1ロ ボ ッ トコ ン テ ス トを 活 用 した 工 学 教 育

1ロ ボ ッ トコ ン テ ス トを 活 用 した 工 学 教 育

Engineering Education through the Robot Contest

1平 野 剛D 1大 八 木 文 洋2)1

Go HIRANO I Fumihiro OOYAGI I

Abstract: Robot contests are good practices of engineering education for the engineers and the students. In this paper, the origin of the robot contest is introduced and various types of contest are introduced. We show approaches of department of electrical and communication engineering on manufacturing technology. Then we show that the results of the rescue robot contest in several years.

キ ー ワ ー ド:ロ ボ ッ トコ ン テ ス ト、 工 学 教 育 、 レ ス キ ュ ー ロ ボ ソ ト、 も の づ く り Keywords:RobotContest,EngineeringEducation,rescuerobot,Manufacturing艶chnology

1.は じ め に

近 年 若 年 層 の 理 系 離 れ が 進 ん で お り、 この 状 態 が 続 け ば さ ら な る 日本 企 業 の 技 術 力 低 下 に 繋 が りか ね な い 状 況 と な っ て き た 。 し か し 「も の づ く り」 を 支 え る た め に は 、 そ の 基 礎 とな る 工 学 教 育 が 必 須 で あ り、 特 に デ ザ イ ン能 力 の 育 成 が 重 要 で あ る 。 そ こ で 学 生 の 理 科 離 れ を 防 ぐ 方 策 の 一 つ と して ロ ボ ッ トを利 用 した 事 例 が 増 え て お り、 大 学 や 高 専 で も創 造 性 教 育 の 実 践 課 題 と して ロ ボ ッ トコ ン テ ス トが カ リキ ュ ラ ム と して 採 用 され 始 め て い る。 こ の よ うに 工 学 系 技 術 の集 合 体 で あ る ロ ボ ッ トを 題 材 とす る こ とが 、 工 学 技 術 教 育 の 一 っ の 有 効 な方 法 と して 認 知 され て き て い る証

とい え よ う。

本 報 告 で は 、 近 畿 大 学 産 業 理 工 学 部 電 気 通 信 工 学 科 で 行 っ て い る 「ロ ボ ッ ト」 を 活 用 した も の づ く り教 育 と、 そ の 一 環 と し て 取 り組 ん で い る レ ス キ ュ ー ロボ ッ トコ ン テ ス

トへ の 参 加 活 動 に つ い て 述 べ る。

2.ロ ボ ッ ト コ ン テ ス ト

2.1ロ ボ ッ ト コ ン テ ス トの 歴 史

ロ ボ ッ トコ ン テ ス ト(以 下 、 ロ ボ コ ン)の ル ー ツ は 、 東 京 工 業 大 学 の 森 政 弘 教 授(当 時)が1981年 か ら始 め た 制 御 工 学 科 の 学 部3年 生 の 授 業 「制 御 工 学 設 計 製 作 」 で あ る(1)。

「単 一 乾 電 池1個 だ け の エ ネ ル ギ ー で 人 間 が1人 乗 っ た 車 を 100m何 秒 で 走 らせ られ る か 」 と い う課 題 を 与 え 、 そ れ を ど うや っ て 実 現 す る か を 学 生 が ア イ デ ア を練 り実 際 に 作 製 さ せ 、 最 後 に 競 技 会 を 実 施 して い る 。 こ の 授 業 は 大 成 功 を収

め 、 学 生 間 に熱 気 と感 動 が 渦 巻 き 、 学 生 の 「自 己 」 を 目 覚 め させ る の に成 功 し た と報 告 され て い る(2)。 こ の 授 業 は そ れ 以 降 毎 年 行 わ れ て い た が 、 た ま た ま 同 時 期 に マ サ チ ュ ー

セ ッツ エ 科 大 学(MIT)の 機 械 系 授 業 で ロ ボ ッ トに よ る競 技 会 が 行 わ れ て い た た め 、 協 定 して 交 互 に 代 表 学 生 を 送 っ て 同 じル ー ル で 競 技 す る こ と に な っ た 。 単 な る 競 技 会 で は な い と い う教 育 的 配 慮 か ら、 東 工 大 とMITの 学 生 が ペ ア を 組 ん で 新 しい ロ ボ ッ トを 作 っ て い く とい うパ タ ー ン と な っ た 。

これ がNHKに 取 り上 げ られ ドキ ュ メ ン タ リー 番 組 と して 放 映 され 、 そ の 後 のNHKロ ボ コ ン に 繋 が っ て い っ た の で あ る。

7 2.2ロ ボ ッ ト コ ン テ ス トの 開 催 状 況

現 在 様 々 な ロ ボ コ ン が 日本 各 地 で 開 催 され て お り、 学 内 で 実 施 され て い る ロ ー カ ル な も の か ら全 国 大 会 ま で 規 模 も 様 々 で あ る。 こ こで は 現 在 も実 施 され て い る も の の うち 、 教 育 的 側 面 を 持 つ も の を幾 つ か 紹 介 す る 。

