デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design
HUI300ND（人間情報学 / Human informatics 300）スマートマシン設計（２０１８年度以前入学生）Smart Machine
梅舘 拓也Takuya UMEDACHI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | デザイン工学部Faculty of Enginneering and Design |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | B2679 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期前半/Fall(1st half) |
| 曜日・時限Day/Period | 火1/Tue.1,火2/Tue.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 市ヶ谷 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | ○ |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| 選択・必修Optional/Compulsory | 選択必修 |
| 入学年度Admission year | |
| カテゴリー（2023年度~）Category (2023~) | |
| カテゴリー（2019~2022年度）Category (2019~2022) | |
| カテゴリー（招聘学科）Category | ＳＤ |
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Outline (in English)
You can learn practical methods for designing and developing smart machines. Smart machines are next-generation devices that advanced engineering applies (e.g., IoT devices and robotics). Specifically, students will learn how to handle various sensors and actuators on microcontrollers (Arduino, M5Stack, Mbed, etc.). The lecture and hands-on experiments are provided using a web-based microcomputer and electric-circuit emulator (i.e., Tinkercad), and also hardwares.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
IoTやロボットなどの先端工学を応用した次世代の機械であるスマートマシンの実践的な設計方法を学ぶ．具体的には，各種マイコン（Arduino，M5Stack，Mbedなど）でのさまざまなセンサやアクチュエータ扱い方を，ウェブ教材と実際の電子部品を用いた実習形式で学ぶ．
到達目標Goal
各種センサ，アクチュエータ，マイコンを使った電子回路設計，コーディングを習得し，生徒自らが今後の技術開発の展望を描けることを目標とする。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
デザイン工学部システムデザイン学科ディプロマポリシーのうち、「DP2」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
解説と実習を交互に行う．また，解説の理解度をはかるために下記のものの提出を要求する：講義を基に作った電子工作作品のコードや回路などをまとめたレポート課題の提出（6回），本授業使った課題提出（1回）
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：オンライン/online
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[オンライン/online]：授業の内容のご説明と電気回路・マイコンシミューレータTinkercadの使い方の説明
本授業の大まかな流れを説明します．また，電気回路・マイコンシミューレータTinkercadの使い方のログイン方法，使い方を解説します．
2[オンライン/online]：Tinkercadを使った演習
Tinkercad上で，Arduino，N型のMOSFET，抵抗，外部電源，豆電球を使って，豆電球を5秒ごとに点滅させてみる演習を行います．
3[オンライン/online]：Tinkercadとマイコン実機使ったアクチュエータの駆動方法の解説
電気回路・マイコンシミューレータTinkercadを使ってアクチュエータの使い方を解説します．
4[オンライン/online]：Tinkercadとマイコン実機使ったアクチュエータの駆動する実習
電気回路・マイコンシミューレータTinkercadを使ってモータの使い方の実習を行います．
5[オンライン/online]：Arduinoでアクチュエータ（つづき）とセンサの使い方の解説
マイコンアクチュエータの駆動方法（前回の続き）とマイコンでのセンサ値の読み取り方法を解説します．
6[オンライン/online]：Tinkercad上で可変抵抗とスライドスイッチでモータの回転方向・速度を制御する実習
スイッチの状態と可変抵抗の抵抗値をマイコンで読み取り，その値を基にモータが正転逆転，回転速度が変わる回路をTinkercad上で作る実習を行います．
7[オンライン/online]：Arudinoを使って割り込みとエンコーダ読み取り方法を解説
割り込みを使ってエンコーダの回転角度を読み取る方法を解説します．
8[オンライン/online]：実機マイコンを用いたLチカとシリアル通信を行う実習
実機マイコンを使ってLチカとシリアル通信を行う実習を行います
9[オンライン/online]：Tinkercad, マイコン実機でPD制御を実行の仕方に関しての解説
古典制御の最大の成果であるPD制御を，マイコン上でどのようにコーディングするかに関して学びます．
10[オンライン/online]：P制御をTinkercadで行う実習
Tinkercad上で，エンコーダ付きモータを使ってP制御を実行する演習を行います．
11[対面/face to face]：対面授業「ソフトロボティクスとはなにか？」
講師が今まで行ってきた研究をケーススタディとして，ソフトロボティクスという今急成長している研究分野を紹介します．
12[対面/face to face]：最終課題「本授業を習ったことを使って作成する課題」の解説と，わからなかったことを聞く質問タイム
マイコン実機に関して，動かない，書き込みが上手く行かないなどのトラブルを対面で解決します．
13[オンライン/online]：マイコンから出力された値をProcessingで描画の方法とPCBボードの作り方
マイコン実機からシリアル通信経由で出力される値を基に，さまざまな図形をPC上で描画する方法を学びます．
14[オンライン/online]：P制御をマイコン実機を使ってやってみる実習
マイコン実機を使ってP制御を行ってみてもらいます．
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
２， ４， ６， ８， １０， １４回の実習として出題する課題のレポートを提出すること。
本授業の準備学習・復習時間は、各2時間を標準とします。加えて， それぞれ独自に取り組む課題（自分でなにか作ってたものを解説する動画 or IF2以上の論文/IROS/ICRA予稿を著者になったつもりで解説する動画など）の提出を求めます．
テキスト（教科書）Textbooks
毎回の授業スライドをPDFとして配布するので，特別テキストの購入の必要はありません．
参考書References
Prototyping Lab 第2版 ―「作りながら考える」ためのArduino実践レシピ (Make: PROJECTS)
成績評価の方法と基準Grading criteria
出席、課題提出に基づいて採点します．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
授業改善アンケートの回答を確認し、授業に活かすことに努めている。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
AtomLite， モータドライバIC, LED， 可変抵抗など法政大学で配布したものを用います．また， これとは別にMbedマイコン，Arduino互換マイコンも希望者に配布する予定です．
その他の重要事項Others
本講義の履修に際しては線形代数と微積分に関する知識が必要。
履修条件として、２年次に「メカトロニクス」、「メカトロニクス演習」、「ロボットデザイン」、「機械の機構と設計」、「福祉工学」のうち少なくとも一つの科目を受講済みであること。