東洋大学における
ロボット教育力リキュラム

東洋大学

機能ロボティクス学科の
研究教育分野

カリキュラムの概要

2009年からの工学部の改組

理工学部における
学科横断型教育プログラム(副専攻)

理工学部機械工学科のカリキュラム

ロボット系学科のカリキュラム構築の経験から

メカトロニクス・ラボ（１）
メカトロニクス・ラボ（１）
スケジュール
メカトロニクス・ラボ（１）

メカトロニクス・ラボ（1）
教科書

JAPAN ROBOTECH:
会社紹介

教材開発(企画・製造
i力を育む進化系オリジナルロポット学習教材

画期的！入出力設定可能

プログラミングも簡単に

教材実施事例（）

(材実施事例|| )
各人1台配布し、全員実習

試作1号機(2008,9,30現在)
制御方法は「現代制御」

倫倒立振子ロボットシミュレ

み込みシステム技術者

ARMプロセッサ

1.はじめに
千葉工大未来ロボティクス学科は2006年4月に設贈され、1学年定員110人前後の若者がロボットを主な対象とした教育を受けている。学科融資にあたり、は対象とした。
また、人の教員たちより危惧の念が述べられ
た。その懸念には大きく二種あり、一つは専門が何になるのか不明確であること、すなわちロボティクスが
学術たりうるのかという懸念と、もう一つは放験のときに不利にならないのか、という懸念である。両者となることもあるという。歴史ももっともな危惧であるといえるが、同時に来たるペき時代における技術内容の理解に個人差が厳然と存在することを示す心配であると考えられる。このような魅念が杞憂にすぎないことは、ロボディクス分野に一度でも真剣に関わってみればただちに氷解することではあるが、この危惧を払拭するには実績をあげることが最も有効な解決策であろう。さいわい未来ロボティクス学科は千葉工大において、少なくと
も入試の部分ではつねにトップの受験生人気でありつ、その人物を持つしている。
しかしている。また、ごく最近、最上級生である３年生(この４月より４年生)たちの就職活動が開始されるにあたり集約された企業のロボティクス学科に対する求人人気も、他の学科分野に比べて非常に高いレベルであることが最近のアンケート調査で明らかとなった。このような状況を数年にわたり継続できれば、上記のような懸念は薄れていくであろう。ロボティクス学科設置の我々のねらいは、先端ものづくり技術を若者たちに有効に与えることであった。その有力な手段としてロボットをターゲットとすることのアドバンテージを他の分野のひとに粘り強く示していかなければならない。
2.現状の技術系教育方法に対する疑問
現在、技術系におけるほとんどの高等教育機関では学生たちは３年いっぱいくらいまで座学中心の講義とはんの少しの実習、そして最終年度にやっと卒業研究
で具体的ターゲットを対象とした研究教育に触れるというプロセスをたどる。この座学中心の学習の中身の多くは理数系を中心とした理論的内容からなる。すなわち基礎学力中心の学習となる。基礎学力の重要性に
は何の異論もないが、問題は基礎学力を与える手段である。これまでの陸学・理論中心の講義というやりかない。むしろ大量の落ちこぼれを作る結果となっではなく、ている現状がある。さらに、以前のようなハングリー
な時代ではないいま、具体例や適用例の見えない理論教育は、かえって理論ぎらいを増殖する結果となりかねない。(図1)は、「」。
これに対して、学生にまずロポットを作り動かさせ、その動きの改善を指向させたとき、理論的な裏付けが
ないと手も足も出ないことを経験させることが、理論は、その人とは、その人となる。
学習へのモチベーションを与える最もよい手段である。
場合が多い。たとえば古典制御理論の最後のあたりでPID制御が出てくるが、これを理論だけで講義するのはきわめて効率が悪い。それよりも、実際にロボット
の動きの改善にいかにPID制御が有効に働くかということを実感させたあとで理論学習する方が、はるかに学生の理解が進むことはこれまで筆者がしばしば経験したことである。 (图2)
  このように、まずはロポットに触れさせ、それと連動した形で理論的取組みをさせるということが、基礎動きに応えていた。こしたがってカリキュラムを組むことができればいうことはない。ただ、このような理想的なカリキュラムの実現と実施は不可能に近いことは明らかである。しかし、少しでもそれを意識してカリキュラムを組んでいととが重要であろう。現状教育の問題点その1教える側と教えられる側との意識の法理想とする教育の内容とは理論と実践の学習の同時進行1年生からの日ボット作りの実施
3.カリキュラムの実際
以上のような考えのもとに、 、千葉工大の未来ロポティクス学科のカリチュラムでは、1年から3年までとおして、ロボットを作り駆動しその評価をする授業が最も中心となり、それに関連して理論的あるいは実務的講教科日を配置するようにしている。 (図4)
4.評価と考慮

まだ評価を出すには時期尚早であるものの、一応の考察を試みると以下である。ロボットづくりと理論学習を並行して行うカリキュラムの長所としては、ロボットづくりに夢中になり、それを契機に理論勉強にも力が入り、全般に学習意欲が非常に高まり、結果として成績もよくなる学生が少なからずいることは、手持設置のとき抱いた夢の一部が実現したことを意味しそれなりに喜ばしいことである。半面、なんとなくロ
ボットづくりに触れた気になり、そのくせ実際には実力に乏しい学生も、やはり無視できる数ではなく存在することも事実である。これらの学生にとっては、かえってものづくりやロボットに対してもつ新鮮な気持ちをなくさせることとなり、逆効果となりかねない。ただ、工夫してどんな教育をしようとも、講義などに単に受身でついてくるだけの学生には有効打となりえないのであろう。路３テクノロジの発達による技術の遠ざかり

複数料日、数量運着、スポーツなどについては大学の関係ガイドを争担すること
大学は必将（3年次の法文する必称で、月曜日も糸く区役の深当な起点は死変にていとれる。
脚は父系長供の漢路は日欧４未来ロボティクスのカリキュラム
Fifteen Years of the Department of Robotics in Ritsumeikan University Sadao KAWAMURA (Ritsumeikan University) Abstract 一The educational program of the department of Robotics in Ritsumeikan University is explained. In particular, the educational programs of robotic system integration are described. The importance of evaluation methods for system integration is claimed.
1.はじめに
ロボティックスは，分析的科学のみならず，統合的科学を併せ持つ象徴的な科学技術分野である．また，もの作りの楽しさを体験でき，若者の科学技術への関心を高める優れた題材でもある．さらに，SFやアニメーションにみられるようにアートとしてもよい対象である.教育の視点では，機械，電気，情報等々の幅広い分野を学習する必要があり，学習者と教育者は，既存の教育システム体系との調整に苦労することになる。また，各要素を統合する科学や技術が必要となり，その評価方法は多様とならざるを得ない．本報告では，学部教育として分野統合的な学科として立ち上げた立命館大学ロボティクス学科のカリキュラムを例に，ロボティクス教育の到達した状況と今後の課題を考える.
2.   設立前の学科構想
立命館大学ロボティクス学科は，1996年4月に開設された．学部学科として，ロボティクスとして独立した学科は，日本で初めての試みであろう．設立準備をはじめた1994年当時，新しい学科設立は制約条件があり，先端科学技術分野で，人材が必要であることを説明できなければ，認可されなかった．当初，「ロボット」は苦戦した．当時においてもロボットはすでに，ほぼ完成された「技術」であり，先端科学技術ではないとの意見を受けたこともあった．すなわち，そのような「既存の分野」は新たに学科を設立して人材を育成する必要はないと判断された．しかし，最終的には統合的な科学技術で，機械，電気，情報等の分野横断的であり，人間の生活支援等を行うためにも今後必要であるとの理解を得たと思われる.もう一つの論点は，学部教育に相応しいかである．すなわち，海外の教育システムを見ると，学部教育は，機械，電気等の古くから確立された伝統的な学科構成とし，ロボティクスのような分野は，伝統的分野を学習した人が，大学院で習得する方がよいとの見解である．この点に関しては，賛否両論あると思われる. 1994年からの大学内でも同様の議論を重ねた.その結果，日本の学生のキャリア形成傾向を勘案して，ロボティクス学科を大学学部に設置することとなった．特に，アメリカ型のキャリア形成では，自然な形で学部教育分野から飛び出して，新しい大学院の分野に学生が数多く移動する。一方，日本の場合は，必ずしも流動性が高いとは言えず，伝統的な既存分野に留まる傾向があると判断した．そこで，従来型の教育システムとは別のアプローチとして，分野横断的な学科の重要性を意図したのであな
3.  学科カリキュラム
3.1全体構造
ロボティクス学科では，ハードウェアとシステムを学ぶロボットシステム分野，ロボットの作業計画やロボット知能を学ぶロボット知能分野，生体計測や人間とのインターフェイスを学ぶヒューマン・マシン分野の３分野をカリキュラムの３つの柱を据えている．人間に関わる科学技術には広がりが大きく，広げすぎないことが，実際のカリキュラム編成には必要となった．そこで，ヒューマンマシン分野と呼ぶ分野は，計測とインターフェイスに留めた.現在のカリキュラムは，表1に示される．設立当初は，機械工学科とは，カリキュラムが独立していることに主眼が置かれたが、何度かのカリキュラム改革で，現在の形態に落ち着きつつある．
3.2   ロボティクス学科主な専門科目(HPより抜粋)
力学I, II, III
力学は機械システム学の基礎です.講義では,機械やロボットの設計・制御の基礎となる古典力学と解析力学を学習します．質点，質点系，剛体，剛体系の力学を，運動の法則の立場とエネルギーの立場から学びます.
ロボット機構学
ロボットを構成するリンク機構の運動学，静力学，および動力学を学習します.これらの知識は，ロボット機構の運動解析，運動制御プログラムの作成，あるいはロボット機構の設計における重要な基礎知識となります.
ロボット運動制御
多関節ロボットの運動学的・動力学的な性質とその基本的な制御の方法を学習します.特に,ロボットを動かす目的やロボットのハードウェア構成。ロボットの事前知識などに基づいて適切な制御系を設計する方法について解説します.
バイオメカニクス
バイオメカニクスは生体力学とも呼ばれ，力学の立場から生体を眺めようとする学問です.生体システムのハードウェアの立場から，骨格，筋肉などの生体材料，運動学，運動力学などの生体力学，バイオメカニクスの計算手法などを学びます. 3.3 実験重視カリキュラム(HPより抜粋)ロボティクスの基礎知識，技術の修得を目指すために，豊富な実験や実習，演習を設けています．実験は，ロボット制御実験，バーチャルリアリティ実験といった独創性が求められるテーマを設定しています.  （ロボティクス概論 ロボット実験I, II, III CAD演習I, II   プログラミング演習  機械工作実習) 3.4ロボティクス教科書シリーズロボティクス学科の講義に利用できるロボティクス教科書シリーズを，学科教員が中心となって執筆し，出版している．以下全１８巻•ロボティックス概論,電気電子回路（アナログディジタル回路）,メカトロニクス計測の基礎,信号処理論,センサの基礎, •知能科学（ロボットの知と巧みさ）,メカトロニクス制御,ロボット機構学,ロボット制御システム,ロボットと解析力学,オートメーション工学,基礎福祉工学,制御用アクチュエータの基礎,ハンドリング工学, •マシンビジョン,感覚生理工学,運動のバイオメカニクス(運動メカニズムのハードウエアとソフトウエア),身体運動とロボティクスこれらの教科書は，ロボティクス学科における講義や演習，実験における経験をベースとして執筆されている.

