世界一のサッカーロボット「VisiON」と制御技術【授業計画】

授業計画

世界一のサッカーロボット「ＶｉｓｉＯＮ」と制御技術

1 全体計画

■単元

情報Ａ（４）	情報機器の発達と生活の変化
イ	情報化の進展が生活に及ぼす影響
情報Ｃ（４）	情報化の進展と社会への影響
イ	情報化が社会に及ぼす影響

■目標

本授業では日本のロボット技術、なかでも世界最先端の制御技術の実際に触れることにより、制御技術の基本を学ぶとともに、モノづくりにおける情報技術の役割や生活への影響など、「社会や産業における情報化」「生活や産業を支援するロボット」についての理解を深める。また、新しい情報産業社会への挑戦心を養うこと目標とする。

■計画

授業プラン１
1時限目

・	～ロボットに命令し、動かしてみよう～人体との比較により、ロボットの制御機能の基本であるセンサーとコンピュータ、モーターの関係を理解するとともに、モーション編集ソフトを使って実際のロボットを動かすことで、一連の運動があらかじめ定義された個々のモーションの集合体であることを理解する。

2時限目

・	～ロボットはなぜサッカーゲームができるのか？その秘密を考えてみよう～ロボットの動きの細部を観察し、行動を決めるアルゴリズムを推理、考察することで、世界最先端のロボット制御技術と言えども、その基本は一つ一つの判断から構成された手順（アルゴリズム）であることを理解する。また、これまでの開発エピソードなどを交えながら、ロボット技術が将来どのような進化を遂げ、社会生活にどのような影響を与えるのかについて考察する。

授業プラン２
1時限目

・

上記に同じ

2時限目

・	～最新ロボットって？私たちの生活はどう変わるかの考えてみよう～完全自立型ロボットの特徴であるセンサーとコンピュータの関係（認知システム）と動きを判断するにあたっての手順（アルゴリズム）の基本を理解する。現在開発されている様々なロボットの特徴を学習することで、産業や私たちの暮らしにどのような影響を及ぶのか、社会や生活がどう変わっていくのかについて考察する。 ※生徒の理解度に応じて、計画１と計画２を使い分けることが可能

2 個別計画

１時限

■目標	～ロボットに命令し、動かしてみよう～・ロボットの制御機能の基本を理解・ロボットの運動はあらかじめ定義されたモーションの集合体であることを理解

時間

内容

学習手段（教材）
留意点

5分

講師
世界ロボカップに優勝するなどのロボットと制作者のプロフィールを紹介

動画１プロフィール
ＰＰ１プロフィール
ＰＰ２ロボカップ2004

5分

講師
簡単なロボット史を紹介しながら、完全自立型ロボットの特徴を人体と対比して説明

ＰＰ３ロボットの歴史
・ｲﾝﾀｰﾈｯﾄで産業ロボットの動画を紹介
ＰＰ４自立ロボの定義
ＰＰ５自立ロボの特徴
ＰＰ６自立ロボの機能

37分

講師
モーション編集ソフトを使ってロボットの動かし方を説明したのち、数人の生徒に編集ソフトを使ってもらい、実際のロボットに入力するよう指示。

少しずつ複雑なモーションにトライしていく
（例）
「右手をあげる」
「右手をふる」
「バンザイ」

一見、手を振るといった一連の動きも、一つ一つのモーションが連続し、複合化したものであることに気づいてもらう。

生徒
モーション編集ソフトを設定し、ロボットにインストール。
その動きを確認。

少しずつ複雑なモーションを作成。

ＰＰ７ロボットの動き
ＰＰ８編集ソフト
モーション編集ソフト
実物ロボット

モーション編集ソフトをプロジェクターで投影しながら操作し、実物ロボットを動かしてみる

ロボットの動作を見やすくするため、ビデオで撮影し、その画像をプロジェクターに投影

3分

講師
これまでの授業内容をまとめ

ＰＰ９まとめ
動画２ロボカップ

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2時限

■目標

～ロボットはなぜサッカーゲームができるのか？～

・	世界最先端のロボットといへども、一つ一つの判断からなる手順（アルゴリズム）であることを理解
・	最新のロボット技術がこれからの社会生活に与える影響を考察し、新しい産業分野への挑戦心を養う

時間

内容

学習手段（教材）
留意点

5分

講師
ロボットの自立的な動きを見せながら、自立運動の鍵である画像センサーについて説明

ＰＰ10自立
ＰＰ11ロボットの眼
動画３画像センサー
ＰＰ12見る

30分

講師
センサーで得た画像情報をどのように判断して、次の動作に移っているかを生徒に考えさせたのち、キーパーの判断手順を例に、アルゴリズムとフローチャートの意味を説明。
実際のフローチャートの作り方を例題をもとに実習

生徒
ロボットの動きからキーパーの判断ポイントを類推

ワークシート２で例題を解く

動画４キーパー１
 動画５キーパー２
ＰＰ13判断
ＰＰ14判断例
ＰＰ15判断手順
ＰＰ16アルゴリズム定義
ＰＰ17アルゴリズム例
ＰＰ18アルゴリズム例
ＰＰ19例題１
ＰＰ20例題解答
動画６シュート１
 動画７シュート２
ＰＰ21例題２
ＰＰ22例題２解答
動画８蛇行歩行
ＰＰ23例題３
ＰＰ24例題３解答
動画９フリースタイル

3分

講師
これまでの授業の要点をまとめ

ＰＰ25自立ロボットまとめ

7分

講師
最先端のロボットを紹介し、ロボットが支え、ロボットと暮らす社会がすぐそこまできていることを実感してもらう。2005年ロボカップ大阪の開催とチームOSAKAを紹介。

生徒
ロボットの写真からその役割を類推

ＰＰ26第４世代ロボット
ＰＰ27最先端ロボット
ＰＰ28ロボットの用途
ＰＰ29社会生活との関わり
ｲﾝﾀｰﾈｯﾄで先端ロボットのHPや動画を簡単に紹介
動画１０チームOSAKA

5分

講師
アンケートを実施

生徒
アンケートを作成

アンケート用紙

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