情報システム工学実験Ⅲ・Ⅳ

　2015年度からのカリキュラムで新設された3年次配当の必修科目「情報システム工学実験Ⅲ」および「情報システム工学実験Ⅳ」では基本的に，4年次の卒業研究の配属予定研究室で実験を行います。森園研究室では，卒業研究活動を円滑に行うための準備として，以下の4つの項目について，基礎を習得するための授業を計画しています。

ロボットのハードウェアを自作するための機械設計と機械加工
ロボットを制御するためのプログラミング
人間やロボットの運動などを計測するセンサの取り扱い
ロボット工学の理論に基づいたセンサデータやロボット機構の解析

情報システム工学実験Ⅲ（前期）

　上記の4つの項目のうち，前半の二つ（1と2）を扱います。この実験において与えられるテーマはただ一つ，「（与えられた条件の下で）ロボットアームのハードウェアを設計・製作し，さらにロボットの動作を設計してプログラミングにより実現する」ことです。教員から助言や支援は得られますが，完成に至るまでに必要な作業の内容やスケジュールは，チームメイトと協力しながら自ら立案します。もちろん，ロボットアームとその動作は，発表会の実施日に間に合うように完成させることが必要です。
　写真は，今年度の3年生が実験に取り組んでいる様子です。全員が機械設計も機械加工も初めてですが，試行錯誤を繰り返し，ときには失敗も経験しながら，設計や加工に必要な知識や技量を習得しています。機械加工や一部の部品の調達には，学内のものづくりを支援する教育施設である「モノづくりセンター」を利用しています。ロボット制御にはArduinoを用い，いわゆる「組込みプログラミング」により，サーボモータの角度制御を実現します。

情報システム工学実験Ⅳ（後期）

　上記の4つの項目のうち，後半の二つ（3と4）に焦点を当てた授業を計画しています。人間の身体に装着して利用することを前提とし，人間の身体運動の支援を目的とする，いわゆる「ウェアラブル（着用型）ロボット」の研究では，装着感（着け心地）を客観的な指標で評価することも必要です。そのためには，ロボット機構を装着した状態で，人間とロボット機構の両方の動きを計測し，得られた計測データを解析することが必要です。
　運動計測には「磁気センサ（装置は学科で所有）」という，複数のセンサの位置と姿勢（角度）を同時に測定できる，特殊なセンサを使います。それぞれのセンサは座標系を持っており，「基礎ロボット工学（2年次必修）」で学んだ「同次変換行列」を活用して，座標系間の相対的な位置や姿勢を表現します。ただし，この表現は行列形式なので，そのまま装着感の指標として使うには適しません。この行列形式の表現を，その本質を失うことなく，指標という「（優劣の）わかりやすい量」に変換する方法・・・を実験の中で，みなさんに考えて頂ければと思っています。

福岡工業大学情報システム工学科森園研究室