4.統合学・設計学の教育
ロボティクス教育の特徴の統合力・設計力を養成の重要性から、幾つかの科目や実験・自習がある.たとえば，1回生後期の「メカトロニクス科学技術論」と３回生後期「ロボット実験３（ロボット製作実習）」等が挙げられる.
4. 1メカトロニクス科学技術論
1学年１００名程度を７，８名ずつのグループに分けて，グループごとに実現したいロボットを提案し，その実現方法を調査する．新しいアイデアがあってもよいし，既存の技術の調査でもよいとする.できる限り深い内容を重視する．調査作業を主体的に行うことによって，計画力，調査力，グループワーク能力，コミュニケーション能力を養成するとともに，ロボティクスおよびメカトロニクスに関する基礎知識の習得を図る．さらに，レポートの書き方や発表の方法の基本の習得も目的としている.プレゼンの教育として，１セメスター（半年）で2回のプレゼンをさせ，講評を行う．レポートの書き方の教育は，１セメスターに７回レポートを課し，翌週にはすべて赤を入れて返却する．レポートの書き方の基本を学ばせるとともに、調査の足りないところ、抜けているところを指摘している.ロボットのようなシステムを設計する場合には，唯一の解など存在せず，多様な方法がありえることの重要性を理解させている．時間をかけた調査に基づいて，学生同士が議論する中で，科学技術としてロボットとはどのようなものかを考える良い契機となっている．また，基礎的科目がどのようにロボットの実現に役立つかを感じられる機会となっている.一方，新入生教育の課題として以下が挙げられ，今後の対策が必要となっている. ・インターネットでの調査はできるが,表面的な調査だけしかできない.技術の中身を知らず,名称だけで知っているような気になっている. •目的を実現する複数の選択肢を数値で比較することができず、ひとつ候補を見つけるとそれで調査をやめてしまう傾向にある.
4. 2 ロポット実験3 (ロポット製作実習)
ロボット実験３では，実際にロボットを製作することを通して，これまで学習してきたロボティクスの講義内容の理解を高めながら，計画力・実現力・表現力の養成をおこなう.また,１グループ５, ６人として，役割分担を行い，チームでの目標達成のためのチームワーク力の養成もかねている. TAを１０人程度配置して，各班の進捗状況に応じて，アドバイスを行い，より高度な内容に挑戦するように必要な情報を提供する．また，学内で供給できる部品等にはすべて価格が設定してあり，上限金額内で，ロボット製作することになっている.評価基準は，計画段階のプレゼン，作業実施状況，最終プレゼン等を細かく数値化して，個人ごとに評価できるシステムを作っている．通常の作業時にはTAが，各学生の各役割での努力度合いを評価し，最終的な教員評価の際の参考としている．このために，事前にTAを集めて，評価方法に関する方針を説明し，評価方法に関する質問・意見交換を行う. ２００８年度の課題は，「楽器演奏ロボット」の実現であり，図2， 3に見られるような成果が得られた．恒例の最終デモンストレーションの日は，新開社等の取材もあり，数社の新開社のニュースとし操り，階段状の鉄琴を転がり落ちながらメロディ図３　鼻と首を上下左右に動かして，水入りビンに空気を流し込み，音を鳴らす象ロボットロボット製作実習では，以下の成果が得られた. （1）実習１コマの教員一人当たりの学生数は４ ０～５０名であり，ロボットの製作実習的科目を実現することは，施設面を含めても当初困難と思われた．しかし，大学院生のT A採用により各グループへの個別指導が可能となった.統合目的の意味は学生にも理解された．学(2)生からは，「この実習で，今までの講義内容の必要性が理解できた．」「初めて講義で開いた内容がよく分かった．」との意見が多い．また，同時に，３回生までで単位習得しているはずの内容をまったく知らない(忘れている）学生が多いことが明確になった. （3）グループでの製作実習としているので，時間制限下でのチームワークによる作業の分担をどのように効率的に行うべきかとの課題ともなっている。このために，各チーム内での打ち合わせ，意志疎通などの重要性が学生に体験できた.文章・口頭発表でのプレゼンテーションも( 4 )評価に加えたため，自分のグループの技術的な内容だけではなく，アイデアの提案,成果公表などの訓練の場ともなった.大学院博士課程，修士課程の院生をスタッ( 5 )フとして採用することは，教育密度を高めることにおいて重要であるばかりか，大学院生自身への教育効果も大きい.たとえば,技術的レベルの向上，問題発見能力，作業計画・立案能力，効率的チームワーク能力,評価能力などである．特に，評価能力は実社会では必要でありながら，通常の大学院講義では対象とされていない点である.一方で，課題も浮かびあがってきた. ( 1 ) 良いアイデアを生み出したグループは,どうしても最後まで得点が高い．逆にいえば,始めのアイデアが悪いと，途中の努力に関わらず得点が低くなる傾向がある. (2)事前準備など，ＴＡの負担が大きくなる．力学的・数学的基礎を体験させることが, ( 3 )場当たり的である．適切なテーマを設定したグループは，力学的モデルに成功し，理論と実験の対比などで興味深い結果を得る. ー方で，内容によっては理論的アプローチが極めて困難な場合もある.ソフトウエアについては，担当者のみの能( 4 )力が向上する.
5.ロポット統合学としての評価法
大学院修士論文の研究テーマとしては，他の自然科学分野で，そうであるようにロボット分野でも，分析的・解析的な内容となる場合が多い．これは，博士課程の論文審査，学会の論文審査も同様であろう．一般にシステム統合的な内容は，評価基準が従来型の基準では明確でなく，その新規性を明示できないジレンマがある．このような特徴は，ロボティクスが持つ根源的な課題である．ロボティクスの視点でのシステム統合の評価方法を新たに作り出すことが必要である．そのような基準に従って，修士号や博士号を審査することが重要と考えられる.ロボットの優秀性を示す一つの方法は，ハード的実現であり，実験による実証である．しかし,統合学として，評価するためには，単に実現するのみでは不十分で，なぜ実現したロボットがうまく動くかを説明（科学）できなければならない．従来，どちらかといえば，解析的な科学を中心に論文審査が行われていた．今後は，システムの統合として，どのような統合方法が巧妙で，ロボットシステムをうまく動作させられるかを説明する方法が求められる.このような統合学としての評価法をロボットという対象で検討することは，システム統合力，設計力の教育にとって，極めて重要と考えている．また，産業界で求められる人材育成の観点からも，今後の産業界とロボット教育研究の間の連携強化のために必要と思われる．さらに，学術研究分野でも日本学術会議　総合工学委員会内に「工学基盤における知の統合分科会」が設置され，工学においても分散化する知の統合化の必要性が議論され，ロボティクスは，この課題に挑戦する代表的分野とも思われる.
6.
おわりに
分野横断的な教育を，学部教育においてロボティクス分野で展開している例を紹介した. 2000年にロボティクス学科一期生が卒業して，2009年までに1000人近くの卒業生が，産業界，教育界等で，活躍し始めている．分野横断的・統合的教育カリキュラムの成果は，長期的視野を持って，今後の彼らの活動から読み取ることができると期待している. [1]立命館大学ロボティクス学科HP http://www.ritsumei.ac.jp/se/rm/robo/ [2]産経ニュースhttp://sankei.jp.msn.com/region/kinki/shiga/090108/shg090 1080301000-n1.htm中日新聞http://www.ritsumei.ac.jp/se/rm/robo/robo.news/CK20090 10802000002.html京都新聞http://www.kyoto-np.co.jp/article.php?mid=P20090107001 40&genre=G1&area=S00 [3]日本学術会議総合工学分科会http://www.scj.go.jp/ja/info/iinkai/bunya/souko/index.html謝辞本報告を作成するにあたり，立命館大学ロボティクス学科手嶋教之教授（メカトロニクス概論担当）野方 誠準教授（ロボット実験III（ロボット製作実習）担当）の両氏に，貴重なご意見と情報を頂きました．ここに感謝の意を表します.
Robot Education and its Implementation at Mechano-Informatics of the Uni. of Tokyo *Tomomasa Sato Abstract 一    This paper presents the overview of robot education and introduces educational stare of the art of Mechano-Informatics of the University of Tokyo. Key Words:    Robot Education, Robotics Education of Mechano-Informatics , Robotics 2008年度に日本ロボット学会の活動としてロボット教育研究専門委員会が設置された。これは、ロボット教育（ロボットを対象とした教育、ロボットを用いた教育）が、若い人材の育成や理科回帰、ソフトとハードを融合できる人材教育、先端的なメカトロニクスやものつくり教育、また、教育を通じた国際貢献という意味で重要な分野であるため、この研究専門委員会で、ロボット教育に関して、まず現況把握調査を実施し、その理想的なあり方とカリキュラムを考察することとしたためである。それらの活動を通じて、教育認定のありかたを検討するとともに、最終的には日本ロボット学会のロボット教育へのかかわり方を提言としてとりまとめることとした。ロボットの形と動きは、人々の注意を惹き、若い人を魅了する。それは、人間が形と動きをもった存在であり、我々人間の脳や神経はそれにセンシティプになるようチューニングされているからである。ロボットを、教育の対象としたり、題材とすることは、きわめて効果の高い教育が可能になることを意味している。このようなことから、大学、高専をはじめ、企業、地方自治体、各国がさまざまなロボット教育を実施しているのが現状であるが、それらを体系的に調査研究することで、日本ロボット学会としてのロボット教育へとりくみを提言として取りまとめようとしている。具体的活動を列挙すれば、下記のようになる。 ・ロボット教育の内容調査、教材調査、教員調査、講習実施状況調査（海外を含む） ・望ましいロボット教育のありかたの検討・理想カリキュラムの策定・認定、認証、検定についての検討・海外での人材養成と海外へのロボット教育輸出の検討・日本ロボット学会がとるべき方策提言のまとめ・調査研究委員会の成果の外部発表この一環として、本稿では、ロボット教育についての考察と、東京大学機械情報工学科でのとりくみを紹介する。図１は、日本ロボット、人工知能学会および人間工学会が、経済産業省の委託を受けて、ロボットに関する長期の学術的な研究領域・方向性を「アカデミック・ロードマップ」として調査研究した時に描かれた、これからのロボットがカバーする領域を図示したものである。ここでは、50年後の未来におけるロボット分野と、それが実現する世界（ユピキタスロボット社会）のイメージが描かれている。中央に人間が位置し、生理、感情、心理をふくむロボティクスにおけるミクロコスモスの世界が描かれている。サイボーグは、将来のロボティクスの重要な分野となろう。全体の円は地球を、つまり人間の社会環境を表している。ロボット技術（RT）は、人間のために人社会と係り、かつ環境と調和すべきものである。人間を取りまく円環の下部には様々な先端要茶技術とそれらの応用分野（使役、融合、治療、絆、共棲）が記されている。人と人を結ぶロボット、コミュニティの絆としてのロボットは、RTを世界に逼在させ、社会の定量的に把握する技術を基礎とする、まだ手つかずの重要な将来分野であると考えている。円環の上部には、未来技術が達成するロボット知能の三つの方向性(自律システム知、社会システム知、人間知の拡大）が表現されている。円環と中央部の間に数個の矢印があり、そこに、円環部のイメージの実現に向けた重要研究課題が示されている。各イメージイラストにも、必要に応じて関連課題名が付記されている。円環の外側には、宇宙が存在する。ロボット分野の未来技術により、人間社会の存在領域は今日の範囲よりはるかに多様なフロンティアに進出し、広大な活動範囲を有すること、ロボティクスのマクロコスモスを象徴している。環境・安心安全・快適との関連を含めた先端要素技術については工学系領域の、人間の内界および技術や社会との界面については人間系領域の、そして未来の三つの知の方向性に向けた技術進化とシステム論については情報系領域の広い分野にまたがっていることがわかる。このように、ロボティクスは、広く深い分野をカバーする学問領域であり、それを応用する工学領域も、同様の深さと広がりを有している。このような領域をカバーする科学技術領域を、対象としたロボティクスに関する研究をつうじた教育は、技術者(エンジニア）の育成のみではなく、社会における人間のありかたを含めた広い視野をもった人材を育てることになる。ロボット教育の真の意義は、それがエンジニア教育とともに、社会リーダの育成も可能にする点にある。ロボットの特徴は、1)それが形と動きを備えている点にある。形は、人間にとってわかりやすい、魅力的な動きは、人を感動させる（感動教育）。また、 2)ロボットには多様なミッションをもたせることが可能である。課題設定に自由度が大きい、あるいは様々な課題設定が容易である。このことは、教育をうける人の程度にあわせて、多様な教育目標が設定できる（達成感のある教育、体験教育）。 3)ロボットを製作する教育は、実物教育であり体験教育である。ロボットを製作することで、ロボットを動かすことの困難性、また思うように動かないことを実感することで、問題発見能力が培われる（問題記述能力教育）。4)ロボットを製作するときは、ハードウエアとともにソフトウエアにも精通しなければならない。この意味で、即戦力を育成することにもなっている（即戦力教育）。実物に即して、トライアンドエラを繰り返す。ものつくり過程の教育に最適である（ものつくり教育）。その過程は、企画→設計→制作→発表であり、その体系的教育の機会としてロボット教育は、適している。設計と図面を実物に即して学ぶいい機会である。さらに50台のロボットの製作という課題は、量産とはどのようなものであるかという、入門教育を可能とする。5)ロボットのよってたつ基盤は深い。単にハードウエアとソフトウエアのみでなく、材料、熱、力学などの機械分野、竜子茶子や回路、メディアなどの電気分野、さらに心理学や社会学をふくむ分野の知識をも必要とする。広い基礎学力を涵養するには、適した教素材である。