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1346-3543

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熊本県立技術短期大学校紀要⇃ᮏ┴❧ᢏ⾡▷ᮇ኱Ꮫᰯ
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平成三十年

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第十九号

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熊本県立技術短期大学校

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熊本県立技術短期大学校紀要第１９号（２０１８年３月）【巻頭言】“開校 20 周年、技術短期大学校は変ります” ・・・・・・・・・・・里中

目

忍

次

１．論文・報告
六足歩行ロボットの設計・試作 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 大土井雄三

3制御技術の工学教育における実験装置の開発
リアクションホイールを用いた振子の振り上げ制御系の構成
満司

7

孝美

13

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 江口智弘

21

卒業研究における仮想現実ソフトウェア製作の取り組み ・・・・・・・・・・ 糸川

剛

25

幸治

29

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 日野
機械学習を利用した認識システム手法
移動ロボットのための画像認識と自然言語識別・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 里中
家庭内における生活環境情報取得システムの構築

Moodleを用いたWeb授業アンケートシステムの構築
試行版システムの概要と試行結果について ・・・・・・・・・・・・・・・・

２．教職員および学生の活動状況一覧

宮崎・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

35

著書、資料、産学官支援活動、教職員の表彰・資格取得等、学生の表彰・大会参加・資格取得、在職者セミナー、外部委託の講習会・研究会等、技能検定員委嘱、ＦＤ研修、一般活動等、新聞記事他

３．教職員一覧

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

47

巻頭言

開 校 20 周 年 、 技 術 短 期 大 学 校 は 変 り ま す
校 長

里 中

忍

本校は一昨年開校20周年を迎えました。しかし、熊本地震の影響もあって記念式典、記念講演会を含む周年事業は、今年度「20周年＋１ ( プラスワン ) 」事業の一環として実施しました。周年事業はこれまでの20年間を振り返りながら、本校の次の20年を考える機会と位置づけ、「人を育てる」というミッションの下、一つひとつの事業はその中心に学生がいることを常に意識して取り組みました。また、本校を取り巻く昨今の状況を考えると、グローバル化、少子高齢化、高度情報化などと共に産業構造や労働環境が大きく変化し始め、本校や本校を卒業する学生に求められる要求も変りつつあります。特に、最近注目されているモノのインターネット (IoT) 、人工知能 (AI) 、ビッグデータなど、論理的ではあるが実体が見えにくい、バーチャルの世界 ( サイバー空間 ) が注目され、アイデアを実体化するものづくりのリアルの世界 ( フィジカル空間 ) とも融合する動きとなって、第四次産業革命が加速度的に動き始めたように感じています。このような時期に「20周年＋１」
事業に取り組んだことは、本校の学生がこれからの10年、20年をどのように生き抜いていくか、そのための人材育成をどのようにするかを考えるいい機会にもなりました。
最初の課題「これからの10年、20年をどのように生き抜いていくか」は、学生一人ひとりが考えていく課題ではありますが、高校を卒業してまだ 1 、 2 年しか経過していない学生が 1 人で考えて行くにはあまりに大きな課題です。また、その課題に対する解は、これから受ける経験や刺激によって少しずつ変化しながら次第に形作られるものです。これに対して、本校のような教育を行なう組織は、それぞれに家庭があるように、学生が社会における自分作りをするための様々な経験と刺激を提供する場としての役割を担っています。
学生には、本校が提供する基礎知識と実験・実習や様々な課題を通じてものづくりの壁を感じながら、また失敗を経験しながら多くの成功体験を重ねてもらい、自信と感激を実感しながら学んでもらいたいと考えています。また、そのプロセスの中で受ける刺激―それは、講義からであったり、友人や仲間からであったり、先輩からであったり、書籍やニュースからであったりします―から、「一人の人間としての原点」を見つめ、「社会の中で生きることの意味、生き甲斐」を考え、 ｢ 生きるための自分の立ち位置 ｣ を決め、「生きる場所、社会に貢献する道」を探していくことが、10年後、20年後も魅力ある技術者として存在感を示せるものと考えています。松下幸之助氏の言葉「人がこの世に生きていく限
り、やはり何かの理想を持ちたい。希望を持ちたい。それも出来るだけ大きく、出来るだ
け高く」を借りると、本校がその基盤づくりにふさわしい場となることを目指しています。
もう一つの課題「これからの人材育成をどのようにするか」については、最近の産業構造や労働環境の大きな変化が教育機関ばかりでなく産業界にも人材育成の見直しを迫っています。小学校での英語教育やプログラミングの必修化など、 2 、 3 年後には新しい学習指導要領での教育が始まります。県内のいくつかの企業団体は、これからの変化に備えて

講演会、勉強会を開催し、ものづくりでの経営や人材育成についての情報収集を行なっています。その一つ、熊本県ものづくり工業会の講演会に参加する機会があり、講師の厚労省参事官から東京大学の藤本隆宏教授が提案しているものづくり戦略における「よい設計、よい流れ」という考え方を知る機会がありました。「よい設計」はそれぞれの組織が哲学
Philosophy を持ち、目指す方向を明確にしておくことが、「よい流れ」は設計に沿った人材を配置し、実行力のある組織にすることが重要である、という話でした。人材育成を行なう組織でも同じような考え方が必要で、「よい設計、よい流れ」を作っておくことが求められています。本校の基本理念「県内産業の高度化、高付加価値化を支える人材を育成する」ことに変わりはありませんが、これからの変化に備えた人材育成の取り組みとして、入口 ( 入学 ) 、中身 ( カリキュラム ) 、出口 ( 就職 ) の制度や仕組みの見直しに取り組み始めました。その基本は実践知をベースにした人材育成で、これからを生き抜くために必要な能力としてそれぞれの学科が強みを発揮できる分野を絞り込み、それぞれの分野で｢ 基礎力 ｣ 、 ｢ 応用力 ( 考える力 ) ｣ 、 ｢ 挑戦するマインド ｣ を持った人材を育てることにしました。また、見直しが単なる看板の架け替えにならないように、設計したプログラ
ムや刺激がスムーズに展開できる組織作りと指導員の資質向上に取り組み、「よい流れ」となることを意識しています。
一方で、これからの技術者は、最近注目されている IoT 、 AI 、ビッグデータなど、予想を上回る速さで開発が進んでいる技術に対しても無関心ではいられません。囲碁や将棋の世界で AI が人間の能力を超え、医療の分野では治療で苦労していた患者さんの病名がAI を利用した診断で明らかになり、有効な治療薬までわかったなど、これまでの常識を超えた話題が多く聞かれるようになっています。このような技術に対する将来の予測も行
なわれ、現在ある仕事の約半分が将来ロボットや AI に任される、2045年には AI が人間の能力を超えるシンギュラリティが起こるなど、気になる予測も報告されています。これ
らの予測が的中するかどうかは判断できませんが、今のこの状況は電卓が主流の時代にパーソナルコンピュータ(PC)が身近になった1980年代を思い出させます。当時は PC に仕事を奪われるのでは、と心配する見方もありましたが、我々は試行錯誤しながらこの新しい技術と上手に付き合う方法を見つけ、科学技術の発展につなげてきました。現在の新しい技術に対しても、本校の学生が立ち位置としている分野で「基礎力」、「応用力 ( 考える力 ) 」「挑戦するマインド」を持って対応する限り、次の時代を生き抜くことができると確信しています。
本校教職員も、このような時代の流れを意識しながら、そして試行錯誤を繰り返しながら「よい設計、よい流れ」を作るための様々な活動に取り組んでいます。本紀要は、その活動の一端を紹介するもので、本校の「顔」となるものです。紀要においても「よい設計、よい流れ」を作るために、今回から簡単な査読制度を取り入れ、相互の啓発と質の向上に取り組みました。その結果、アイデア的には今回の 6 編にも勝るとも劣らない取組みを見つけ出すことができ、その裏付けを強化するために次回の掲載を目指す取組みもでてきました。この他にも、本紀要には本校教員および学生の 1 年間の活動状況も掲載しています。
ご一読いただき、本校の更なる発展のために、関係各位より忌憚のないご意見やご提言をいただければ幸いです。

1

１．論文・報告2

3
報1 行アケル

告六足歩行ロボットの設計・試作
大土井雄三*１
Design and Trial Production of Six-legged Robot
Yuzo ODOI
災災害支援ロボットの基礎検討として，小型六足歩行ロボットの設計・試作を行なった．ロボットの開発に当たってロボットに必要な最低限の機能としては，①ガレキの中でも安定して歩行できること，②劣悪な作業環境を考慮して故障が少ないシンプルな機構で動くこと，③ガレキの中でも直進，旋回等の移動ができること，の三つを目標とした．また，今回は実物大の試作は行なわず，ラジコンキットを利用して基本構造と三つの機能の実現可能性を検討した．その結果，六足歩行を用いると常に三脚歩行で移動するために安定した歩行ができること，移動の機構としてはクランク・リンク機構が利用できること，また駆動機構に動力源としての２モータと左右の足の同期・非同期を可能とするクラッチ機構を採用して直進，超信地旋回が実現できることを明らかにした．

１．緒言の軌跡(足の着地点)が離散的で踏んではいけない場所

近年，地震，台風，大雨等による自然災害が多数発を回避することができ，障害物を跨ぐ動作も可能となる

生している．また，ガレキが散乱する災害現場の復旧作ことから，今回は足歩行方式を採用することにした．二業には危険が伴うことが多く，災害支援ロボットの開発，

つ目の課題については，これまでの四足歩行ロボットの利用が望まれている．しかしながら，災害現場はガレキ試作で有効であった回転モータを駆動源としたクラン

等による凹凸や崩落による傾斜等，不安定な地盤とな

ク・リンク機構を採用し，またガレキ等の不安定な地盤でっており，その中で災害支援ロボットには移動しながらの歩行の安定性を確保するために六足歩行とすること

復旧作業を行なうことが求められている．復旧作業は災にした．三つ目の課題については，クランク・リンク機構

害現場の状況によって異なり，作業内容も多岐に渡るこを採用しているために，クラッチ機構を用いて左右の足とが多いが，移動動作に関しては，少なくとも次の三つの動きを同期・非同期に切り替える方式で挑戦した．

の機能を備えておくことが求められている．一つ目はガ

今回は，目標とする災害支援ロボットの基本構造と三レキの中でも安定して歩行できること，二つ目は劣悪なつの機能の実現可能性を検討するために，ラジコンキッ

作業環境を考慮して故障が少ないシンプルな機構で動トを利用したモデルを試作して六足歩行の有用性を明くこと，三つ目はガレキの中でも直進，旋回等の移動がらかにした．

できることである．
筆者らは，これまで開発されているロボットや本校精２．四足歩行ロボットの歩行と課題

密機械技術科の卒業研究で取り組んだ四足歩行ロボッ

四足歩行ロボットの歩行には，歩行時の足の接地数

トの試作結果を参考しながら，上記三機能を有するロボが，二本（二脚）と三本（三脚）がある．低速度では三脚ットの設計・試作に取り組んだ．一つ目の課題に対して歩行のウオーク等，中速度では前後の片足の二本を交は，通常のロボットで広く用いられている車輪やクローラ

互に上げて歩行する二脚歩行のトロット等，高速度ではによる移動は線状であるのに対し，足歩行方式は移動

前足と後足を交互に上げることにより，地面を蹴るように*1 精密機械技術科

4

歩行（疾走）する二脚歩行のギャロップ等がある．
図１に，本校の卒業研究で取り組んだ四足歩行ロボ
ットを示す１）．このロボットでは，二脚歩行のトロットの歩行モードを採用したが課題があった．

（２）旋回の小回りを実現するため，前足で舵を切る方式
ではなく，左右の足の逆動作が可能なように，１モータ駆動から左右の足が独立した２モータ駆動にする．
例えば，小回りの旋回として，超信地旋回（その場旋回）ができるようにする．超信地旋回とは，左右のクロー
ラ（車輪）を逆回転させる旋回である．車体を殆ど移動させずに旋回できる．ただし，左右の足が独立した２モータ駆動による歩行時は，左右の足の回転軸の角度差が所定の位相状態（同期）を維持しないと，正常なトロットの歩行とならず直進歩行しなくなる．実際に，左右の足が独立した２個の模型用モータで駆動する安価な四足，六足ロボットキットを試したが，同一電圧でも模型用モータは個体差による回転数に若干の差があり，左右の図１ 四足歩行ロボット

足の回転軸の角度差が所定の位相状態（同期）を維持できず，正常な二,三脚歩行（トロット）にならなかった．

（１）安定した歩行が困難．
本体の重心バランスの調整と，足底の接地面積の拡大で安定性を図っていた．静止時は二本足接地状態を維持できた．しかし，歩行時は安定性がまだ不十分で,歩行振動により，持ち上げた足の片方に本体が傾いて三本足接地状態になり，二脚歩行ができなかった．
（２）小回りが困難．
旋回は，前足（前輪）の舵の切り角を左右に約±２０°可変させる方式のため,歩行（移動）しながらの緩やかな旋回しかできず，小回りができなかった．
３．六足歩行ロボットの設計・試作
３－１ 基本構成
従来型の課題を改善するために，足の本数や足の駆動モータ構成を変更した．
（１）歩行ロボットの歩行安定性を大幅に向上させるため，四本足から昆虫等の六本足に足本数を増やす．
図２のように，六足歩行を用いると常に三脚歩行（三本足接地）で移動するために安定した歩行ができる．左右の足が，片側は１本，他方側は２本が接地した状態Ａ，また，モータの回転数の差により左右の足の歩行速度に差が生じて，直進歩行にならず，旋回していった．よって，直進歩行時は左右の回転軸の角度差が所定の位相状態（同期）を維持できる機構が必要である．一方，旋回時は，２モータの回転数に差を設ける必要がある．
小回りするには左右のモータを逆回転させる，片方の回転を止める等，位相が変化する非同期にする必要がある．よって，２モータの回転が，直進時は同期モード，
旋回時は非同期モードになる切替機構が必要である．
３－２ 試作用部品
六足歩行ロボットの試作のベースとなるラジコン（ＲＣ）
キットとして，３ｃｈで３モータ（ギヤボックス付）の正･逆回転を制御できるロボット製作セットを購入した．図３に，３ｃｈラジコンロボット製作セットのカタログ写真を示す２）．
購入品：田宮模型製，楽しい工作シリーズＮｏ．２１６，
３ｃｈ ＲＣロボット製作セット
これは３個の模型用モータ（ギヤボックス付）が付属しており，２個を足の駆動用，１個を同期・非同期モードの切替機構の駆動用に使用することにした．

