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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
修学基礎教育課程 
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 2021年度
1期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
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
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
教科書:指定なし 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
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)
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。
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。
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。
達成度評価
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
指標と評価割合 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
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
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
クイズ
小テスト
・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。
レポート
成果発表
(口頭・実技)
・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。
作品
ポートフォリオ
その他
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。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
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