(1)NHKロ ボ コ ン

NHKが 主 催 と な り1988年 よ り始 ま っ た ロ ボ ッ トコ ン テ ス トで あ る。 当 初 は 高 等 専 門 学 校 を 対 象 と して い た が 1991年 か ら は 大 学 部 門 も設 け られ 、 そ れ ぞ れ 別 の 大 会 と し て 開 催 され て い る。 各 試 合 は2チ ー ム で 対 戦 し 、 トー ナ メ ン ト方 式 で 優 勝 が 争 わ れ る。 他 の ロ ボ コ ン と違 い 毎 年 テ ー マ が 異 な る の で 、 毎 回 新 しい ア イ デ ア を 出 し て い か な け れ ば な ら な い 。2002年 か ら 大 学 部 門 はABUロ ボ コ ン と い う国 際 大 会 の 国 内 予 選 とい う位 置 づ け に な っ て い る 。

(2)全 日本 マ イ ク ロマ ウス 大 会

1980年 よ り毎 年 開 催 され て い る 、 自立 型 ロ ボ ッ トが 自 律 的 に 迷 路 を 探 索 し、 ゴ ー ル ま で に 達 す る 最 短 時 間 を 競 う競 技 で あ る。 現 在 で は マ イ ク ロ マ ウス 競 技 だ け で は な く、 ラ イ ン に 沿 っ て 走 行 す る ス ピ ー ドを競 う ロ ボ ト レー ス 競 技 、 迷 路 内 に 置 か れ た 円筒 を 上 下 逆 さま に した 数 や

1)近 畿大 学 産 業理 工 学 部 電気 通 信 工 学科 講 師[email protected] 2)近 畿大 学 大 学 院産 業 技 術研 究 科 電 子情 報 工 学 専攻 博 士 前 期課 程

近 畿 大 学産 業 理 工 学 部 かや の も り12(2010)

速 さ を 競 うマ イ ク ロ ク リ ッパ ー 競 技 な ど技 術 課 題 や 種 類 も 幅 広 く な っ て き て い る。 ま た 、 競 技 だ け で は な く小 中 学 生 を 対 象 と した 工 作 教 室 等 も 併 催 す る 総 合 的 な ロ ボ ッ

トイ ベ ン トとな っ て い る。

(3)全 日本 ロ ボ ッ ト相 撲 大 会

1989年 よ り富 士 ソ フ ト株 式 会 社 が 主 催 して い る相 撲 を 模 した 競 技 で あ る 。2台 の ロ ボ ッ トが 土 俵 上 で 向 い 合 い 、 相 手 ロ ボ ッ トを 土 俵 外 に 押 し 出 す こ と で 勝 敗 を 決 め る。

ロ ボ ッ トは ラ ジ コ ン 型 と 自立 型 が あ り、 一 般 部 門 と高 校 生 部 門 、 ロ ボ ッ トの 重 量 に よ る ク ラ ス 分 け が され て い る。

参 加 台 数 が3,000台 を超 え る 規 模 と な っ て い る た め 、 地 区大 会 を 勝 ち 抜 い た ロ ボ ッ トが 両 国 国 技 館 で 行 わ れ る全 国 大 会 に 出場 で き る。

(4)レ ス キ ュー ロ ボ ッ トコ ン テ ス ト

阪 神 淡 路 大 震 災 を 契 機 に レ ス キ ュ ー 活 動 に 対 す る 啓 蒙 活 動 を 目 的 と した ロ ボ ッ トコ ン テ ス トで あ る。2001年 に 第1回 大 会 が 開 催 され て い る。 地 震 の 被 害 に あ っ た 市 街 地 を 模 擬 した 実 験 フ ィ ー ル ドに お い て 、 遠 隔 操 縦 ロ ボ ッ

トに よ っ て 要 救 助 者 を模 擬 し た 人 形 を安 全 か っ 迅 速 に 救 助 す る 競 技 で あ る。 た だ し他 の ロ ボ コ ン と異 な り、 他 の チ ー ム と の 相 対 的 な 勝 敗 を 第 一 とせ ず 、 レス キ ュー に 関 す る 社 会 的 理 解 を 深 め る た め の 一 手 段 と位 置 づ け て い る。

(5)ETロ ボ コ ン

社 団 法 人 組 込 み シ ス テ ム 技 術 協 会 が 主 催 し て い る 組 込 み ソ フ トウ ェ ア 技 術 を 競 う コ ン テ ス トで あ る。2002年 か ら 毎 年 行 わ れ て お り、 組 込 み ソ フ トウ ェ ア 分 野 に お け る 技 術 教 育 を テ ー マ と し て い る。 そ の た め 使 用 す る ロ ボ ッ トは レ ゴ社 製 の み と し 、 ハ ー ドウ ェ ア 性 能 に 関係 な く ソ フ トウ ェ ア の 優 劣 を 競 う大 会 とな っ て い る の が 特 徴 で あ る。 参 加 者 も学 生 か ら社 会 人 ま で 幅 広 く、2009年 は 参 加 354チ ー ム と規 模 が 大 き くな っ て い る。

