概要:
近年製品の高機能化に伴い,電気の情報化・知能化に必要不可欠な組み込みプログラムに関する知識が重要になってきている.本授業では本科2年次に学んだC言語を用いてハードウェア(ロボット)の制御を行い,その体験を通してハードウェアとソフトウェアの関連性を学習する.
授業の進め方・方法:
Arduinoを用いたロボットを使用し,センサやモータの制御法について演習を行う.その後,サッカーロボットのプログラミングに取り組み,最後には競技大会を開催して製作したロボットの能力を競う.
参考書:
「Prototyping Lab―”作りながら考える”ためのArduino 実践レシピ」小林茂(オライリー・ジャパン)
「電脳Arduino でちょっと未来を作る (マイコンと電子工作)」エレキジャック編集部(CQ 出版)
注意点:
講義時の授業態度および講義への遅刻に対して減点を課す場合がある.
病気や怪我など特別な場合を除き、締め切り後のレポート・課題提出等は認めない.
評価基準:60点以上を合格とする.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
シラバス説明,ビデオ鑑賞, サッカーロボットの構造・電子回路 |
サッカーロボットの構成、回路について理解できる。
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2週 |
Arduino開発環境の使い方 |
Arduino開発環境について理解できる。Arduino IDEを用いて、LED点灯の基本プログラムが書ける。
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3週 |
スイッチ入力とLED点灯 |
Arduino IDEを用いて、LED点滅およびスイッチ入力の基本プログラムが書ける。
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4週 |
モーター制御 |
Arduino IDEを用いて、モーター制御の基本プログラムが書ける。
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5週 |
シリアル通信とディスプレイの使い方、光センサの使い方,光センサの調整法 |
Arduino IDEを用いて、シリアル通信、LCD出力、ボールセンサ計測の基本プログラムが書ける。
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6週 |
ボール追尾ロボット |
Arduino IDEを用いて、ボールセンサ計測とモータ制御を組み合わせた応用プログラムが書ける。
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7週 |
方位センサの使い方,方位センサの調整法 |
Arduino IDEを用いて、方位センサ計測の基本プログラムが書ける。
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8週 |
方位探査ロボット |
Arduino IDEを用いて、方位センサ、ボールセンサ計測、モータ制御を組み合わせた応用プログラムが書ける。
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2ndQ |
9週 |
サッカーロボット概説,ルール説明,ロボット制御プログラムの作成 |
サッカーロボットのルールを理解できる。サッカーロボットのためのアルゴリズムを検討する。
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10週 |
仕様書の作成、ロボット制御プログラムの作成 |
サッカーロボットのための簡単な制御アルゴリズムを構築できる。
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11週 |
ロボット制御プログラムの作成 |
サッカーロボットのための簡単な制御プログラムを作成できる。
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12週 |
学科内ゲーム |
学科内ゲームの結果から問題点を指摘することができる。
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13週 |
ロボット制御プログラムの作成 |
サッカーロボットのための応用プログラムを作成できる。
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14週 |
サッカーゲーム大会 |
チーム内でコミュニケーションをとりながら、十分な準備を行うことができる。
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15週 |
レポート作成 |
サッカーロボットのための制御プログラム作成における問題点および解決方法について説明することができる。
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16週 |
前期のまとめ |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 3 | 前1,前10,前11,前13,前14 |
与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 3 | 前10,前11,前13,前14 |
任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | 前10,前11,前12,前13,前14 |
分野横断的能力 | 汎用的技能 | コミュニケーションスキル | コミュニケーションスキル | 書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前13 |
収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前13 |
あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる | 3 | 前10,前11,前13,前14 |
複数の情報を整理・構造化できる。 | 3 | 前10,前11,前13,前14 |
課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | 前9,前10,前11,前13,前15 |
どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | 前10,前11,前13,前15 |
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 3 | 前10,前11,前13,前15 |
事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 3 | 前10,前11,前13,前15 |
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 3 | 前10,前11,前13,前15 |
基盤的資質・能力 | 自己理解 | 自己理解 | 周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
目標の実現に向けて計画ができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前13 |
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
法令やルールを遵守した行動をとれる。 | 3 | 前9,前12,前14 |
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。 | 3 | 前9,前12,前14 |
技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。 | 3 | 前9,前12,前14 |