これらの学問を、ロボットをつくるという観点から学べる点にその最大の特色がある（構成論的教育）。 6)ロボットの製作を競わせる教育も効果的である。ロボコンは、小さい単位では、研究室内から、専攻レベル、大学レベル、大学問レベル、国際レベルのさまざまな形体をとることができ、それぞれに固有の教育効果をあげることを可能とする（ロボットコンテスト教育）。ロボット教育の対象者は、大学生が最も多いと想像するが、高等専門学校においても、熱心にとりくまれている。高校でも、あるいは中学校でもとりくんでいる学校がある。小中学校の時代からロボットにふれることは、理科ばなれをくいとめる特効薬であろう。その意味で、小学生が家庭科で、ロボットの教育をうけることは、将来、工学へつながる重要なきっかけとなろう。企業内においても、ロボット教育は、実践的な力をつけるうえで重要な役割を果たしている（産業人教育、エンジニア教育、技能教育）。とくに、全体をみる力、チームとして働く力の養成も可能である点も見逃してはならない。ロボット教育が目標とする人材を列挙すると下記のようになる。 •メカトロ人材•ものつくり人材・システムデザイン人材・社会デザイン人材•産業人材これらの人材にもとめられる能力は、 ・社会アクセプタンスへの理解・基礎学力　・問題発見能力　・問題記述能力・コミュニケーション能力 ・社会人基礎能力・ものやシステムのつくりかた、統合のしかた•部品使用制御・安全信頼性・企画→設計→制作→発表のプロセス推進能力•設計と図面への表現能力など多様であるが、ロボット教育はそれを可能にすると考えている。ロボットコンテスト(ロボコン、研究室内、学部レベル、国内、国際など種々のレベルがある）は、ロボットの重要な教育コンテンツである。 ・どのような人を育てたいかを明確にすること（ソフトのみか、ソフトとハードか、組み込みシステムか、マトラボかなど）を明確にすること・体系化をふくめた教育としなければならないこلد・ルールと審判がその趣旨にそうように決定され執行されることに意を用いなければならない。さらに・国家威信、兵役免除、進学などとの関係の明確化・成績優秀チームの固定化•参加チームの固定化・作り込みに頼りすぎることなどについても、十分な注意が払われると、その効果を発揮する。さらに、そのコンテストの視聴者についても、十分な配慮が不可欠であると考える。コンテストの国際展開、特に、アジア展開が重要である。 4-1ロボットに関連した教育東京大学工学部では、設計・産業・環境、情報・制御の２つのコースが設けられており、ロボットを核とした教育は、情報・制御コース（進学振り分け機械工学Bコースに対応）で実施されている。ここでは、メカトロニクス、ロボット、各種機械のコンピュータ制御、ヒューマン・インタフェースなど、ロボットをその典型例とする、機械とコンピュータの融合という新しい領域の研究と教育を推進している。これらの分野は、機械という共通概念のもとで互いに重なり合う部分を持つ。そして、機械工学という幅の広いかつ奥行の深い体系として、これと取り組んでいろ。 a）ロボット関連のゼミ、演習、講義の概要機械系では、全学にむけて、「ロボットの運動とヒトの身体」、「ロボット競技を体験しようＡ～Ｄ」、 「研究用ヒューマノイドロボット」などの、全学自由・体験ゼミナールを開講している。また機械系内の演習としては、製図・CAD (Computer Aided Design)演習、機械工学総合演習／スターリングエンジン設計製作、メカトロニクス設計演習、ロボットシステム演習、知能ソフトウェア演習などが実施されている。 b ）講義については、下記のようになっている。まず、全学を対象とした講義としては、総合科目「人間とロボットの科学」、全学自由ゼミ「ロボットとコンピュータ」が開講されている。その他、平成２ 0年度までに開講された総合科目には、「数理・情報一般：知能機械の進化論」、「ロボットとコンピュータ」などがある。また、機械系内の講義としては、前述した2コースには、それぞれ標準時間割が示され、これにそって履修をすすめる。さらに、第4学年ではコースごとに特色のある卒業論文にとりくむ。特に、情報･制御コースではロボット関連の研究が多く、ロボットの研究を通じて、機械工学の広い学問領域を勉学するうえで、ある専門的なよりどころを持つことで、機械工学全般に見通しのきいた展望を持つことができるように配慮している。表1に年次展開の形で、カリキュラムを示す。その概要は、先ず教養学部第４学期及び本郷における第３学年夏学期では２コース共通に、数学、力学、材料力学、流れ学、熱工学、機構、機械力学などのいわゆる機械工学の基礎科目を勉強すると共に、機械デザイン演習、プログラミング、機械工学実験などの実践的トレーニングも経験する。第３学年冬学期から第４学年にかけては、高度生産技術、環境・エネルギーシステム、自動制御などを始めとした機械工学のより専門的な学習科目、そして各コースの分野を追求したさらに先端的な専門科目の講義を受講する。また、第４学年に進学すると同時に、各研究室に配属されて卒業論文の研究に着手し、ここでは各人の研究能力を積極的に養う。図２に、ロボットに関連した内容をもつ講義を項目別に整理した一覧図を示す。東京大学工学部機械情報工学科では、さまざまな組織単位でロボットをつくる教育が実施されている。 a ）以下に、佐藤・森研究室で実施されているロボットをつくる教育の例を示す。4年生が研究室に配属されてきた直後の一週間をつかって、モータを一個与えられて指定された課題をこなすロボットの製作とコンペティションが行われている。これは、約200度しか回転しないサーボモータと部品代が学生に与えられ、たとえば、１ｍを移動するロボットをつくるといった課題を1週間でこなし、最後にそのパーフォーマンスを競う試みである。 1 ）研究室での生活になれてもらうこと、２）工作室の使い方をおぼえてもらうこと、３）機能から機構へプレースダウンする手順を体験してもらうこと、４）これまでの座学のような受け身の教育ではなく、自らの頭と手を動かす能動的な教育として卒論にとりくむが、その雰囲気を感じてもらうこと、そして最後に、５）ロボットをつくる楽しさを体験してもらうこと、を目的としている。また、研究室のゼミナールでは、少数の３年生を対象に、毎年異なった課題を達成するロボットの製作に取り組んでいる。たとえば、模型タウンの道路上を自動走行する自動運転自動車を製作する課題などである。その目的は、①構想、②設計（実現手段の考察）、③製作（手段の実現）、④調整、そして⑤発表とから構成される、ロボットシステムを実現するステップを体験的に学んでもらうことにある。具体的に説明すると、①構想つくり：どのようなロボット機能をつくるのか、どのようにアクチュエータやセンサを働かせるのかを、考えてもらう。②設計（実現手段の考察）：上記機能をどのようなソフトウエアで実現するかを、必要であればフローチャートなどで検討する。③製作（手段の実現）：上記結果に従って、ソフトウエアを製作していく。④調整：実現したロボットのハードウエアやソフトウエアをシステムに組み込みながら、その機能を調整する。⑤発表：完成したロボットやシステムのプレゼンテーション準備をし、研究室内でデモ発表をする。これら約３か月の体験的学習によって、上記プロセスが具体的にどのようなものなのか、各々のプロセスにどの程度の時間の努力が必要なのかを知ってもらい、最後に、それらが実現された達成感を味わってもらうことを目的としている。 b ）機械情報工学科単位で実施されているロボットをつくる教育の例としては、自主プロジェクト（自主プロ）が有名である。これは、機械情報メカトロ演習として実施しているもので、学生自らがある機能をもつロボットやシステムを考え、それを１２月の末から１月の末の１カ月たらずの間に実現し、発表するものである。結果として、コンピュータとメカニズムを統合したロボットや機械システムを企画・製作・発表することで、講義で学んださまざまな知識を体験的に自分のものとすることに一役買っていろ。本稿では、ロボット教育についての考察と、東京大学機械情報工学科でのとりくみを紹介した。具体的には、まず、ロボットのカバーする範囲を、昨年度に公表されたロボットアカデミックロードマップに示された図をもちいて説明した。ロボッティクスは、人間のみでなく、社会、果ては宇宙までも対象とする広い範囲をカバーする学問領域であり、したがってそこで教育される人材は、エンジニアのみでなく、社会をデザインしリードする人もふくんでいることを指摘した。次に、そのようなロボット教育の特質を整理した。ロボット教育は、1）感動教育が可能であること、２）その人のレベルに応じた達成感のある教育や体験教育が可能であること、3)実物教育であること、4)効果的な問題発見と記述能力教育であること、5)ハードウエアとソフトウエアをふくむ即戦力教育であること、その一方で、6）単にハードウエアとソフトウエアのみでなく、材料、熱、力学などの機械分野、電子茶子や回路、メディアなどの電気分野、さらに心理学や社会学をふくむ分野の知識をも対象とした広い基礎教育をも可能にすること、つまり、7)これまでの手法の教育のみでなく構成論的手法の体得が可能であること、したがって、 8)非常に優れたものつくり教育である。これに続いて、本稿では、東京大学機械情報工学科で実施されているボットを用いた教育、ロボットに関する教育を紹介した。本稿で述べた、また紹介したロボット教育の意義、ロボット教育の特徴、範囲とその具体例が、今後、教育手法として確立し、有意な人材を育てていけるようになることを祈念する。
図2機械情報におけるロボット関連講義の体系図工学院機械情報工学科・情報是工学科研究科加能機械情報学専攻課義の複形図-平成3年度の現状- 新14度 10/22/2004  中村仁多2年冬3年夏え年夏年々大学教育大学院外数学機動力学生産工学(情報機器工事) (自動車専) 16年度限定(増減B複員) akrh [2.12] [16] (通常経学) PROCOLX用実験官測数復約所RX17XR （現在学ゼミナール） (新建設計算算), ID) SELV ■ BOUT (数量熟法法法) (有限委員)
生命・人間ピューマン( //)ーフェー. BR7x7x14 /ラクエッツ=7 / / / ACKIT REFERE
(機械分子工学第二) (重複・エネルギ配時給) (システムブラニンカ(環境地工学)研究企画(爆放分子工学第一) (康鬼エネルギンステム) ( R子魚/生命魚) (産食絶品) (技術者用) (最後指導) (技術と報官) (技術と芸術) (技者の創造) ROOTED (政策工学)電気工学(意知) (散身手法III)
○坂本巧，谷正史，服部陽一（金沢工業大学）金沢工業大学の夢考房は，学生が自主的に行うモノづくりや実験等の活動を支援する施設であり組織の名称でもある。組織構成は，所長，次長，課長各1名とモノづくりに関する技術的な指導を行う技師15名，事務職員1名の体制で運営している．施設としては,床面積1000 ㎡の「夢考房26」と床面積2000 ㎡の「夢考房41」の２棟を有し，学生の様々なモノづくり相談に対応している.「夢考房26」には，汎用の工作機械等を設置してある加工プース，プレゼンテーション資料やポスター印刷の作成ができるプースがあり，「夢考房41」には大きなモノの組み立てが可能なフリースペース，木材加工プース，樹脂・塗装プース，電子基板製作プースがある．また，工作に必要な金属・木工材料やネジ等の消耗品,電子部品等に至る約1300点の部品を在庫するパーツショップと，ミーティングルームを設置している.これらの建物は学生の課外活動の活性化に向けて,年間約320日開館し平日は8:40から21:00まで，土曜日・休日は17:00まで開館している．また，学生の届出があった場合,夜間・休日の時間外活動にも対応しており2007年度は約4000時間の時間外活動を承認している。学生の夢考房利用者数は年々増加し、 2007年度は全学生の57％が一度は利用しており,年間のベ人数は約11万人に達している.夢考房では，学科，学年の垣根を越えたチームによる問題発見解決型の課外活動を夢考房プロジェクトと称して14のプロジェクトを展開している.本稿では，夢考房におけるプロジェクト運営の方法を紹介する.夢考房プロジェクトは，チーム活動を前提に学生メンバーが企画・計画・調査・設計・製作・分析・評価というモノづくりの一連のプロセスを体験すると共に，スケジュール管理，予算管理，組織運営を自主的に行う学生の創作グループであるリ.現在，ロボット関係のプロジェクトとしてロボット,ロボカップ,メカニカルサポートそして自律走行車の4つのプロジェクトが活動している．全14プロジェクトの内これら4つのプロジェクトに所属する学生は３割に相当する.図１の左側にロボット関係のプロジェクトに所属する学生の活動の流れを示す.プロジェクトの運営は、月２回のミーティングにより立案したスケジュールと実際の進捗状況を確認し，現時点での課題を明確にしている．年度の途中には中間報告会として複数のプロジェクトが報告会を行い年度末に向けて活動を修正する。また後輩育成のための教材開発や講習会を開講して学生間で能力育成やプロジェクト内で独自のロボットコンテストを開催する場合もある。年末には企業関係者や保護者を対象とした活動成果報告会を実施する．次年度の計画書作成では必要な予算も明記し、プロジェクト運営を担当する技師との予算折衝により予算を策定する。年間活動報告書は，技術伝承と新たな課題抽出を目的として作図1の右側に支援内容を示す.プロジェクト毎に運営責任者として技師を配してグループ運営，予算管理やスケジュール管理をサポートし、技能・技術面もアドバイスする．技術面の指導のため学科の教員が指導責任者となる場合もある．具体的な支援内容を説明する. (a)工作機械ライセンス講習会夢考房では，工作機械等の安全な使用方法について，安全講習・旋盤・フライス盤・ボール盤・板金・溶接・木工・電気・NCフライス盤・平面研削盤・プリント基板・回路設計といった12コースのライセンス講習を開講している. (b)パーツショップの運営モータ，プッシュやベアリング等ロボット製作に必要な部品を夢考房内で販売している. (c)竜気回路ライプラリの開発と提供電源，アナログ演算回路やモータ駆動回路等の基本的な電気回路15種類をキットとして開発し,ライプラリとして提供している. (d)各種スキルアップ講習会正課の科目とは別に学科の教員や技師が，構造解析，溶接，ロボットシミュレーションやマイコン等の講習会を短期集中講座として実施している. (e)加工相談・設計支援ライセンス講習会のみでは習得できなかった技能等は，個別に相談し対応している．また機械製図を含めた設計支援も対応する. (f) 環境整備・安全教育安全教育の一環として「ヒヤリハット報告書」を提出させ，各プロジェクトのミーティングで議題として事例を紹介し，安全意識の向上を図っている. (g)コンピュータ・サーバ管理夢考房プロジェクトに所属する学生は，情報共有を目的とするコンピュータ・サーバにアクセス可能で，ここで議事録，図面やプログラム等を蓄積し共有している. (h)議事録添削月2回のミーティングとその議事録の提出を義務付けており，議事録は添削して活用し情報共有に役立てている.