Ｂに交互になるように足を動かして，本体を移動させる．

図２． 三脚歩行の足の接地状態

図３． 田宮模型製 ３ｃｈ ＲＣロボット製作セット

5

３－３ 同期・非同期モード機構の検討
２モータの回転の同期・非同期モードの切替機構として色々な案を検討した結果，２モータの回転軸を連結・非連結にできるクラッチ機構を取り入れることにした．
ただし，通常の自動車等のクラッチ機構と異なり，単に回転軸の連結・非連結だけでは不十分である．
すなわち，歩行ロボットでは，連結後は左右の足の回
転軸の角度差が，所定の位相状態（同期）を維持できるクラッチ機構とする必要がある．
例えば，直進の三脚歩行とするためには，連結後に

図５ クラッチ用部材（側面図）

左右の駆動モータの回転軸のクランクの角度差（位相）が１８０度を維持できる機構が必要である．

また，所定の位相状態（同期）を維持できるクラッチ機

クラッチ機構は検討の結果，図４のクラッチ機構（平構は，前述のように，模型用モータは同一電圧でも個体面図）に示すように，駆動用のモータ１，２のギヤボック

差により回転数に若干の差が生じることを逆利用した．

ス１，２の回転軸の先端に，クラッチ用部材（同期ピン，

クラッチ用部材は，低速回転側のギヤボックス２側に受けピン，ガイド車輪等）を取り付けた．
２モータの回転軸を連結・非連結にするクラッチ用部
材を可動させる機構として，モータ３のギヤボックス３に，

六角回転軸方向に可動できる受けピン，ガイド車輪等
を，高速回転側のギヤボックス１側に六角回転軸に固定された同期ピン等を設けた．

クランク・リンク機構と，スライドレールに取り付けたスライ

同期モードでは，低速回転側のクラッチ用部材が，ギド棒により，片方のクラッチ用部材の一部であるガイド車

ヤボックス３の動作により高速回転側にスライドして，高輪を押して回転軸方向に可動なスライダ機能とした．

速回転側の同期ピンがどの角度からでも，回転数の差

図５のクラッチ用部材（側面図）に示すように，片方のから低速回転側の受けピンに接触することで，低速回クラッチ用部材は，回転軸方向に可動とするために，回転側ギヤボックス２の回転をアシストして高速回転側の転軸に固定しない．一方，このクラッチ用部材は，回転回転数と同一とすることにより，左右の足の同期をとる原軸と連動して同期回転をする必要もある．

理である．高速回転側がスライドする構成としてもよい．

このために，回転軸は六角シャフトを使用して，可動また，同期・非同期モードを目視確認できるように，同側のクラッチ用部材は，六角回転軸の径よりも若干大き

期ピン，受けピン，回転軸等を金属製として，同期ピンとな穴径として隙間を設け，六角回転軸方向に可動と，受けピンが接触して同一回転になる同期モード時は電六角回転軸に連動して同期回転の両立が出来るスライ流が流れて，同期・非同期モード確認用のＬＥＤランプ

ダ機能付のクラッチ機構とした．

が点灯するスイッチ機能を持たせた．
３－４ 本体と足構成
図６に，試作した六足歩行ロボットを示す３）．

図４ クラッチ機構（平面図）

図６ 六足歩行ロボット

6

図７ 片側の足接地状態Ａ

図８ 片側の接地状態Ｂ

図９ クラッチ機構（同期モード）

図１０ クラッチ機構（非同期モード）

駆動用モータ・ギヤボックス１，２，クラッチ機構等は，各３本左右の足の中央の中足に取り付けた．
重量は，軽量化のために本体をＡＢＳ樹脂製としたが，約４７０ｇ（単三乾電池４本込）であった．
図７，図８に，試作した六足歩行ロボットの三脚歩行における片側の足の接地状態を示す．

４．結言（１）モータの回転をクランク・リンク機構によって歩行動作にするシンプルな構成の六足歩行ロボットとした．
（２）四本足から六本足にすることにより，常に三脚歩行で移動するため，歩行安定性が大幅に改善できた．
（３）左右の足動作を独立した２モータ駆動にした．左右

図２に示したような，足の接地状態Ａ，Ｂが交互に生の足動作が，同期・非同期モードが切替可能なクラッチ

じて，正常な三脚歩行となるように，各足のクランク・リン

機構を採用した．同期モードでは直進歩行ができた，

ク機構の角度やリンク長さ等を調整した．
歩行時に足が地面を不必要に擦らないように，足底は円弧状とした．また，接地足が滑らないように，滑り止め用の弾性体（スポンジゴム）を足底に取り付けた．
３－５ クラッチ機構
図９，図１０に，試作した六足歩行ロボットのクラッチ機構の同期モード，非同期モードを示す．
図９の同期モードでは，同期ピンと受けピンが接触して，回転軸経由で電流が流れてＬＥＤが点灯する．
図１０の非同期モードでは，同期ピンと受けピンが非接触になり，電流が流れないのでＬＥＤが消灯する．

非同期モードでは，左右のモータを逆回転させることにより，本体が殆ど移動しない超信地旋回ができた．
参考文献
１) 市野考旺，大窪知行，坂本康正：「四足歩行ロボットの設計製作」，熊本県立技術短期大学校・平成２６年度卒業研究概要集，（2014）17
２) http://www.tamiya.com/japan/products/70216
３) 尾上弘樹，倉本裕也，田嶋宗一郎：「六足歩行ロボットの設計製作」，熊本県立技術短期大学校・平成２７年度卒業
研究概要集，（2015）9

7
報

告

制御技術の工学教育における実験装置の開発
リアクションホイールを用いた振子の振り上げ制御系の構成
日野満司*１The development of a training apparatus to the engineering education of control technology
Construction of swing-up control system of the pendulum by the use of a reaction wheel
Mitsushi HINO
制御工学における授業の理解を促すための実習装置として，リアクションホイールを用いた振子制御系を検討してきた 1),2)．ここでは左右に振動する振子を鉛直下向きで静止させるという，いわゆる振れ止め制御についてハードウェアの改良，および各種の制御則の適用などを行い，良好な制御性能を得ることができた 2)．ただこれまでは，先ずは振れ止め制御からと云う観点であったため，振子を鉛直下向きの状態から振り上げて直立させることについては検討していなかった．もしこの制御が実現できれば，さらに面白みがあり，学生の興味を引く実習装置とすることができる．
そこで本研究では，振子の振り上げ制御と振り上がった後の倒立制御について検討し，制御系の構成および実機での制御性能の有効性を確認したので報告する．

１．緒 言る制御性能の検証を行ってきた．しかしこれまでは，検制御工学は，学生にとっては苦手意識が特に強い学証が容易な振れ止め制御系を完成させることに傾注し問の一つである．その理由は，物理学や電気工学などてきたため，振子を鉛直下向きの状態から振り上げての知識が必要となるだけではなく，数学も多用される横直立させることについては検討してこなかった．もしこの断的な学問であり，かなり抽象的な内容で終始するから制御が実現できれば，振子が振り上がるというダイナミ

であろう．

ックな動作と共に，倒立を持続するという一見不思議な

一般に制御工学では，制御対象を数学モデルで表わした後は，それを一般的な標準形の表現に変換し，動作を具現することができるため，さらに面白みがあり，学生の興味を引く実習装置とすることができる．

数学の論理的かつ抽象的な世界で制御系の特性や構

そこで本研究では，振り上げ制御系として「振子の振成法が説明される．このとき，制御対象である実物と数り上げ制御」と，振り上がった後の「倒立制御」について学の世界とのギャップが大きいため，それらの関係を結検討を行った．振り上げ制御では系内のエネルギに着びつけることに混乱を来す場合が多い．さらに，授業に目した手法を，倒立制御では現代制御理論である極配

おいて，手軽に扱えて興味を引く制御対象の実習装置

置法を適用した結果，制御系構成の確立と良好な制御があまり無く，またあったとしてもかなり高価なため入手性能が確認できたので報告する．

困難であることも制御工学の理解を妨げる要因となっている． もし，興味を引くような制御対象があれば，それ

２．リアクションホイールによる振子制御系と数学モデを基にして制御工学を具体的に理解できる学生も増え

ル表現

るはずである．

図１にリアクションホイールを有する振子の概略を示

そのような観点から，前回までの報告 1) ,2)では，興味

す 1) ,2)．この図では，振子が鉛直下向きの状態を中立点

深い動きを呈するリアクションホイールを利用した振子（N.P.）としている．振子の先端にはＤＣモータが取り付系の実験装置を試作し，制御系の構成および実験によけられていて，そのモータの回転軸にはリアクションホイ*1 機械システム技術科

8

エネルギの状態である�������となるように制御系を構成するものである．この場合，振子が鉛直下向きと上向きの２つの状態が中立点として存在するが，当然，直立した鉛直上向きの中立点に安定に漸近させることが必要となる．
本節では，この問題を解決する手法である，システムの受動性に基づいたリヤプノフの安定定理を適用する
方法3)について基本的な考え方を示す．
次式の非線形システムを考える．
�� � ���� � ������� � ����

図１ リアクションホイールを有する振子の概略

�� � ��0�

ただし，���� � �� は状態ベクトル，���� � ���� � �� であり，� � � � �� はそれぞれ入力と出力である．もしこれールであるロータが取り付けられている．ＤＣモータにが受動的システムであれば，蓄積関数と呼ばれる正定

電圧を印加するとロータの回転が加速し，その反動（リ関数����が次の消散不等式を満たす．
�� � �� �

アクション）でロータと振子の間で作用・反作用の関係
によりお互いにトルクが作用する．このリアクションホイールからの反動を利用して，振子の制御を実現すること
ができる．

すなわち，

�

���� � ���� � � � ����� ������
���� ∀� � 0

制御系を構成するためには，振子制御系の運動方

つまり，受動的なシステムでは，正定関数����をシステ

程式が必要である．図のように中立点（N.P.）から計測しム内のエネルギとして定義すると，システム内のエネル

た振子およびロータの回転角度をそれぞれ����� �� ���

ギの変化が入力によって供給される量よりも大きくなら振子とロータを合わせた重心の振子の軸までの長さを�，ら，蓄積関数����をリヤプノフ関数の候補とできるので，ロータの回転軸回りの慣性モーメントを�� とする．ＤＣモ

リヤプノフの安定定理が適用できる．

ータに発生するトルクは制御入力である印加電圧����

リヤプノフの安定定理は，に比例するものとし，その比例定数（電圧-トルク変換係「���� � �� である非線形システムとする．また，ロータ（DC モータを含む）と振子の質量の合計を�，そのときの振子の軸回りの慣性モーメントを�，数）を�とする．このとき，ロータおよび振子に対する回転の運動方程式はそれぞれ次式となる．
��� � �� ��� � ��i�� � ��� �

(1)
(2)

ここで，上式内の動特性パラメータの表現は以下のとお
りである．
���
��
�
�

ないということを意味しており，一般の機械システムの殆どはこの条件を満たす．ここでもし，����� � 0とできるな�� � ������� � ��0�に対して，ある正定関数����が存在し，����� � 0 なら安定で，����� � 0なら漸近安定となり lim ���� � 0とな
る．」

���

というものである．振子を直立した中立点に漸近させる
ためには，漸近安定でなければならないが，後述する

��� � �
�

�
�� �
��

�3�

３．振子の振上げ制御系の構成
３．１ 中立点への漸近安定性
振子を鉛直下向きから左右に振動させ鉛直上向きに制御系の構成で示すように，制御入力の構成を工夫しても，安定（����� � 0）にはできるが漸近安定（����� � 0）とすることができない．一方，振動系では入力を与えなければ初期値を超えて振動が大きくなることはないため，不変性が成立（コンパクトな集合に属する）する．したがって，ラサールの不変性原理3)が適用できて，中立点へ振り上げる制御系の構成として，振動系のエネルギにの漸近安定性が保証される．

着目する方法がある．これは，振子が鉛直下向きで静３．２ 制御系の構成

止しているエネルギが0���の状態から，直立したときの制御の目的は，振子を振り上げるとともに，ロータの

9回転速度が発散しないように制御することである．このときの制御系の構成法3)を以下に示す．
制御対象は，ロータ系（式(1)）と振子系（式(2)）からな
るお互いに干渉するシステムである．ここで，ロータ系の出力を�� ，振子系の出力を�� とする．

図２制御系の構成としては，まず，�� と�� を入力に対してそれぞれ受動的となるように選ぶ必要がある．

ロ ー タ 系 に 対 し て は ， ロ ー タ の 状 態 変 数 を �� ��� , �� � ��� と定義すると，式(1)は次式で表される．
�� � � �� ��� � � �� ��� ��,�� � �� ��� ���� � �� �0�

