PBL の実践を目的としたファブリケーション・トラックの運用に関する研究
A Study on Operation Methods by the Fabrication Truck for PBL○中澤 公伯*1，木下 哲人*2，矢田 来夢*3，横山 友紀*3
Kiminori NAKAZAWA＊1, Tetsuhito KINOSHITA＊2, Raimu YATA ＊3 and Yuki YOKOYAMA＊3*1 日本大学生産工学部創生デザイン学科教授

博士(工学)

Professor, Department of Conceptual Design, College of Industrial technology, Nihon University, Ph.D.
*2 日本大学生産工学部創生デザイン学科

専任講師

博士(美術)

Lecturer, Department of Conceptual Design, College of Industrial technology, Nihon University, Ph.D.
*3 日本大学生産工学部創生デザイン学科
Department of Conceptual Design, College of Industrial technology, Nihon University
キーワード：実践教育; デジタルファブリケーション；移動体；遠隔操作
Keywords: PBL; digital fabrication; mobility; remote control.

1. はじめに
著者らの既報において，空間デザイン系学科におけるPBL の 実 践 を 目 的 と し た 移 動 式 デ ジ タ ル 工 房 ：Fabrication Truck（以下ファブトラ）の導入の背景と利活用方法についてまとめた 1)。本報はそれに続くものであり，運用面の改善と検討，特にファブトラと派遣元基地（大学研究室）との連携手法について論述したものである。
近年，デジタルファブリケーションの教育現場への導入は，ものづくりに対する素養がない人であっても比較的自由な加工・造形が可能であり 2），ものをつくることを経験し，学生や生徒のアイデアを形にできることから3），建築系学科においても大きな注目を集めている。

Fig.1 ファブトラ外観

著者らの所属機関は，複数の学生が協力し，主体的に取り組みながら実践的な課題解決に取り組む Project
Based Learning （PBL）の実践にデジタルファブリケーションを活用するという立場から，2019 年にファブトラを導入した 4）。PBL は，歴史的価値を有する廃校の活用など，ファブトラの派遣を活用したものづくりワークシ
ョップの開催を伴う地域課題の解決を想定しており，派遣現場での運用面における工夫を要した。現場での運用面の向上，すなわち生産性の向上には，通信技術の導入による合理化も解決策の一つであり，例えば建設分野における重機の遠隔操作が，「無人化施工技術」として発展している 5）。そこで本稿では，ファブトラを活用したワークショップ運用の効率性の向上と目指して，ファブトラと派遣元基地（大学研究室）を遠隔操作によって連携する手法を検討することを目的とする。

様を設定し，制作会社に発注した。
・ベース車：1,500cc トラック（最大積載荷重 450kg）
・スキンデザイン：学科学生がデザイン
・架装：基本架装＋トップ架装
・搭載工作機械：デジタルミシン（6 針 1 頭刺繍ミシン），
小型 3D プリンタ×2，カッティングプロッタ，測色計，照度計，レーザー測距計※一度の派遣には上記機器から 1 機～2 機を選択する。
・昇降機：昇降能力 400kg
・電源：1,600W 発電機×2
2.2. 想定派遣先（PBL 事例）
PBL 事例としてのファブトラ派遣先としては，オープンキャンパス開催時の大学，高等学校（大学模擬授業，閉校跡地，公園，イベント会場，祭り会場等の公共空間

2. 研究方法
2.1. ファブトラ基本仕様
以上の背景をふまえ，ファブトラには以下のような仕日本建築学会情報システム技術委員会
第 44 回情報･システム･利用･技術シンポジウム論文集， 591-594 ， 2021 年 12 月，京都
Proceedings of the 44th Symposium on Computer Technology of Information ，Systems and Applications ， AIJ ， 591-594 ， Dec. ， 2021 ， Kyoto

を想定している。今回は，著者らの所属機関の PBL がきっかけに国登録有形文化財に指定（令和元年 12 月 5 日付
け官報告示）された旧佐倉市立志津小学校青菅分校を事－ 591 －Fig.4 会場イメージイラスト

Fig.2 ファブトラ派遣先（広域図）①デモンストレーションスペース：小学校高学年あたりの子どもには，実際にデジタル機器に触れてもらう。②デザインスペー
ス：テーブルと椅子を用意し，参加者が座ってデザインを考えることができるスペース．教育支援 3 次元 CAD ソフトの導入を検討しているため，小学生でも簡単にモデリングが可能になる。子どもの成長段階に合わせて，手書きデザインやソフトでのデザインなど選択が可能。③飲料提供スペース：参加者の待ち時間や休憩時に飲料や軽食提供する。立て看板で緑道の魅力を発信し，立ち寄られる方をワークショップに取り込む。
現場の参加者が地域イメージから想起したデザイン案の巾着袋へのデジタル刺繍や，同じく現場の参加者がデザインした装身具の 3D プリントなどである。いずれの場
合でも，参加者がタブレット型端末でモデリングした 2次元ラスターデータを，ファシリテーターである著者ら所属機関学生が出力に必要なベクターデータ（3D プリントの場合は 3 次元）にリアルタイムで変換操作を実施している。
ここで，これらのものづくりワークショップのスムー
ズな運用を実現するために，ワークショップ参加者へのファシリテ―ションと，技術的な操作を分離する必要がFig.3 ファブトラ派遣先あるのでは考えた。ファブトラは移動体であるため，ファブラボのように充分なスペースを常に確保できるとは例地とした（Fig.2，Fig.3）。当地は，廃校となった分校限らない。また，限られた現場学生スタッフで，ワークの保存と活用，また周辺地域の活性化を目指して，著者

