次世代のIoTスキルを持つ技術者育成のための教育プログラムの開発

开发教育计划以培养具有下一代物联网技能的工程师

基本信息

批准号：
22K02907
负责人：
南出章幸
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02907/
关键词：
PBL IoT 物理実験技術者育成プログラミング教育

项目摘要

本研究は、次世代のIoTスキルを持つ技術者を育成するための教育プログラムの開発を目的としている。本研究では、これまでの技術者以上に次世代のIoT技術者育成には、現象に対して自ら問いを立て、原理を理解する教育が必要不可欠であると考え、物理実験からPBL活動を通じて物理現象と原理の理解、センサーの精度と応答速度の理解を促す教育プログラムを構築し、実践することを目的とする。最初は、代表者がこれまでに行ってきたレーザを使用した固体材料の評価を教育プログラムの題材として採用する予定であったが、新型コロナウイルスの流行により医療系技術が一般の方にも注目されるようになり、医療系技術テーマの方がより生徒の興味が出ることが考えられたため、テーマを変更した。具体的には、病院などで使用しているパルスオキシメータの測定原理を考慮して、光を体の組織に入射させ、その組織内を通過した光の吸収率から血液中の酸素飽和度を測定する実験を検討した。今年度は、必要な簡易実験ボックスの製作、光源とセンサーの購入と動作確認、測定対象の試料（生体ファントム）製作を行った。光源には、波長660nm、780nm、940nmの３種類のファイバマウントLEDを使用し、センサーにはこれらの波長帯をカバーするアバランシェフォトディテクタを選定し、測定試料の反射光と透過光を測定できるようにした。今後は、生体ファントムに血液を模したチューブを通し、そこを通過するヘモグロビンの測定実験を行い、学生実験のプログラムを構築する予定である。

这项研究旨在开发一个教育计划来培训具有物联网技能的下一代工程师。在这项研究中，我们认为，为了培养下一代物联网工程师，有必要培训下一代物联网工程师提出有关现象本身的问题并理解其中的原理，目的是构建和实施教育计划。促进对现象和原理以及传感器精度和响应速度的理解。最初，我们计划将代表目前正在进行的使用激光的固态材料评估作为教育计划的主题，但由于新型冠状病毒的爆发，医疗技术也引起了人们的关注由于认为医学技术主题对学生来说更有趣，因此主题发生了变化。具体来说，考虑到医院使用的脉搏血氧计的测量原理，我们将光入射到身体组织上，并根据穿过组织的光的吸收率来计算血液中的氧饱和度，我们考虑了实验来测量。。今年，我们制作了必要的简易实验箱，购买并验证了光源和传感器的运行，并制作了待测量的样本（生物体模）。采用波长为660nm、780nm和940nm的三种光纤安装LED作为光源，并选择覆盖这些波段的雪崩光电探测器作为传感器，从而可以测量来自测量样品的反射光和透射光。测量了。未来，我们计划将类似血液的管子穿过生物模型，测量通过它的血红蛋白，并为学生实验建立一个程序。