2.3ロ ボ ッ ト コ ン テ ス トの 教 育 的 効 果

ロ ボ コ ン に 参 加 す る こ と で 、 い わ ゆ る 「座 学 」 で 学 ぶ だ け で な く 、 「物 」 を 作 成 す る と い う実 践 を 通 した 経 験 と して 身 に つ け られ る た め に 教 育 効 果 が 高 い と 考 え られ る。 例 え ば 学 生 に ロ ボ ッ トに 関 す る実 際 面 で の 基 礎 知 識 を伝 達 す る の に 、 ロ ボ コ ン は ど ん な に 手 厚 い ゼ ミの 何 倍 に も 勝 る 効 果 が あ る こ と が 報 告 され て い る(3)。 こ れ は企 業 の 新 人 技 術 者 に 対 して も 同様 な 効 果 が 認 め られ て い る。

実 際 自作 ロ ボ ッ トで ロ ボ コ ン に 出 場 す る場 合 、試 合 中 だ け で な く試 合 直 前 に ど こ か が 故 障 す る こ とが 度 々 起 こ る。

直 ぐ に 故 障 箇 所 を 特 定 し修 理 で き な け れ ば 試 合 に 出 る こ と さ え 出 来 な い 。 こ の よ うに 不 慮 の 事 態 に即 応 す る た め の 知 識 、 技 術 力 を 持 っ て い る チ ー ム が 結 果 的 に"強 い"の で あ り、 ロボ コ ン に 参 加 す る こ と で こ の よ うな 実 践 的 な 総 合 力

が 身 に つ く こ と が 期 待 され て い る。

3.電 気 通 信 工 学 科 で の 取 り 組 み 3.1知 能 ロ ボ ッ ト プ ロ ジ ェ ク ト

近 畿 大 学 産 業 理 工 学 部 電 気 通 信 工 学 科 で は 、2006年4月 よ り も の づ く り教 育 を 通 し て 学 生 の デ ザ イ ン 能 力 や 自立 性 の 酒 養 を 目指 した 学 科 内 プ ロ ジ ェ ク ト と して 「知 能 ロ ボ ッ トプ ロ ジ ェ ク ト」 を 発 足 させ た 。 こ れ は 学 生 が 講 義 で 修 得 し た 知 識 を 実 践 す る 場 を 提 供 し、 電 子 工 作 や ロ ボ ッ トづ く りを 行 い な が ら創 造 力 を 伸 ば す こ と を 目標 と して い る。 こ こ で ロ ボ ッ トを 中心 に 据 え た の は 、 ロ ボ ッ トが 機 械 工 学 や 電 気 工 学 だ け で な く、 組 込 み ・電 子 ・情 報 ・通 信 工 学 に ま た が る総 合 的 な テ ー マ で あ り 、 な に よ り学 生 の 興 味 を 引 き や す い か ら とい う思 惑 も あ っ た か らで あ る。 電 気 通 信 工 学 科 の 一 部 屋 を 間借 り し 、 工 具 類 の 調 達 と人 材 集 め か ら始 め

る こ と に し た 。

ま ず 電 気 通 信 工 学 科 の 全 学 生 に フ.ロジ ェ ク トを 告 知 し参 加 を 募 っ た 結 果 、1年 生6名 が 興 味 を 示 して くれ た の で 、ま ず は 学 生 の ス キ ル ア ッ プ の た め に 市 販 ロ ボ ッ トキ ッ トを 用 い た 実 習 を 行 う こ とに した 。 使 用 した の は(株)イ ー ケ イ ジ ャ パ ン の サ ッ カ ー ・ロ ボ915と い うキ ッ トで 、 ロ ボ カ ップ ジ ュ ニ ア 競 技 対 応 の 自律 移 動 型 ロ ボ ッ トで あ る。 こ れ は パ ー ツ を 選 択 す る こ と で 移 動 機 構 を 変 え た り、 プ ロ グ ラ ミ ン グ に よ り ロ ボ ッ トの 動 作 を 制 御 で き る た め 、 ロ ボ ッ トの 構 造 ・動 作 原 理 を 理 解 す る の に 十 分 な 教 材 で あ る 。 プ ロ グ ラ ミ ン グ はPC上 で 専 用 言 語 「TileDesigner」 を 用 い て 機 能 タ イ ル を 並 べ て 結 線 す る こ と で 行 うた め 、 フ ロ ー チ ャー ト を 理 解 して い れ ば 簡 単 に プ ロ グ ラ ム を 作 成 す る こ と が 出 来

