平成 25 年度 岐阜工業高等専門学校シラバス
教科目名
電子システム工学実験（前期） 担当教員
藤田一彦、小林義光
学年学科
1 年 電子システム工学専攻
前期
必修
２単位（学修）（Ｂ−１） １０％，（Ｂ−２） ３０％，
JABEE 基準１ （１）：（ｃ）(１０％)，（ｄ）(４０％)，（ｅ）(２０％)，
学習・教育目標 （Ｄ−３ 創生系，エネルギー系） ４０％（ｇ）(１５％)，（ｈ）(１５％)（Ｄ−５） １０％， （Ｅ）１０％
授業の目標と期待される効果：
成績評価の方法：
本実験は、予め決められた課題をクリアするための自作の 中間報告会１０点、公開競技会競技得点３０点、実験ロボットを設計･製作し、競技会を行うことでロボットの総 レポート６０点とし、総得点率（％）によって成績評合評価を行う実験である。競技課題に合わせて各班でセン 価を行う。
サ、駆動装置及びマイクロコンピュータ（PIC など）を搭載 達成度評価の基準：
した自律移動ロボットを設計･製作する。8 週目当りの中間報 ①提出された計画書（アイデアレポート）より担当教
告会で自作ロボットによる、ライントレース走行試験を行っ 員が「問題抽出・検討能力」を５段階評価し、その平て、更にその後の数回にわたる実験時間を使って、自律移動 均値が３以上であること。評価基準は、限られた制約ロボットを改良する。最後に完成したロボットによる公開競 条件（時間、予算、自己の能力など）のもと、完成に技会を行って、自律移動ロボットの総合評価試験を行う。競 いたる道筋が明確であること。
技会終了後の実験では、班毎に自作のロボットに関する技術 ②提出された計画書（アイデアレポート）より担当教プレゼンテーションを行って、学生間による技術討論会を開 員が「設計・計画能力」を５段階評価し、その平均値催する。最後に、これまでの設計･製作過程を班レポートお が３以上であること。評価基準は完成にいたる道筋がよび個人レポートとして、実験レポートにまとめる。こうし 具体的で実現が可能なものであること。
た自律移動ロボットの設計･製作、評価という「ものづくり」 ③報告書（班、個人レポート）、発表会（技術プレゼンを中心とした PBL(Problem Based Learning)実験を通して、 テーション）、作品より担当教員が「知識・技術取得能以下の目標を達成することを目指す。
力」を５段階評価し、その平均値が３以上であること。
評価基準は新たな知識・技術の獲得が確認できること。
B-1 計画④計画書（アイデアレポート）、報告書（班、個人レポ①問題抽出・検討能力ート）より担当教員が「協調・管理統率能力」を５段
課題や構想を実現する過程で発生する実務上の問題（製作手 階評価し、その平均値が３以上であること。評価基準
法、製作材料、耐久性、経済性、安全性、機能性、倫理性、 は分担が明確であり、協同して完成させたことが確認
環境問題等）を予想・抽出し、実現可能なものかどうかを検 できること。
討・判断できる。
⑤計画書（アイデアレポート）、作品、発表会（技術プ②設計・計画能力
レゼンテーション）、報告書（班、個人レポート）より得られた知識・技術に創造性を加え、課題や構想を実現する 担当教員が「実践能力」を５段階評価し、その平均値ための実施計画（概念設計、実体設計、詳細設計）を具体的 が３以上であること。評価基準は継続して努力した形に、計画書、プログラム、設計図などで表現できる。
跡が確認できること。
B-2 実行
⑥報告書（班、個人レポート）、発表会（技術プレゼン③知識・技術取得能力
テーション）、作品より担当教員が「継続的改善能力」
既存の知識・技術を駆使して解決を試み、解決できない場合 を５段階評価し、その平均値が３以上であること。評には、自主的に、新たに必要となる知識・技術の取得あるい 価基準は複数回の改善が確認できること。
は未知の知識・技術を整理・統合できる。
⑦報告書（班、個人レポート）、発表会（技術プレゼン④協調・管理統率能力
テーション）、作品より担当教員が「報告書作成・プレスタッフやユーザ等とのコミュニケーションを通じて、協 ゼンテーション能力」を５段階評価し、その平均値が調・管理統率できる。
３以上であること。評価基準は報告書・プレゼンテー⑤実践能力
ションの体裁等が守られ、論理的な整合性があること。
種々の制約のもと、課題や構想を実施計画に従って、自主的、 ⑧報告書（班、個人レポート）、発表会（技術プレゼン
継続的に着実に実行できる。
テーション）、作品より担当教員が「評価能力」を５段⑥継続的改善能力階評価し、その平均値が３以上であること。評価基準
継続して点検を欠かさず、計画を尊重しつつ創造性を発揮 は他の作品・論文との比較についての論理的整合性のし、スパイラルアップを目指すことができる。
ある評価を確認できること。
⑦報告書作成･プレゼンテーション能力⑨計画書（アイデアレポート）、報告書（班、個人レポ
完成した作品や実体の分析（空間機能性など）を報告書にま ート）、発表会（技術プレゼンテーション）、作品よりとめ、プレゼンテーションができる。
担当教員が「複数の分野にまたがった計画の立案・遂⑧評価能力
行能力」を５段階評価し、その平均値が３以上である
完成した作品や実体の分析（空間機能性など）を自己評価し、 こと。評価基準は専門とは異なる技術分野の知識・技さらに他の作品等を正当に評価できる。
術の獲得が確認できること。
D-5 異分野⑩計画書（アイデアレポート）、報告書（班、個人レポ⑨複数の分野にまたがった計画の立案･遂行ート）、発表会（技術プレゼンテーション）、作品より複数の分野にまたがった計画を立案しこれを遂行できる。
担当教員が「情報機器を使いこなし、専門分野で必要E 情報処理とされるプログラムを構築する能力」を５段階評価し、⑩情報機器を使いこなし、専門分野で必要とされるプログラ その平均値が３以上であること。評価基準は専門分野ムを構築する能力を身につける。
で必要とされるプログラムが正しく記述されていることが確認できること。