毎年５月に学生を対象とするアンケート調査を行い，学生が夢考房プロジェクトに対してどのようなことに期待するかを把握し，改善に努めている．設備環境として机や椅子，棚の不足やコンピュータ環境の充実に対応してきた.図2に2008年5月に学生に対して実施したアンケート結果の内，ロボット関係に所属する学生の回答を集計したものを示す.プロジェクト活動は自身の能力向上のどの様な部分に役立っているかという説問で，図2(a)はどの様な能力向上を期待しているか，(b)は自身の入学時のレベルはどうか，(c)は活動してみて現在のレベルはどうかという趣旨である. (a)より,学生は「ものづくり能力」「基礎知識」「応用力」「コミュニケーション能力」向上について期待度が高いことがわかる．これら４つの能力向上に対する貢献度を(c)で確認すると, "5"以上のレベルが伸びており，夢考房プロジェクトの活動は，学生の期待にある程度応えていると認識している．また(b)より，入学時のレベルとして「応用力」は10%程度と低いのに対し,現在は"5"以上のレベルが45%にまで伸びており，ロボットという具体的なテーマに取組むことで応用力が養われていると考えられる.改善が必要な項目としては,「グループ運営能力」, 「スケジュール管理能力」「調査能力」は他の能力に比べて"6"や"5"の割合が低い.この現状を踏まえ,改善策としてミーティングの活性化によりこれらの能力向上を図ることとした．具体的には，他のプロジェクトの良い部分を取入れられるよう，夢考房内に議事録掲示板を設置し，情報を公開することで意見交換を可能にした．また，ロボットプロジェクトとロボカッププロジェクトでは他大学との練習試合を行い，外部との交流も取入れた.次章では，ロボット関係のプロジェクトの具体例として自律走行車プロジェクトの年間を通じての活動を紹介する. （c）現在のレベル自律走行車プロジェクトは、自動車の自律制御に関する研究・開発を通じて，機械工学，制御工学,センシング工学，電気電子工学，プログラミング等の各種専門分野の能力を体得することを目的とし、 2006年に発足した.具体的には,舗装路,未舗装路,市街地等のあらゆる地形を人が運転することなく,信号や標識等を認識し，安全に走行することのできる自律型ロボットの研究・開発を目的としている.現在16名の学生が参加しており,この内の2名はl年次から参加し現在卒業研究に相当する科目のテーマとして取組んでいる. 3年次までは,機械工作,画像処理ソフトウェア，マイコンプログラミングに重点的に取組み，4年次にはステアリングの制御に現代制御理論を取入れる等研究成果をロボットに反映させることができた. 2007年度より茨城県つくば市にて開催されている自律走行ロボットによる大会「つくばチャレンジ」に出場している．この大会は，つくば市内の遊歩道lkmをロボットが自律して走行することが求められており，2007年大会はコースがほぼ直線ということもあり完走することができた.自律走行ロボットの制御システムの構成を図3に示す.自律走行のための7種類のセンサを取付け,図中左上のセンサほど操舵制御の優先順位が高い構成としている．操舵処理を次に示す．超音波センサにて物体を検知した場合は，他のセンサに関係なく停止，後退して方向転換する．レーザレンジセンサとCCDカメラからの情報により,道路検出と障害物の検出を行い，DGPSで目的地と現在地の位置関係を認識する．また，方位センサにてロボットの進行方位を認識し，これらの情報を総合し操舵角と走行速度を決定している．なお，操舵角は7段階，走行速度は前後合わせて4段階で制御している²). 2008年度の自律走行車プロジェクトの運営にあたり,課題として認識していたのは次の2点である. (a)メンバーのスキルアップ2007年度は８名が在席し，３年生２名が中心となってロボットを設計・製作し組立てた．大会のスケジュールに間に合わせることが精一杯で2年生以下を十分に指導する事ができず，他6名のメンバーは十分な能力向上を実感できない状況であった．2008年度はメンバーが16名に倍増し低学年層の割合が多くなったためスキルアップが課題となった. (b)意思疎通とスケジュール管理の徹底グループ運営上の問題として，全メンバーが顔を合わせて活動する時間が少ないことが挙げられた.学科・学年が異なることもあり，ミーティング以外で全員がそろって活動する機会を得ることが少なかった．そのため，意思疎通やスケジュール管理に影響を及ぼした.運営上の課題に対しての取組みについて紹介する.図4に大会出場に向けての活動全体像を示す.スキルアップのために，マイコン，画像処理や電気回路に関する実技講習の実施とそのテキスト教材の作成を行った．これは学生によるもので，先輩から後輩への技術伝承という形で行った．また，勉強会として画像処理プログラミングやマイコンプログラミングに関する内容を実施した. (b)意思疎通とスケジュール管理の徹底ミーティングを週1回実施することとし，全39回，月平均3.3回行った．ミーティングは30分程度で終わらせ，その後は全員で作業する時間とした.また，日々の活動の把握のため，プログを立ち上げ作業日記という形で記録し，運営責任者がチェックした．このブログはモチベーションアップにも効果的で，問題点を早期に発見し，解決できたことで活動が活性化した．大会までスケジュールどおりに運営することができ，試験走行によるロボットの調整を十分に行う事ができた.大会は、ロボットがつくば市内の1kmの遊歩道を2時間以内に自律的に走行し，ゴール地点に到着して停止することが求められる．１日目のトライアル走行にて1kmの内100m地点までを走行し、12分以内に完走できたチームが２日目の本走行に出場できる．47チーム中17チームが本走行に出場し，本学のチームはトライアル走行を４分５秒で完走した.本走行では，450m地点でリタイヤとなり，走行距離では５番目の成績で，完走は１台であった． 2007年大会で完走していただけに，悔しさが残ったが，メンバー全員が役割を分担して開発に携わったことで，能力向上を実感できた内容であった. 2007年度は，自チーム内で実現可能な技術のみを応用してロボットを開発した．しかし，他の参加チームは様々な制御理論や技術を駆使してロボットを開発しており，2007年大会では理論どおりに動かないチームもあったが2008年大会までには改善されてくることが予想できた．そのため他チームは，どの様な技術を使用しており，自チームに取入れることが可能なものは無いか調査する必要を感じた. 2008年大会にて，参加47チーム中27チームにインタピューして情報収集し,データベースを作成した.本調査と大会の反省から、自チームの技術的課題を明らかにし，2009年度はこれらの課題に取組む予定である. (a)ロボットの加工精度を上げ,走行速度や操舵角を正確に測定する必要がある。 (b)自己位置を判断する情報としてGPSだけでなく，風景画像等を認識して位置を判断する等，2～3重の方法で把握する必要がある. (c)現在は，前方の障害物しか特定していないが，後方の障害物も特定し,追い越される際も衝突しないようにする必要がある. 2008年度末に，自律走行車のメンバーを対象にアンケート調査を実施した結果を図5に示す. 図2(c)と比較すると、「モノづくり能力」「グループ運営能力」「スケジュール管理能力」において"5"以上のレベルが伸びており，学生の能力向上に貢献していたと認識している．しかし，「調査能力」に関しては評価が下回っており，調査結果を十分に分析しメンバ一間で周知できなかったことが要因と認識している.企画段階から調査・分析し，ミーティング等で報告する機会を増やすことが必要だと考えている.前述した取組みの内，自律走行車プロジェクトで効果があったマイコン，画像処理や電気回路に関する実技講習，勉強会やプログは他のロボット関係のプロジェクトにも広げることができる内容であるため展開したいと考えている.また，ロボット関係に所属する学生は，調査能力の向上を実感できないという課題が明らかとなったため，今後，他のプロジェクトの取組みを参考にすると共に，調査・分析ツールを検討し，統計的分析能力向上に資する講習会を企画していきたい. 1)出村公成:金沢工業大学夢考房の教育法，社団法人日本機会学会，ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集(2003) 2) 坂本巧坂:自律走行ロボットの開発一経路追従と道路検出について一，SI2008予稿集
＜ロボット雑誌創刊の理由１＞ •オーム社設立85周年企画・2001年にロボリンピック開催→ロボフェスタとして実現。 ･新しい著者の発掘＜ロボット雑誌創刊の理由2＞ ·工学系の学生(読者)を増やす。 →ロボット製作をきっかけに工学に興味を持ってもらう。 •ロボコン参加者を誌面で紹介。 →他のメディア(雑誌・新聞・TV・イベント等）でも取り上げてもらえる。 →ロボットの勉強を続けるモチベーションにつながる。教育効果大。ロボット製作に興味を持ってもらうアニメファンを取り込めないか？ 2009年3月16日記者発表産総研: HRP-4ロボコンマガジン創刊直後→運良くソニーAIBOが商品化→他社からロボットの発表が続々→掲載ネタに困らずロボコン参加者の声を誌面に後に優勝ロボット解体へロボコン参加者と観戦者との間に距離？ →競技人口を増やすためまた、メディアにもっと注目してもらい観戦する側が理屈抜くに楽しめる新しいロボコン→二足歩行ロボットによる格闘競技大会「ROBO-ONE」設立2002年第1回ROBO-ONE開催日本テレビ「ワールドレコーズバトルロボット」解説2004年11月～2005年3月ROBO-ONE出場ロボットから上位チーム小型人型ロボット組立てキット[ KHR-1 ] (近藤科学株式会社) •寸法:340x 180mm •重量:約1.2kg (電池搭載時) •関節数17(首1,片腕3x2本,片脚5x2本) • PCとの接続RS-232Cによる接続• 126,000円(税込み) • 2年半で6000体以上を出荷イベント企画2005年5月20日「愛・地球博」特許庁ブース:トークショー予定どおりトークとロボットデモ愛・地球博でバトル(格闘)はNG。しかし、トークだけではつまらない！ 「愛・地球博」でロボットを披露したいマニアは少なくない。ロボットマニア乱入ロボットバトル勃発
ROBO-JAPAN2008 inパシフィコ横浜前日準備:電源が来ていないマスコミ・イベント担当の学生が必要
.成池大つくばチャレンジにみる実践型技術者養成要素坪内孝司(つぼうちたかし)筑波大学大学院システム情報工学研究科知能機能システム専攻教授崎筑波大学つくばチャレンジ(2007年11月16,17日/2008年11月20,21日) • http://www.robomedia.org/challenge/index.html • Real World Robot Challenge (RWRC)つくばチャレンジ同の安生活環境(公道)に自いわゆる「競技会」ではない「課題達成」が目標「課題達成のための方法論の開発と技術情報の公開・共有」によるロボット技術の普遍化、裾野の拡大（技術・社会的認知）気気波大学・つくば市内の遊歩道のうち1km区間の自律走行・ゴール地点で停止する•自立ロボットであること・人々が生活しているあるがままの環境–天候・路面状況は当日の状況による—雨天決行•幅75cm以内,長さ120cm以内,高さ150cm以内•重量100kg以内•走行時最高速度 4km/h以下•安全性の確保–筐体に角がない/硬くない/巻き込まない/…誰から見てもわかる非常スイッチの取り付け動力走行時は，ロボットに異常に対処できるオペレータが随走•環境への調和,エコロジ一的調和を設計に配慮創造筑波大学参考筑波大学さらに2008年度ではロボット同士の追い抜きすれ違いもありS […] .本: GPS移動動動、青: GPS開差格円、緑:真の移動動動省筑波大学成績• 2007年度– 33団体エントリー –完走3団体(金沢工業大,筑波大「屋外組2007」「つくロボ」） • 2008年度-- 50団体エントリー —完走1団体(ヤマハ発動機)性的筑波大学創造筑波大学・結局ロボット作りのためには, 1.ロボットが動く環境に対する洞察とそれに対処しながら2.ミッションを完遂するために必要なロボットの設計,センサの選定と必要な処理を3.総合的にまとめ,バランスをとって洗練してゆくことが必要気冷な波大学合言葉:「想定外を想定内に」 ・『ロボットを走らせたとき,「想定の外」の考え落ちによって，途中でロボットを止めざるを得ない，という不具合をなくそう』 ⇒ロボットをその環境で多数回走らせ,その環境で出くわすさまざまな事象をすべて経験し、それに耐えられるようにシステムをブラッシュアップすること.創造筑波大学合言葉:「想定外を想定内エンジニアとしての人材育成に資する経験をさせることができる1.ミッションの確認と仕様設定2.必要なハードウェア,ソフトウェアの集積・ 3.実装したシステムの枯らし経験の苦積⇒ロボットをその環境で多数回走らせ，その環境で出くわすさまざまな事象をすべて経験し、それに耐えられるようにシステムをブラッシュアップすること.
