教育機関で研究・教育に小型ロボットアームが活用されている5つの要因とは?

教育機関で研究・教育に小型ロボットアームが活用されている5つの要因とは?

ロボットを活用している教育機関を対象に「教育・研究の課題」について調査したところ、下記のような課題をお持ちであることが分かりました。

・実際にロボットアームを触って学んでもらいたい
・苦手意識のある学生の興味関心を高めたい
・研究に必要な計測データを効率よく収集したい

しかしながら産業用ロボットアームでこれらの課題を解決しようとすると、

・高価なため学校への導入台数が少なく、触れる学生が限られてしまう
・安全性の確保や操作が難しく、学生が自由にロボットアームを動かすことが出来ない

とのことから、産業用ロボットアームで「学生自身がロボットアームを使える環境」を作るのは難しい、という問題があるとのことでした。
そうした中で教育機関では小型ロボットアームに注目し、機械系の他にも、電気・電子系、文理融合型学部、大学院等、学部学科の垣根を越えて様々な場面で活用されています。

本記事では、教育機関に取材をする中で見えてきた【研究・教育に小型ロボットアームが活用されている5つの要因】をご紹介します。

教育機関で研究・教育に小型ロボットアームが活用されている5つの要因

小型ロボットアームを導入した教育機関を対象に調査したところ、教育機関で研究・教育に小型ロボットアームが活用されている要因として
①小型 ②授業で使いやすい ③高性能 ④低価格 ⑤初めて学ぶ・触れる方でも簡単に始められる
の5つがあることが分かりました。

要因①小型

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  • 3.4kg(本体のみ)
  • 2リットルのペットボトル2本よりも軽い重量
  • 設置場所に困らず持ち運びも可能
  • 他の教室や学校外の施設など様々な場所へ簡単に持ち運べる。

要因②授業で使いやすい

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  • 安全柵なしで使用可能
  • 大型の産業用ロボットアームの場合はロボットを囲う安全柵が必要だが、 小型ロボットアームであれば安全柵なしで教育用として活用できる。
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  • ガイドや課題集テキストがある
  • PythonやC言語など、それぞれの開発環境や学生が学ぶ言語に合わせたテキストを活用することで、授業への容易な導入が可能。

要因③性能

可搬重量や繰り返し精度など、授業導入に十分なスペックを持っているようです。

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  • 可搬重量:500g
  • 500mlペットボトル程度の重さであれば十分に持ちあげて運ぶことが出来る。
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  • 繰り返し精度:0.2mm
  • 「上下2点のそれぞれのポイントに、ペンでマークを付ける」という検証時には、約8時間連続稼働し8,000回の繰り返し動作終了時点でズレがほとんど発生せず。

要因④低価格

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  • 1台15万円程度
  • 価格は一台15万円程度となっているため、複数台の導入が可能。一人一台の小型ロボットアームを用意し授業を行う学校も。

要因⑤初めて学ぶ・触れる方でも簡単に始められる

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  • コントローラー不要
  • グラフィカルプログラミングから各プログラミング言語まで
    日本語のブロックを並べて、プログラムを作成する、「グラフィカルプログラミング」や、自分でアームを動かしてロボットに動きをインプットする「ダイレクトティーチング」を使うことでプログラミングやロボットに初めて触れる方でも簡単にロボットアームを動かすことができる。
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    PythonやC言語等の各種プログラミング言語を学習した学生がその力を発揮する実践の場として、小型ロボットアームを活用することが可能。

小型ロボットアームならではの5つの要因とその効果

以上、教育機関で小型ロボットアームが活用されている要因として
「①小型」「②授業で使いやすい」「③性能」「④低価格」「⑤初めて学ぶ・触れる方でも簡単に始められる」
の5つを紹介しました。

また、このような特徴のある小型ロボットアームを教育や研究に活用することで、

・学生が自分でロボットアームを動かしたり自分のアイディアを形にしたりする経験が出来る
・学生が持つロボットやプログラミングへの苦手意識を払拭し興味関心を育てられる
・データ収集を自動化することで実験データを獲得が出来る

といった効果がみられることが教育機関への取材により分かりました。

次回の記事では教育機関での事例をもとに、実際の活用パターンとその効果をご紹介します。
【教育機関実践事例】小型ロボットアーム3つの活用パターンをご紹介

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