�� �� , �� � ����� � ��� � ����0��

, �� � �0�� �� ,

(4)である．式ロータの角速度を安定化する必要があるため，正定である蓄積関数をロータの回転の運動エネル

つぎに，振子系については，振子の状態変数を�� �� , �� � �� と定義すると，式(2)は次式で表される．

�� � �0 ��� ����� � �� �0�

�� �i� �� �� ,である．ここで，振子系が持つエネルギ�は運動エネル
ギと位置エネルギの和として，1� � ��� � � ����1 � ��� ��2� �� �

となり．受動的なシステムとなる．
ここで，ロータ系と振子系を並列結合して，全システを正の係数として制御入力�をとなり，受動的なシステムとなる．

�� �� , �� � ���

� 1� �� � 2����� � � ���� �� � 2�����
�� 2

この並列結合で蓄積関数�を� � �� �� � �� �� とすると，
�� � ��となり，やはり受動的なシステムとなる．ここで，�� 1�
� �� ��� � � ���� � � �� ��� 2�� � ������ �� � �� �� � �� ��

と選ぶと

ここで，

1
�� � �� � 2�����
2

る．出力� は次式で与えられる．

1��� � �� ���2�� � � �� ��� � � �� ��� ��,の偏差として正定関数をムを図２のように表す．ここで，�� と �� は正の定数であ

ギとして

��� �

ルギの目標値である．蓄積関数�� を目標エネルギから

と選ぶと

ここで，

�� � ���

制御対象の入出力表現

1� ���� � ����1 � ��� �� �2

� � ��� � ����� �� � �� �� �� ����� ���� � �� ��� �� � 2�����

1� �� ���� ��� � ��� � �� � � ��1 � ������ �� �
2

���

���

と構成する．なお，使用する制御入力は式(8)である．ここで，��� � �� � , ��� � �� ��ではあるが，��� と��� および�を設計パラメータとして調整する．このとき，ロータおよび振子の角速度は，動作中に��� � 0および�� � 0となることがあり得るので，式(4)と式(6)，および出力�� と��の関係から，� � 0すなわち，�� � 0となることがあり得る．

したがって，�� � �� � ��� � � 0となり，このシステムはリヤプノフの安定定理から安定となる．さらに，この振動���で表される．このエネルギの表現を用いて，出力�� を次系では不変性が成立するため，ラサールの不変性原理
から中立点は漸近安定となる．中立点は振子が鉛直上
向き� � �（または � �）と鉛直下向き� � 0の２つの状式で定義する．

態が存在するが，鉛直下向きの中立点で静止している�� � �� ��� �

状態からロータを回転させてその状態から逸脱させると，

ここで，�� � ���� �� � 2����� ���� �� � 2����

その後はもう一つの中立点に漸近していくため，次式の
���であり，2���は振子が振り上がった時に持つべきエネ

ように制御される．
lim �� � lim

���

1

��� 2

�� � 2����� � 0

10

1
�
�� ��� � 0
��� 2lim �� � lim���

したがって，時間がある程度経過した後では振動系内のエネルギが倒立したときの位置エネルギの値（2���）となるように制御されるため，振子の振り上げが達成され，さらに，ロータは停止（��� � 0）する．ただし，それ以降は，振子系内のエネルギが直立時の位置エネルギの値になっただけであるため，振子はエネルギを維持しつつほぼ半回転ずつ左右交互に振動を持続する．したがって，倒立制御への切り替えが必要となる．
なお，文献３では制御入力が式(7)で構成されているため，各諸元である質量 � や慣性モーメント � および�� ，さらには電圧-トルク変換係数 � の値など全ての動図４ 振子が倒立状態のときの各諸元

特性パラメータを同定し，かつ式(5)のエネルギ � も計と次のようになる．
lim ���� � 0,

性パラメータは � のみであり，これは過渡応答法により動方程式(9) ,(10)を状態方程式で表す必要がある．状
態変数を���� � ���� ��� ���� ������� と定義すると，算する必要があるが，本手法で使用する制御入力は式(8)であり，この式からもわかるように，同定すべき動特

容易に同定できる 2)．このときの制御系の構成を図３に
示す．

���

lim �� ��� � 0,���lim ��� ��� � 0

���

制御系を構成するためには，振子およびロータの運状態方程式は次式となる．
�� � �� � ��,0 0� � �0 0
0 �

したがって，制御の目的はlim ���� � �

0
1� ,
0

��
��� 0 �������となるように状態フィードバック系を構成することである．
制御則としては，閉ループ系の極を設計者が任意に

図３ 振り上げ制御系の構成指定できる極配置理論を適用することとし，Achermannの極配置法 4)を採用する．この手法では，まず，理想と４．振子の倒立制御系の構成
振子が振り上がり，設定した角度を越えた後は，振子を持続的に倒立させる制御系に切り替えるために，振子の倒立制御系を構成する必要がある．図４に示すようする閉ループ形の安定な極 λ� , λ� , λ� を指定し，閉ループ系の特性多項式��s�を��s� � �� � �� ��� � �� ��� � �� �� � � � �� � � � �� � � ��に振子の鉛直上向きの状態を新たな中立点（N.P.）とすで与える．この結果を用いて制御入力を次式で構成すると振子およびロータに関する運動方程式はそれぞれる．

次式となる．
��� � �� ��� � �� � ��� �

(9)
(10)

� � �� �

(11)

ここで，

�� � ��0 0 1���

ここで，振子系の動特性パラメータである �, �� , �� は振

である．

��

�� ���� ����り上げの時の動特性パラメータ（式(3)）と同一である．な

この制御則により，鉛直上向きが最も安定な状態にお，線形制御理論を適用するため，式(10)において非制御される．したがって，振子角度が多少ずれても，指線形項を線形化しsi�� � �と近似している．

定した極の収束度でそのずれを補正するように，常に制御の目的は，振子を直立させるとともに，ロータの回転を安定化させることである．このことを式で表現する

修正動作が発生し，倒立制御が実行される．このときの制御系の構成を図５に示す．

11

モータに適合した DC モータ用ドライバ（USE-2A）である．最大出力電流は 5.0[A]であり，設定を電圧制御型とすることで，DC モータに印加される電圧を，����V�の範囲内で指定できる．
動特性パラメータは文献２で同定されており� ������rad�s � � � �� � �����rad�Vs � � � �� � ����rad�
図５ 倒立制御系の構成

Vs � �である．振り上げ制御系の設計パラメータを� ����� � ��� � ��� � ��� � ���，倒立制御の閉ループ系の極をλ� � �� � λ� � �� � λ� � ��，振子の振り上げから倒立への切り替え角度を������rad�と設定した．
５ 実験装置および実験結果
実験装置の概略構成を図６に示す．ここでは，ロータ

図８に振子角度の時刻歴応答を示す．振子は左右に振動しながら振り上がり，����s�で切り替わり倒立制御にパワフルなトルクを与えることができる文献２の試作機を使用した．また，今回使用した実験装置の写真を図７に示す．
振子の回転角度は振子の回転軸に直結された分解
能 2000[P/R]のエンコーダで計測され，ロータの回転角
度は DC モータに直結された分解能 1000[P/R]の DC
モータに直結されたエンコーダで計測される．それぞれのエンコーダから出力されるＡ相とＢ相のパルス信号をカウンタでカウントすることで回転角度が計測される．それらのカウント値はパソコンに取り込まれ，それぞれの角度��rad� � �� �rad�に換算される．

パソコン内では計測された角度情報に基づいて DC

モータに印加する電圧値��V� が振り上げ制御時は式

図７ 試作機（平成２７年度の試作機）(8)で，倒立制御時は式(11)に基づいて計算される．
この実験装置で使用されているモータはシチズン千葉精密（株）製のエンコーダ付きコアレス DC モータ（NC-185802）であり，定格出力は 9[W]と，パワフルなモータが採用されている．なお，この DC モータの定格電圧，定格トルクおよび定格電流は，それぞれは
24[V],12.7[mNm]および 500[mA]である．DC モータにパワーを供給するモータドライバは，同社製でこの DC

図６ トルクが十分な実験装置の概略

図８

振子角度の時刻歴応答

図９

エネルギ差の時刻歴応答

12に移行している．図９に，振子系が持つエネルギሺ‫ܧ‬ሻሾ ሿから直立したときのエネルギሺʹ݈݉݃ሻሾ ሿを差し引いたエ

ネルギ差ሺ‫ ܧ‬െ ʹ݈݉݃ሻሾ ሿの時刻歴応答を示す．図よりエネルギ差はマイナスから徐々に増加し，切り替え時には差が殆ど 0 となっている．これは，振子系の持つエネル

ギが振子が直立した時のエネルギに等しくなったことを示しており，振り上げ制御が良好に実行されていることを意味している．
６．結 言
今回報告したリアクションホイールを用いた振子の制御においては，振子を鉛直下向きの状態から左右に振動させながら振り上げる振り上げ制御と，その後に振子を持続して倒立させる倒立制御の２種類の制御手法を
振子の振り上げ制御系として検討し，実験によりその効果を検証した．振子の振り上げは，徐々に振子の振動が大きくなるというダイナミックな動きを呈し，その後の直立状態で静止する動作は，一見不思議な感覚を与える．
制御工学の理解を深めるための実験装置は，少なくとも下記の条件を満たす必要がある．
・動きが見え，興味を引く制御対象・パラメータ同定が実験により容易に実行可能
・制御系設計が分かり易く，制御効果の確認が容易
振り上げ制御系の構成に関しては，理論的には多少難しい側面もあるが，それ以外は，上述の条件に当てはまるため，学生に興味を持たせる実習装置として妥当であり，制御工学の理解促進に大いに貢献できると云える．
今後は，制御工学の授業で本実験装置を使用することを前提としてテキストの整備を行う予定である．なお，制御手法は各種あるので，それらを用いた他の制御系の構成法を検討し制御工学のテキストを充実させることも必要である．
参考文献
1) 日野満司：「制御技術の工学教育における実験装置の開発－リアクションホイールを用いた振子制御系の制御－」
熊本県立技術短期大学校紀要，第１７号，pp.21-25，20162) 日野満司：「制御技術の工学教育における実験装置の開発－リアクションホイールを用いた振子制御系実験装置の改良と現代制御理論の適用－」熊本県立技術短期大学
校紀要，第１８号，pp.13-20，2017
3) K.J.Åstrom ， D.J.Block and M.W.Spong ： “The Reaction

Wheel Pendulum”, San Rafael ， Morgan and Claypool ，pp.60-69，2007
4) 岩井善太，石飛光章，川崎義則：「制御工学」朝倉書店，
pp.105，1999

13

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Machine Learning Methodology for Cognition System
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13 キーワードベースカテゴリの関係図㻌ᅗ䠍䠏㻌カテゴリの内訳
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表７（キーワード件数）
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20

21
報

告

家庭内における生活環境情報取得システムの構築
江口智弘*1
Construction of the information acquisition system of life circumstance in a dwelling
Tomohiro EGUCHI*1,
家庭内において高齢者の体調変化に起因する温度，湿度，体温などの生活環境情報を測定して，そのデータを無線でパソコンに送信して蓄積するシステムを構築した．システム構築のために温度セン
サ IC と無線モジュールで構成した室温測定ユニットおよび，オペアンプを用いた簡易湿度測定回路と無線モジュールで構成した湿度測定モジュールを製作した．各モジュールで測定したデータの管理用パソコンへの表示と２時間以上の記録ができた．さらに，非接触温度センサと Raspberry Pi で構成した
体温測定ユニットによって，センサから 10cm 離れた測定対象物の表面温度を非接触で測定できた．

１．はじめに

本研究では，生活環境情報である室温，湿度および1)

内閣府，平成 29 年版高齢社会白書 によると，日本

体温データを取得し，そのデータの表示および蓄積すは総人口に対する 65 歳以上の高齢者の割合である高るシステムを構築した 2,3)．家庭内のいかなる場所でも生齢化率が，2016 年現在 27.3%という超高齢社会である．

活環境情報を測定できるように，測定機能は測定ユニ

また，2025 年には 30%を超え，2055 年には 38.0%になットにそれぞれ独立させた．家庭中に配置された測定ると予測されている．2015 年現在の単身高齢者世帯がユニットから測定データを取得するために，無線通信で18.0%，高齢者夫婦のみの世帯が 38.9%であり，1980 年

管理用パソコンが受信し，データ管理と表示をおこなう．

には合わせて 3 割弱であったものが，2015 年には無線通信にすることで別のユニットの追加も容易になる．

56.9％まで増加している．

図 1 に生活環境情報取得システムの構成を示す．

高齢になると知覚，筋力，記憶力などが衰えてくる．

本システムは，室温および湿度の測定データを複数

たとえば，突然違う情報が入ることでそれまで継続してのユニットから定期的に自動で受信して，受信時刻，測いた行動を忘れたり，寒暖の変化を感じにくくなって猛定データのリアルタイム表示およびデータを蓄積する

暑の室内で過ごし続けたりする．同居の家族がいれば機能を有する．体温測定ユニットは，非接触温度セン対処できるが，単身や高齢者のみの世帯で対処する人

サから得られた 16 点の温度データを管理用パソコンにがいない場合，事故につながる可能性が増してくる．

送信できる．温度は 0.1℃単位で，湿度は 0.1%単位でそのために，単身高齢者や高齢者夫婦のみの世帯表示した．図２に表示画面の例を示す．

で一人になることが多い高齢者が安心･安全に家庭で生活するためには，生活環境内の変化に対する気づき

室温測定ユニット1

室温測定ユニット2

温度センサ(気温)温度センサ(気温)