1.目標宇都宮大学工学部機械システム工学科のカリキュラムを，産学の共創にもとづいて内容を検討し，産業界で重視される機械技術者の資質の要請に重点を置いて再構成する。 2.概要学生の基礎学力，総合力・統合力，コミュニケーション能力を養成し，他者とコミュニケーション（報・連・相）をとりつつ,問題発見,問題解決を行って技術のイノベーションに資する技術者,言い換えれば,専門知識の俯瞰的な理解と、高いデザイン能力を有する技術者を輩出する教育プログラムを開発する。具体的には,宇都宮大学工学部機械システム工学科での専門教育,および工学部学科共通専門科目を,産学の共創にもとづいて上記資質をより効果的に涵養するよう高度化、改善する。本事業では技術者に現在求められている資質を下記のように定義することにする。 ・基礎学力：機械工学における、力学、材料、加工、生産技術、システム（制御を含む）などに関する専門知識の学力問題発見能力,問題解決能力:専門知識相互の関連性を理解し（専門知識の俯瞰的な理解）,それらを総合（シンセシス)，統合（インテグレーション）して問題に対処する能力コミュニケーション能力：言葉，文字，絵図（グラフを含む），図面をツールとして，口頭ならびに文書で他者と意思の疎通をはかる能力・社会人基礎力：コミュニケーション能力を駆使して「報・連・相」ができる能力すなわち本事業では，技術のイノベーションに資する技術者とは，基礎学力，総合力・統合力，コミュニケーション能力を有し，他者とコミュニケーション（報・連・相）をとりつつ，問題発見，問題解決を行うことができる，高いデザイン能力を有する技術者である，と捉える。富士重工業㈱の寄附講座「サービスロボット設計」を軸に，学科で実施している講義，実験，実習，演習，製図の内容を見直す。具体的な方策は例えば下記のとおり。 ・専門知識の俯瞰的な理解を促す実験・実習・設計演習・コミュニケーション能力を育成する演習・製図科目•問題発見・解決能力を伸ばす，ものづくり，設計製図・製造業現場の実務を見開，体験するインターンシップ，工場見学・技術者のキャリア・パス，専門知識の関連性を理解するための講演・機械工学の魅力を発信する体験授業，広報活動1.要求される人材・能力の明確化産業界において大学卒機械技術者に期待される資質を明確に認識しカリキュラムに反映する。講義内容，実験，実習の課題の見直し。設備・装置の更新，新規購入。教材の刷新。企業活動について学生が知っておくべきことを考慮した，工場見学先，見学内容の再構成。 2.産学の共通認識の醸成製図科目などを学科教員と企業技術者で指導することを通して産学の共通認識を醸成し、就職におけるミスマッチを防止し，大学における就職支援，企業における継続的な教育，学生本人が考えるキャリア・パス設計を適切なものとする。 3.専門科目に対する動機付け大学教員が実務の要求を的確に把握することにより，企業活動の実際を念頭において，講義内容の重点，科目相互の関連性などについて，学生に対して適切な動機付けが行われるようにする。学生へのインセンティブとして,「機械技術者としての」学習達成度を評価する制度の創設。 4.インターンシップの目標，内容設定の適正化インターンシップ受け入れ先を開拓し，その内容について大学と受け入れ先で検討し，実施する。産学の対話をとおして，大学側が企業に期待するインターンシップ内容が企業に伝達され，適切に実施される。 5.機械工学の魅力の発信オープンキャンパス，子供向けものづくり教室，出張講義などを通して社会に機械工学の魅力を発信する。 1. 富士重工業（株）寄附講座「サービスロボット設計」の継続的開講事業期間終了後も継続し，講師派遣も引き続き行う。 2.実習系カリキュラムに対する産業界の要求の明確化産学の対話により学生時代に強化されるべき能力や実習内容を明確に教育側に示す。 3.インターンシップ受け入れの拡大技術者人材の育成に産業界が積極的にかかわる機運を醸成し，インターンシップを受け入れる企業，部署を拡大する。 4.インターンシップの高度化単なる業務見学、業務体験にとどまらず、修得済みの専門知識を前提としたインターンシップの実現につなげる。 5.大学教育と学生の現状把握に基づく社内教育の改善大学教育と機械系学生の実情を把握し，社内における新人教育，社内教育にその知見を反映する。 6.機械工学の魅力の発信子供向けものづくり教室などの企画，実施を行って社会に機械工学の魅力を発信する。宇都宮大学工学部機械システム工学科学生，１～４年次生
What is the Sense of Engineering on RoboCupJunior activities ?埼玉大学教育学部学校教育臨床講座野村泰朗Tairo NOMURA, Faculty of Education, Saitama University tairo@klinikos.edu.saitama-u.ac.jp 〈あらまし〉近年, 〈ものづくり〉のような実体験を通した学習活動の重要性が，学校教育ばかりでなく職業教育，企業内教育においても注目されている。例えば，ロボット製作やロボコンといったものづくり活動を通した学習活動が盛んに行われている。しかし，参加してよい体験ができたといった，必要な学びが行われているのかについての議論が深まっていない。ともすると,つくること自体が目的化してしまい,何を学ぶべきなのかといった教育目標の設定もあやふやであったりする。本発表では，国際的なロボットを題材とする科学技術教育活動であるRoboCupJuniorの活動を通して，問題解決活動を通した学習活動のありかたについて実践事例を交えて紹介する。キーワード：RoboCupJunior，問題解決活動，科学技術教育，工学教育，学習目標と学習評価，理数教育教育の分野において〈ものづくり〉がプームとなっている。その中でも，ロポットを題材とした学習活動は，小学校における総合的な学習の時間での体験活動や、中学校技術科でのロボコン，ロボット製作など，学校教育においても活発に行われている。実際に手を使ってロボットを作ることで，工具の使い方，材料の性質の理解，電気・機械工作のスキルを高めることができるのはもちろんであるが,それに加えて問題を分析し、新たな目標を立てて問題を解決しようとするPDCAモデルにもとづく問題解決力を高めることが期待される。このようなものづくり活動を通した学習活動により，知識理解だけでなく，実体験を通して工学的な見方考え方の育成を目指した教育活動が〈ものづくり教育〉である。しかし，例えば，ものづくり教育におけるロポットは,情報教育におけるコンピュータと等しく,道具＝教育メディアでしかない。目的意識のない利用者にとってコンピュータは部屋の邪魔な置物でしかないのと同じく,利用目的を持たないロボットはただのガラクタである。ロボットを題材とした教育活動においても、ロボコンに参加することやロボットを作ること自体を目的とするのではなく、ロボットをめぐる活動を通して何を学び，その後の活動にどう生かすのかを明確にしなければならない。目新しさだけに頼った現在のロボットプームとも呼べる現象は,完成度の高い商用ロボットの登場につれ下火になる可能性がある。真にものづくり教育を成功させるためには，ものづくり教育の目的を見据え,教育内容や方法を吟味することが必要である。さらに，現在の所，そのようなものづくり教育を実践できる指導者は少なく，適切な指導計画を設計できる指導者の育成が急務である。本報告では，RoboCupJuniorの活動を例に，工学的な見方考え方を育成する基礎基本となる。よりよい問題解決のための見方考え方の指導の必要性やその学習評価のありかたについて、具体的な事例を交えて紹介する。例えば，現在の小中高校の学習指導要領総則(文部省1999)では、総合的な学習の時間のねらいとして、つぎの2つを挙げている。 (1)自ら課題を見付け、自ら学び、自ら考え、主体的に判断し，よりよく問題を解決する資質や能力を育てること。 (2)学び方やものの考え方を身に付け，問題の解決や探究活動に主体的、創造的に取り組む態度を育て、自己の生き方を考えることができるようにすること。これは,「生きる力」の育成を目指す，現在の学校教育を下支えするねらいの一つとして問題解決力の育成があることを示している。さらに，自ら問題解決に取り組もうとする態度も同時に育成することを目指している。このように、問題解決を育成することの必要性については、あらゆる場面で指摘されているが，現場の教師からは，問題解決力の育成をどのように行えばよいか具体的な方策が見えづらいという声が開かれる。その理由のlつには，問題解決力のような「○○力」は，具体的な状況や文脈の中で使うことができて初めてその力があると言えるのであり,その力自体を直接指導することも,直接評価することもできないことが挙げられる。さて，例えば，「キーパーロボットを作りたい」といった問題に対して，よく，次のように考えを巡らせて悩んでいる学習者をみかける。 1）ボールを確実に見つけられて蹴り返すことでゴールを守ることができるロボットにしよう2）ギアの組み合わせを低速・高トルクを選びゆっくりとポールを追いかけ，確実にボールを見つけられるようにしよう3）フォワードのロボットが１台しかいないから，どうせボールを確実にみつけられるならミッドフィルダーとして攻撃できるようにもしよう4）すぐに前線に出られるようにギアの組み合わせを高速・低トルクにしよう5）あれ，ボールを見つけられなくなったぞ？？ここで問題をうまく解決できない原因は,問題解決の目標設定,評価方法や解決手段の選択の手順がちぐはぐなためだと考えられる。適切に問題を解決できるためには，図１のような適切な手順を意識して辿ることが必要である。つまり，問題解決力を育成するためには，この適切な手順を追体験させることで気付かせることが必要であり，ただ，ものづくり活動を無計画に体験をさせても効果的に問題解決力を育成できない。 「距離を知りたい」という問題を解決する代替案として「メジャーを使って測定する」「一歩を30cmとして歩いた歩数から算出する」などである。それらの測定結果の精度や測定するためのコストを比較検討し,目標と照らし合わせて判断するということが問題解決のプロセスにおける「⑥評価」である。「⑧実行」してしまう前にシミュレーションをして代替案の評価をすることで,よりよい問題解決をすることができると考えられる。ここで使われた「実際に実行する前にシミュレーションしてみる」「(距離を)表現するモデルと(精度などの)よさとの関係を評価する」といった問題解決活動において必要となる見方考え方について学ぶことが，大事である。また、先の例では、最初に立てた目標が途中で変わってしまうという手順が問題であるが、一方で、最初から適切な目標設定や解決手段の選択ができるとは限らない。例えば，図１の「②問題の分析」をした結果、問題が複雑である場合は，どのように解決していいかわからず代替案の生成ができないということが考えられる。しかし，問題をモデル化することで問題を抽象化し、わかりやすく捉えることができ「⑤代替案の生成」を容易にできる。さらに、生成された代替案をシミュレーションすることで,それぞれの代替案を選択した場合の結果を予測し比較検討することで，よりよい代替案を選択することができる。例えば，さて,問題解決の各段階での見方考え方の適用の仕方や判断のよさを評価できるためには,一度きりの問題解決活動ではダメで，一度実行した後に，自分の目標設定や，解決手段の選択においてこれらの見方考え方の適用がよかったかどうかを振り返って,自分の持っている判断の理由を評価する段階が必要である。さらに，そこでの振り返りを踏まえてもう一度試みてみることで、自分の判断の正しさを確認することによって，考えが強化され，次に同様の問題解決場面に出くわした時にうまく解決できるようになると考えられる。以上のような問題解決活動を通して分の判断の正しさを確認することによって,考えが強化され,次に同様の問題解決場面に出くわした時にうまく解決できるようになると考えられる。このように、ただ問題解決活動を体験させるだけでなく、その過程を振り返り、よりよく問題解決できるために考えるべきことを意識させることが重要であるが，そのためには，指導者は，図２のような各段階で必要となる見方考え方を整理し押さえておく事ができなければならない。さらに，ロボット製作活動では，利用する教材の特性とこれらの見方考え方とが関連する点にも注意が必要である。例えば，教材としてレゴブロックがよく用いられるが，工学的な観点から見ると,規格化された結合部を持っていれば多様な形のブロックが自由に組み合わせることができる,という「標準化」の考え方が体験できる教材と言えよう。そして，ロボット製作にその考えを応用すれば，例えばセンサーの電圧範囲をTTLレベルで統一しておくことで,後から拡張を用意にしたり,既存のセンサーを組み合わせることができるといったメリットがある,といったよりよい問題解決が可能となる。 RoboCupは, 「２０５０年頃までにFIFAワールドカップチャンピオンチームと戦って勝つことができるヒューマノイドロポットによるサッカーチームをつくる」という目標を掲げ，そのために必要な要素技術開発や，人と機械の共存する社会について考えることを通して，総合的にロボット技術開発を推進し，さらには産業や教育への波及効果を期待する国際的研究プロジェクトである。「すぐには達成できそうにはないが，がんばればなんとかなりそうだ」という夢を抱かせる目標を持たせ，活動を推進していこうとするRoboCupのようなスタイルは〈ランドマークプロジェクト〉と呼ばれ，例えば，「アポロ計画」なども同様である。問題解決に向かう動機づけを高める上でランドマークが有効に働くことが期待できる。ところで，このような中長期的な研究プロジェクトを推進する上では，教育が重要な役割を果たす。RoboCupにおいても１）次世代のロボット技術者の育成と、２）ロボットと人間が共生する未来社会を考え選択していく市民の育成の２つを側面から人材育成が求められる。そこで、ロボットの製作や競技会を通した教育活動として、RoboCupJuniorと名付けた科学技術・理数教育研究活動も推進している。 RoboCupJuniorは，ロボット製作や競技会を通して，問題解決力，自己学習力の育成やグループマネージメント力,チームワーク力の育成を目指し，子どもたちのみならず，科学技術に興味関心を持っている一般市民に対する教育のありかたを研究，実践している。 RoboCupJuniorにおいても，学習目標としてのランドマークを掲げることで，子どもたちに夢と学習の動機づけを与えることを基本的な教育方法として捉えている。具体的には，ロボット技術の育成だけでなく，チームワーク力,プロジェクトマネージメント力の育成まで総合的に取り組める〈サッカー〉自律型ロポットの基礎的技術の習得を狙った〈レスキュー〉，技術の習得だけでなく，新しい発想を育て，エンターテイメント性あふれるプレゼンテーション技術の育成を目指す〈ダンス〉の３つの〈チャレンジ〉と名付けた，ロボット製作による達成目標を設定し，その達成を目指した教育活動の各段階をどのように指導／支援するべきか研究，実践を進めている。 RoboCupでは毎年l回国際大会が行われ、ロボットによるサッカー競技等の競技会が開催されるが，同じ会場においてRoboCupJunnior競技会も開催されている。競技会は,観客にとっても楽しめるエンターテイメントの目的だけでなく，1年間の研究成果／学習成果を発表する場として位置づけられている。ランドマークとして掲げている「ロボットでサッカーをする」という目標は、単に動機付けを与えるものだけでなく，例えば，人工知能の分野におけるチェスと同じように、誰もがその達成について一貫した評価ができる〈標準問題〉でもある。RoboCupのように多様な問題解決の方法がある活動では、選択した方法のよさを比較可能な形で評価できることが求められる。それにより，現在の実力を客観的に知り，次の研究の方向性を見いだすことができる。また，問題解決を促進するためには，情報を共有することも大事であり，RoboCupでは国際シンポジウムが競技会と併設して開催され，そこでRoboCupに参加する全てのチームはロボットの技術について全て公開することが求められている。これにより，より正確な評価が可能となり，また問題点を共有することで，次の一年間，より焦点化された研究が促進されることが期待される。 RoboCupJuniorでも，チャレンジが標準問題の役割を果たし,世界中でロボットを通して科学技術を学ぼうとしている学習者に，評価，情報共有の機会を与えるのがRoboCupJunior競技会の役割である。図４のように，競技会は,ランドマークに向けた現在の自分の位置を確認するとともに,世界の中で同じく学ぶ人たちの中での自分の位置を確かめることを可能にする。