る。

ま ず サ ッ カ ー ロ ボ ッ トを組 み 立 て させ 、2輪 独 立 型 移 動 ロ ボ ッ トの 動 作 原 理 に つ い て 解 説 し、 簡 単 な 動 作 プ ロ グ ラ ム を 作 成 させ た。 や は り実 際 に動 く も の を 自分 の 手 で 作 成 す る と さ らに 興 味 が わ く よ う で 、 次 に ロ ボ ッ トに 赤 外 線 セ ン サ を 取 り付 け 、 赤 外 線LEDを 取 り付 け た ボ ー ル を 追 うプ ロ グ ラ ム に 取 り組 ん だ 。 セ ン サ の 閾 値 を 適 切 に設 定 し な い と ボ ー ル が 発 光 す る 赤 外 線 を ロ ボ ッ トが 認 識 で き な い 。 試 行 錯 誤 的 に設 定 を 変 え る こ と で うま く動 作 で き る こ と を 体 験 させ 、 ど うす れ ば よ り良 い 動 作 が で き る か を学 ば せ た 。

以 上 の こ と を 放 課 後 週1回 、 前 期 試 験 が 始 ま る ま で 続 け た 。

3.2ミ ニHOT君 の 製 作

ロ ボ ッ トキ ッ トは 教 材 と し て は 有 効 で あ る が 、 よ り複 雑 な 動 作 を させ よ う とす る と 、 キ ッ トで は 対 応 しき れ な い と こ ろ が あ る。 そ こで 本 プ ロ ジ ェ ク トオ リ ジナ ル の ロ ボ ッ ト を 設 計 製 作 し よ う とい う こ と に な っ た 。 これ に 賛 同 した 学

図1製 作 した ミニHOT君

部3年 生3名 が 夏 期 休 暇 と な っ た8月 か ら開 発 に 取 り組 む こ と に した 。 しか し一 か ら作 る とい っ て も参 考 資 料 が な い と 困 難 で あ る の で 、CQ出 版 社lnterface7.月 号 に 掲 載 さ れ た

「遠 隔 操 作 で き る 車 輪 機 構 の 製 作 」(4)を 参 考 にす る こ と に し た。 基 本 構 造 は2輪 独 立 型 で あ り、 比 較 的 電 子 部 品 も入 手 が 容 易 で あ る た め 、 以 下 の 目標 を 立 て て 取 り掛 か る こ と に し た 。

1)プ ロ グ ラ ム を 自作 し 自律 動 作 可 能 とす る 2)ロ ボ ッ トの 概 観 をHOT君 とす る

3)11月 の 大 学 祭 に展 示 実 演 す る

HOT君 と は 近 畿 大 学 産 業 理 工 学 部 の マ ス コ ッ トキ ャ ラ ク タ ー で あ る。 外 観 をHOT君 と した た め 、 ロ ボ ッ トの 内 部 構 造 が 物 理 的 ス ペ ー ス の 制 約 を 受 け て し ま っ た 。 ロ ボ ッ トの モ ー タ マ ウ ン ト、 フ レー ム 等 は 学 生 に 設 計 させ 、 教 員 が 制 御 基 盤 、 プ ロ グ ラ ム 作 成 を 手 伝 う こ とで 何 と か 完 成 させ る こ と が で き た 。 ロ ボ ッ トの 全 高 が20cm程 度 で あ る た め ミ ニ HOT君 と名 付 け 、無 事 大 学 祭 で 展 示 実 演 を 行 っ た(図1参 照)。

4.ロ ボ コ ン へ の 挑 戦 4.1NHK大 学 ロ ボ コ ン

大 学 祭 へ 向 け た ロ ボ ッ ト製 作 が 一 段 落 した が 、 か な り教 員 の 手 を借 りた 状 態 で あ っ た た め 学 生 自身 も 消 化 不 足 と感 じて い た よ うだ 。 学 生 の ス キ ル ア ッ プ と 、 モ チ ベ ー シ ョン ア ッ プ の た め に は や は り 目標 を 設 定 した 方 が 良 い 。 そ こ で 次 の 目標 と して ロ ボ コ ン へ の 参 加 を 目指 す こ と に し た 。 大 学 生 向 け の ロ ボ コ ン と し て はNHK大 学 ロ ボ コ ン が 最 も メ ジ ャ ー で あ り、 全 国 の 大 学 ロ ボ ッ トサ ー ク ル が 目指 す 大 会 で あ る。2007年 大 会 の応 募 書 類 締 切 りが12.月初 旬 で あ っ た た め 、 新 た に1年 生2名 、3年 生4名 を 追 加 しア イ デ ア を 練 る こ と に した 。 大 会 に 出 場 す る に は ま ず ロ ボ ッ トの機 構 、 ア イ デ ア 、 戦 略 を 記 し た 応 募 用 紙 に よ る 書 類 選 考 が あ る 。 書 類 選 考 を 通 過 し た チ ー ム は ロ ボ ッ トを 製 作 し、 ロ ボ ッ トの 製 作 状 況 や テ ス ト走 行 を ビデ オ 撮 影 、 こ の ビ デ オ 映 像 よ り ビデ オ 審 査 が 行 わ れ る 。 ロボ ッ トの 完 成 度 や 応 募 書 類 と の