無線通信モジュール

無線通信モジュールを支援することが望ましいと考えられている．
本研究では，家庭内における生活環境情報の基本的な要素である室温，湿度および体温を定期的に計測

無線通信モジュール

して，そのデータを無線でパソコンに送信して蓄積する

無線通信モジュールシステムの構築を目的とする．

体温測定ユニット

２．生活環境情報取得システム

無線通信モジュール
湿度センサ

２．１ 生活環境情報取得システムの概要

湿度測定ユニット

図１*1 電子システム技術科

管理用パソコン

MEMS非接触温度センサ

生活環境情報取得システムの構成

22

保存する処理を繰り返した．
２．３ 湿度測定ユニット
湿度測定には，高分子湿度センサ（General Electric
社，HS15）を使用した．この湿度センサは，湿度と温度によって指数関数的にインピーダンスが変化する．また，交流を印加して使用する必要があるため，図４に示した回路図におけるViに3V，1kHzの方形波交流を，入力した．XBeeとのインターフェースを考慮して，オペア
図２

画面表示の例ンプ（新日本無線，NJM13404）は単電源3Vで使用し２．２ 室温測定ユニット

た．

家庭のどの場所でも測定できるように，温度センサ

3V

IC(MICROCHIP 社,MCP9701-E)と XBee(Digi インターR1
100k

ナショナル社，XB24-Z7PIT-004)を使用することで温度データを無線送信できる室温測定ユニットを構成した．
温度センサ IC は，温度を-15℃から 35℃まで変化さVi
センサ
HS- 15P

2

3V

6

1

3

7 Vo

5

33μ

R2
100k

NJM13404

VCC
Vref
AD1

0.1μF

GND
XB24- Z7PIT- 004

せたとき電圧が 0.2V から 1.2V まで変化し，その温度係数が 0.02V/℃であることが実験から確認できた．XBee

図4 湿度測定回路には４つの 10 ビット A/D 変換端子があり，0～1.2V まで入力できる．そのため，温度センサ IC の出力端子を湿度センサと抵抗R1によって印加した交流を分圧

XBee の A/D 変換端子に直接接続した．図３に室温測し，整流回路で直流電圧に変換する．湿度センサは湿定ユニットの回路図を示す．そして，実験結果を元にし度によってインピーダンスが変化するので，分圧されたた式(1)によって受信した電圧データ VOUT を温度 T に

電圧は湿度によって変化する．
恒温恒湿漕（ESPEC社，PL-15）内で，温度が15℃，変換した．

25℃，35℃のとき，湿度をそれぞれ20%～80%まで10%ず
ܶൌቀ

ଵǤଶ

ଵ଴ଶସ

(1)

ܸܱܷܶ െ ͲǤͷቁ ȀͲǤͲʹሾԨሿ

つ変化させたときの出力電圧Voを測定した．その結果を図5に示す．温度を15℃，25℃，35℃，湿度を20%～センサ側 XBee は，API モードで使用した．XBee の設定用ソフトウェア X-CTU を用いて、自動送信の設定
を 行 っ た ． 起 動 周 期 と サ ン プ リ ン グ 時 間 は ， 「 Time
before Sleep(ST) 」 ， 「 Sleep Period(SP) 」 お よ び 「 Sleep
Number(SN)」によって決定した．この回路で，室温を 10

80%まで変化させると出力電圧は約1.0～1.8Vまで変化した．ただし，同じ湿度でも温度によって出力電圧は異なった．また，出力電圧に線形性は見られず，15℃では60%，25℃では50%，35℃では40%を下回ると電圧が飽和した．湿度が下がるにつれて湿度センサのインピーダンスが上がり，R1より十分大きくなると，分圧された

秒ごとに測定して自動的に送信した．
XBee は，最大 256 個の接続が可能である．受信側
XBee は複数の XBee から受信するため，すべてのユニ
ットと API モードで通信した．受信プログラムは，登録されたユニットの存在を確認して温度データを受信し、電圧－温度変換，ディスプレイ表示および csv ファイルに電圧と印加した交流がほぼ同じ値になり，オペアンプに過大な信号が入力されたため出力電圧が飽和したと考えられる．飽和しないように対策をとることも考えられるが，高い湿度の場合が熱中症の危険性が高くなるため，高い湿度が計測できるこの回路を採用した．
図５の結果からMicrosoft Excel2013の近似曲線描画

VOUT

VCC
Vref
AD1

GND

GND

VDD
0.1μF

機能を用いて15℃と35℃のときの湿度h15およびh35と

3V

3V

MCP9701-E

XB24-Z7PIT-004

図３ 室温測定ユニット

出力電圧Voの関係式を求めた．
0.1μF

݄ͳͷ ൌ ͻͶǤ͵ͷʹ ൈ ܸ௢ ି଴Ǥ଻଻଺ ሾΨሿ݄͵ͷ ൌ ͺͶǤͲͻͻ ൈ ܸ௢ ିଵǤଶଶ଺ ሾΨሿ

(2)
(3)

23

り簡素化するために室温測定ユニットと同様に，非接触

1.5

温度センサと XBee のみで構成することを試みた．XBee

1

は I2C 機能を有していないため，XBee の汎用入出力ポ

出力電圧[V]

2

0.5
0

20

30

15℃

25℃

40

50
60
湿度[%]

ート DIO を４つ使用して，シリアル・データ・ライン(以下，

35℃

70

SDA という)およびシリアル・クロック・ライン(以下，SCL と80いう)の機能を実現する．I2C 通信はオープンコレクタまたはオープンドレイン回路で接続しなければならないが，

図5 湿度測定回路の湿度－出力電圧特性

XBee はそれに対応していない．また，XBee の電源は3.3V であり，非接触温度センサは 5V であるためレベル測定した温度と湿度は比例しているとみなし，求めた2変換が必要である．そこで，図７に示すように MOS－

つの湿度を用いて，以下の式によって測定温度に対す

FET を使用してオープンドレイン回路構成にした 4)．たる湿度hを求めた．

とえば，SDA 出力として使用する XBee の DIO12 端子݄ ൌ ݄ͳͷ ൅ ሺ݄ͳͷ െ ݄͵ͷሻȀʹͲ ൈ ሺͳͷ െ ‫ݐ‬ሻሾΨሿ

(4)

本システムの動作を確認するため，室温測定ユニットと湿度測定ユニットを１個ずつ使って，1月中旬の9時か
ら11時まで本校の実験室にて稼動させた．その間，空調機は作動していた．その結果を図６に示す．長時間使用してもデータが途切れることなく安定して受信することができた．また，市販の温湿度計（TENMARS社，
ST-302）を使用して測定データと比較したところ，温度を”H”にすると，FET2 が ON になることでドレイン端子
は”L”となり，非接触温度センサの SDA 端子は”L”となる．また，XBee の SDA 出力が”L”の時，FET2 が OFFなので，FET2 のドレイン端子は”H”になる．その時にセンサの SDA 端子から”L”が出力されると FET2 のドレイ
ン端子は”L”となり FET1 は OFF なので SDA 入力のDIO4 端子は”H”となる．このように，本回路において
XBee とセンサの論理値は反転する．SCL も同様の動作をする．

は誤差が最大+0.2℃，湿度は最大+5.9%あった．測定
データを用いて熱中症の危険性を通知することは可能
だが，湿度測定ユニットの誤差が大きかったため，改善

3.3V

DIO4
（SDA入力）

を要する．

1k

SDA

DIO12
（SDA出力）

60

30

15
10

9:00
9:00

温度
9:30
9:30

10:00
10:01

10:30
10:28

湿度
11:00
10:55

20
10

DIO11
（SCL入力）

FET2

5V

1k

湿度[%]

温度[℃]

40

20

2SK679A

3.3V

50

25

2.2k

FET1
2SK679A

30

5V
VCC

VCC

2.2k

FET3

SCL
2SK679A

DIO10（SCL出力）2SK679A

FET4
GND

GND

D6T- 44L

XB24-Z7PIT- 004

図７

体温測定ユニット回路

時刻

図６ 室温測定ユニットおよび湿度測定ユニットによる測定例

本回路では，非接触温度センサから温度データを取り出すために，ソフトウェアで I2C 通信を実現する必要がある．そのために，管理用パソコンから XBee を制御

２．４ 体温測定ユニット

し，本センサからのデータの取得を試みた．

体 温測定には， 非接触温 度センサ(オムロン社 ，

動 作 確 認 の た め ， I2C 通 信 に お け る 「 START

D6T-44L)を使用した．本センサには 16 個のサーモパ

condition 」 ， 「 ア ド レ ス 送 信 (0x14) 」 ， 「 コ マ ン ド 送 信

イルが内蔵され，測定対象物の表面温度をそれぞれ(0x4C)」まで実行した．アドレス送信後の本センサから

0℃～50℃まで測定できる．測定値は，I2C バスを介してのアクノリッジは確認できたが，コマンド送信後のそれ取得できる．体温測定ユニットも XBee を用いて，管理は確認できなかった．本実験では，XBee による DIO 制用パソコンにデータを送信したい．回路構成をできる限24

御は，60ms 以上の待ち時間がなければ XBee の DIO測定した．図９にその結果を示す．サーモパイルの配端子の出力を安定できなかった．別のマイコンによって置順にしたがい，3D棒グラフで表すと，中央部に円筒本センサを動作させたところ，10ms 以内でないと通信状の形状を確認することができた．非接触で測定対象できないことがわかった．つまり，本センサと XBee だけ

物の温度を測定できたが，今後は体温を測定するため

2

では，XBee の DIO の速度が遅くて I C 通信ができなかに体のどこを測るか，どこに配置するかを検討する必要ったため，本センサを動かすには XBee との間にマイコがある．

ンなどのコントローラを入れる必要性が明らかになった．
そこでコントローラとしてRaspberry Piを用いて，その2

I Cバスを使用して非接触温度センサとI²C通信をおこなった．Raspberry PiのUSBポートにXBee用USBインタ
フェースボード（秋月電子製）を接続して，XBeeを介してパソコンへ温度データを送信した．Raspberry Piの入力電圧は3.3V，センサは5Vなので，接続するためには
レベル変換が必要である．図８にレベル変換回路を含む体温測定回路を示す4)．
図９
5V

3.3V

5V
3V

5V
VCC

円筒状測定対象物の10cm地点での測定例

３．まとめ
本研究では，屋内における生活環境情報の基本的

1k

FET1
2SK679A

な要素である室温，湿度および体温を定期的に計測し
SDA

SDA
3.3V

1k

5V

ステムを構築した．
温度センサICとXBeeを組み合わせて室温測定ユニ

FET2
2SK679A

SCLて，そのデータを無線でパソコンに送信して蓄積するシ

SCLットを構成し，A/D変換した電圧を管理用パソコンに送

GND

GND

信できた．次に，オペアンプを用いた簡易湿度測定回

RaspberryPi

D6T-44L

路を製作し，高湿度を測定できることを確認した．湿度

図８ Raspberry Piを用いた体温測定回路

測定ユニットは，誤差が大きかったため，今後改善を図
りたい．最後に，非接触温度センサとRaspberry Piで構

コントローラのSDAが"H"の時，コントローラはプルア
ップ抵抗により3.3Vにプルアップされる．MOS-FETのゲートとソースが共に3.3VであるのでMOS-FETは導通
しない．これにより，センサのSDAは5Vにプルアップされて"H"になる．センサのSDAが"H"の時も同様である．コントローラのSDAが"L"の時，ソースは"L"，ゲートは"H"になりMOS-FETは導通する．そのため，センサのSDAはコントローラのSDAによりMOS-FETを経由して"L"レベルにプルダウンされる．センサのSDAが"L"の時，MOS-FETが動作するまでMOS-FETの内蔵ダイオードによって"L"にプルダウンされる．SCLも同様の動作でレベル変換をして，I²C通信ができる．
本ユニットの動作確認のため，センサを垂直に固定
して，縦16.5cm，横6cm，円筒状で表面温度36.3℃の測定対象物を室温15℃の締め切った部屋でセンサか
ら10cm離れた場所へ置き，サーモパイル16個で温度を成した体温測定ユニットを製作して，16個のサーモパイ
ルの測定値を取得できた．
今後は，体温測定ユニットによる測定方法を確立して，３つのユニットの実用的な有効性の評価をおこなう．また，得られた測定データを活用した体調変化の気づきを支援する手法を検討する方針である．
参考文献
1) 内閣府，高齢化の状況，平成 29 年版高齢社会白書，213， (2017)．
2) 野嶋拓未，吉岡恭之郎，室内における高齢者の体調管理に関する基礎的研究，平成 27 年度卒業研究概要集，熊
本県立技術短期大学校，113-116，(2015)．
3) 立山郁枝，石橋知広，屋内における生活環境情報の取得に関する研究，平成 28 年度卒業研究概要集，熊本県立
技術短期大学校，印刷中，(2016)．
4) Philips Semiconductors，I2C バス仕様書バージョン 2.1，
(2000)．

25報

告卒業研究における仮想現実ソフトウェア
製作の取り組み糸川 剛*1
Virtual Reality Software Production in the Graduation Research
Tsuyoshi ITOKAWA
情報システム技術科では，コンピュータシステムに関わる様々な技術を学び，それらの応用技術や，
カリキュラムでは取り扱い難い新しい技術の修得のため，２年次開講科目として卒業研究を行っている．
平成 27 年度より卒業研究の一テーマとして，近年普及が進む仮想現実ソフトウェアの設計と実装に取り組んでいる．本稿では，情報システム技術科における学習内容を俯瞰し，卒業研究の中で行っている
仮想現実ソフトウェア製作への取り組みについて報告する．

キーワード： 仮想現実 卒業研究 Unity スマートフォン

１．緒言
情報システム技術科ではコンピュータシステムに関わる様々な技術の座学，実習を行い，熊本県の将来の般消費者層が安価に仮想現実に触れることができるよ
うなヘッドマウントディスプレイ型の仮想現実機器が身近なものになっている．

