プロジェクトの紹介
１．i-STEAMに関する教育教材を開発して次世代の理系人材育成に貢献したい！
STEAMとは以下の5つの単語の頭文字を組み合わせた教育概念です．これにInformation（情報）を加えたものが「i-STEAM」で，福岡工業大学独自の取組でSTEAM教育の前進はSTEM教育で，2000年代からアメリカで始まり，オバマ元大統領の演説によって有名になりました．そこから，AIでは難しい創造力を伸ばすためのArtsを追加し，STEAM教育が始まりました．日本では，2020年の新学習指導要領の説明時にもSTEAM教育とSociety5.0の関係性について説明がされています．
- Science（科学）
- Technology（技術）
- Engineering（工学・ものづくり）
- Art（芸術・リベラルアーツ）
- Mathematics（数学）
２．大学生は，モノづくりセンターの環境を活かして自由にエンジョイしながら教材開発
i-STEAMに関するものなら，何を開発してもOK．ものづくりセンターの環境を利用して，創りたいものを創ります．これまで開発してきたものは以下のようなものがあります（詳細はホームページ内に載せています）．興味がある人は一緒にエンジョイしながら創りましょう．
- オムニホイール搭載3輪ロボットでサッカー対戦
- ハンドジェスチャーでロボットを操作
- 教育用Droneで障害物コースを越えよう
- 4軸アームロボットで景品をゲット
３．次世代の子供達は，開発した教材を体験して興味を抱いてもらう＝理系人材育成に貢献
本プロジェクトは福岡工業大学が開催する「サイエンスフェスタ in FIT」をはじめ，地域で開催されているイベント（例えば，「わじろ地域大学」や「みんなの科学広場 in 唐津」など）に積極的に参加して，次世代の子供達に体験してもらいます．笑顔で体験してくれている姿を見ると，私達も嬉しくなります．子供好きな人，教職課程を受講している人，イベント参加者に笑顔になってもらいたい人，一緒にどうですか？
４．プロジェクトの様子を動画でぜひ見てください．本学学生はブースの教材を動かしてもOK
動画．．．
メンバーは随時募集しています．興味がある人は，気軽に連絡ください．
開発した教材
| ハードウェア | 4軸アームロボット サーボモータ 可変抵抗 IC2 LCD Arduino Uno |
|---|---|
| ソフトウェア | Arduino IDE |
| その他 | アタッチメント（3Dプリント） 土台（アクリル加工） |
Robot01:
Aoyamaアームロボット
| 仕組み | 入力は可変抵抗のAD値で，出力はAD値に応じてサーボモータを動かす事とLCDにAD値を表示させる事です．これらをArduinoで制御しています．4つのサーボモータそれぞれに可変抵抗を割り当てているため，4つの可変抵抗を操作することで，アームロボットを動かすことができます．アームロボットの4つの軸それぞれの可動範囲を超えないようにサーボモータを制御するなど，ソフトウェア上で工夫をしています．LCDには，各軸のAD値が表示されるようにしています． |
|---|---|
| 体験例 | お菓子の摑み取り 消しゴムの運搬 |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ ロボットって面白い！，凄い！，興味が沸いた！になること 【小学生～中学生】 ■ 「入力」，「制御」，「出力」が何なのか理解すること ■ どうやったら効率よく目的を達成するか試行錯誤すること ■ いつか創ってみたいってなること 【中学校～高校生】 ■ プログラムの「順次」，「分岐」，「繰返し」がどこで使われているか理解すること ■ ソフトウェア部分とハードウェア部分を理解すること ■ システムの内容に興味を抱くこと 【高校生～大学生】 ■ ハードウェアの修正・改善をすること ■ ソフトウェアの修正・改善をすること ■ 発展させたシステムを創ること |
| ハードウェア | オムニホイール DCモータ モータドライバ タクトスイッチ Arduino Uno |
|---|---|
| ソフトウェア | Arduino IDE |
| その他 | 競技テーブル |
Robot02:
Shimosukeオムニホイール搭載３輪ロボット
| 仕組み | 入力はタクトスイッチのON/OFFで，出力はDCモータを動かす事です．これらをArduinoで制御しています．DCモータでオムニホイールを動かしますが，オムニホイールは進行方向に対して垂直方向にも動くことができるため，3輪あれば正回転と逆回転を駆使することで自由自在に動くことができます．3つのDCモータそれぞれに正回転と逆回転のタクトスイッチを割り当てることで，６つのタクトスイッチを操作することで，オムニホイール搭載3輪ロボットを動かすことができます．左手に3つのDCモータの正回転のタクトスイッチ３つ，右手に3つのDCモータの逆回転のタクトスイッチを3つになるようにコントローラを作製しました． |
|---|---|