ロボ ッ トコ ンテ ス トを活 用 した工 学 教育

整 合 性 を 審 査 し こ れ を 通 過 し て 初 め て6月 に 開催 され る 本 大 会 に参 加 で き る。 毎 年80チ ー ム 前 後 が 書 類 を 提 出 し 、 本 大 会 に は20数 チ ー ム しか 出 場 で き な い とい う狭 き 門 で あ る 。

書 類 作 成 の 準 備 期 間 は 約1ヶ 月 あ っ た が 、 ロ ボ コ ン 参 加 が 初 め て の 学 生 ば か り で あ る た め 、 ま ず 公 表 さ れ て い る ル ー ル ブ ッ ク を 理 解 す る こ と か ら始 め た 。 そ して 各 自 が 自 由 な 発 想 で ア イ デ ア を 出 し 、 そ れ らを 図 示 した 資 料 を 基 に 議 論 し て い た が 、 学 生 だ け で は意 見 の 取 りま と め が 難 しい た め 、 教 員 が オ ブ ザ ー バ ー と して 議 論 に 参 加 す る こ と に な っ た 。 た だ し、 こ う した 方 が 良 い 等 の 直 接 的 な ア ドバ イ ス は 避 け 、 彼 ら が 考 え て き た 機 構 、 実 現 性 や 問 題 点 の 指 摘 に 留 め た 。 何 と か 締 切 りま で に 書 類 を 作 成 ・応 募 した の だ が 、 残 念 な が ら書 類 審 査 を 通 過 す る こ とは で き な か っ た 。

4.2レ ス キ ュ ー ロ ボ ッ トコ ン テ ス トへ の 参 加 NHKロ ボ コ ン は 書 類 審 査 で 落 選 し て しま っ た が 、 ロ ボ コ ン チ ー ム を 結 成 し た ば か りで あ り、 これ か ら と い う気 持 ち を 皆 が 持 っ て い た 。 そ こ で 次 に 目標 とす る ロ ボ コ ン を 調 査 し て い た ら、 レ ス キ ュ ー 活 動 を 題 材 と した レス キ ュ ー ロ ボ ッ トコ ン テ ス トが 参 加 募 集 を し て い る こ とが 分 か っ た 。 次 回 大 会 が7回 目 と比 較 的 新 しい ロ ボ コ ン で あ る の で 、 新 規 参 入 も し 易 い の で は な い か と思 わ れ た 。2007年1月 末 が 応 募 書 類 締 切 り と あ ま り時 間 が な く、 至 急 書 類 作 成 に 取 り 掛 か っ た 。

4.3レ ス キ ュ ー ロ ボ ッ トコ ン テ ス ト と は

レス キ ュ ー ロ ボ ッ ト コ ン テ ス ト(以 下 、 レス コ ン)は 、 図2の よ うな 震 災 に あ っ た 市 街 地 を模 擬 した6分 の1ス ケ ー ル の 実 験 フ ィ ー ル ド上 で 、 遠 隔 操 縦 型 移 動 ロボ ッ トに よ り 要 救 助 者 に 見 立 て た レ ス キ ュ ー ダ ミー(愛 称 ダ ミヤ ン)を 安 全 且 つ 迅 速 に 救 助 す る こ と を 目 的 と した 競 技 で あ る。 参 加 チ ー ム は 実 験 フ ィ ー ル ド と壁 を 隔 て た コ ン トロー ル ル ー ム か ら 、 ロ ボ ッ トに 搭 載 され た 無 線 カ メ ラ の 映 像 、 お よ び ヘ リ コ プ タ ー に搭 載 され た テ レ ビカ メ ラ を模 擬 した ヘ リテ レ の 映 像 だ け を頼 りに ロ ボ ッ トを 遠 隔 操 縦 しな け れ ば な ら な い 。 そ の た め 以 下 の 要 素 技 術 が 要 求 され る 。

・遠 隔 操 縦 技 術

・対 象 物(ダ ミヤ ン)を や さ し く扱 う技 術

・複 数 の ロ ボ ッ トの 協 調 技 術

競 技 の 評 価 は 、 作 業 に 要 し た 時 間 、 救 助 活 動 の 達 成 具 合 、 ダ ミヤ ン に加 え た 衝 撃 の 少 な さ 、 お よび 審 査 員 評 価 な どか ら決 定 され る(図3)。 レス コ ン は 、 他 の ロ ボ コ ン と違 い レ ス キ ュ ー と い う現 実 の 問 題 を テ ー マ と して い る こ とか ら、

勝 敗 よ り も 救 出 時 の 「や さ し さ 」 に 重 点 を置 い て い る。 ま た 主 催 して い る レス コ ン 委 員 会 は 、 図4に 示 す よ う に レス コ ン を 「教 育 」 「科 学 技 術 」 「社 会 性 」 の 三 つ の 軸 を も っ た

9

社会性

レス キ ュ ー ロ ポ ッ ト コ ンテ ス ト

糖 〜 ^科学

図21/6ス ケ ー ル の 実 験 フ ィ ー ル ド 図4レ ス コ ン の3つ の 基 軸(3)