ショップ参加者へのファシリテ―ションと技術的支援をら所属機関の学生有志が PBL の実践の場として活動し同時に行うことは難しい。3D プリントの待ち時間を最ており，ファブトラの派遣によるものづくりワークショ小限にするなど，参加者を飽きさせない事も重要であり，ップがそのメニューの一つとなっている。

限られた時間内に決められたプログラムをなるべく短い時間で完了する必要がある。そこで，ファブトラと共に

2.3. ワークショップと遠隔操作の概要て現場に派遣されたワークショップファシリテ―ターを，（1）PBL の目的

ファブトラ派遣先とは別の場所：派遣元基地＝大学研究前述の通り，PBL における学生の目的は，小学校分校室からデジタルファブリケーションを遠隔操作する要員跡地活用として，地域イベントの催しの一つとしてデジが支援することとした。

タルファブリケーション体験イベントを開催することと（3）遠隔操作の概要した。学生が企画・主催するものづくりワークショップ

Fig.5 には，遠隔操作しない場合のファブトラによるもの開催を通じ，地域住民から募集する参加者の廃校へののづくりワークショップの概念図を，また Fig.6 には，興味を誘導・醸成し，廃校の保存・活用を核とした地域ファブトラと派遣元基地（大学研究室）との遠隔操作の活性化を促す（Fig.4 参照）。

概要を示した。

（2）ワークショップの内容
具体的なものづくりワークショップの内容としては，

報告 H121

また以下には，ファブトラ側，派遣元基地側双方のPC・ネットワーク環境の概要を示す。

－ 592 －

遠隔操作ソフト：TeamViewer Ver.15.21.8
ウェブ会議ソフト：ZOOM Ver.5.7.4
・派遣元基地側
PC：デスクトップ PC（CPU Corei7-11700@2.5GHｚ/メモリ 128GB）
ネットワーク：ポケット WIFI NEC Aterm（LTE）
ウェブカメラ：内臓カメラ
遠隔操作ソフト：TeamViewer Ver.15.21.8
ウェブ会議ソフト：ZOOM Ver.5.7.4
使用ソフト：Autodesk Fusion360 2021
ワークショップ参加者操作端末：タブレット型端末（CPU OPM1@2.0GHｚ/メモリ 4GB）
タブレットソフト：アイビスペイント Ver.9.1.1
Fig.5 ワークショップ概念図（遠隔操作なし）

3. 試験と結果
実際にものづくりワークショップを実行する形で，遠隔操作試験を実施した。ワークショップ参加者は 10 名で，その内代表 1 名がタブレット端末により装身具のためのモチーフデザインを行い，そのデザインを 3 次元化の後に 3D プリントを体験する。比較対象として，遠隔操作を行わないワークショップも実施した。
表 1 に，遠隔操作試験を含む試験ワークショップの実施状況を示す。
遠隔操作は，TeamViewer を介し，ファブトラ派遣元基地である大学研究室のデスクトップ PC を用いて，ファブトラに配備したノート PC を操作することによって行った。行った主な遠隔操作は，ワークショップ参加者がデザインした 2 次元ラスターデータの 3 次元ベクターデータ化（表 1－③），データの移動及び 3D プリンタ出力（表 1－④）の 2 つのタスクである。この試験ワークショップでは，基地側技術要員 1 名，ファブトラ側ファシリテーター2 名で実施した。基地側の支援要員が， ZOOMを用いて，ファブトラ側のワークショップの進行を見据えながら上記遠隔操作を行った。
また表 2 には，遠隔操作をしない場合の試験ワークショップの実施状況を示した。この試験ワークショップでは，2 名がファシリテーションと PC 操作を同時に行った。
表 1 及び表 2 に示すように，ワークショップ全体の所要時間は，遠隔操作の有無によらず同時間を要したが，遠隔操作ありの場合ではファシリテーションにかける時間に余裕ができため，参加者の単純な待ち時間が無くな

Fig.6 遠隔操作の概要
・ファブトラ側
PC： ノート PC（CPU Corei7-8550U@1.8GHｚ/メモリ 16GB）
ネットワーク：有線 LAN
ウェブカメラ：ロジクール C922n/1080p 30FPS

