| 学習支援計画書の照会 |
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| 授業科目区分 | 科目名 | 単位数 | 科目コード | 開講時期 | 履修方法 |
|---|---|---|---|---|---|
| 修学基礎教育課程 人間形成基礎科目 生涯学習 |
生涯学習特別講義（ロボティクス基礎）(夏期集中講義) |
1 | G476-01 | １期（前学期） | 修学規程第４条を参照 |
| 担当教員名 | 研究室 | 内線電話番号 | 電子メールＩＤ | オフィスアワー |
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| 授業科目の学習教育目標 | |
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| キーワード | 学習教育目標 |
1. ロボティクス 2. フィードバック制御 3. PID制御 4. リアルタイムOS 5. レゴマインドストーム |
・各種センサーの値をフィードバックしてロボットを操作する方法について理解する。 ・レゴマインドストームとリアルタイムOSを使用したロボット制御プログラミングについて 理解し、これらを用いて具体的なロボット製作を行える。 ・フィードバック制御の基本技術であるPID制御について理解する。 |
| 授業の概要および学習上の助言 |
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本科目では、基本的なロボットの制御手法について、実システムのロボットカーを制御対象とし実践的に学ぶ。具体的には、 レゴマインドストームとリアルタイムOSを使ったロボット制御プログラミングについて理解を深め、様々なセンサの値をフィ ードバックしてロボットを操作する方法を学ぶ。また、PID制御などの制御理論の基礎知識についても学ぶ。 本科目では、レゴマインドストームEV3とリアルタイムOSのTOPPERS/EV3RTを使ってロボット制御の演習を行う。 演習内容は以下の通りである。 ①ロボット制御基本編 - リアルタイムOSのアプリケーション開発環境の説明 - LCD、ブザーを使った演習 - 各種センサー（タッチセンサ、カラーセンサなど）を使った演習 - モーター、Bluetoothなどを使った演習 - リアルタイムOSの機能を使ったマルチタスクプログラミング演習 - 制御理論に基づくロボット制御演習 ②ロボット制御応用編 - 自由課題：ライントレースカーの製作・プログラミング ※本科目は、教科書の指定はなく、授業で使用する資料は配付する。 |
| 教科書および参考書・リザーブドブック |
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教科書：指定なし 参考書：指定なし ﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし |
| 履修に必要な予備知識や技能 |
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1) 基本的なコンピュータリテラシー（Windowsの操作、テキストエディタの操作など）を修得している。 2) Cプログラミングの基本的な要素（条件分岐、繰り返し、関数など）を理解している。「IoTプログラミング入門」を履修 しているか、履修相当であること。 |
| 学生が達成すべき行動目標 | ||
|---|---|---|
| No. | 学科教育目標 （記号表記） |
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| ① | H | ロボット制御の基本技術であるフィードバック制御、PID制御を理解し、説明できる。 |
| ② | H | レゴマインドストームとリアルタイムOSを使ったロボット制御プログラミングを理解し、基本的なプログラムを作成できる。 |
| ③ | G,H | レゴマインドストームとリアルタイムOSを用いた具体的なロボット製作を行える。 |
| ④ | ||
| ⑤ | ||
| ⑥ | ||
| 達成度評価 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 指標と評価割合 ＼ 評価方法 | 試験 | クイズ 小テスト |
レポート | 成果発表 （口頭・実技） |
作品 | ポートフォリオ | その他 | 合計 | ||
| 総合評価割合 | 0 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 0 | 100 | ||
| 総合力指標 | 知識を取り込む力 | 0 | 35 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 45 | |
| 思考・推論・創造する力 | 0 | 35 | 0 | 15 | 0 | 0 | 0 | 50 | ||
| コラボレーションとリーダーシップ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 発表・表現・伝達する力 | 0 | 0 | 0 | 5 | 0 | 0 | 0 | 5 | ||
| 学習に取組む姿勢・意欲 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 評価の要点 | |||
|---|---|---|---|
| 評価方法 | 行動目標 | 評価の実施方法と注意点 | |
| 試験 | ① |
| |
| ② | |||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| 小テスト クイズ | ① | レ |
・ロボット制御基本編（第1回～第5回）の演習で作成した課題プログラムを評価する。 |
| ② | レ | ||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| レポート | ① |
| |
| ② | |||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| 成果発表（口頭・実技） | ① | レ |
・ロボット制御応用編（第6回～第7回）の自由課題の成果発表を評価する。 |
| ② | レ | ||
| ③ | レ | ||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| 作品 | ① |
| |
| ② | |||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| ポートフォリオ | ① |
| |
| ② | |||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| その他 | ① |
| |
| ② | |||
| ③ | |||
| ④ | |||
| ⑤ | |||
| ⑥ | |||
| 具体的な達成の目安 | |
|---|---|
| 理想的な達成レベルの目安 | 標準的な達成レベルの目安 |
・ロボット制御の基礎について深く理解し、他者にわかりやす く説明できる。 ・レゴマインドストームとリアルタイムOSを使ったロボット制 御について深く理解し、これらを用いて先進的なロボットを製 作できる。 |
・ロボット制御の基礎について理解している。 ・レゴマインドストームとリアルタイムOSを使ったロボット制 御について理解し、これらを用いたロボットを製作できる。 |
| 授業明細 |
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| 回数 | 学習内容 | 授業の運営方法 | 学習課題 予習・復習 | 時間：分 |
|---|---|---|---|---|
第1回 |
ロボット制御基本編 ・レゴマインドストームのRTOS解説（C API解説、ビ ルド方法解説） ・LCD、ブザーを使うロボット制御プログラミングを 行う。 ※実務家教員による授業。 |
講義、演習 |
サンプルプログラムを参考にして 、課題プログラムを作成し 提出する。 |
100 |
第2回 |
ロボット制御基本編 ・タッチセンサ、カラーセンサ、超音波センサ、ジャ イロセンサを使うロボット制御プログラミングを行う 。 ※実務家教員による授業。 |
講義、演習 |
サンプルプログラムを参考にして 、課題プログラムを作成し 提出する。 |
100 |
第3回 |
ロボット制御基本編 ・モータ、Bluetoothなどを使うロボット制御プログ ラミングを行う。 ※実務家教員による授業。 |
講義、演習 |
サンプルプログラムを参考にして 、課題プログラムを作成し 提出する。 |
100 |
第4回 |
ロボット制御基本編 ・リアルタイムOSの機能を使ったマルチタスクプログ ラミングを行う。 ※実務家教員による授業。 |
講義、演習 |
サンプルプログラムを参考にして 、課題プログラムを作成し 提出する。 |
100 |
第5回 |
ロボット制御基本編 ・制御理論（フィードバック制御、PID制御）に基づ くロボット制御プログラミングを行う。 ※実務家教員による授業。 |
講義、演習 |
サンプルプログラムを参考にして 、課題プログラムを作成し 提出する。 |
100 |
第6回 |
ロボット制御応用編 ・自由課題：レゴマインドストームとリアルタイムOS を用いて、ライントレースカーの製作・プログラミン グを行う。 ※実務家教員による授業。 ※討論を行う授業。 |
演習、発表資料作成 |
自由課題の取組み内容をまとめ、 発表資料のベースとする。 |
100 |
第7回 |
ロボット制御応用編 ・自由課題：ライントレースカーの製作・プログラミ ングの発表を行う。 ※実務家教員による授業。 ※討論を行う授業。 |
演習、発表資料作成、発表 |
自由課題の取組み結果を発表資料 にまとめ、発表する。発表資料は 提出する。 |
100 |