| 体験例 | 競技テーブルでサッカー対戦 ボール運びのタイムトライアル |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ ロボットって面白い！，凄い！，興味が沸いた！になること 【小学生～中学生】 ■ 「入力」，「制御」，「出力」が何なのか理解すること ■ どうやったら効率よく目的を達成するか試行錯誤すること ■ いつか創ってみたいってなること 【中学校～高校生】 ■ プログラムの「順次」，「分岐」，「繰返し」がどこで使われているか理解すること ■ ソフトウェア部分とハードウェア部分を理解すること ■ システムの内容に興味を抱くこと 【高校生～大学生】 ■ ハードウェアの修正・改善をすること ■ ソフトウェアの修正・改善をすること ■ 発展させたシステムを創ること |
| 学内用 |
| ハードウェア | オムニホイール DCモータ モータドライバ Webカメラ Arduino Uno |
|---|---|
| ソフトウェア | Arduino IDE Python OpenCV |
| その他 | なし |
Robot03:
Nodaジェスチャー認識ロボット（KMITL連携）
| 仕組み | 入力はWebカメラ（動画像）で，出力はDCモータを動かす事です．これらをPC（PyhtonとopenCV）とArduinoで制御しています．DCモータでオムニホイール搭載ロボットを動かします．openCVでWebカメラから動画を読み取り，ハンドジェスチャーを認識します．認識したジェスチャーはIDで管理され，その情報はPythonプログラムを介してArduinoにシリアル通信で送信されます．受信したArduinoは，IDに応じでDCモータを動かし，ロボットを動かします． 2023年6月，本学における夏季研修プログラムとして，協定校であるタイ王立キングモンクット工科大学（KMITL）から学生を受け入れました．約2週間の研究室訪問をした，ロボットAI専攻の学生のうち，情報工学部情報システム工学科の下戸研究室を体験した３人は，研究室や講義の体験の他に，「ハンドジェスチャー操作型ロボット」を開発しました．このロボットは．Webカメラで捉えた映像から手指の形（ハンドサイン）をAIが認識し，オムニホイール搭載ロボットがハンドサインに応じて複雑な動きをするというものです．AIが認識したハンドサインの状態は，ラップトップに表示されます． |
|---|---|
| 体験例 | ハンドジェスチャーでロボットを操作 ロボットを操作してペットボトルを倒すことができるか？ |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ ロボットって面白い！，凄い！，興味が沸いた！になること【小学生～中学生】 ■ 「入力」，「制御」，「出力」が何なのか理解すること ■ どうやったら効率よく目的を達成するか試行錯誤すること ■ いつか創ってみたいってなること 【中学校～高校生】 ■ プログラムの「順次」，「分岐」，「繰返し」がどこで使われているか理解すること ■ ソフトウェア部分とハードウェア部分を理解すること ■ システムの内容に興味を抱くこと 【高校生～大学生】 ■ ハードウェアの修正・改善をすること ■ ソフトウェアの修正・改善をすること ■ 発展させたシステムを創ること |
| ハードウェア | Drone（TELLO） コントローラ |
|---|---|
| ソフトウェア | iPhone APP（TELLO） |
| その他 | 障害物コース |
| 備考 | 飛ばして良い空間か十分に確認すること！ あらゆる事を想定して，絶対に人と当たらないようにすること！ |
Drone01:
教育用Drone（TELLO）
| 仕組み | iPhoneAPPとコントローラをBluetooth接続，iPhoneAPPとTELLOをWi-Fi接続します．iPhoneにはTELLOが撮影している映像が送られてくるので，それも見ながらコントローラでDrone（TELLO）操作します． PC上のスクラッチでプログラミングもできます．時間が十分にあれば，プログラミングを通して，機械をどうやって制御するかを学修することができます． |
|---|---|
| 体験例 | 障害物コースをTELLOから送られてくる動画を見ながら越えることができるか？ プログラミングしてTELLOを目的地まで行かせることができるか？ |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ ドローンって面白い！，凄い！，興味が沸いた！になること 【小学生～中学生】 ■ 「入力」，「制御」，「出力」が何なのか理解すること ■ 4つのプロペラの動きがどうなったら，どういう動きをするか理解できること ■ どうやったら効率よく目的を達成するか試行錯誤すること 【中学校～高校生】 ■ 姿勢の「ロール」，「ヨー」，「ピッチ」を理解し，自由自在に動かせること ■ 「離陸」と「着陸」の制御がどうなっているか理解すること ■ それぞれの機器の通信がどうなっているか理解すること ■ システムの内容に興味を抱くこと 【高校生～大学生】 ■ プログラミングしてTELLOを動かすこと ■ 複雑なコースをクリアできるように動かすこと ■ どうやったらもっとSTEAM教育になるか考えることができること |
| ハードウェア | DOBOT Magician |
|---|---|
| ソフトウェア | DOBOT Magician用ソフトウェア |
