 

山梨県
山梨県立甲府工業高等学校
手塚 芳一 
2001年4月 ~2002年1月
 
課題研究、高校大学連携、協働研究、ロボット、制御、出前授業、ンターネット、遠隔操作、テレビ会議
 
     本校では,課題研究を3年生に対し週3時間実施している。その目的は,1・2年生で学習した専門科目の基礎・基本の上に立ち,より高度な課題を設定しその課題を遂行する過程で専門的な知識と技術の深化を図り,その問題解決に向けて意欲的に取り組む能力や自発的,創造的な学習態度を育てることである。 
     
     テーマの一つとして「マインドストームの制御研究」を取り上げた。これはロボット制御システムの研究である。1学期は,夏休みに神奈川工科大学で行われるマインドストームを使った競技会に参加することを目標に基本的な制御方法について学習し,2学期以降は高度な制御方法やシステム開発について研究を行う。課題解決のための取り組みの一つとして大学との協働研究を実施し,大学生との直接的・間接的な交流によって生徒たちにどのような変化が見られるか,また今後同じような取り組みをするときの可能性も探る。 
 
    ここでは単元と言うよりも,課題研究で上記題材を実施する上での目標を掲げる。  
     
    (1) 題材名をプロジェクト目標としたプロジェクトプランの立案ができる  
     
    (2) どのような機能を持つマシンを制作するか検討する  
     
    (3) どのようなマンマシンインターフェースが最適か検討する  
     
    (4) 遠隔操作可能なマシンの組み立てができる  
     
    (5) 必要な環境構築と設定ができる  
     
    (6) 制御用言語を理解し制御プログラムの作成ができる  
     
    (7) ユニットテストの実施と問題点の解決を行う  
     
    (8) システムテストの実施と問題点の解決を行う  
     
    (9) 限られた時間で研究を行うのでプロジェクトの時間管理ができるようになる  
     
    (10) システム開発の手順を理解する  
     
    (11) 協働でシステムを開発するための問題点とメリットを把握する  
     
    (12) 成果について発表する  
 
    (1) インターネットの活用 
    [1] メーリングリスト 
     協働研究に参加している生徒,学生,教員を登録し情報の共有を行う。また仕様の変更や疑問点およびその問題の解決方法等をメーリングリストに流し,課題に関する情報の均一化を図った。 
    [2] WWW 
     課題に関する最新情報の入手および問題解決のための手法や手がかりになる情報の入手に役立てた。 
    [3] インターネットテレビ会議システム 
     協働研究ではメールによる情報の交換や直接会っての打ち合わせ等によって課題解決を行っていく。交換する情報の内容にもよるが,時間的また情報の量においてもリアルタイムの交流がより効果的であるのは言うまでもない。実物を見ながら直接的な指導を受けたり情報の交換を行うためにインターネットテレビ会議システムを活用した。  
     
    (2) プロジェクターの活用 
     インターネットテレビ会議等で,複数の人が同一コンピュータ画面を覗き込むのは困難である。また,同一対象物を見ながら意見を交換する場合など,その対象物を拡大して画面を共有しながら情報交換すると理解が早まる。従って協働研究を実施する場合,「場の共有と情報の共有」にプロジェクターの活用は欠かせない。  
 
・メディア利用環境
    使用コンピュータ機種
    利用ソフトウェア
    利用環境
    Aptiva 7097-596(2台)(IBM)
    LaVie C LC600J/3(NEC)
    「Microsoft Visual Basic 6.0」 マイクロソフト株式会社
    「Net Meeting Version3.01」 マイクロソフト株式会社
    「Spirit.ocx」 レゴ・ジャパン社
    「Net@Phone」 ネットコム社
    LEGO MINDSTORMS ROBOTICS INVENTION SYSTEM 1.5,2.0(レゴ・ジャパン)
    LEGO MINDSTORMS VISION COMMAND(レゴ・ジャパン)
    Digital Handycam DCR-TRV20(SONY)
    マルチメディア・プロジェクターELP-7350(EPSON)

・非公開


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