報告 H121った。これは，ファブトラ側ファシリテーターが ZOOM
超しに基地側の技術要員の遠隔操作の進捗を確認しながら，ファシリテ―ションに注力できた事が大きな要因であると考えられる。
4. 考察
試験ワークショップの結果に基づき，遠隔操作とデジ－ 593 －表 1 試験ワークショップ概要（遠隔操作あり）
所用時間
①準備

参加者

20分

②イントロ
ダクション

10分

ファシリテーター2名

技術要員１名（ファブトラ側）（派遣元基地側）

・ZOOM準備・ZOOM準備・TeamVeiwer準備

・TeamVeiwer準備

・説明を聞く・タブレット準備
・ワークショップの説明

・代表者選出

・代表者選出・タブレットでモ ・タブレットを渡す

③デザイン

④３D変換

Fig.7 試験ワークショップの様子（遠隔操作あり）⑤３Dプリント

5分

チーフをデザイン ・デザイン案をクラウドス
トレージに保存・説明を聞く

15分

・事例作品の紹介

・事例作品を手にドストレージから開く
・Fusion360で３次元化
・３Dプリント準備

とる
10分

・デザイン案をクラウ（215°まで上昇）

・説明を聞く・３Dプリンター概要説明 ・MakerBotで３Dプリ・完成作品を手にント操作取る

表 2 試験ワークショップ概要（遠隔操作なし）
所用時間
①準備
②イントロ
ダクション

参加者

技術支援

・タブレット準備

20分

10分

ファシリテーター兼技術要員２名

ファシリテーション

・説明を聞く・ワークショップの説明

・代表者選出

・代表者選出・タブレットでモ ・タブレットを渡す

③デザイン

④３D変換

Fig.8 試験ワークショップの様子（遠隔操作あり）⑤３Dプリント

５分

チーフをデザイン ・デザイン案をクラウドストレージに保存・待機（15分）

15分

・デザイン案をクラウドストレージから開く
・Fusion360で３次元化
・３Dプリント準備（215°まで上昇）

10分

・待機（10分）

・MakerBotで３Dプリ・完成作品を手にント操作

取る

タルファブリケーションの運用，遠隔操作とワークショップの運用の観点から考察を述べる。

り組みの実現を今後の課題としたい。

（1）遠隔操作とデジタルファブリケーションの運用デジタルファブリケーションの運用にはコツやある程度の訓練が要求され，未だ手軽なツールとは言い難い。
今回，TeamViewer と Zoom という比較的手軽なウェブツールによって熟練度が高い学生が遠隔操作できる事を示すことができた。
（2）遠隔操作とワークショップの運用
初等教育現場でのものづくりワークショップの導入が進んでおり 6）7），民間でも小学生向けものづくりイベントの開催が盛んであり，デジタルファブリケーションを用いたワークショップは魅力的なイベントの一つである。
ワークショップの運用はデジタルファブリケーションの操作と同じく高い熟練度が求められる。特に今回のように，参加者はもとより，操作する者の目的が PBL という別の所に重点がある場合，遠隔操作によってデジタルファブリケーションの操作とワークショップのファシリテーションを分離する事は効果的であると考える。
5. 終わりに本報では，派遣元基地としての大学研究室から公共空間に派遣されたファブトラ上のデジタルファブリケーシ
ョンの遠隔操作を試みた。現場・派遣先と教室が連動し［参考文献］
1） 中澤 公伯，木下 哲人，三井 和男：ファブリケーショ
ン・トラックによる PBL の実践，第 41 回情報システム・利用・技術シンポジウム論文集，pp.354-357
2） 松浦李恵，岡部大介，渡辺ゆうか：高等学校におけるFABLAB の公教育導入実証実践の事例報告，日本教育工学会論文誌 44(3)，325-333，2020
3） 岡村 吉永，森岡 弘：フェイスシールドの作成と利用を通した学校におけるデジタルファブリケーション活用について，山口大学教育学部研究論叢，第 70 巻，pp.69-174，2021.１
4） Kiminori NAKAZAWA：Introduction of PBL Education of theDepartment of Conceptual Design，日本大学生産工学部
第 51 回学術講演会校外集，pp700-701，2018.12
5） 古屋弘岩，下正剛，陣内英二，蔵多正人，岡本邦宏，小林
只和：次世代高速通信 5G を用いた重機の遠隔操縦の高度化，大林組技術研究所報 No.83 20191） 文部科学省総合教育政策局地域学習推進課：地域みんなで子供たちの未来を考えるワークショップのすすめ，
https://manabi-mirai.mext.go.jp/document/pamphlet_
workshop_01.pdf，accessed20190930
2） 貞国信吾：造形あそびとその制作物の電磁メディアを通じた即時的な提示によるワークショップ，エンタテイン
メントコンピューティングシンポジウム（EC2019）プロシーディング，pp.419-422，2019

た授業運営など，ファブトラと遠隔操作による新たな取報告 H121－ 594 －