さらに， RoboCupに参加するロボット技術の専門家と同じランドマークを共有することで,将来の学習の方向性としてより専門性の高い道も同時に示すことが可能である。一方，専門家の学会発表のような高度な形式性は必要としないが, RoboCupJuniorでもそれぞれの学習者のアイデアや技術を共有することで，学習を促進することも大事である。そこで，図５のように，競技会に参加するチームは〈チームプレゼンテーション〉と名付けたポスターを提出することが義務づけられている。技術情報を共有するとともに、プレゼンテーション力の育成や，もちろん，国際大会では英語でのプレゼンテーションが求められ,語学教育も含めたコミュニケーション力の育成も目指す。以上をふまえて，図６のように，競技会を学習評価の場として位置づけることによって,適切なフィードバックを受けつつ問題解決過程を繰り返し体験することで,問題解決力の育成を効果的に行う仕組みを提供している。野村(2002)は，RoboCupJunior活動においても，指導者育成，カリキュラム開発，教材開発の必要性を述べているが，中島・野村ら(2000)では，RoboCupJuniorの活動を取り入れ,特に技術科の目標と同時に問題解決力の育成を目指した,中学校技術科カリキュラムの考え方を提案している。今後は，競技会に至るまでのより細かい学習段階での学習目標を整理し,工学教育として必要な能力をスタンダードとして提案して行くことが必要である。これはRoboCupJuniorの目指すランドマークを具体化することにつながるであろう。さらに，指導者育成に役立つ，指導方法および評価方法の体系化を進めて必要がある。中島進・野村泰朗ら(2000),豊かな人間性と創造力を養うものづくり教育に関する研究（第三報）～RoboCupJr。 と関連づけた新技術科カリキュラムにおける教材開発〜,埼玉大学紀要(教育学部) ,50(2),33-40,2001.野村泰朗(2005), MarsTrek：よりよい問題解決のための見方・考え方の育成を目指したカリキュラムの開発,埼玉大学教育学部附属教育実践総合センター紀要, Vol.3 No.1, 2005.野村泰朗・河野孝治(2004),メカトロニクス的な見方・考え方の指導を意図した自律型ロボット教材の開発, SI2004, pp.398-399, 2004.野村泰朗(2002),ロボカップジュニアの現状と課題,日本ロボット学会誌, Vol.20 No.1, pp30-34.文部省(1999):小学校学習指導要領, 1999. RoboCupJunior Japan公式ページ, http://www.robocupjunior.jp/
A case study of engineering education using robot contests at Dept. of Mechanical Engineering Saitama Univ. Shin'ya KOTOSAKA*, Saitama University, 255, Shimo-Ohkubo, Sakura-ku, Saitama Key Words : Robot contest, Education of Engineering近年，工学技術の教育や理科教育の一環として，ロボットを用いた教育方法が多く用いられるようになってきた．これは，ロボットが力学やエレクトロニクス技術等の様々な工学技術の統合された製作物であり，動作等の目で見てわかりやすい結果を出しやすい教材であるという特長を持っているためである.ロボットを教材として用いた教育は，大きく分けて二つに分類することができる。一つは，ロボット(工)学を教えるためにロボットを教材として用いる場合である．もう一方は，ロボットを用いた工学技術の教授である．先に述べたように，ロボットには様々な工学技術が用いられており，かつ結果を確認しやすいことから，後者の教育にも非常に有効であると考えられる.本稿では，主に後者の活動として行ってきたロボットコンテストを通じた工学教育，及び子供向けロボット工作教室の活動について紹介する.ロボットを用いた工学教育には，大きく分けて次の三つの段階があると考えている．最初の一つは，主にロボットという教材を用いて，理工学への興味の醸成，ものづくり教育，論理的，合理的な思考方法や物理法則の学習を目的とする教育である．この教育目標には，ロボットはあくまで多数ある教材の中の一つの選択肢に過ぎない．ロボット教材を用いるのは，学習者の興味を引く，又は複雑な動作をさせることによって興味を継続させるための手段としてであろう．また，この段階の教育の実施には，ロボットを動かす，あるいは製作することを「体験する」ことが主体となる．想定される学習者は，工学一般に興味を持つ小中学生から高校生あたりである.この目標に対する教材は，学習者の試行錯誤により体験を主体とした学習が進む教材が望ましい．また，学習者の予備的知識への要求度合いが低いこと，学習者の試行錯誤に対して明示的な反応が返らない状況（単に動作しない，うんともすんとも言わない状況）が少ないこと等が望ましい．また，学習者の興味を引くため，動き等の反応が多種多様であることが望ましい. 2.2エ学技術の理解次の第二段階は，学習者がロボットに用いられている工学技術を理解するための学習であろう.この段階では，ロボットそのものが学習の対象となる場合と，ロボットを通じて，様々なメカトロニクスの学習が教育の目標となる場合があり得る．この段階での教材は，工学技術の基礎的知識を前提として良いが，あまり明文化されることの無い知識や，経験や体験によって身についていく知識を必要としない構成になっている事が望ましい．学習を開始するにあたって，多くの事前知識，特に非言語的知識を必要とすると，学習意欲を失ってしまうことが多いと考えられるからである.また，動作原理による違いが明確に理解しやすいように，例えばセンサ，アクチュエータなどが変更できる構成になっていて様々な試行ができることが望ましい.ものづくりや工学技術には，ひらめきや関連する事柄への気づき等，言語的な理解だけでは不十分で，実施により初めて獲得，利用できるような知識や知恵がある．これらの学習には，次の段階となる．この段階では，学んだ知識の応用能力を学習することが目標となる．目的に合わせたロボットの設計製作等が課題となる．原則として，学習者が設計，製作，動作までのすべての段階の作業を行うことが最も望ましい学習方法であろう．設計図無しの状態からの製作もありえる．この段階の教材は，原則としてばらばらのパーツで構わない．重要なのは，試行錯誤による応用ができる環境（充実した工具とパーツ類）と，情報入手の手段が用意されていることである．設計にあたって定番の方法は存在しないし，また学習者の進度によっても進めるべき作業内容も異なるため、学習者に対する教科書は用意するのは，困難である．参考になり得るであろう参考書を多数用意しておくことが必要である.これらの段階は，学年や年齢で切り分けるのではなく，学習目的や学習者の学習の進み具合や興味に応じて，段階を使い分けることが必要である．以上の考察より，著者は，学習者に応じて次の四段階のカリキュラムを実施している.小中学生を対象としたロボット工作教室.第２章で述べたように，ものづくりや論理的な思考を学習させることが目的.詳細は，第５章で述べる. (2)導入教育としてのロボット工作工学部1年生を対象として，工学への関心を喚起するとともに，これから学ぶ対象の実際を触れて実感させることを目標とする．現在の所，本学科では実施していない．将来の課題. (3)学習の集大成としてのロボット工作演習工学部機械工学科3年生を対象に，プロジェクトベース学習の手法を用いたロボット工作演習を行う．詳細は，第４章で述べる． (4)ロボット工作教室の主催工学部機械工学科の４年生に(1)の子供向けロボット工作教室を主催させている.第5章に詳細を法ベる.本章では，本学科で実施しているロボットを用いた工学教育（授業名：機械設計演習，受講者70名程度，指定選択科目）を紹介する同国。この授業は，工学部機械工学科3年生を対象とし、開講時期は, 10月から2月初めの後期.授業回数は,前半のCADの操作演習授業を含めて15回.以下に述べるロボット設計製作課題には，12回程度の授業時間を使っている．本学科では，学部３年までに学んできたことの集大成として，そして卒論への導入として，このロボット設計製作演習を行っている．この授業では，テーマを与えた後，原則，学生だけで設計，部品の調達，製作を行うように指導する．安全に係わることや積極的に学生からの質問された場合は除き，教員側は学生の活動を放任する。各学生は、自力で情報を集め，部品を調達し，ロボットの設計製作を行うことが要求される．大半の学生は，０からの設計はもちろん，実際に動作する機械を作ることも始めてである.例年,最後まで努力する学生は,休日返上で製作を行っているような状況である(Fig. 1).授業の進行等の詳細は，以下の通りである. (1) 4名もしくは５名のチームで一台のロボットを製作する. (2)テーマは，教員側が与える．これまで，レスキューロボットやスポーツロボット製作課題などを行ってきた. (3)一台あたりのコストに制限あり(6千円). (4)一般的な工具, 一部の汎用電子部品(抵抗, コンデンサ程度まで)は,大学側で用意.あえて,基本的な部品以外は用意しない.大学側で用意してしまうと、それを使用することに学生が努力を傾注してしまい，本末転倒となってしまうためである. (5)テーマの内容に応じて,教員側でコンテストのフィールドを用意. (6)安全講習の受講を義務づけ. (7)情報入手手段として、関連する技術関連図書,部品の調達に使えそうな店の情報の用意.専用Webサイトに情報源へのリンクを多数用意.（少ないと，それだけに頼ってしまうので，できるだけ多数用意する） (8) PICのプログラミング環境(9)毎週,進捗状況レポートの提出を義務づけ. (10)ロボット設計作業開始時に、設計製作計画の提出と審査,中間発表,最終発表(ロボットコンテスト）の各段階で，詳細に進捗状況のチェックを行う.教員は，授業時間中，常時，各学生チームの間をまわり，進捗状況のチェックを行い必要に応じて最小限のアドバイスを行っている．これは，ロボットの設計製作過程を通じて，受講生が自身の知識の不足に気がつくことを促すためである．また，受講生の学習意欲が高いうちに，一旦，情報入手や，再学習のハードルを下げ，学習しやすい環境を作ることを意識している．また，２名のTAが動力機械（ボール盤，糸のこ等）や工具の管理を行い，必要に応じて最小限のアドバイスも行っている.成績の評価は，次の４項目を評価して行っている． (1)達成度評価:最初の設計レビュー。中間発表からみて，最終的な達成度を評価(2)最終提出物：レポート（各自） (3)コンテスト成績の評価基準(技術力,アイデア度,ロボットの性能,完成度,プレゼンテーション（手順，時間）） (4)授業前半の課題提出物(CADによる製図授業を一部行っている）上記(3)に書いたように,製作されたロボットの評価には，多様な評価を行っている．これは，ロボット製作の経験があるメンバーがいるチームや，逆に経験の全くないチーム等様々な技術レベルのチームがあり得るので，多様な手段で好成績があげられる手段を用意したかったからである．また，最終的に動作しなかったロボットの評価も行うためでもある.最終的に，最終授業日に開催されるロボットコンテストで，製作したロボットに関する発表，およびデモンストレーションを行わせる.受講学生の繁張感を保つため，このロボットコンテストは公開とし，学科の教職員等に参加を呼びかけている(Fig. 2).著者の研究室では，近隣の科学館と協力して，地域の小中学生を対象としたロボット工作教室を過去15年以上に渡って開催してきている.この活動は，研究室に配属された8名前後の学部4年生を中心にして行っている．第４章で述べた機械設計演習の授業を受講した学生および研究室の博士前期課程の学生（大半の学生が，工作教室を前年度体験している）が中心となって，工作教室に用いるロボットの設計を行う．この設計を元に学部4年生が中心となって,部品の調達,製作を行う.この活動では,エンドユーザに最終製品を渡すため，確実に動作する製品が求められるとともに，その内容を説明できるまでに理解していることが活動を担う学生に求められる.工作教室の対象とする受講生は，主に小学生高学年から，中学生低学年までとしている．個々の受講生の指導,安全の確保といった観点から,現在の所,受講者を20名に限定して教室を開講している．工作教室の内容は，第２章で述べた「体験」することを主体とした工作教室で，使用するパーツは，担当学生が設計製作した部品がむき出しのボード等を用いる．受講者に，ロボットを構成する部品を意識してもらうためである．また，ロボットボディやカバー等の切断，穴あけ作業等を行う必要があるようにしてあり，ものづくりの基本を学習するカリキュラムになっている．ただし，安全確保のため，工作機械やはさみ以外の刃物を用いた加工は，主として教員,主催する学生側が行うようにし,受講者は「加工を手伝う」という形にしている．工作教室では，ほぼ１日をかけて，ロボットの動作原理に関する授業の受講に始まり，ロボット本体の加工，パーツの取り付けを行い(Fig. 3)，最後に動作をさせて終了となる．大半の受講者がロボットを動作させる所まで行くが，まれに用意したパーツの不良等により，動作させるまでたどり着かない場合もあり，これらは教室終了後適宜対応している.以前は，この後，ロボットの外親を紙等を用いてデコレーションを行い，コンテストを開催していた．そして，優秀作品に関しては，地元の商工会議所が開催する商店街でのお祭りの際に展示を行っていた．ただし，近年，お祭りの規模が縮小され一般向けの展示が無くなったことに伴い，優秀作品の展示を行うことを取りやめている．受講者に対するインセンティプを確保する別な手段の開発が必要と考えている.本稿では，埼玉大学機械工学科で著者が行っているロボットを用いた教育活動に関して，その概要をご紹介させて頂いた．教育の方法や手段は，教育対象の状況や教授したい内容によって変わってくる.本活動では，子供ロボット工作教室も含めて，ものづくりの基本的な考え方や技術を伝えることを大目標としている．同様のカリキュラムをご担当の方々のご参考に少しでもなれば幸いである.最後に，機械設計演習に関しましては，機械工学科の教職員のご支援に対して御礼申し上げます.また，子供ロボット工作教室に関しましては，日本機械学会より多大なご支援を頂いております.この場を借りて御礼申し上げます. [1]大滝英征,石川善雄,秋元博幸,埼玉大学における設計製図教育の改善に向けての模索，設計・製図，Vol. 24, No. 10, pp. 29-36,   1989. [2]大滝英征,納貫啓一,秋元博幸,創造性教育,設計工学,  Vol. 30, No. 3, 26-33,   1995.