図3ダ ミヤ ンの得 点計算

ロ ボ コ ン と定 義 して い る。 特 に 社 会 性 と い う基 軸 が 加 わ っ て い る こ と が 特 徴 で あ り、 そ の 具 体 例 が 参 加 チ ー ム に は 競 技 問 前 に プ レゼ ン テ ー シ ョ ン を 課 し て い る こ と で あ る 。 こ の プ レゼ ンテ ー シ ョン で は 自分 た ち の 「レ ス キ ュ ー 」 に 対 す る 思 い や 、 ロ ボ ッ トの 設 計 コ ン セ プ トな ど を2分 間 で 発 表 す る 。 こ れ を 通 じ て 参 加 チ ー ム や 観 客 の 意 識 を レ ス キ ュ ー に 向 け 、 自分 た ち の 行 っ て い る こ とが 社 会 的 に 有 意 義 な テ ー マ で あ る こ と を 理 解 し て も ら うた め で あ る 。

ま た 第7回 大 会 か ら は 、 カ メ ラ 映 像 お よ び 操 縦 系 統 の 電 波 管 理 を 従 来 の ラ ジ コ ン機 器 に よ る も の か ら、 無 線LAN

に よ る ネ ッ トワー ク に 統 合 した サ ン リ ツ オ ー トメ イ シ ョン (株)が 開 発 した レ ス コ ン ボ ー ドに 変 更 して い る 。 こ れ は 複 数 の 入 出 力 機 能 に加 え 、 ビ デ オ 画 像 転 送 機 能 を 持 ち 、 こ れ らの 情 報 を 無 線LANに よ り コ ン トロ ー ル 用PCに 転 送 す る こ と が で き る 。 ま たPC用 の 遠 隔 操 縦 用 ソ フ トウ ェ ア も 提 供 され る こ と か ら 、 初 参 加 チ ー ム に と っ て 技 術 的 ハ ー ドル が 低 く な っ た(図5)。

大 会 の ス ケ ジ ュ ー ル は1月 末 応 募 書 類 締 切 り、2月 下 旬 書 類 審 査 結 果 発 表 、 こ こ で20チ ー ム に 絞 り込 ま れ る 。7月 上 旬 に競 技 会 予 選 が 神 戸 市 で 開 催 され 、 競 技 得 点 上 位10チ ー ム と審 査 員 推 薦 の2チ ー ム 、 計12チ ー ム が8月 上 旬 に 開 催 さ れ る 競 技 会 本 選 に 出 場 で き る。 こ の よ うに2度 の 競 技 会 が

1ヶ 月 を 空 け て 開 催 され て い る の が 特 徴 で あ る 。

図5遠 隔操 作画面

4.4第7回 大 会

レス コ ン で は1チ ー ム3体 の ダ ミヤ ン を 救 出 す る こ と が 課 題 で あ る た め 、3台 の そ れ ぞ れ 機 能 の 異 な る ロ ボ ッ トで 挑 む こ と に し た 。 ま た チ ー ム名 を 「レス キ ュ ーHOT君 」 と し、

無 事 書 類 審 査 を13位 で 通 過 し た こ と で7月 の 競 技 会 予 選 に 出 場 で き る こ とに な っ た 。 春 休 み 期 間 中 に ロ ボ ッ トの 基 本 設 計 を 終 え る予 定 で あ っ た が 、4年 生 は 就 職 活 動 が 忙 し く 遅 々 と して 進 ま な か っ た 。 応 募 用 紙 に 記 し た ア イ デ ア を 実 現 す る機 構 を 具 現 化 し て 設 計 図 を 作 成 す る に は 、 実 際 に ど の よ うに 動 作 す る か を想 像 で き な け れ ば 難 しい 。 そ こで 教 員 が 付 き っ き りで ア ドバ イ ス を し な が ら作 業 を続 け た が 、 6月 頃 か ら は 度 々 作 業 が 深 夜 に 及 ぶ よ う に な っ た 。 出 発 の 日も 朝4時 ま で 粘 っ て 作 業 を 続 け た が 、 結 局2台 しか 完 成 せ ず そ の 状 態 で 競 技 会 予 選 に 望 む こ とに な っ た 。 初 め て 実 験 フ ィ ー ル ドを 試 走 し、 ル ー ル 上 は 理 解 して い た つ も りだ っ た が 、 我 々 の 瓦 礫 対 策 不 足 を 痛 感 させ られ た 。 急 遽 ロ ボ ッ トの 改 造 を行 っ た が 、 そ の 後 も トラ ブ ル 続 出 で 、 何 と か試 合 に 間 に 合 っ た も の の 、 辛 う じて ダ ミ ヤ ン の 近 く に 辿 り着 く の が 精 一 杯 で 、 予 選11位 と敗 退 を 余 儀 な く され た(図6, 7)。

4.5第8回 大 会

競 技 会 予 選 敗 退 は 参 加 し た 学 生 た ち に は シ ョ ッ ク だ っ た よ うで 、 も う少 し早 く取 りか か っ て い れ ば とい う後 悔 の 念