| その他 | 調整中 |
Robot04:
教育用本格的アームロボット 【調整中】
| 仕組み | 調整中 |
|---|---|
| 体験例 | 調整中 |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ 調整中 【小学生～中学生】 ■ 調整中 【中学校～高校生】 ■ 調整中 【高校生～大学生】 ■ 調整中 |
| ハードウェア | 開発中 |
|---|---|
| ソフトウェア | 開発中 |
| その他 | エアーホッケー台の土台開発 機器のアタッチメント開発（3Dプリント） |
Robot05:
TaniAkaエアーホッケー対戦ロボット 【開発中】
| 仕組み | 開発中 |
|---|---|
| 体験例 | 開発中 |
| 教育例 | 【小学生以下～小学生】 ■ 開発中 【小学生～中学生】 ■ 開発中 【中学校～高校生】 ■ 開発中 【高校生～大学生】 ■ 開発中 |
参加したイベント
2024年度
2023年度
2023年度「ミスミ学生ものづくり支援」に採択
■ 日時 2024年1月
■ 概要
ロボット体験教室（三苫校区自治協議会主催）
■ 日時 2023年12月24日（日）10時00分～11時40分
■ 会場 三苫公民館
■ 内容 出前講義
■ 参加 4年：宮 直希，3年：吉見 太漢，1年：赤穂 祐斗，谷内 拓輝
■ 概要
和白校区文化祭（和白校区自治協議会主催）
■ 日時 2023年11月11日（土）13時00分～14時40分
■ 会場 和白公民館
■ 内容 ロボット操作体験
■ 参加 4年：宮 直希，3年：峰元 優生，1年：赤穂 祐斗，谷内 拓輝
■ 概要
九州ロボットコンテスト2023モノづくりフェア杯（日刊工業新聞企画主催）
■ 日時 2023年10月20日（金）10時30分～16時00分
■ 会場 マリンメッセ福岡
■ 内容 FIT モノづくりセンターとして出展
■ 参加 M2：野田 一樹，青山 小春，M1：松隈 清香，4年：宮 直希，田畑 徹也
■ 概要
協定校であるタイ王立キングモンクット工科大学（KMITL）と共同で開発した，ハンドジェスチャー操作型ロボットの操作体験をしてもらいました．そして，JET-engineプログラム九州ロボットコンテスト2023モノづくりフェア杯で優勝しました．
【LINK：モノづくりセンタープロジェクト・下戸研究室・附属城東高校 JET-engineプログラム 九州ロボットコンテスト2023 モノづくりフェア杯優勝！】
体験授業（和白東小学校）
■ 日時 2023年9月19日（火）14時00分～14時50分
■ 会場 和白東小学校
■ 内容 ロボット操作体験
■ 参加 4年：宮 直希，柳生 涼太，小田 勇也
■ 概要
わじろ地域大学（コミセンわじろ主催）
■ 日時 2023年8月27日（日）10時00分～12時00分
■ 会場 コミセン和白
■ 内容 ロボット操作体験
■ 参加 M2：野田 一樹，青山 小春，M1：谷口 慧峰，4年：田口 尚樹
■ 概要
福岡工業大学 サイエンスフェスタ2023 in FIT
■ 日時 2023年8月5日（土）09時30分～15時30分
■ 会場 福岡工業大学キャンパス内
■ 内容 ワークショップに出展
■ 概要
- 教育向けドローンを操作したり触ってみよう
- 大学生が講義で作製したロボットや楽器を触ってみよう
- AIに画像を作ってもらおう
- 空気の力を感じて「FIT砲」をつくろう
- ３輪ロボットを操縦してサッカー対戦
モノづくり体験（宇美南中学校）
■ 日時 2023年7月13日（木）13時00分～14時00分
■ 会場 福岡工業大学モノづくりセンター
■ 内容 ロボットを体験
■ 参加 M2：野田 一樹，4年：宮 直希
■ 概要
2022年度以前
2022年度「ミスミ学生ものづくり支援」に採択
■ 日時 2023年1月
■ 概要
わじろ地域大学（コミセンわじろ主催）
■ 日時 2022年9月25日（日）10時00分～12時00分
■ 会場 コミセン和白
■ 内容 ロボット操作体験
■ 参加 4年：谷口 慧峰，チャン ソヨン，深堀 巧治，宮崎 尚倫，3年：荒川 月乃，阿部 蓮，1年：淵上 麻美
■ 概要
福岡工業大学 サイエンスフェスタ2022 in FIT
■ 日時 2022年8月6日（土）09時30分～15時30分
■ 会場 福岡工業大学キャンパス内
■ 内容 ワークショップに出展
■ 概要
- 教育向けドローンを操作したり触ってみよう
- 大学生が講義で作製したロボットや楽器を触ってみよう
- エアーホッケーAIロボットと対戦
- 空気の力を感じて「FIT砲」をつくろう
- ３輪ロボットを操縦してサッカー対戦
メンバー
2022年度以前
- 青山 小春
- 野田 一樹
- ⼤塩 崇博
- 市村 ⾹菜⼦
- 前川 優太
- 佐藤 禎大
- 中根 秀人
- 江藤 大輔
- 谷口 慧峰
- 宮崎 尚倫
- 深堀 巧治
- 上杉 真奈香
- 宮 直希
- 高倉 龍
- 大原 一晃
2023年度
- 【M2】野田 一樹
- 【M1】谷口 慧峰
- 【B1】谷内 拓輝
- 【B1】赤穗 祐斗
2024年度
- 【M2】谷口 慧峰
- 【B2】赤穗 祐斗
- 【B1】塩田 圭佑
- 【B1】田中 暁海
- 【B1】石川 愛莉