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シラバスコード S-176R21-01 ナンバリング Ce302Scf
科目名 制御実装活用
科目名英文 Advanced Control Implementation Techniques
学部 工学部 授業形態 講義
学科・科目区分 コンピュータ応用学科 教職科目対応 工業(高)
科目分野 専門発展 実践的教育対応  ―
配当年次 3年次 学期 後学期
必選区分 選択 単位数 2 単位
担当教員 酒造正樹
アクティブラーニング グループワーク、ディスカッション、ICTの活用、実験、実習、実技
科目の位置づけと目的
ICT時代では、機械などを自動的にうまく操ること(デジタル制御と組み込み制御)が重要になっている。制御工学の基礎となる古典制御と現代制御(機械学習を含む)の方法を対象とするシステムに適応し、デジタル制御と組み込み制御で実装応用できるようになることは,現代人として必要不可欠である。本講座の目的は,古典制御と現代制御(機械学習を含む)の方法を対象とするシステムに適応してデジタル制御と組み込み制御を実装応用できることを学修することである。
授業の進め方
各種のセンサーから信号をコンピュータに取り込む手法,及び様々な電気・機械機器をコンピュータから制御するための手法を実習する.
課題(試験やレポート等)に対するフィードバックの方法
提出したレポートや発表スライドなどへのコメントは,Moodleで個⼈あてに記載する.各⾃で確認すること.また,検討結果や新しいアイディアなどに対しては,個別に学⽣を呼び出し,コメントする.また,提出期限は厳守してください.期限内に最⼤の成果を提出することも重要です.
履修の条件
センシング技術,組込プログラミングを履修し、単位取得しておくことを強く推奨する
教科書
特になし。
参考書
必要に応じて授業中に紹介する。
到達目標
身に付ける力と対応する指標 単位修得に必要なレベル 目指すべきレベル
IoTデバイスの設計・実装ができる(c) 指示された構成をもとに、IoTデバイスを設計・動作させることができる 自分で目的を設定し、適切なIoTデバイスを設計・実装できる
センサデータをクラウドに送信し、可視化・分析ができる(f) データをクラウドに送信し、基本的な可視化(グラフ表示)ができる 取得したデータを分析し、適切な可視化手法を用いて有益な情報を引き出せる
IoT技術を応用した実践的なプロジェクトを設計・開発できる(f) 与えられたテーマに沿って、基本的なIoTシステムを構築できる 自分で課題を設定し、IoT技術を活用した独自のシステムを開発できる
指標と評価割合
  評価方法
受講態度 授業中の
活動
予習・復習 成果物・
発表
試験 学修の
振り返り
共通指標 a:受け取る力
b:深める力
c:進める力 20 20 20 20 20
d:高める力
e:伝える力
f:つなげる力 20 20 20 20 20
固有指標 g:知識・理解
h:技術・活用
全体の評価割合 20 20 20 20 0 20
授業計画
回数 学修内容 予習・復習内容 時間
ガイダンス 予習1 シラバスを確認し、授業の進め方を理解する 0.5
復習1 授業で紹介したIoTの事例を整理する 0.5
IoTの基礎:センサデータの取得 予習2 IoTに使われるセンサの種類を調べる 1
復習2 実習で取得したデータを解析し、傾向をまとめる 1
IoTの基礎:アクチュエータ制御 予習3 アクチュエータの種類と仕組みを調べる 1
復習3 制御プログラムを修正し、動作を試す
1
IoTデータの送受信(全3回)
センサデータのネットワーク送信
予習4 ネットワーク通信の基本(Wi-Fi, Bluetooth)を調べる 1
復習4 実習で送信したデータを可視化し、通信の安定性を確認する 1
クラウド上でのデータ可視化 予習5 クラウドストレージや可視化ツールを調べる 1
復習5 クラウドに送信したデータをグラフ化し、見やすく整理する 1
クラウドからの制御 予習6 クラウドからデバイスを制御する技術(HTTP, MQTT)を調べる 1
復習6 遠隔制御のプログラムを修正し、安定動作するか確認する 1
IoTセキュリティの基礎 予習7 IoTのセキュリティリスクを調べる 1
復習7 通信の暗号化(TLS/SSL)を実装し、データの安全性を確認する 1
センサ応用システムの開発(全2回)
マルチセンサデータの統合
予習8 異なる種類のセンサを組み合わせる方法を調べる 1
復習8 実習で統合したデータの相関関係を分析する 1
機械学習を用いたデータ解析 予習9 簡単な機械学習モデルの仕組みを調べる 1
復習9 実習で学んだAIモデルの精度を評価し、改善策を考える 1
10 IoTを活用した応用事例(全2回)
スマートホームシステムの構築
予習10 スマート家電の制御方法(音声アシスタント等)を調べる 1
復習10 実装したスマートホームシステムの応用アイデアをまとめる 1
11 環境モニタリングシステムの構築 予習11 環境モニタリングの実例を調べる 1
復習11 取得した環境データを分析し、可視化を改善する 1
12 IoTプロジェクト開発(全3回)
プロジェクト企画(IoT応用テーマの決定)
予習12 取り組みたいプロジェクトのアイデアを考える 1
復習12 設計したシステムの動作シナリオを整理し、プロトタイプ開発に備える 1
13 プロトタイプ開発 予習13 設計したIoTシステムの詳細な構成を考える 1
復習13 実際に試作したデバイスの問題点を洗い出し、修正する 1
14 最適化と発表準備 予習14 発表に向けてプレゼン資料を作成する 1
復習14 他チームの発表を参考に、自分のプロジェクトを改善する 1
15 プロジェクト発表
予習15 発表の練習、デモの準備をする 1
復習15 フィードバックを受け、プロジェクトの改善点を整理する 1
16 まとめ 予習16 授業の振り返り、重要な概念を整理する 0.5
復習16 これまで学んだ技術を活かし、今後の学修プランを考える 0.5
主担当教員のオフィスアワー
火曜日 4コマ H308

随時先⽣への質問などは,Moodleよりメッセージ機能を使って連絡すること.先⽣からの回答もMoodleを利⽤する.

(備考)
先生からの返事を確認して研究室を訪れる事.

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