図6 第7回 競技 会予選 開会 式 図8第8回 大 会 での2号機 に よる特殊 瓦礫 除去

図7第7回 大会 での救 助 の様子 図9ロ ボ ッ トエ 作 工 房

が 残 っ た よ うだ 。 しか し第7回 大 会 に 参 加 し た 学 生 の 多 く が4年 生 な の で 次 回 大 会 時 に は 卒 業 して し ま うた め 、 新 し く人 員 を 補 充 し な け れ ば な らな く な っ た。 新 し く3年 生9名 が 参 加 す る こ と に な っ た 。 ま た 電 気 通 信 工 学 科 内 の プ ロ ジ ェ ク トで あ る た め 他 学 科 の 学 生 の 参 加 者 は い な か っ た の で 、 ロ ボ コ ン プ ロ ジ ェ ク トを 「ロ ボ ッ ト工 作 愛 好 会 」 と い う名 称 で サ ー ク ル 化 す る こ と に した 。

第8回 大 会 で は ル ー ル が 改 正 され 、 家 屋 の 屋 根 を 模 し た 特 殊 瓦 礫 が 追 加 さ れ た 。 そ こ で 今 回 は 特 殊 瓦 礫 対 策 用 ロ ボ ッ ト と、 カ メ ラ 専 用 ロ ボ ッ ト と救 助 ロ ボ ッ トの 協 調 と い う こ と を テ ー マ に 掲 げ て 書 類 を 作 成 し、19位 で 辛 う じて 書 類 審 査 を通 過 す る こ と が 出 来 た 。

昨 年 度 の 反 省 か ら早 い 時 期 か ら進 捗 状 況 を 学 生 に 報 告 さ せ 、 適 宜 教 員 か らア ドバ イ ス を 送 り続 け た 。 そ れ で も 最 後

は 徹 夜 作 業 が 続 い た が 、 そ の 甲 斐 あ っ て 競 技 会 予 選 に は 無 事4台 の ロ ボ ッ トが 出 場 し、 第5位 と予 想 以 上 に 好 成 績 で 予 選 を通 過 した(図8)。

本 選 ま で1ヶ 月 あ る た め 、予 選 時 の 問 題 点 を 洗 い 出 し、大 幅 に 改 造 を 施 す こ と に した が 、 最 初 は 予 選 通 過 出 来 た こ と に よ る 高 揚 感 で や る気 は あ る が 作 業 が 手 に つ か な い 状 態 で あ っ た 。 だ が 予 選 を 経 験 した こ とで 各 人 が そ れ ぞ れ 目的 意 識 を持 ち 、 責 任 を 持 っ て 作 業 す る 姿 を 見 る と ロ ボ コ ン が 与

え る教 育 効 果 の 大 き さ を 感 じ る こ と が で き た 。

競 技 会 本 選 は フ ァー ス ト ミ ッ シ ョ ン と フ ァ イ ナ ル ミ ッ

シ ョ ン の2試 合 が 行 わ れ る。12チ ー ム 中6位 ま で が 決 勝 とな る フ ァ イ ナ ル ミ ッ シ ョン に進 む こ とが 出 来 る 。 万 全 の 体 制 で 本 選 を 向 か え た レ ス キ ュ ーHOT君 は 、 フ ァ ー ス ト ミ ッ シ ョ ン6位 、 フ ァ イ ナ ル ミ ッ シ ョ ン4位 とい う素 晴 ら しい 結 果 を 残 し た 。 ま た 参 加2年 目 で の こ の 成 績 に 対 し、 レ ス キ ュ ー 工 学 奨 励 賞 を 受 賞 す る事 が で き た 。

4.6.第9回 大 会

第8回 大 会 で の 活 躍 が 評 価 さ れ 、 今 ま で 使 用 し て い た ロ ボ ッ ト工 作 室 か ら ロ ボ ッ ト工 作 愛 好 会 の 作 業 部 屋 と して ロ ボ ッ ト工 作 工 房 を 使 用 させ て も ら え る こ と に な っ た(図9、

10)。 も と も と食 堂 と し て 使 わ れ て い た 平 屋 の 独 立 した 建 物 な の で 十 分 な 広 さが あ り、 気 兼 ね な く騒 音 の 出 る金 属 加 工 作 業 を 行 え 、 ま た ロ ボ ッ トの試 走 用 の 実 験 フ ィ ー ル ドが 常 設 で き る よ うに な っ た 。

知 能 ロ ボ ッ トプ ロ ジ ェ ク ト開始 当 初 か ら参 加 して い た 学 生 も3年 生 と な り、 技 術 的 な 蓄 積 が 徐 々 に 増 え つ つ あ っ た が 、 慢 性 的 な 人 員 不 足 は 解 消 せ ず 、 ま た 学 生 に 声 を掛 け 何 と か3年 生7名 を 追 加 し、 第9回 大 会 に 臨 む こ と と な っ た 。 今 大 会 か ら7月 の 競 技 会 予 選 が な く な り、 代 わ り に ロ ボ ッ トの 動 作 が 分 る ビ デ オ 映 像 を 元 に5分 間 の プ レゼ ン テ ー シ ョ ン に よ っ て評 価 され る こ とに な っ た 。 前 回 大 会 の 高 成 績 も 踏 ま え 、 な るべ く教 員 が 口 を 出 さ な い よ うに 心 が け 学 生 の 自主 性 に任 せ る こ と に し た 。