授業の進め方とアドバイス：
設計・製作の時間が限られているので、班内で協力し、スケジュールを立てて製作に取り組むこと。レポート作成や設計図面の入力、プログラム開発を効率よく行うためにノートパソコンを準備しておくとよい。回路基板やロボットの写真なども設計･製作途中に撮影しておくと、レポート作成が効率的にできる。
教科書および参考書：
実験開始時に技術資料・参考資料などを配布する。また、以下の書籍などが参考になる。
・はじめてのロボット創造設計（米田 完、坪内孝司、大隈 久共著、講談社サイエンティフィック）
・ここが知りたいロボット創造設計（米田 完、坪内孝司、大隈 久共著、講談社サイエンティフィック）
・これならできるロボット創造設計（坪内孝司、大隈 久、米田 完共著、講談社サイエンティフィック）
・電子工作のための PIC16F 活用ガイドブック（改訂版）（後閑哲也著、技術評論社）
・作って遊べるロボット工作 ― PIC マイコンではじめる（後閑哲也著、技術評論社）
・ロボコンマガジン（隔月月間 オーム社）
授業の概要と予定：前期
教室外学修
授業の概要
本実験は、予め決められた競技課題をクリアするための自作のロボットを設計･製作し、競技会を行うことでロボットの総合評価を行う実験である。競技課題･ルールなどは、最初の実験時に公開し、そのルールに基づいて課題をクリアできる自律移動ロボットを各班で設計する。自律移動ロボットは、各種センサ、駆動装置及びマイクロコンピュータ（PIC など）を搭載したもので、競技時には、自律的に走行できなくてはならない。初めの 2 回は、ロボット製作のための基礎技術（センサ回路、マイコンとのインターフェース技術、モーターなどの駆動回路、制御方法、部材の加工について、安全に関する教育など）の講義と試行実験を行う。この過程で自律移動ロボットの基本制御に関する基礎技術を習得する。次に、各班でアイデアを出し合って、競技会への基本戦略、ロボットの機構、制御方法などを決めてロボットの概念設計を行い、それをアイデアレポートにまとめ、班ごとにプレゼンテーションする。その後の数週にわたる実験で、実際にロボットの詳細設計･試作を繰り返し、8 週目辺りの中間報告会で自作ロボットによるライントレース走行試験を行ってロボットの基本性能を評価する。更にその後の数回にわたる実験時間を使って、自律移動ロボットを改良し、完成度を高めていく。最後に完成したロボットによる公開競技会を行って、自律移動ロボットの総合評価を行う。競技会終了後の実験では、班毎に自作した自律移動ロボットに関して、技術的な観点（基本コンセプト、ロボットの機構、センサ回路、制御回路、プログラム、競技会への戦略、スケジュール、気づいた問題点とそれに対する解決方法、組立て技術、協力体制など）から自己分析を行った技術プレゼンテーションを開催し、学生間による技術討論会を実施する。最後に、これまでの設計･製作過程を班レポートおよび個人レポートとして、実験レポートにまとめる。このように課題を与えた上で、それをクリアするための自律移動ロボットの設計･製作、評価という「ものづくり」を中心とした PBL(Problem Based Learning)実験を通して、技術開発のプロセスを体験する。この実験の取組みを通して、以下のような基礎技術や手法について学習する。
①実務上の問題点や課題を理解し、自発的に問題を解決するための発想法･設計法②機械、電気電子、制御等の異なる技術分野の広範な知識や技術、手法など③マイクロコンピュータを用いてロボットなどを制御するためのシステム技術④コンピュータを使って自律移動ロボットを制御するためのプログラム作成法⑤自律移動ロボットの設計･製作過程を通しての総合的な設計力、開発力⑥公開競技会、技術討論会などでの、技術プレゼンテーション手法など
第 １回：授業の進め方・実験概要・評価方法の説明、基礎技術の説明と実習

アイデアの検討

第 ２回：基礎技術の説明と実習

アイデアの検討

第 ３回：アイデアの検討とロボット設計

プレゼンテーション準備

第 ４回：アイデアレポートに関するプレゼンテーション、ロボットの設計・製作

アイデア，計画の見直し

第 ５回：ロボットの設計・製作

ライントレース機能の検討

第 ６回：ロボットの設計・製作

ライントレース機能の検討

第 ７回：ロボットの設計・製作

ライントレース機能の改良

第 ８回：ロボットの設計・製作、中間報告会

ライントレース機能の改良

第 ９回：ロボットの設計・製作

ランサーロボットの検討

第１０回：ロボットの設計・製作

ランサーロボットの改良

第１１回：ロボットの設計・製作

ランサーロボットの改良

第１２回：ロボットの設計・製作

最終調整、競技会準備

第１３回：公開競技会

プレゼンテーション準備

第１４回：技術討論会

討論結果のまとめ

第１５回：レポート作成方法の説明・レポート作成

レポート作成