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授業の目標
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メカトロニクスは機械技術と電子技術の複合領域であるが、さらにメカトロニクス機器が自律的に稼働するための知能要素を加えることで、果たせる役割が大幅に広がる。本授業では、そのような知能メカトロニクス分野のまとめとして、はじめに画像処理と連携した外部機器の制御を学習し、次に競技形式の社会的課題に対し、議論しながら独自の知能メカトロニクス機器をつくりあげ、全体構成から各要素まで説明する能力を身に付けることを目標とする。
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到達目標
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以下に示す資質・能力を身に付ける。
①社会的な課題について、関連する専門的な技術文書を読み解き、解決するための試作システムを提示し、その内容を第三者に説明できる。
②少人数グループにおいて、社会的な課題解決に向け、適用可能な技術課題に分解し、建設的に議論や分担作業を進め、システムを構築することができる。
③考案した機能を果たすよう、部品を設計・試作し、更にモーターやセンサを組み合わせたハードウェアを構築できる。
④コンピューター言語を用いて、画像情報に基づき、モーターやセンサを連携動作させるソフトウェアを作成できる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
○【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
○【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
○【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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本授業では、計測・制御に用いられるグラフィック型言語LabVIEWを使用し、複数のサーボモーターの制御や画像処理機能との連動について、少人数チームによる基礎技術習得を前半におこない、後半ではプログラミング可能なロボットキットや自作の部品も加え、社会的な課題解決のための技術競技形式の演習をおこなう。前半の授業では、マニュアルに従った画像処理の段階的な機能構築と、サーボモーターとの連動を行う。各回の学修内容と課題内容については授業中に適宜、説明する。後半の授業では課題に対し、チームごとに達成に向けた議論を行い、ハードウェア・ソフトウェアを組み合わせた試作ロボットシステムを作成する。最終的に競技の形でロボットを披露し、またなぜそのようなロボットとなったのか、チームごとに最終プレゼンテーションを行う。その上で、個人毎にレポートを提出する。
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授業の計画
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座学と演習を繰り返して進める。双方向型授業のためのカード型通信機器を使用する。各回開始時に前回の復習とその回の予習に関する出題を行う。また講義中にも要所毎に出題を行い、理解度を確認する。また理解が困難であった項目は各回の最後にアンケート入力させ、次回の復習内容に反映させる。
第１週 ガイダンス（農業分野への工学適用について概略解説、中間競技「アスパラガス選別トライアル」、ならびに最終競技「アスパラガス収穫トライアル」概要の説明）
第２週 ロボットの構築1（サーボモーターの設定・運用の基礎、３Dプリンタ・切削加工機による部品試作）
第３週 ロボットの構築2（画像処理の基本、サーボモータとの連動）
第４週 競技準備（中間１）
第５週 競技準備（中間２）
第６週 ショートプレゼンテーション＋中間競技（アスパラガス選別）
第７週 最終課題詳細説明、競技準備（最終１、第一次企画とりまとめ）
第８週 競技準備（最終２）
第９週 競技準備（最終３）
第10週 競技準備（最終４）
第11週 競技準備（最終５、第二次企画とりまとめ）、競技形式での模擬運用テスト
第12週 競技準備（最終６）
第13週 競技準備（最終７）
第14週 ショートプレゼンテーション＋最終競技（アスパラガス収穫）
第15週 最終プレゼンテーション（全体の総括）
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授業時間外学修の指示
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・各回開始時に予習状況を確認する概略的な出題を行うので、その対策も兼ねて配付資料の予習によって理解が困難な部分を洗い出し、講義中に確認すること。
・授業で使用するプリントはmanabaに掲載するので、事前に読んでおくこと。授業は予習前提で進める。
・講義中の出題の解答結果はその都度受講者が確認できるため、不正解の場合は当該範囲を復習すること。
・ロボット構築のためのハードウェア・ソフトウェアは演習室にて授業時間外も使用できる。積極的な活用を期待する。
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成績評価の方法
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・全回出席を基本とする。なお公欠とならない３回以上の欠席は、評価対象外とする場合がある。
・講義中の出題（各回の達成状況および前後の授業外学修の状況をみる、１０％）、レポート（到達目標の達成状況をみる、７０％）、競技内容およびプレゼンテーション（到達目標の達成状況をみる、２０％）とで判定する。これらの総合評価により６０％以上を合格とする。講義中の出題（各回の達成状況および前後の授業外学修の状況をみる、１０％）、レポート（到達目標の達成状況をみる、７０％）、競技内容およびプレゼンテーション（到達目標の達成状況をみる、２０％）とで判定する。これらの総合評価により６０％以上を合格とする。
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テキスト・参考書等
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テキストは配布プリントとして用意する。なお、プリントはmanabaの本授業科目のコースに掲載する。
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履修上の留意点
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特になし
【manabaの利用法】プログラムファイル等の配布を行う。
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資料
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備考
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