情報産業を担う人材の育成に努めている．２年次開講

ハードウェアの普及が進むにつれ，仮想現実ソフトウ

科目の卒業研究においては，本学科での学習の総まとェアは娯楽用途だけではない様々な用途に用いられる

めとして様々なテーマに取り組んでおり，平成 27 年度

ようになり，例えば幻肢痛の治療，フィットネス，家庭内から仮想現実 （Virtual Reality, VR) ソフトウェアの製や車内のインテリアのシミュレーション，外科手術や軍作をテーマの一つとして採用している．本稿では，卒業

事・警察の職業トレーニング，歴史的建築物や芸術品研究においてこのテーマに学生がどのように取り組み，の仮想空間での鑑賞等に用いられている．

どのような成果を得たかについて紹介する．

このような背景により，情報システム技術科の学生が卒業後に仮想現実関連の開発業務に携わることが充

２．仮想現実ソフトウェアの現状
仮想現実とは，CG や音声等を組み合わせ，人工的な現実感覚を作り出す技術，およびその考え方であり，分考えられるようになったため，平成 27 年度より卒業研
究の一つのテーマとして仮想現実ソフトウェアの設計・開発を取り上げている．

半世紀以上前から研究が進められている．近年のコンピュータの処理能力向上や小型液晶モニタパネルの

３．情報システム技術科の学習内容

低価格化等を背景として，Oculus 社の Oculus Rift を皮

情報システム技術科では，コンピュータシステムに関

切りに，Google 社の Google Cardboard，ソニー・インタ

わる様々な技術の中からプログラミング，データベース，

ラクティブエンタテインメント社の PlayStation VR 等，一ネットワーク，半導体デバイスを四つの柱として教育を*1 情報システム技術科, Department of Computer Systems Engineering

26

行っている．それぞれの分野における代表的な講義・知らない学生には，製作物の議論を行うことが難

実習は表１の通りである．

しいためである．基礎調査のステップで調べた開発環境の中から，できること，資料の入手性，環境

表１ 分野ごとの代表的講義・実習

構築コスト等を考慮し，使用するソフトウェアを選代表的な講義・実習（内容）択する．卒業研究という限られた時間内での取り

分野
プログラ
ミング

プログラミング言語Ⅰ，Ⅱ（C 言語）組みであるため，特に日本語の入門書籍が入手Java (オブジェクト指向プログラミング)

しやすいことを重視している．

データ
ベース

データベースⅠ(SQL, 正規化)

ネットワーク

半導体
デバイス

データベースⅡ（DBMS, Web アプリ製作）

iii. 仕様設計
前段の開発用ソフトウェア学習のステップと多少

ネットワーク工学実習 （Ethernet/インターネット）

重なり，どのような仮想現実ソフトウェアを作り上げ

ネットワーク施工実習 (光ファイバ接続技術)

るかの議論を開始する．この時，卒業研究のアピ

半導体デバイス工学(CCD/CMOS イメージセンサ)ールポイントとする主目標を定める．学生は，自分

電子回路 (電子基礎, RLC 回路)

達が実装までの責任を担うことを意識するためか，
この時点で自分達にできるであろうと考えたことだ

これらのような講義・実習を通じ，情報システムの設けを目標にする傾向があり，設計の段階で小さく計・開発・運用・保守等に関わる技能を身に付け，幅広

まとまった仕様にしがちである．そこで主目標とはい視野を備えた技術者の育成を行っている．

別に，実装できるか否かに関わらず，自分達が作るものをより良くするためにはどのような機能がある

４．卒業研究での取り組み
学習内容の総まとめとして２年次に卒業研究を行う．

と良いかという観点でアイディアを出し合う．
iv. ソフトウェア実装

教員より複数提示される卒業研究のテーマの中から仮前段の設計の結果を受けソフトウェアの実装を

想現実ソフトウェアのテーマを選択した学生は，次の四開始する．情報システム技術科の卒業研究は基つのステップに沿って１年間の卒業研究を進めている．

本的に複数人のグループで一つのテーマに取りi. 基礎調査組んでおり，仮想現実ソフトウェアの実装では，３D

本学科のカリキュラムに仮想現実技術そのもの

モデルの製作，プログラミング，ドキュメンテーショを学ぶ講義・実習は無いため，まず仮想現実ソフン等の仕事を分担して進めることになる．このグル

トウェアの開発に関する基礎知識を修得する必要ープワークにより，他人と協調して仕事を進めるこがある．そのため，学生は最初に調査課題に取りとの難しさや，情報共有の重要さ等を体験すること組む．調査課題を通して，現在どのような用途でになる．また，ここでは必要に応じて，技術要素の仮想現実技術の活用が行われているか，どのよう追加調査，問題点の洗い出しと改善案の提案，仕な仮想現実デバイスが入手可能でそれぞれどの様の見直し等も行う．

ような特徴があるか，ソフトウェア開発環境としてどのようなソフトウェアがあり，各々どのような特徴があるか等を学び，自分達がこれから何をどのようにして実装するかを具体的にイメージする．
ii. 開発用ソフトウェア学習

５．実装したソフトウェア
これまでの２年間の卒業研究において，資料入手の容易さや教育機関向けのフリーライセンスがあるといった理由により開発用環境として Unity テクノロジ社の次に開発用ソフトウェアの使い方を学ぶ．仕様

Unity を採用した．Unity はパソコン用，ゲーム機用，ス

設計の前に開発用ソフトウェアの使い方を学ぶ理

マートフォン用等の様々な環境向けのプログラムを作る

由は，その開発用ソフトウェアで可能なことをあまりことができるが，本研究テーマにおいては入手が容易

27で持ち運びが簡単である点から，Android スマートフォ

似体験」ができる観光情報システムとしてのソフトウェア

ン用のプログラムを作成した．以降，各年度においてど開発を行うことができた．一部の機能については開発ソのような仮想現実ソフトウェア製作を行ったかについて

フトウェアの高額なライセンス契約が必要なため未実装

述べる．

としたり，使用したスマートフォンの計算性能が低く，現実的な動作に耐えないため削除したりしたが，これらは５．１ 観光情報システム
仮想現実の一つの活用分野として，現実世界でそれ

予算や時間の経過により将来的に解決可能であると考えている．

を体験するには場所が遠く，移動に時間やお金といったコストがかかるものを疑似体験することができる，というものがある．例えばフランスのモン・サンミシェルも仮
想現実でなら簡単に体験できるというような場合である．
ある場所を仮想現実で訪れた結果，現地で実物を見た
いと考えるなら，それは観光推進に繋がるという考えにより，平成２７年度の卒業研究では「観光情報 VR アプリ
ケーション」と題して仮想現実ソフトウェアの製作を行うことにした．
仮想現実ソフトウェアとして実装するなら，現実の風

図 1 VR アプリ内のアカデミックホール

景を静止画や動画で撮影して再生する以上の機能を実装したいという考えのもと，設計段階で①自由な場所

５．２ 地震体験シミュレータ

移動，②現在地を把握する地図表示，③建物や場所

仮想現実の別の活用分野として，現実世界で体験の名称の重畳表示，④現実には居ないマスコットキャラ

するのに危険を伴うものや，技術的には可能だが実現

等の表示，⑤特定の場所での動画再生，⑥スタンプラには大がかりな設備等が必要で金銭的なコストが大き

リー等のゲーム性の実装の六つの機能を考えた．

いものを疑似体験するものがある．例えば現実世界でまた，ターゲットデバイスとしたスマートフォン用の仮

人間が意図的に洪水を経験し，その危険性を体感する

想現実環境では一般にコントローラの類は備えていなのは難しいが，凸版印刷株式会社の防災訓練支援サ

いため，Bluetooth 接続のゲームパッドを利用して仮想ービス「VRscope for ハザード」のように，洪水を仮想空空間内での移動を実現することとした．

間で体験するのは簡単であるような場合である．

実装対象の観光地の例としては，資料入手の容易さ

熊本県は平成 28 年度に大規模地震を経験し，本校

から熊本県立技術短期大学校の敷地を採用し，実装を自体も２週間程度の休校を余儀なくされた．そのため，行った．本校には，箱型ではなく曲面を多く含む特殊

地震に対する危機意識が強くあったため，平成 28 年度

な形状をした建物がいくつか存在し，それらの建物の３の卒業研究では「地震体験 VR アプリケーション」と題し

D モデルの作成を Unity で行うのが難しいため，情報シて仮想現実ソフトウェアの製作を行うことにした．

ステム技術科のカリキュラムの中で学生らが使用経験

地震を疑似体験するソフトウェアの要はどのような機のある 3dsMax 等の 3D モデリングツールを使用した．

能であるかという点に注意し，設計段階でさまざまな意

図１に作成した仮想現実ソフトウェアから見た本校アカ

見を出し合い，①現実感のある揺れの視覚的表現，②

デミックホールを示す．

地震警報等の環境音の再生，③バイブレーション等の前述の機能のすべてを実装するには至らなかったが

触覚刺激，④揺れを再現するハードウェアの製作，⑤１年間の卒業研究において，前述の①から④を実現し，

地震避難を体験する教育機能という五つの機能の実現「観光地を好きに見て回り，場所ごとの説明が聞ける疑

を考えた．

28

仮想空間に作ったワンルームで地震を発生させるプ

加工技術や機械制御技術が必要であるため，情報シス

ログラム作成において，最初に作成したプログラムでは

テム技術科における卒業研究としての取り組みはこのミ

地震発生時の家具の動きが不自然なものとなった．こ

ニチュアモデルを作成するに留めた．

の原因はオブジェクトの移動を実現するために用いたメ
ソッドが座標を瞬間的に変更するものであったため，オブジェクト同士の摩擦による相互作用が反映されていないためであると考えた．そのため次のプログラムでは部屋内のオブジェクトに直接力を加えて動かすものとした．このプログラムでは倒れそうになった家具が起き上がりこぼしの様に立ち上がる動作を示すようになった．
このようないくつかの実装と再検討の結果，最終的なプログラムでは図２に示すように，オブジェクト同士をバネのような伸縮性のある素材で繋げて間接的に動かす方法を採用した．

図 3 揺れを再現する外部デバイスの外観
地震体験 VR アプリ製作に関する１年間の取り組みにおいて，設計段階の５機能のうち，①から④の機能を実現することができた．また，この取り組みは，情報シス
テム技術科ではプログラミングを学ぶだけではなく，ネ

図 2 採用した地震の揺れのモデル

ットワーク，電子回路，マイコンといった様々な技術を学
ぶために行うことができた．在学中に教わる様々な技術

また，VR での視覚の揺れに加え体感としての揺れをや自ら調べて学ぶ技術を組み合わせ，もの作りを行うこ

再現するハードウェアの製作という目標に対する取り組のような経験は，社会で求められる技術者になるためのみとして，プログラム内からネットワーク経由で別のマイ経験として有意義なものであったと考えている．

コンに情報を送り，その情報を受け取ったマイコンが接続された回路のモータドライバに適切な信号を送ること
で，小型のモータを駆動するという機能を考えた．

６．結言
情報システム技術科においてコンピュータシステム

外部デバイスの製作において，入手性や参考資料に関わる広範な技術を学ぶ学生が，技能修得の総まとの豊富さという理由により，受信側マイコンは Arduino

めである卒業研究において，どのような取り組みを行っ

UNO，モータドライバは東芝 TA7291P を採用した．通ているか，一テーマである仮想現実ソフトウェア製作を

信プロトコルに HTTP を採用し，リクエストパラメタで渡さ

例として報告した．技術の移り変わりの著しい情報産業

れる整数値の秒数だけモータの順・逆回転を繰り返す界においては，日々新しい技術が現れている．学生にという仕様を定めた．外部デバイスの外観は図３に示す

とって，在学中に何を学ぶかは重要であるが，卒業後通りである．図の左側に位置するマイコンがネットワークに職業人として生きる数十年の中で，新しく現れる様々経由で受信した情報に基づき中央下のモータドライバな技術の中から有用なものを捉え，自分のものとし，そを制御し，画面右側のモータの回転運動がギアボック

れを活かす力もまた重要である．今回紹介したような卒ス，スライダクランク機構で直線運動に変換される．

業研究における取り組みを通じ，このような力を身に付

実際に人が乗り，揺れを体感することができるようなデけて欲しいと思う．

バイスとして動かすためには，本校の他科で学ぶ材料

29
報

告

Moodle を用いた Web 授業アンケートシステムの構築
試行版システムの概要と試行結果について
宮崎 幸治*1
Construction of Web questionnaire system based on Moodle for class evaluation by students
Overview of the testing system and testing results
Koji Miyazaki*1
LMS(Learning Management System)である Moodle を用いた Web 授業アンケートシステムの試行版を構築した．本報告では，構築した試行システムの構成や仕組み等について説明するとともに，本校情報システム技術科 53 名の学生を対象とした試行結果について報告する．試行版システムは，Moodle とそのプラグインである Questionnaire モジュールをベースとし，本校独自仕様に対応するために開発した独自プラグインから構成される．試行後のアンケートでは，８割を超える学生が本システムに好意的な回答をし，学生から良好な評価を得られた．また，本システムが業務効率化にも大きく貢献できるものである
ことが確認できた．

１．はじめにに回答するが，授業評価に関することだけではなく，そ本校では，FD(Faculty Development)の一環として学

れぞれに科目コードや教員コードもマークする必要が

生アンケートによる授業評価を実施している．アンケー

あり，マークシート記入の負担も少なくない．また，アントの実施単位は授業科目ごとであるが，同一科目に担ケート終了後は各授業で指名された代表者がマークシ

当教員が複数いる場合は，同一科目でも教員別にアンートをクラス全員分回収し，事務室まで提出する手間がケートを行う．アンケートはマークシート方式で，授業アかかるなどの課題がある．