近 畿 大 学産 業 理 工 学 部 かや の も り12(2010)

図10ロ ボ ッ ト工作 工房 内で の製作 風景 図12第9回 大 会 参 加 メ ン バ ー

図11第9回 大会 で使用 した特殊瓦 礫 対策 ロボ ッ ト

一

図13親 子 ロ ボ ッ ト教 室

今 回 も4台 の ロ ボ ッ トを 製 作 し、書 類 審 査12位 、プ レゼ ン テ ー シ ョ ン審 査6位 と順 調 に 結 果 を 残 して い た 。 が 、 競 技 会 本 選 に な っ て も4台 中2台 の ロ ボ ッ トが 十 分 に 機 能 せ ず 、 実 質2台 の ロ ボ ッ トで の 試 合 と な っ た が 、 フ ァー ス ト ミ ッ シ ョ ン2位 、 フ ァ イ ナ ル ミ ッ シ ョン3位 、 しか も 全 て の 試 合 で3体 の ダ ミヤ ン 救 助 完 了 と い う内 容 の あ る レ ス キ ュ ー 活 動 で あ っ た 。 ま た 順 位 と は 別 に 、 図11に 示 す ロ ボ ッ トに よ る 特 殊 瓦 礫 内 の ダ ミヤ ン の 救 助 法 が 高 く評 価 され 、 日本 消 防 検 定 協 会 理 事 長 賞 を 受 賞 し、 参 加3年 目に し て 素 晴 ら し い 結 果 を得 る こ と が で き た(図12)。

5.ロ ボ ッ トを 利 用 した 社 会 貢 献

以 上 の よ うに 知 能 ロ ボ ッ トプ ロ ジ ェ ク トか ら始 ま っ た ロ ボ ッ トを用 い た 創 造 教 育 は 、 立 ち 上 げ か ら4年 で レス コ ン に 参 加 し上 位 の 成 績 を 残 す こ と が で き た 。 学 生 達 は 自分 た ち で 製 作 し た ロ ボ ッ トに 対 して 誇 りを 持 つ よ うに な り、 各 種 展 示 会 や オ ー プ ン キ ャ ンパ ス で の 実 演 時 に は 積 極 的 に 説

明 員 も こ な す ま で に な っ た 。

ま た 、 メ ンバ ー が 所 属 す る 電 気 通 信 工 学 科 が 独 立 行 政 法 人 科 学 技 術 振 興 機 構 の 地 域 科 学 技 術 理 解 増 進 活 動 推 進 事 業 よ り補 助 を 受 け て 平 成19年 、20年 に 実 施 した 親 子 ロ ボ ッ ト 教 室 にTAと し て 参 加 し て い る(図13)。 自分 た ち が 経 験 して 得 られ た 知 識 を生 か し、 地 域 の 子 供 た ち に 分 か り易 い よ う

に 教 え る こ と で 、 社 会 貢 献 と彼 ら 自身 の 成 長 に繋 が る経 験 が 得 られ た よ うで あ る 。

6.ま と め

電 気 通 信 工 学 科 で 実 施 し て い る、 ロ ボ ッ トを活 用 した も の づ く り教 育 の 現 状 に つ い て 述 べ た 。 最 初 は ち ょ っ と した 興 味 で 参 加 し て い た 学 生 が 、 ロ ボ コ ン とい う総 合 力 が 試 さ れ る 場 で 活 躍 す る ま で に 成 長 した こ と で 、 本 学 科 の 取 り組 み に よ り十 分 に 実 践 的 な 技 術 力 を 身 に つ け られ る こ と が 示

され た 。

現 在 第10回 レ ス コ ン に 向 け て 活 動 し て い る 彼 ら の 更 な る 活 躍 を期 待 した い 。

参考文 献

)1)2)3)4)5

森 政 弘,"ロ ボ ッ ト コ ン テ ス ト の 意 義 と 願 い",日 本 ロ ボ ッ ト学 会 誌,Vbl.15,No.1,pp.2‑5,(1999)

森 政 弘,"乾 電 池 ア イ デ ア 競 技",財 団 法 人 大 学 基 準 協 会,Vbl.58,pp.65‑78,(1986)

中 野 栄 二,"学 会 と ロ ボ ッ ト コ ン テ ス ト",日 本 ロ ボ ッ ト学 会 誌,Vbl.15,No.1,pp.22‑25,(1999)

竹 田 大 祐,高 鹿 陽 介,"遠 隔 操 作 で き る 車 輪 機 構 の 製 作",CQ出 版 社,Interface7月 号,PP.54‑69,(2006)

レ ス キ ュ ー ロ ボ ッ ト コ ン テ ス ト, http:〃rescue‑robot‑contest.org/