Robot Contest Activities in Shinshu Ueda Area降*1河村*1 信州大学繊維学部創造工学系機能機械学課程Takashi Kawamura*¹ *1 Shinshu University信州上田地区では約14年前から小学生向けのロボットコンテスト活動を実践している。地域でのロボットコンテストの実践には，参加者はもちろんのこと，参加者の親，ボランティアスタッフ，企業，公的機関などのスポンサーの存在が欠かせない.現在ロボットコンテストは様々な場所で実践されているが，地域を意識した，小中学生向けに定着しているロボットコンテストはユニークな存在である.本稿では，その仕組みと働きについて報告する.我々は様々な欲求を持っているがマズローは図１に示すように欲求を五つの段階に分けて説明した．これらの欲求を満たすために，個人は様々な活動・行動をすることとなる。特に小中学生では家庭教育，学校教育を通して多くの学習・成長の機会が提供されているが，これらの欲求のすべてを満たすには十分でなく，社会教育によっても種々の活動が提供されている．従来，この社会教育の一番の担い手であったのが地域社会である．しかしながら地域社会，ローカルコミュニティは現在崩壊の危機にさらされている.子どもの現状についても様々いわれているが，まずあげておきたいのは実体験の不足である，テレビ，ゲーム機などの疑似体験装置が身近に多数存在し，また何しろ忙しいため実際の体験をする機会が失われている．それはものづくりのような作業だけでなく,自然にふれあうなどの経験,親以外の大人とのコミュニケーションのなど多岐にわたっている.集団活動の経験も不足しており，リーダーシップ・メンバーシップなど本来身につけるべき能力も不足しがち図１マズローの欲求段階説2.3地域のロボコンで提供したいこと以上のような現状を踏まえて、地域におけるロボコン教室で提供したいこと列挙すると,まずはものづくり体験・実習. •ロボコンに集う仲間や大人との交渉•知的冒険・チャレンジの楽しさ.見渡せる能力，仕切り力の涵糞.安全の視点などがあげられる.ロボコンを中心にこれらの活動を地域で行っていくことによって，子どもたちの成長と共に地域の底力の上昇にもつながると考えられる.上田地区のロボット教室では，子どもの相互作用を念頭に置いたプログラム作りを行っている。具体的には、ロボット教室参加者のグループ分けを，疑割りの異年齢集団を構成するようにしている．年長の参加者に対しては，年少の参加者が困っていたら手伝うように指導し，年少の参加者にはわからないことは年上の人に開くように促している.また，スタッフにも参加者同士の相互作用を促すように心身近な危険の減少，体験の不足などにより子どもの安全に対する能力は低下しているといわれている．全国子ども会連合会(")で開発された「子ども会KYT」の手法を取り入れて安全教育を行っている．図2にKYTシートの例を示す上田地区のロボコン実行組織の構成を図3に示す。主体は参加者であり，その親も重要な構成者である．ロボコン教室のスタッフは地元企業の若手技術者，大学生などであり，スポンサーである地域の有線放送会社，（財）長野県テクノ財団などもメンバーとなり実行委員会を組織している.参加者，スタッフ，スポンサーが三位一体となってロボコンの円滑な運営を行っている．また，地域に根ざした実施体制となっている.小諸地区では，長野県の青年の家との協力でロボコンを実施・運営してきた．青年の家の特長を生かして宿泊で教室を開催するなど独自の活動を行ってきた．小諸地区の活動ではスタッフの技術重視の傾向があり、スタッフが中心となり独自キット(図4)を開発して競技を行うスタイルが定着している．一昨年この活動を元にNPO法人が設立された( 2 )図４小諸ロボコンで開発されたきキット以上のように地域で行われるロボコンは単に子ども向けのイベントではなく．子ども．親．地域を関連づけ．活性化させることができる活動材であるということができる.信州上田地区のロボコンについて紹介し、ロボコンが重要な活動材であることを示した. [1]社団法人全国子ども会連合会, http://www.kodomo-kai.or.jp [2]特定非當利活動法人メカトロニクスロボットクラフトワークス, http://www.mrc-works.ecnet.jp/index.html
石原秀則（香川大学） Hidenori Ishihara (Kagawa University) This paper reports the activities of education through the robotics and Mechatronics in Shikoku. Some groups have continued to hold the school for the elementary school children in Shikoku by using the robots as the educational materials.    In addition, the new activities of education for the elder, especially the university students, are also proposed in this report. Key words: Educational Robotics, Robot School青少年の理科離れが叫ばれて久しい中,科学技術振興機構などの活動や地域に根ざした活動により,各地で科学技術に対する理解増進活動が展開されている．その活動は，主に理科実験などを中心とする科学体験,ロボット製作をはじめとするものづくり教育,自然観察など自然科学体験など，多岐にわたっている.このような体験型の学習は,教科書などによる知識の学習と異なり,体験を通じ感動を得ることが学習の効果を高めるだけでなく,分野全体への関心につながることが期待できる．さらに，実験時のコミュニケーションなどから,学習を助ける様々な能力育成の効果も期待されている.そのような観点から,香川大学においては地域において理科実験教室，ものづくり体験教室などを開催してきた.その活動では受講生に対する効果だけでなく,協力者として参加している学生らにも影響が見受けられる．本稿では，様々な活動の中でロボット製作教室に焦点を挙げ,効果について論する. 2.1.低年齢対象のロボット製作教室ロボットを題材とした小中学生らを対象としたロボット製作教室では,「ものを作る楽しさ」と「発見の驚き」が主題として捉えてきた．モーターの仕組みやプログラミングなどの技術要素の教育効果もあるが，小学生の場合，関連知識がないため，理論的な教育は現実的でないと考える．むしろ, 「なぜだろう」と考えることが重要であり，そこに正解に行き着く必然性はないと考えている.したがって，正解でないとしても，正解に向かって努力することが重要である.ロボットを題材とした場合,その点を考えると与えられたキットを漠然と組み立て,参加者全員が同じ完成品にたどり着くのではなく,各自が考えながら,時に工夫を凝らすことでゴールにたどり着くことがポイントである．ただし，小学生の場合は,ある程度道筋を与える事が重要であるため，マニュアルによる教育と，創意工夫の組み入れのバランスが問題となる. 2.2.大学におけるロボット教育大学生を対象としたロボットを使った教育では,関連する技術
要素の習得が目標となる.大別すると機構設計など機械工学，制御回路など電気電子工学，プログラミング,通信などの情報工学などが主な要素である．それらを座学における単なる知識から，実体験による使える知識とすることが最も大きな狙いであろう．しかし，大学生の学力低下が言われている現状を分析した場合,最も重要な問題は,学生たちが勉強の仕方を知らないことである.そのような学生に座学を通じて知識を与えても,なんら効果がないことは明らかであり,その点では低年齢を対象とした教室同様,実体験における感動から意欲を与える事が,主目的となっているのが美情である.著者は，平成13年頃よりマイクロロボットを題材にしたロボット製作教室を展開してきた[1].これは，小学生3～6年生を対象としており，ものづくりに主眼を置いたものである.主に愛知県と香川県で実施し,これまでにのべ5,000人を対象としてきている.この教室は1回2時間程度の教室であるが，20％程度の参加者が，その後Fig.2 Robot School in e-Topia Kagawaも何らかの形で，理科実験教室・ものづくり教室への参加を継続している. （あくまで著者が直接再会した場合のデータであるため,実際はさらに多いと考えられる.)また，高松市においてはe-とぴあ香川（(株)かがわ県民情報サービス）において，週末を利用したロボット教室を開催している[2].不定期にイベント的に開催していたものを，平成19年度に定期開催としたが，参加要望が高かったため，平成20年度にはほぼすべての週末において開催するに至っている．教室では，LEGOマインドストームによるRoboCup Jr.を題材としている.このほかにも，託問電波高専によるLEGOマインドストームによるプログラミング体験,香川ヒューマノイドロボット研究会による2足歩行ロボット操縦体験など,様々な活動が展開されている[3].しかし，ほとんどが小学生をメインとした教室展開であり,技術や理論の理解を求める目的とはなっていない．しかし，前述のマイクロロボット教室やe-とぴあ香川の活動など,リピータ一率が極めて高く,ロボットもしくはものづくりへの関心を高める効果があると判断できる.香川大学においては平成20年度より新たにロボメカ教育を導入した.一つは新入生に対するロボットを使った体験学習で，もう一つが学部 3年生を対象としたメカトロニクス教育としてのモータの原理の学習である.新入生を対象とした授業では,ロボットキットの組み立て，プログラミングにより，ものづくり体験とグループワークを学習要項とした.香川大学工学部では，学習手法として PBL（Project Based Learning）を取り入れており，その一環として行った. PBLでは，グループワークをベースに，課題に対して，目標設定，手順策定，役割分担など,プロジェクト解決のための手法および考え方の学習を目的としている.ロボットを題材とした授業では，目的に対してグループごとで課題達成のための手順を考え,役割分担をするなど，PBLの題材としても最適であると思われる.この学習を通じて,当該学年は他の学年と比べて，学習意欲が向上，グループワークにおける意思疎通が良好などの状況が見受けられる.本学集だけの効果であるかはわからないが,入学直後に本学習を実施したこともあり,入学直後からコミュニケーションがとれていることから,それなりFig.3 Mechatronics Class in Kagawa Univ.の効果があったと思われる. 3年次の学習では，オリエンタルモーター(株)の協力を得て，モータの原理，制御の基本的の考え方を題材に実施した．導入学習として90分,実習として，360分で実施した．導入学習では，モータの種類,実用例による特徴の整理などを話題とした．実習では，ステッピングモータを使って，駆動波形生成を目的に原理の学習と制御の基本を学んだ.これまでの授業でも,モータの原理などを紹介していた．しかし，これまでの座学に比べ，授業中に集中力，理解度ともに，実習型の方が高かったと思われる．また，今回の実習では，レポートは時間内にまとめ，発表する形態としたことで,短時間に集中してまとめることができていた.ただし,モチベーションなどの個人差があることは否めず,積極的に参加する学生と消極的な学生の差を埋めることが課題となる.本稿では,高松におけるロボットを題材とした体験教室などを紹介した.四国では,他地域でも,新居浜高専など，関係している団体が存在する.現在は個別にそれぞれの地域での活動が中心であるが，今後，これらを結び，多様なコンテンツでの効果的な活動への拡大が重要である.また,関係する活動で,教えられる側ではなく,教える側として学生が参加することも,様々な効果が期待できる．香川大学では理科・ものづくり教育研究会として,小学校等で理科実験などの補助をしているが，教育内容を噛み砕き，伝えることから，学生の人格形成などへの効果がある.最後に，本稿で紹介した活動の一部は，(財)科学技術振興機構の支援(ロボット学習メニュー開発事業，地域科学理解増進事業など）により実施された．また，活動に協力いただいている(株)かがわ県民情報サービス，オリエンタルモータ(株)に深く感謝する. [1]香川大学石原研究室ホームページ: http://imd.eng.kagawa-u.ac.jp/ishihara [2]e-とぴあ・かがわ： http://www.e-topia-kagawa.jp [3]香川ヒューマノイドロボット研究会http://www.robocountry4.com/