ンケート期間中に各授業の一部として実施される．した

これらの課題を解消するために，Moodle1) を用いたがって，原則としては全学生が全受講科目のアンケー

Web 授業アンケートシステムの試行版を構築した．また，トに回答することになる．

その有用性を確認するために，情報システム技術科 53

アンケート後は，マークシートを機械で読み取るが，名の学生を対象に試行を行った．本報告では，まず一回の授業アンケート期間に使用されるマークシートはMoodle の概要とアンケート機能について紹介する．次3,000～4,000 枚になる．また，科目コード等のマークミに，試行システムの概要と独自プラグインなどの機能詳スが多く，読み取り後のチェックに多くの時間を割くこと

細について説明する．その後，試行結果について述べ，になる．さらに，自由記述欄の内容は一枚一枚手作業

最後にまとめを行う．

でコンピュータに入力する必要がある．これらの作業は，教員が通常業務を行いながら行うため，結果としてマー

２．Moodle の概要とアンケート機能

クシートの読み取りと自由記述欄の転記だけで現状３

２．１ Moodle の概要～４週間を要している．その他にも，マークシート印刷

Moodle は，OSS（Open Source Software）の LMS，つまの金銭的，時間的コストやマークシート読み取り機のサ

り学習管理システムであり，世界中で e-Learning システ

ポート切れなど，幾つもの課題を抱えている．

ムの基盤として活用されている．Moodle 公式サイトで公一方，学生は，一人当たり 15～20 科目のアンケート*1 情報システム技術科

開されている統計情報 2)によると，平成 29 年 11 月現在，

30

登録されているだけでも 233 国，89,731 サイトにも上り，ードする仕組みを持つ Questionnaire を採用することに世界標準的な LMS といえる．検索エンジンで“Moodle”

した．

をキーワードに検索すると，日本でも大学など多くの教育機関で Moodle が利用されていることがわかる．

３．Web 授業アンケートシステム

Moodle の機能は非常に豊富で，成績管理やオンライ

３．１ システムの目的と基本方針

ンでの課題提出，小テスト，データベース，フォーラム

本システムの目的は，マークシート方式でのアンケー

等挙げれば切が無いほどである．さらに，標準機能にト実施から回答データの回収までを Web システムに置加え，プラグインとして様々な追加機能が提供されていき換え，学生の利便性向上と業務効率化を図ることでる．Moodle では，課題提出や小テストなどの機能は“活ある．したがって，本システムは，Web によるアンケート

動モジュール”とよばれ，それらは“コース”という単位で実施からデータの回収までを対象とする．分析や解析管理される．コースはひとつの授業科目に，活動モジュ

または授業担当者へフィードバックするような機能は対ールは授業の中で行われる課題提出や小テストなどの象外とし，これらについては従来の方法（プログラム等）

活動に相当する．また，ドキュメントやコミュニティによるがそのまま利用できるよう対応する．つまり，本システム

サポートが充実しており，OSS である特性を活かしで得られる回答データの形式は，従前のアンケート方

Moodle 本体をカスタマイズ可能であることや，プラグイ

式で得られるものと同一とする．なお，本システムはン開発もテンプレートが提供されており比較的容易であWeb 授業アンケート専用とし，授業や他のアンケートにることも Moodle の特徴である．このような特徴から，そのは使用しないものとする．

用途は e-Learning に留まらず様々な分野に応用できる

システム構築の基本方針は，「原則，既存の OSS を可能性を持っており，本システムはその応用の一例で組み合わせて目的のシステムを構築する」である．ただある．システム構築にあたっては，Moodle の標準機能とし，本校特有の事情によるもので，既存ソフトウェアでアンケート機能のプラグインである Questionnaire をベ対応できないものについては，独自のプログラム等を作ースとして，本校特有の要件を満たすために独自プラ成する．

グインを開発した．次章で構築した試行版システムの概３．２ 試行版システム構成と提供機能

要と詳細について述べる．

試行版システム構成図を図１に，ソフトウェア一覧を
表１にそれぞれ示す．システム構成は一般的な LAMP

２．２ Moodle のアンケート機能
Moodle を用いてアンケートを実施する機能としては，構成であるが，データベースは MySQL ではなく，

Choice（投票），Survey（調査），Feedback（フィードバッ

CentOS 7 の 標 準 リ ポ ジ ト リ か ら イ ン ス ト ー ル で き る3)ク）および Questionnaire（アンケート）の４つがある ．こ

MySQL 互換の MariaDB を用いた．独自プラグインの開れらは活動モジュールであり，Questionnaire 以外は

発には，Moodle の開発言語である PHP を使用した．図Moodle の標準機能である．Choice はただひとつの質１で示すように，本システムでは Web サーバ，アンケー

問に対する多肢選択アンケートを，Survey は予め用意

トサーバおよびデータベースサーバは同一仮想サーバ

された定型アンケートを実施するためのもので，複数の上で稼働している．この仮想サーバは学内 LAN 専用で質問を自分で作成する必要のある授業アンケートには

外 部 からのア ク セ スは でき な い ．ま た， 執 筆時 点 で

4)

Feedback または Questionnaire を用いる必要がある ．

Moodle の最新バージョンは 3.3 であるが，表１のとおり

文献４では，Feedback と Questionnaire を用いた授業アバージョン 3.1 を採用した．これは，Moodle 3.1 が LTS

ンケートの具体的な手順をそれぞれ示しているが，(long-term support release)バージョンで，他のバージョ

Feedback ではアンケート結果をそれぞれのコースでし

ンは 18 か月でセキュリティサポートが終了するのに対し，

か管理できず，すべてのアンケート結果を一括でダウン

セキュリティサポート期間が 36 か月と長いためである．

ロードできない点を指摘している．本校では，一回の授アンケートサーバは，本システムの中核となるサーバ

業アンケート期間で延べ 130 科目程度のアンケートをであり，Moodle，Questionnaire プラグインおよび独自プ実施するため，管理者がすべてのアンケート結果を手ラグインで構成される．アンケートサーバによる提供機

作業で一つひとつ回収するようでは，Web システム化に能一覧を表２に示す．表中の「独自」の欄に“○”がある

よる業務効率化が低いと判断し，追加プラグインが必要

機能は，筆者が開発した独自プラグインによって実現さとはなるが，すべてのアンケート結果を一括でダウンロ

れる．それ以外の授業アンケートサーバとしての基本機

31

能は Moodle と Questionnaire によって提供される．独自

図２において，従来のマークシート方式との大きな相違

プラグインの詳細については，３．５節で述べる．

は，アンケートコードの入力欄がないことである．アンケートページにアンケートコードを割り当て管理することで，仮想サーバ

学生はアンケートコードを入力する手間が省け，教員

CentOS側はアンケートコードの正当性をチェックする手間が省

アンケートサーバ
Moodle＋Questionnaire＋独自プラグイン

略できる．
ここで，Questionnaire を授業アンケートに使用する
場合，モジュールのパーミッションを十分に確認する必要がある．これは，管理ナビゲーションの「アンケートモ

SSL 通信Web サーバ

データベースApache＋PHP

MariaDB

ジュールの管理」からアクセスできる．図３に示すように，
デフォルトでは学生は回答概要を閲覧することができる．

クライアント

回答概要には，多肢選択であれば集計した結果が，自由記述欄などであれば入力された内容がそのまま表示

図１ 試行版システム構成図

される．その他にも，デフォルトでは，「教師」ロールの
表１ ソフトウェア一覧

ユーザがアンケート結果（CSV データ）をダウンロードで

ソフトウェア

きる権限を持つなど，確認すべき項目がある．これらのOS

CentOS 7

点については，アンケートを実施する組織の運用ポリシ

Web サーバ

Apache 2.4

ーに照らし合わせて，十分検討することが肝要である．

開発言語

PHP 5.6

データベースMariaDB 5.5

アンケートサーバ

Moodle 3.1 (LTS)

機能

Questionnaire プラグイン
独自プラグイン

表２ アンケートサーバによる提供機能一覧
No

提供機能

1

科目ごとのアンケートの一括登録

2
3

独自

ユーザの一括登録およびアンケートページ
への登録
未回答科目の確認とアンケートページへのリンク機能を有する回答者用 UI

4

匿名によるアンケートの実施

5

アンケート未回答者の検索（教員用）

6

アンケート結果の一括ダウンロード○○

３．３ Questionnaire による Web 授業アンケート

図２ アンケートページ画面

本校で実施しているマークシート方式の授業アンケートと同等の内容を Questionnaire で再現したアンケー
トページ画面を図２に示す．ここでは，図２のひとつのアンケートページ画面がマークシート用紙一枚に相当し，それを科目ごとにまとめたものをアンケートページとよぶことにする．ただし，同一科目に担当教員が複数いる

図３ アンケートモジュールのパーミッション（抜粋）場合は，教員別にアンケートページを作成する．また，ひとつのアンケートページは，Moodle のひとつのコース

３．４ システムとしての検討である．具体的には，単一活動フォーマットのコースに

基本的には，アンケートページを全科目分作成すれ活動モジュール Questionnaire を追加したものとなる．

ば Web 授業アンケートは実施可能である．しかし，シス32

テムとして考える場合には，管理者（実施者）が全科目

ここまでの検討結果として，アンケートページの一括

分のアンケートページを一括登録し，アンケート結果デ

登録からアンケート回答データの一括ダウンロードまでータを一括回収（ダウンロード）する仕組みが必要となの一連の流れを図４に示す．初めに，マスタコースを作

る ． こ の 仕 組み に つい て ，文 献 ４ で述べ ら れ て い る

成する．マスタコースは公開型アンケートを持つ管理用

Questionnaire を授業アンケートとして活用する方法をのコースである．このコースでは，（１）授業アンケートのベースとして検討する．

質問項目の設定，（２）回答の選択肢に関する設定，まず，全科目分のアンケートページを一括登録する（３）回答データの一括ダウンロードなどを行う．具体的

仕組みについて検討する．これは，Moodle 標準の CSVには，図２のような授業アンケートを公開型アンケートとファイルによるコース一括登録機能を利用すればよい．

してマスタコースに設置する．また，このコースにはアンコース登録に必要な情報を記録した CSV ファイルを用

ケート回答データにアクセス（閲覧，ダウンロード）でき

意しておくことで，複数コースを一括で登録できる．

る権限を持つ者のみ登録する．次に，テンプレートコー

次に，アンケート結果データを一括ダウンロードする

スを作成する．これは文字通り，マスタコースの公開型

仕組みついて検討する．Questionnaire が持つ公開型

アンケートを参照したアンケートを持つ，アンケートペー

アンケート機能を使えば，科目ごとに設置する複数のアジの雛形となるコースである．ここで，テンプレートコー

ンケートページから回答された結果を一箇所に集約でスには，Questionnaire の設定を含め，アンケートペー

きる．つまり，アンケート結果を一括でダウンロードするジに共通するすべての設定を適切に施しておく必要がことが可能である．ここで公開型アンケートを用いる場

ある．それが完了したら，アンケートページを CSV ファイ

合，文献４でも指摘されているとおり，次の点に留意す

ルから一括登録する．図５に CSV ファイルの記述例をる必要がある．アンケート期間などの項目は示す．

Questionnaire の設定項目ではあるが，コースごとに設定しなければならない．しかも残念ながら，それらの設定項目は CSV によるコース一括登録では指定することのできないものである．それらを個別にコース一つひとつに手動で設定すると，設定の手間がかかるのはもち

shortname,fullname,format,templatecourse
411111421,基礎物理,singleactivity,Template
411121421,電気磁気学,singleactivity,Template
411151421,半導体工学,singleactivity,Template
411241414,基礎数学Ⅰ,singleactivity,Templateろんであるが，設定ミスを誘発しかねない．そこで，既存コースをテンプレートとして，既存コースの設定内容

図５ CSV ファイルの記述例などをリストア，言い換えればコピーし，新しいコースを
この例では，コースフォーマットに“ singleactivity”（単作成する機能を使うことを考えた．

一活動）を，テンプレートコースとして“Template”という②テンプレートコース①～③：アンケートページ一括登録の流れ④～⑥：回答データの流れ

名前のコースをそれぞれ指定している．このように設定することで，テンプレートコースの設定がコピーされた新
しいアンケートページが一括して登録される．学生は受講しているそれぞれの科目のアンケートページで回答③一括登録（リストア）

参照を行う．アンケート結果（回答データ）は，マスタコースの公開型アンケートのデータベースで一元的に管理さ①マスタコース

アンケートページ

公開型
アンケート

アンケート

れる．アンケート期間が終了したら，マスタコースからア
ンケート回答データを一括してダウンロードする．
図４には記載してないが，各科目のアンケートページには，回答する学生（受講している学生）を登録する必⑤回答データ④アンケート回答⑥一括ダウンロード

図４ アンケートページの一括登録から回答データの一括ダウンロードまでの流れ

要がある．これには幾つかの方法があるが，本システム
ではユーザ一括登録の際に使用する CSV ファイルに，
学生ごとに全受講科目を記述しておく方法を採った．
３．５ 独自プラグイン
本校では，原則として，全学生は受講する全科目の33

アンケートに回答する必要がある．このような事情に対未回答者の全件（一覧）表示機能がある．現状，全件応するために，独自プラグインを作成した．独自プラグ表示からさらに学生氏名等で絞り込む機能は有していインの機能は二つで，ひとつは回答者（学生）向け UI

