【長野県南信工科短期大学校 機械システム工学科】学生一人に一台の小型ロボットアーム、苦手意識がある学生も気軽に体験

【長野県南信工科短期大学校 機械システム工学科】学生一人に一台の小型ロボットアーム、苦手意識がある学生も気軽に体験

長野県南信工科短期大学校は、ものづくりに関する専門知識と実践技術を身につけたこれからの長野県の産業を支えていく「ものづくりのスペシャリスト」の育成を目的に全国で14校目、県内2校目の工科短期大学校として平成28年4月に開校しました。

「即戦力となる実践的能力の養成」「少人数教育」「技術革新に対応できるカリキュラム」「先端機器を使用した実験と実習」を重視し、多くの実習や実験、さらには卒業研究などにも取り組むなど、特色ある教育に力を入れています。

本記事では長野県南信工科短期大学校の機械システム工学科で実施されている小型ロボットアームを活用した授業について、機械システム工学科 中島一雄准教授にお話を伺いました。

小型ロボットアームを活用し、ロボットに苦手意識がある学生も取組みやすく

「かたちをつくる」をキーワードに機械製品の製作や制御に関する様々な技術を学べる機械システム工学科では、ロボットについて学ぶ授業の導入部分や制御工学/FA(ファクトリーオートメーション)実習で小型ロボットアームを活用しています。

FA実習ではPLCを用いた課題の中で、オブジェクトがコンベアのある部分まで到達したことをセンサーで感知した時に、小型ロボットアームでそのオブジェクトをピック&プレイスするという実習を行っています。

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ロボットについて学ぶ授業では、中島准教授の「ロボットやプログラミングに苦手意識のある学生が取り組みやすく、達成感を持ってほしい」という思いから、学生一人につき一台の小型ロボットアームを導入しました。

初心者でも簡単に小型ロボットアームを動かせる「ダイレクトティーチング」や「グラフィカルプログラミング」を用いてオブジェクトを移動させる課題(ブロックの積み上げ、鉛筆の向きを変える等)を行い、 自分で小型ロボットアームを動かす経験を通して学生がロボットへの理解を深められるような授業を行っています。

Q&A:小型ロボットアームを使おうと思ったきっかけや学生の反応は?

Q. 小型ロボットアームを使用する前はどんな授業をしていましたか?
中島准教授:
小型ロボットアームの導入前から学校には産業用多関節ロボットアームがありました。しかし限られた台数しかなく、産業用多関節ロボットアームが動く様子を見せた後、代表として数人の学生に触ってもらうという授業を行っていました。そのため学生全員に理解してもらうには時間がかかっていました。そこで「もっと学生が気軽にロボットアームを触れるような授業にしたい」と常々考えていました。

Q. なぜ授業で小型ロボットアームを使おうと思ったのでしょうか?
中島准教授:
ロボットにあまり馴染みのない学生に「ロボットはそれほど難しくない!」ということを、体験を通して伝えたいと思ったのがきっかけです。

Q. 小型ロボットアームを授業で使うと、学生の反応はどうですか?
中島准教授:
どの学生も面白がって小型ロボットアームを触っています。ロボットに興味のある学生は自分で課題をどんどん進めていき、元々ロボットやプログラミングに苦手意識がある学生であってもハードルの高さを感じることなく取り組めていると感じています。
小型ロボットアームを活用することで当初の目的通り、「学生に気軽にロボットアームを体験してもらう」というところは達成できていると思います。

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Q. 小型ロボットアームを導入した決め手はなんですか?
中島准教授:
導入の決め手は価格が10万円程度だったところと教育用テキストが用意されていたところです。授業でロボットアームを使う際に教師がイチから教材を準備するのは大変ですが、教育用テキストがあることで簡単に導入することが出来ました。一度試しに使ってみて、授業で使える性能だと判断したので継続して導入しています。

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失敗できるのは学校だからこそ

授業をする際に大事にしていることについて中島准教授は「学校の中だからこそ学生には沢山失敗してもらいたい」と話します。

中島准教授:
最近の学生は答えまでの道筋が分からないことを不安に思い、最初に正解を聞いてくることが多いのですが、私は学生自身に考えてもらうために段階を踏んでヒントを出すようにしています。
自ら考えた結果がたとえ正解ではなかったとしてもその考えた過程が身になると思うので学生の考えが多少間違っていても口出しはせずに見守り、学生が考えた通りに出来るように心掛けています。そうした自分で考える経験を通して学生なりの達成感や成功体験を得て欲しいと思います。

また中島准教授は授業の中で「小型ロボットアームと、その他の機械や装置との違い」を考えるように学生に伝えたとのことで、その意図についてお伺いしました。

中島准教授:
単純な動作をするだけなら小型ロボットアーム以外の機械や装置でも出来るので、学生には「小型ロボットアームだから出来ること」を考えてもらいました。
機械システム工学科の生徒は卒業後、就職し生産技術や設計の業務に携わることが多いので、ロボットの扱い方以外にコストを考える視点も必要になります。ロボットしか使った経験がないと何でもロボットで解決しようと思いがちですが、コストという観点ではロボットを使うことが最適解ではないこともあります。
学生のうちに様々なロボットや機械、装置に触れそれぞれの特徴や利点を学び、「どんなロボットを使えば良いか」の前に「そもそもロボットを使う必要があるかどうか」というように視野を広げて判断する力を身に付けてもらいたいと思っています。

実践的な教育を通して長野県南信地域で活躍する人材を育成

これまでに様々な学校で勤務されてきた中島准教授に、長野県南信工科短期大学校の良さについてお伺いしました。

中島准教授:
長野県南信工科短期大学校は厚生労働省管轄の学校だということもあり教育機関の中では驚くほど設備が揃っているので、座学で知識を得るほかに、ボリュームのある実験・実習を通して自ら経験・体感して学べるところが良いところだと思っています。長野県南信工科短期大学校の特徴的な授業のひとつに1年生時に行う「総合課題」という授業があります。「総合課題」では学科の枠を超えて結成した4~6名のグループであるテーマを設定し、企画・設計から制御・調整まで、予算・納期の管理を含めたチームでのモノづくりのプロセスをひと通り経験します。

テーマ設定の際には「機械と電気の両方の要素を入れる」というルールがあります。これは自分が学んでいない学科の要素を取り入れなければならない状況を設定し、「自分の分からないところを別学科の学生や先生に相談する、教えてもらう」という過程を通して、コミュニケーション能力を養う場を意図的につくり出しています。
会社では違う企業や部署と協力して仕事を進めていくことが必要になるので、コミュニケーション能力がある人・意思表示が出来る人が企業から求められています。今年は学生に対して8倍の求人が来ているので、技術やコミュニケーション能力のある実践的な人材を育成出来ているところが企業に評価されているのではないかと感じています。
また卒業生からも「総合課題でメンバーと協力してプロジェクトを進めた経験は、就職してからとても役立った」との声がありますので、これからもこのような実践的な授業を続けていく予定です。

参考リンク

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