Establishment of Systems Realizing Laboratory Classes in Multiple Locations Safely at the Same Time and Together

建立同时、共同安全地实现多地点实验班的系统

基本信息

批准号：
22K18620
负责人：
原進
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18620/
关键词：
工学教育実験授業 COVID-19 制御工学階層化最適制御

项目摘要

工学部機械航空工学系学科の教育で重要である実験科目について，ポストコロナ時代への対応や，実験科目を指導できる人材不足・予算縮小などから求められる効率化を念頭に，「離れた複数の場所で同じ実験授業を安全に同時かつ一緒に行うことは可能か？」を明らかにすることを目標とした．特に，本研究では振動工学や制御工学の実験科目を対象とし，このようなシステムの確立のために階層化最適制御理論に基づく独創的なシステム設計論の導入を目指している．具体的には，本研究で導入するシステムにより，①少人数ごとに分散して実験を実施可能，②分散実施しても授業の質が維持できる，③学習意欲向上の観点から，多数の受講生の一体感が得られる，④安価に新しい実験システムを導入できる，⑤最小限の指導者で授業全体の安全性を確保した上で，十分な実験教育が行える体制を確立できる，の５つの仕様を満たした実験授業システムの実現に取り組んでいる．初年度となる令和４年度では，研究代表者が所属する名古屋大学と研究分担者（伊藤）が所属する岐阜大学において上記のような実験科目に導入する基本的な実験装置を準備した．両大学をインターネットで結ぶ実験の前段階として，本年度は２台の実験装置を有線で接続し，階層化最適制御を適用した制御実験に成功した．この成果は複数の国内学会において発表した．同時に，研究代表者と研究分担者（伊藤）がこれまで取り組んできた「飛行ロボットの設計製作に関するPBL」に関しても改善点がないか検討した．

对于工学院机械与航空工程系教育中重要的实验科目，我们正在考虑提高效率，以应对后冠状病毒时代，指导实验科目的人力资源短缺，以及目标是确定是否可以同时安全地进行同一实验班。本研究特别针对振动工程和控制工程的实验课题，旨在引入基于分层最优控制理论的原始系统设计理论来建立此类系统。具体来说，本研究中引入的系统将（1）允许以小组形式进行实验，（2）即使以分布式方式进行也能保持课堂质量，以及（3）使大量学生能够从增加学习动机的角度来看，提供一种原始的团结感， ④ 便宜。实现满足以下五个规范的实验班体系：（5）可以将新的实验体系引入课堂；（5）可以建立一个既能提供充分的实验教育又能保证安全的体系。我正在努力以最少的教师人数来完成整个班级的工作。 2020年，即第一年，我们在首席研究员所在的名古屋大学和共同研究员（伊藤）所属的岐阜大学准备了要引入上述实验对象的基本实验设备。作为通过互联网连接两所大学实验的初步步骤，今年我们通过有线方式连接了两个实验设备，并成功地进行了分层最优控制的控制实验。这些成果在多个国内会议上发表。与此同时，首席研究员兼副研究员（伊藤）考虑了他们一直在研究的“飞行机器人设计和生产的PBL”是否需要改进。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

名大航空制御システム工学研究室

名古屋大学航空控制系统工程实验室

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

名古屋大学と岐阜大学における制御工学実験授業の同時実施

名古屋大学和岐阜大学同步开设控制工程实验班

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yukako Miyanishi;Toru Nagahama;Taku Kawada;Tatsuya Horita;原　　進・鬼淵駿介・椿野大輔・伊藤和晃・渡口　翼・砂田　茂
通讯作者：
原　　進・鬼淵駿介・椿野大輔・伊藤和晃・渡口　翼・砂田　茂

名古屋大学と岐阜大学で同じ振動制御実験授業を同時かつ一緒に行うことは可能か？－第２報：実験システムの検討－

名古屋大学和岐阜大学可以同时举办相同的振动控制实验班吗？

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yukako Miyanishi;Toru Nagahama;Taku Kawada;Tatsuya Horita;原　　進・鬼淵駿介・椿野大輔・伊藤和晃・渡口　翼・砂田　茂;原　　進・鬼淵駿介・椿野大輔・伊藤和晃
通讯作者：
原　　進・鬼淵駿介・椿野大輔・伊藤和晃

遠隔２地点にある倒立振子を同時に安定化する制御システム設計の検討

两个远程位置同时稳定倒立摆的控制系统设计研究