ない．これは，試行にあたっては学生の利便性を第一機能で，もうひとつは教員用の未回答者検索機能であに考え，回答者用 UI の開発を優先したためで，今後対る．

応していく予定である．なお，この独自プラグインは，

まず，回答者（学生）向け UI 機能について説明する．

Moodle 本体とは独立しているため，Moodle 本体のバー

学生がシステムにログインすると，図６に示す画面が表

ジョンアップには影響しない．一方，独自プラグインは示される．ここには，自分が回答しなければならないア

Moodle や Questionnaire のデータベースを参照していンケート一覧が表示される．また，ログイン時点で回答

るため，Moodle 本体のバージョンアップによって，デーできる科目にはリンクが生成され，科目名をクリックする

タベースの構造に変化があった場合にはプログラム修とアンケート画面へ遷移する仕組みとなっている．アン正などの対応が必要となる．

ケートに回答すると，再び図６の画面に遷移するが，回答した科目はリストから削除される．これを繰り返しすべての科目のアンケートに回答すると，最終的には図７に示す画面が表示される．また，Moodle 標準では多くの機能を持っているが，それが反って操作をわかりにくくしてしまう場合もある．その点を考慮して Moodle 本体のソースを一部変更し，回答者向けページと各科目のア
ンケートページしか行き来できないようにした．このような仕様にすることで，学生が全科目のアンケートに漏れなく，かつスムーズに回答できるよう工夫を施した．

図８ 教員用の未回答者検索ページ

４．Web 授業アンケートシステムの試行
４．１ 試行対象と実施方法
本校は，４科２学年，約 200 名の学生が在籍している．
図６ 回答者（学生）向けページ（未回答一覧）

全学生を対象とする本番稼働前に操作性等の検証のため，平成 29 年前期授業アンケートにおいて，情報シ
ステム技術科２学年 53 名を対象に，28 科目に対してWeb 方式による試行を行った．試行は，まずホームル
ームでログイン方法や回答方法についてレクチャーし，
約１週間の回答期間中に，校内のコンピュータ室等か図７ 回答者（学生）向けページ（アンケート完了時）

ら，昼休みや放課後もしくはホームルーム時間を利用して授業アンケートに回答する方法で実施された．なお，

次に，教員用の未回答者検索機能について説明する．

アンケート期間当初から全科目のアンケートに回答す

これは，クラス担任が学生のアンケート回答状況を確認ることはできず，段階的に回答可能科目は増える．毎するための機能であり，その検索ページを図８に示す．

日，その日にある科目が新たに追加され，その科目は

図８では学生ごとの回答が必要なアンケート数を表示しアンケート期間終了まで回答できる．これは，学生に毎ているが，その他に，科目ごとに未回答者数の表示，

日その日に行われる授業を思い起こしながら，より正当

34

表３ 本システムに関する学生アンケート結果
質問

そう思う

少し思う

どちらとも

あまり思わ

いえない

ない

思わない

1) Web 授業アンケートサイトの説明はわかりやすかったですか

75.6%

17.8%

4.4%

2.2%

0.0%

2) Web 授業アンケートサイトの操作性はよかったですか

62.2%

28.9%

2.2%

2.2%

4.4%

71.1%

15.6%

6.7%

2.2%

4.4%

3) 従来のマークシート方式よりも Web 方式（Web 授業アンケー
ト）の方が回答が楽だと思いますか

性の高い回答をしてもらいたいという理由とともに，シスート印刷や読み取り時間の削減に対して，新たに発生

テム的にアクセスが集中することを避け，負荷分散を図するシステムへの科目やユーザ登録等に対する作業る意味合いもある．

時間は遥かに少ないこと，つまり，本システムが教員の

４．２ 試行結果

業務効率化にも大きく貢献できるものであることが確認

情報システム技術科の学生は，ICT に関するある程できた．

度のスキルを持っていること，また一部の授業でMoodle を使用していることもあり，操作等に戸惑うことも５．まとめ

なく試行は滞りなく終了した．期間内に，対象の学生全

Moodle と Questionnaire プラグインを用い，不足する員が回答すべき全科目のアンケートに回答し，回答率

機能は独自プラグインを開発し，Web 授業アンケートシ

は 100%であった．試行後，本システムに関する学生ア

ステムの試行版を構築した．試行の結果は良好であり，ンケートを実施（53 名中 45 名回答）したので，その一部

本校においては，授業アンケートの Web システム化はを紹介する．

学生にとっても教員にとっても大変有用であることが確

表３は，システム面の１）わかりやすさ，２）操作性，３）

認できた．

マークシートとの利便性の比較について，質問した結平成 29 年度後期授業アンケートでは，本校の全学生，果である．すべての質問で「そう思う」，「少し思う」の合全科目で Web 授業アンケートを実施予定である．次回

計が 85%以上であり，学生の評価は良好であったといえは，対象が増えるとともに，ICT や Moodle に馴染みのる．また，質問３）の結果から，従来のマークシート方式

ない学生も参加するため，今回とは異なる評価になっと比べた場合（１年生も３科目マークシート方式にて回たり，新たな課題が発生したりするかもしれない．そのよ

答）の利便性が向上したと判断でき，Web 授業アンケー

うなことがあれば，別の機会に改めて報告したい．

ト導入は授業アンケートに対する学生の負荷軽減にも有用であることが示された．その他に，良かった点，改謝辞

善点など気づいたことを自由記述形式で回答してもら本システム構築，特に操作性に関わる部分についてった．肯定的な意見が多いが，「初めから全アンケート

は，学務委員会や情報システム技術科の教員の皆様に回答できるようにして欲しい」といった趣旨の意見がから貴重なご意見やご助言をいただきました．皆様にこ複数あった．また，「回答する際ラジオボタンが小さくクの場をお借りして深く感謝いたします．

リックしにくい」といった意見もあった．この様な点が，２）操作性に対する質問で「そう思う」と回答した学生が 62%

参考文献にとどまった理由であると推察される．前者については，

1)

４．１節で述べた趣旨を学生に理解してもらう工夫が今後も必要であろう．後者については，ブラウザの拡大表
示機能を使うことで改善できるので，FAQ や Tips といっ

2)3)た形で回答者に情報を提供していく必要性を感じた．
一方，教員側の作業効率化については，今回はマー
クシート方式と Web 方式を併用したため定量的な評価は難しい．しかしながら，Web システム化によるマークシ

4)Moodle公式サイト，https://moodle.org/, 2017年11月
確認．
Moodle Statistics, https://moodle.net/stats/, 2017年
11月確認．
福田宏, 小島佐恵子, 黒澤麻美, 高橋勇： Moodle の持つアンケート機能の比較と日本語環境の整備, 北里大学一般教育紀要, Vol. 17, pp.71-94, 2012.
赤澤とし子，福田宏他：Questionnaire の日本語化と共通授業評価アンケートの試み, Proceedings of Moodle
Moot Japan 2013, pp.15-18, 2013年3月.

35

２．教職員および学生の活動状況一覧
2017年1月～12月（活動の分類）1、著書
2、資料
3、産学支援活動
4、教職員の表彰・資格取得等
5、学生の表彰・大会参加・資格取得
6、在職者セミナー
7、外部委託の講習会・研究会等
8、技能検定員委嘱
9、ＦＤ研修10、一般活動等
11、新聞記事他

36

37

１． 著書
タイトル
統計ソフトＲによる 多次元データ
処理入門

著者名

分担

出版社

発行年月

日野 満司 他

共著

日新出版

平成 29 年 3 月

２．資料
タイトル

著者名

3D スキャナー利用に関する実験検討河邉 真二郎ミニ NC フライス盤の設計・製作

中野 貴之

掲載誌名・巻・号・頁・年
熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号
pp.3-6, 2017 年 11 月
熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号
pp.7-12, 2017 年 11 月

制御技術の工学教育における実験装置の開発～リアクションホイールを用いた振子制御系実験装置の改良と現代制御

日野 満司

熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号，pp.13-20，2017 年 11 月

理論の適用～
IoT デバイス Edison の最新応用無線センサネットワークと対話型ロボの連携
ニューロン CMOS インバータを用いた範囲内マンハッタン距離検索回路
福祉分野への応用を目指した IoT の基
礎的研究

里中 孝美

原田 裕二郎菅原 智裕

熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号，pp.21-24，2017 年 11 月
熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号，pp.25-28，2017 年 11 月
熊本県立技術短期大学校紀要，第 18 号
pp.29-36, 2017 年 11 月

３．産学支援活動
支援内容
平成 29 年「技能と技術」誌
編集委員

顧問

幹事

担当者

河邉 真二郎

里中 忍

日野 満司

支 援 先
職業能力開発総合大学校
基盤整備センター

RIST-くまもと技術革新･融合研究会

RIST-くまもと技術革新･融合研究会

期 間
平成 29 年 4月～平成
30 年 3 月
平成 29 年 4月～平成
30 年 3 月
平成 29 年 4月～平成
30 年 3 月
平成 29 年 4軽構造接合加工研究委員会加工委嘱
委員

里中 忍

溶接学会

月～平成
30 年 3 月

38

支援内容

担当者

支 援 先

期 間
1 月 20，21

研究助成審査委員

里中 忍

公益財団法人立石科学振興財団

日，5 月 22日，8 月
25，26 日評議員

里中 忍

熊本県立熊本工業高校

スーパーサイエンスハイスクール運営
指導委員会・副委員長

里中 忍

熊本県立熊本北高校

熊本県工業連合会 参与

里中 忍

熊本県工業連合会

顧問

里中 忍

熊本県ものづくり工業会

2 月 21 日，
7 月 14 日
3 月 2 日，8
月 18 日
5 月 15 日，
11 月 14 日
5 月 19 日
5 月 25 日，

熊本県溶接技術競技大会審査委員長
熊本県溶接協会 顧問

里中 忍

9 月 30 日，

熊本県
熊本県溶接協会

11 月 10日，12 月 7
日

特別会員

里中 忍

来賓

里中 忍

評議員

里中 忍

熊本県企業化支援センター

監事

里中 忍

高性能 Mg 合金創成加工研究会

平成 29 年度中堅教諭等研修「精密測定入門」「Web アプリケーション開発入門」
WRO Japan 2017 熊本大会 実行委員
WRO Japan 2017 熊本大会 審査員「専門高校生の研究文・作文コンクー
ル」熊本大会審査会・委員長

熊本県企業誘致連絡協議会
第 12 回熊本県高校生ものづくりコンテスト

5 月 25 日
6 月 18 日
6 月 19 日

福永 隆文
中野 貴之
菅原 智裕

熊本県立教育センター

8月4日

NPO 法人 HITO プロジェクト

8 月 20 日

NPO 法人 HITO プロジェクト

8 月 20 日

熊本県産業教育振興会

11 月 22 日

記 事

期 日

牧岡 毅
菅原

智裕

田崎 和博
牧岡 毅
里中 忍

４．教職員の表彰・資格取得等
タイトル
平成 29 年度
中央職業能力開発協会会長表彰
永年勤続技能検定委員表彰

氏 名
小川 茂幸
牧岡 毅

技能検定事業関係
都道府県（熊本県）技能検定委員
技能検定（勤続 10 年表彰）

11 月 15 日
11 月 30 日

39

５．学生の表彰・大会参加・資格取得（＊は，指導教員）
タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械１年
坂口 智哉
九州ブロックポリテックビジョン 2017

清水 司

イン北九州

前田 大陽

機械加工技術コンテスト 参加（旋盤・フライス盤）

精密機械 2 年

九州職業能力開発大学校

2 月 24，25日

前田 篤希＊中野 貴之＊弓削 慶祐機械システム 2 年
荒木 大志

九州ブロックポリテックビジョン 2017
イン北九州
ロボット競技会 参加

中村 省吾
松田 和希
大田黒 英雄九州職業能力開発大学校

2 月 24，25日

坂田 亜尉良丸林 巧＊田崎 和博電子システム 2 年

九州ブロックポリテックビジョン 2017

上土井 宇耶

イン北九州

馬場 隆矢

ロボット競技会 審査員特別賞

前田 大輔

九州職業能力開発大学校

2 月 24，25日＊江口 智弘精密機械 1 年
荒木 泰臣
3 級技能士（機械検査）

仲山 卓巳

中央職業能力開発協会

東 晃良

機械検査

3月

安岡 賢人
＊田中 誠一郎
機械システム 2 年
3 級技能士（機械プラント製図）

板﨑 純生
松田 和希
＊田上 賢二郎

機械システム 2 年
CAD トレース技士（中級）下田 亮＊田上 賢二郎

中央職業能力開発協会
機械・プラント製図(機械製図 CAD

3月

作業)

厚生労働大臣認定
ＣＡＤトレース技能審査
主催 中央職業能力開発協会

3月

40

タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械 2 年
川﨑 菜々子
水上 雄一朗宮崎 裕貴
3 級技能士（機械プラント製図）

大村 寿輝
精密機械 1 年
島田

将行

松嶋

俊

中央職業能力開発協会
機械プラント製図

3月＊河邉 真二郎
精密機械 2 年
金子 輝
狩川 竜輝
3 級技能士（普通旋盤）

精密機械 1 年

中央職業能力開発協会

仲山 卓巳

機械加工 普通旋盤

東

3月

晃良

渡邉 大貴
＊弓削 慶祐精密機械 2 年

熊本県知事表彰

坂口 智哉

熊本県

紫垣 克海

技能検定の成績優秀者に対する

清水 司

表彰

4月

髙田 大樹
精密機械 2 年
第 12 回若年者ものづくり競技大会 参

坂口 智哉

加

前田 大陽

（旋盤、フライス盤）＊中野 貴之＊弓削 慶祐中央職業能力開発協会 主催
技能を習得中の企業等に就業していない 20 歳以下の若年者を対8月象としたものづくり競技会