Social Contributions through Robot Contest - Activities of JSME-RMD Technical Session on Education on Mechatronics and Hokkaido University -田中孝之（北大） Takayuki TANAKA, Hokkaido University, ttanaka@ssi.ist.hokudai.ac.jp This paper describes social contributions through robot contests of JSME-RMD Technical Session on Education on Mechatronics (TSEM) and Hokkaido University respectively. On the robot contest produce competition as one of activities of JSME-RMD TSEM, participants plan an original robot contest for children including the rule book, the field, the robots for demonstration and the promotion video. Then, they present the robot contest as the trial management. This competition aims to promote their creativity, especially the problem-raising ability and the problem segmentation ability, and presentation ability too. In addition, in Hokkaido University, three faculties, the faculty of engineering, the faculty of education and the faculty of science, cooperatively conducted a family robot contest presented in the robot contest produce competition. This inter-faculty creative education aimed to enhance the sense of purpose and the field of view on floor-shop technology. 1.楕真近年,ロボットコンテスト(以下,ロボコン)などの技術系イベントが全国各地で盛んに行われ，学会，地域自治体，企業，学校など多種の団体が主催し，その規模も大小さまざまである.ロボコンは参加する者の創造力を育成することや,見る者の理工学への興味をかきたてることを大きな目的として，物づくり教育，創造性教育に多いに貢献している.日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門メカトロニクス教育研究会ではロボコンプロデュースコンペティションを実施している[3].従来のロボコンにはない着眼点をもった創造性教育である．本報では，ロボコンプロデュースの目的と創造性教育における役割について述べる．また，ロボコンの更なる発展のための，今後のロボコンプロデュースの展開について述べる.一方，北海道大学では2008年春に，工学部，理学部，教育学部の３学部連携で近隣の親子を対象としたロボコン「グランパミッション」を実施した.このロボコンは，福祉活動を啓蒙することを目的として，工学部学生らによるロボットサークル「北大ロボットアーキテクト」よって企画され，ロボコンプロデュースに出展したものである．参加者に目的意識を持たせるために，教育学研究院学生による福祉に関する講演を行った．また，ロボットを設計する上で，生物的な知見を持たせるために，理学院学生による大学博物館の生物骨格標本の紹介を行った．3学部連携による，参加者の物づくりに対する意欲を掻き立てる取り組みについて紹介する.近年，様々なロボットコンテストが行われている．例えば，日本機械学会では1997年よりロボットグランプリを開催し，主に大学・高専生の創造性教育に力を入れている[1].一般参加型競技も実施され，参加者層に広がりを見せている．また，学校教育においては，中学校技術家庭科の教科書にロボコンが取り上げられ,授業の中でも1990年代はじめより実施されている例もある[2].また，2003年には国際ジュニアロボコンが開催されるなど,低年齢層の物づくり教育の国際化も進んでいる。これら従来のロボコンでは，競技で決められたルールに従って，ロボットを製作し，ロボットの性能を競ってきた．また，その中で物づくりの技術やアイデア，芸術性，さらにはチームワークなどが評価されてきた.これら従来のロボコンは,決められたルールに従ってロボットを製作し，ロボットの性能を競い合うものであり,創意工夫を凝らし,改良改善を重ねることによって,技術力を高めることが大きな目的であった.エンジニアとして物づくりの知識や経験は不可欠であり,従来のロボコンを通じた創造性教育ではこれらを育成することに主眼が置かれていた．つまり，指導者は，ある技術課題を解決するために必要な知識および,その知識の使い方を実践的に教育してきたわけである.しかしながら，ロボコンに限らず実際の社会問題に取り組む際には，具体的な技術課題が明らかになっていないことや，問題すら明確でないこともある．このような場合には,従来のロボコンで育成されてきた問題解決のための物づくり能力だけでは不十分である. *本稿は文献[6], [7]にて発表した内容に基づいている.筆者らは，問題提起，展開，解決の３つの能力を備えて，創造力が身に付くものと考える．つまり，これまでのロボコンで養われてきた問題解決能力に加えて，何が問題であるかを認識して，それを明らかにする「問題提起能力」と，その問題を解決すべき具体的な技術課題にまで細分化する「問題展開能力」が必要であると考える(図1).そこで，われわれは1999年より，従来のロボコンとは異なった独自のロボコンとして，問題提起・展開能力の育成に重点をおいたロボコンプロデュースを行っている.小中学生が作れる操縦型ロボットを用いた対戦型ロボット競技を企画し,競技の独創性や教育効果などを競うコンテストである.初回からしばらくの間は電気通信大学ロボメカ工房および同大学SVBL主催で実施してきたが，2002年より日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門メカトロニクス教育研究会の企画として実施している.前述のとおり，ロボコンプロデュースは従来のロボコンと異なり，問題提起・展開能力の育成に重点をおいている．参加者（大学・大学院生）はロボコン企画者となり，独創的なロボコンを企画するとともに，それを実施するまでの過程を次のとおり模擬的に体験・シミュレーションする. (1)小・中学生を参加対象とするロボコンを考案する(区2(a))わかりやすく楽しく，小・中学生への教育効果が期待できるロボコンを企画する。参加チームにはロボットキットが配布され，小・中学生にも作ることができるロボットを用いた競技とする．対戦形式は特に規定しない．ルールは子どもたちにも理解しやすいことが望ましく，また，教育効果を考慮して，子どもたちがロボットの機構に工夫をしやすい競技が望ましい. (2) ルール集，運営マニュアル，競技フィールド，デモ用ロボット，プロモーションビデオを製作する(a)競技の進め方・ルールなどを説明したロボコンのルール集と，このロボコンを実施するための運営マニュアルを作成する。ルール集は，参加者に配布されるもので，競技について小・中学生でもよく理解できるように記述する．また，ロボットの製作についても必要な情報を記載する．運営マニュアルは，ロボコンを実施しようとしているひとに必要な情報を与えるためのものである．運営スタッフが，事前の準備から，当日の運営，事後の対応まで必要な作業と，その手順のすべてを記述する．また，技術目標や教育的効果についても記述する。（図2(b)) (b)競技フィールドは3m×3m以内とする．ただし,運搬などを考慮して，折りたたみ・分解などができるように設計する.（図2(c)) (c)配布されたキットのほか，各チームで用意したものを自由に使える．フィールド上に置くものや，ロボットにつけるものなど，必要なものを各チームで調達する. (d)プロモーションビデオ（10分程度）は，ビデオを見ただけで競技内容が理解できるもので，ルール説明のほかに，ロボットの作り方などについて説明しても良い. (3)内容・実施方法などについて発表する（図2(d))考案したロボコンについて15分以内で発表する．ロボコンの実演のほか,プロモーションビデオも利用すな以上のように，企画したロボコンの技術的な目標・課題を明確にする過程で，問題提起・展開能力を育成することができると考える．また，自らのアイデアをルール集や運営マニュアルといった文章のほか,実演やプロモーションビデオなど様々な形態で表現することでプレゼンテーション能力を育成できると考える.従来のロボコンでは製作したロボットの技術力や独創性などが評価されるが，ロボコンプロデュースでは企画したロボコンのルール集と運営マニュアル,実演とプロモーションビデオから,  (1)独創性,  (2)完成度,  (3)教育効果,  (4)プレゼンテーションの項目で評価する. さらに、ロボコンプロデュース独特の総合評価方法として、企画されたロボコンの販売価格を評価している.ロボコンプロデュースで企画されたロボコンは,ルール集，運営マニュアル，プレゼンテーション資料を含めてメカトロニクス教育研究会で著作権を保有している.これをデータベース化し，web等で公開することで，一般社会に成果を還元していく．既に，国際ジュニアロボコン，青森県ジュニアロボコン，船橋市ふなぼしロボコンなどにて,本会で企画されたロボコンが実施された実続がある. 3.2地域ロポコンの活性化と指導者への啓蒙活動現在多くの小中学校でロボコンが実施されているが,地域格差は小さくはない.これまで,本会は東京,長野,札幌にて実施してきた。 2009年には盛岡で実施する予定である．今後，物づくり教育が活発でない地域で実施することで,教員などロボコン指導者への啓蒙活動を行うことで,地域レベルでの物づくり教育活動を活性化すろロボコンの最大の効果は,エンジニアに不可欠な物づくり技術の向上であるが、青少年期にロボコンを通じた物づくりに接することで,理工学に対する興味の心を抱かす役目も担っている．これまで，ロボコン参加者を指導してきたのは工学分野の専門家であり，主に技術的な指導を行っている. ー方,すべての技術は社会をより豊かにするために開発されている．筆者らは，青少年に対する物づくり教育でも，自らが創造する技術が，社会にどのように役立つか，いかに影響を及ぼすかなど，目的意識をもって物づくりに取り組むように指導すべきと考える．また，一方で，エンジニアには専門分野以外にも目を配り，他分野の知識を取り入れ、新たなプレイクスルーを生み出すための広い知見も必要と考える.そこで，我々はロボコンを中核として，創造性教育効果の更なる向上を目指し,学部問連携による次の取り組みを実施した. (1)物づくりに対する目的意識をもたせるための社会的背景についての講座(2)物づくりに役立つ知識を多視点から学ぶための講鉄(3)講座で得られた知識に基づいた物づくり指導以下に，北大工学部，教育学部，理学部の3学部連携で実施した内容を述べる.より現実的な人の役に立つためのロボットとはどういうものかを考え,現在のロボット業界での重要なテーマである介護福祉分野への関心を促すことを目的とし,老人，要介護者への心造い，バリアフリーをテーマに次のようなロボコン「グランパミッション」を企画した[1].孫であるプレイヤーロボット２台が協力し,祖父であるグランパオプジェクトを家から雪まつり会場へ連れて行くために,途中のバリアを取り除くというストーリーである.以下の３つのミッションをクリアするための操縦型ロボットを製作した. (1)グランパオプジェクトを段差のある家エリアから外へ連れ出す際のスロープ設置(2)駅エリアへのドア開けと,グランパオプジェクトの誘導(3)竜車内エリアの乗客オプジェクトの移動による,グランパオプジェクトの乗車空間の生成福祉活動に対する意識を高めるために，教育学研究院で福祉活動を専攻している学生により,バリアフリーに関する講座を実施した（Fig.3(a)）段差やドアなど物理的なバリアのほか,健常者と身体的弱者との間の精神的なバリアについての講義を行うことで,前述の３つのミッションをクリアするための技術開発に対する意義を理解させるよう心がけた. Fig. 3 Lectures and museum tour for inter-faculty creativity educationロボットの構造を生物に倣うことがしばしば見受けられる.これは生物が遺伝的に培ってきた構造が合理的かつ効率的であるためである.そこで，ロボット製作のヒントを得るために，生物の構造に対する関心を促すことを目的として，博物館見学を実施した(Fig.3(b)).ここでは，理学院学生による説明を交えながら，恐竜や動物の骨格標本を観察した．観察結果を基にして，理学部・工学部学生の指導の下で製作するロボットのイラストを描かせた. 2008年4月末～5月上旬の3日間，札幌市内親子12組を対象として実施した．初日に，競技説明を行った後に,バリアフリー講座と博物館見学を実施した.その後, 2日間に亘ってロボット製作を行い，最終日に競技を行った．コンテスト実施前後でアンケートを行い，学部連携型物づくり教育の効果を検証した.福祉活動に対する意識調査アンケートとして，以下5項目で5段階評価を行った. Q.1バリアフリーの実践についてQ.2バリアフリーへの関心O.3福祉・介護の実践についてQ.4 福祉・介護への関心Q.5バリアフリー,福祉・介護について親子の会話アンケート結果をTable 1に示す.評価点が高いほど,福祉活動に対する意識が高いことを示す.コンテスト実施後に,すべての項目で評価点が上がった.これにより,福祉活動に対する意識を高めてロボット製作に取り組んだ様子が伺え，目的意識をもった物づくりが行えたものと考える.また，博物館見学に対する自由記述式アンケートも行った. 「ロボットと生物に似ているところがあるとは知らなかったので，ためになった」や「ロボットを作るにあたり生物の構造・機能からどう考えていったら良いか,ロボットの材料を使いながら説明してもらえたのは子どもにわかりやすかった」といった回答があり，生物の骨格標本を参考にロボット製作に取り組んだ様子が確認できた．これにより，物づくりの知識を工学的な見地からだけでなく，他分野からも得ることができること，物づくりに対する広い視野を持たせることができたと考える.本報では，日本機械学会メカトロニクス教育研究会と北海道大学でのロボットコンテストを通じた社会貢献の取り組みについて紹介した.まず,メカトロニクス教育研究会で実施しているロボコンプロデュースコンペティションについて,その目的と創造性教育における役割について述べた.本コンペティションでは，問題提起，問題展開，問題解決能力を含む創造力の育成を目標としている．今後，前述の展開について具体的に実施して行く上で，産学官の連携，協力が必要である.次に，北海道大学の取り組みとして，ロボットコンテストを中核とした学部連携型物づくり教育による社会貢献を提案し，実施した．これまでの工学的な指導に加えて，物づくりに対する目的意識，広い視野を持たせることができるなど，高い物づくり教育効果が得られた.各学部単独で実施した場合よりも,参加者の勉学意欲を掻き立てることが可能な,新たな社会貢献の形であると考える.今後様々なテーマでの学部横断型企画の可能性について検討する予定である.
[1]広瀬茂男, “ロボットグランプリの更なる全国展開”,日本機械学会 2002 年度年次大会講演資料集(VIII), pp.503-504,  2002. [2]下山大, “ロボット教育を通じた創造性教育”,日本機械学会2002年度年次大会講演資料集(VIII), pp.505-506, 2002. [3]田中孝之, “地域と連携した物づくり教育”,日本機械学会2002年度年次大会講演資料集(VIII), pp.507-508, 2002. [4] ロボコンプロデュース2008ホームページ, http://www.ssc-lab.com/procon2008/ [5]日下聖ほか, “福祉活動を啓蒙するロボットコンテストの一手法”，ROBOMEC2008，2A1- I21 (2008). [6]田中孝之ほか, “ロボコンプロデュースコンペティション”,    ROBOMEC2008,   2A1- I18 (2008). [7]田中孝之ほか，“北海道大学におけるロボットコンテストを通じた学部横断型社会貢献”, SICE SI2008, 3F4-3 (2008).