精密機械 2 年
第 12 回若年者ものづくり競技大会 参加（機械製図ＣＡＤ）

松嶋 俊

中央職業能力開発協会 主催

機械システム 2 年

技能を習得中の企業等に就業し林田 啓志ていない 20 歳以下の若年者を対＊河邉 真二郎

8月

象としたものづくり競技会＊田上 賢二郎

第 12 回若年者ものづくり競技大会 参加（電子回路組立て職種）

電子システム 2 年
志水 嵐＊新貝 和史中央職業能力開発協会 主催
技能を習得中の企業等に就業していない 20 歳以下の若年者を対象としたものづくり競技会

8月

41

タイトル
敢闘賞
第 12 回若年者ものづくり競技大会（機械製図 CAD）

氏 名
精密機械 2 年
松嶋 俊＊河邉 真二郎記 事期 日

技能を習得中で，企業等に就業していない 20 歳以下の若年者を対象としたものづくりの競技

8月5日

大会（全国）．

精密機械 1 年
3 級技能士（機械検査）

田上 大翔

中央職業能力開発協会

藤川 壮一郎機械検査

9月＊田中 誠一郎
精密機械 2 年
坂口 智哉
2 級技能士（実技試験合格）

清水 司
髙田 大樹

中央職業能力開発協会
機械加工 普通旋盤

10 月＊弓削 慶祐精密機械 2 年
坂口 智哉
紫垣 克海
清水 司
髙田 大樹
3 級技能士（普通旋盤）

田中 智也
田端 源至

中央職業能力開発協会
機械加工 普通旋盤

10 月

前田 大陽
村松 潤兵
吉川 大雅
＊弓削 慶祐精密機械 2 年
荒木 泰臣
酒井 康徳
3 級技能士（フライス盤）

島田 将行
松嶋 俊

中央職業能力開発協会
機械加工 フライス盤

10 月

安岡 賢人
＊中野 貴之熊本県
熊本県知事表彰

仲山 卓巳

技能検定の成績優秀者に対する

11 月

表彰
熊本県知事表彰

精密機械 2 年

第 12 回若年者ものづくり競技大会

松嶋 俊（「機械製図 CAD」敢闘賞受賞）＊河邉 真二郎

熊本県に貢献した功績をたたえ
県知事から表彰される．

11 月 21 日

42

６．在職者セミナー
タイトル

測定実習
オーダーセミナー「ワイヤ放電加工」

機械加工実践技術

電験三種を目指す方のための電気工学の基礎

図面の正しい読み方に関する基礎知識
オーダーセミナー「機械製図 CAD 実践技術」

担当者
中野 貴之

田中 誠一郎

内

容

期 日

受講者数

米善機工主催の講習会

4 月 21 日

18 名

ニフコ熊本からワイヤ放電加工の講

5 月 20，27

習依頼

中野 貴之

旋盤作業に必要な知識と技術を実際

弓削 慶介の機械を使って習得する

釜田 浩

河邉 真二郎

田上 賢二郎

汎用ロボット操作と PLC に

日野 満司

よるシーケンス制御入門

田崎 和博

電気理論、電気機器に関する基礎学力養成のための講座と演習
米善機工主催の講習会
ニフコ熊本から CAD 製図の講習依
頼日

6 月 3，10 日

6 月 10，17，
24 日

2名

5名

1名

6 月 23 日

56 名

7 月 13 日

3名

8 月 2，3 日

1名

8 月 2～4 日

3名

8 月 3，4 日

3名

小型垂直多関節ロボット（5 軸、DENSO 社製）を用いて、ロボットの基
本操作およびプログラミング法を学ぶ
日本工業規格（JIS）に基づいた機械

機械製図基礎と 2 次元

釜田 浩

CAD

田上 賢二郎製図の基礎知識から機械図面の読み方などを含めた講義と 2 次元 CAD（AutoCAD2015）による実技演習を初心者向けに行った．
Windows 環境で、Web サーバ：
Apache、データベースサーバ：

Web アプリケーション開発菅原 智裕

PostgreSQL、開発言語：PHP5 の構

入門

牧岡 毅

成でオープンソースによる Web アプリ
ケーションの試作と動作確認を行った．
品質管理(ＱＣ）の概要、歴史，QC７

品質管理

大土井 雄三つ道具，新 QC７つ道具，品質マネジ

8 月 24，25

メントシステム等の概要について学

日

4名

ぶ．
職場のデータ処理の業務でも実践出エクセルによるデータ処理・
統計品質管理里中 孝美

来るように，VBA、マクロによるデータ

8 月 24，25

処理などのエクセルの活用方法につ日

いて説明する．

2名

43

タイトル

担当者

内

容

フリーソフトを用いた基礎的な機械学
機械学習入門糸川 剛

習の体験を通じ、機械学習の概要に

期 日

8 月 29，30

3D プリンタの利用によるものづくり－

3名

日ついて学ぶ．

はじめての 3DCAD 入門－

受講者数

3DCAD の操作を楽しみながら機械
河 邉 真 二 郎 設計技術を体験するとともに CAD
データを利用した 3D プリンタによ弓削 慶祐

9 月 9，16 日

1名

る成形技術も体験する．
里中 孝美

オーダーセミナー

打越 政弘「電気基礎」

江口 智弘

電気を学ぶ上で必要不可欠となる基本的知識を習得する．直流回路およ9 月 26～29

び交流回路の基本回路を学習する．

新貝 和史

6名

日

機械のメンテナンスを行うためにオーダーセミナー「機械基礎」

河邉 真二郎必要とされる機械の基礎知識を身中野 貴之につけるために，機械設計に関する 11 月 2～8 日

弓削 慶祐

もの，機械製作に関するもの等，幅

6名

広く学ぶ．
測定技術

中野 貴之

ＰＩＣマイコンを用いたメカト

田﨑 和博

ロニクス制御小笠原 健一機械加工や測定・検査業務で必要な11 月 4，11

基礎知識と技術の習得

日

マイコンについての基礎知識とマイコンを用いたメカトロニクス制御技術を
習得する．

2名

11 月 15～17

2名

日

技能検定職種「機械製図 CAD」の実
オーダーセミナー「機械製図 CAD 実践技術」

河邉 真二郎技試験の受検に必要とされる JIS

9/18、10/22、

機械製図の知識を中心に図面の読11/11、12/9、

12 名

み方描き方を学ぶ．

７．外部委託の講習会・研究会等
名 称
第 14 回熊本県高校生 ものづ
くりコンテスト

担当者

松本 孝幸

くまもと地域創生人材育成プ
ロジェクト・スキルアップ研

修講師（ クラウド技術コー
ス）

内 容

期 日

機械系 旋盤作業部門の審査

6 月 17，18 日

IT 最新技術動向（データ活用の基礎）
里中孝美（社）熊本県情報サービス協会

くまもと地域創生人材育成プロジェクト

6 月 30 日

44

名 称

担当者

内 容

期 日

大学コンソーシアム熊本が開催する高進学ガイダンスセミナー

日野 満司

校生向けのセミナーで、保健科学大学
において、模擬授業「ロボット時代」

7月4日

を実施
職業訓練指導員免許 48 時間講習の「訓職業訓練指導員講習講師

牧岡 毅

練生の心理」の講師

7 月 20 日

熊本県職業能力開発協会

平成 29 年度

くまもと県民IoT とセンサーが変える近未来～あらカレッジリレー講座「キャン 江口 智弘

ゆるものがインターネットに接続されパスパレア」る世界～

8 月 23 日

８．技能検定員委嘱
件 名

担当者

内 容
機械検査

熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員中野 貴之

田上 賢二郎

糸川 剛

江口 智弘

田﨑 和博

新貝 和史

弓削 慶祐

松本 孝幸

実施月
1 月，8 月マシニングセンタ

8月

数値制御フライス盤

8月

射出成形

8月

機械・プラント製図(機械製図ＣＡＤ作業)

1月

集積回路チップ製造
集積回路組立て

1月

電子機器組立て

1 月，8 月空気圧装置組立て

1月

電子機器組立て

1 月，8 月集積回路チップ製造

1月

集積回路組立て

1月

電子機器組立て

1 月，8 月

NC 旋盤

8月

平面研削盤

8月

機械検査

1 月，2 月普通旋盤

7月

電子機器組み立て

8月

射出成形

8月

数値制御型彫り放電加工

8月

河邉 真二郎熊本県職業能力開発協会

中野 貴之

技能検定委員田中 誠一郎
小川 茂幸

熊本県職業能力開発協会
技能検定委員

小川 茂幸

45

件 名
熊本県職業能力開発協会
技能検定委員

担当者

内 容

牧岡 毅

電子機器組立て

田﨑 和博

機械保全（電気系保全）

実施月
8月

公益社団法人日本プラントメンテナンス協会

1 月，12 月

技能検定委員９．ＦＤ研修
タイトル

内 容

期 日

平成 28 年度後期
科目数 101 教員数 42
平成 29 年度前期
科目数 111 教員数 44

授業アンケート

1/30～2/3

7/25～7/31

公開授業および授業アンケートを通して、学生の理解レベルに応じた授業のあり方（教育の質と維持とのバランス）を検討

授業研究会

1/30～2/3
3/8

１０．一般活動等
名称

参加者

内 容

期日

機械システム 1 年
緒方 凌平
菊池市小学校校長会
科学の祭典実行委員会主催
科学の祭典 in 菊池佐藤 遼芽

菊池の子どもたちへ科学・理科

竹田 聖

おもしろさ、楽しさを体験させたい。

直井 智博

・不思議な立体 MOVEFORM

松永 将明

・ストローで立体を作ろう

7 月 22 日

松村 知樹＊田﨑 和博

夏休み復興支援ワークショップ

情報システム１年＊菅原 智裕

熊本地震を経験した嘉島町の子どもたちの ICT 支援のボランティアス

8月4日

タッフ
菊陽町・大津町・合志市周辺の小 10 月 28，29

ロボット・オータムスクール 2017日

情報システム 2 年

中学生を対象とした、自立型ロボ＊菅原 智裕ット教材を用いたプログラミン 11 月 11，12
グ教室のボランティアスタッフ

日

精密機械 2 年「すぎなみフェスタ 2016」に参加

電子システム 2 年

こどもふれあい・体験コーナーに（学生自治会活動）＊田﨑 和博「ゲームコーナー」ブースを出店

11 月 11 日＊新貝 和史
美咲野小学校プログラミング体験教
室

田崎

和博

小学校プログラミング教育必修

牧岡毅

化を見据えて、Scratch によるプ菅原智裕

ログラミング体験教室を実施

11 月 28 日

46

１１．新聞記事他
タイトル

発行社

気付きひらめきの体験を重ね

くまもと経済無限の可能性へ

5 月号

高校生、地元で就職を

熊日新聞

開校 20 周年、IoT やＡＩにも対応

くまもと経済できる実践技術者の育成を

7 月号

外来植物除去に汗

熊日新聞「基礎力」と「実践知」を重視した
人材育成と県内就職率 70％を目指して
県立技術短大 20 周年を祝う

開校 20 周年

プログラミング簡単

次の 20 年に向けたものづくり人
材育成

くまもと経済
10 月号

熊日新聞
くまもと経済
11 月号
熊日新聞

記事の内容
入学式
お仕事発見フェア（県北広域本部等主催）
里中校長インタビュー記事

大学コンソーシアム活動（江津湖清掃）

スクール特集「大学編」

期 日
4月
6 月 14 日
6月

7 月 15 日

9月

20 周年記念式典・記念講演

10 月 24 日

20 周年記念式典・記念講演

10 月

美咲野小学校プログラミング体験教室

11 月 30 日

熊本県中小企業家同友会
12 月号

熊本羅針への寄稿文

11 月

47

３．教職員一覧

48

49

熊本県立技術短期大学校教職員一覧
熊本県立技術短期大学校教職員一覧
校長
校長
指導部長兼教授
指導部長兼教授
精密機械技術科
精密機械技術科教授(兼任)
教授(兼任)
教授
教授
教授
講師
講師
講師
指導員
指導員
機械システム技術科
機械システム技術科
教授
教授

里中 忍
里中
河邉 忍
真二郎
河邉 真二郎河邉真二郎（電情系科長）
河邉真二郎（電情系科長）
中野貴之（学科主任）
中野貴之（学科主任）
大土井雄三
大土井雄三
田中誠一郎
田中誠一郎
弓削慶祐
弓削慶祐
松本孝幸
松本孝幸
日野満司（機械系科長，学科主任）
日野満司（機械系科長，学科主任）
田﨑和博

教授
准教授
准教授

田﨑和博
小笠原健一
小笠原健一
釜田 浩

准教授
講師
講師
指導員

釜田 浩
田上賢二郎
田上賢二郎
小川茂幸

指導員
電子システム技術科
電子システム技術科
教授

小川茂幸

教授
准教授
准教授
准教授
主任講師
主任講師
講師
講師
講師
情報システム技術科
情報システム技術科
教授
教授
准教授

里中孝美（学科主任）
里中孝美（学科主任）
打越政弘
打越政弘
江口智弘
江口智弘
新貝和史
新貝和史
小南嘉史
小南嘉史
原田裕二郎
原田裕二郎
福永隆文（学科主任）
福永隆文（学科主任）
宮崎幸治

准教授
准教授

宮崎幸治
糸川
剛
糸川 剛
橋本剛裕

准教授
主任講師
主任講師

橋本剛裕
牧岡
毅
牧岡 毅
菅原智裕

主任講師

菅原智裕

（平成 30 年 1 月 1 日現在）
（平成 30 年 1 月 1 日現在）

50

紀要編集委員会（第１９号）

委員長

里中 忍 （校長）

委 員

田﨑 和博（広報員会副委員長）

委 員

田中 誠一郎（精密機械技術科）

委 員

金澤

美江（総務学生課）

熊本県立技術短期大学校紀要 第１９号
平成 30 年 3 月 29 日発行
発行 熊本県立技術短期大学校 紀要委員会 委員長 里中 忍
〒869-1102
熊本県菊池郡菊陽町大字原水 4455-1
TEL 096-232-9700

FAX 096-232-9292

印刷 株式会社協和印刷〒868-0408
熊本県球磨郡あさぎり町免田東 1496-20
TEL 0966-45-1119

FAX 0966-45-1213

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