科目名 システム工学実験Ⅰ
単位数 3.0
担当者 システム工学専攻 准教授 双紙正和（代表教員），准教授 池田徹志，准教授 神尾武司，准教授 桑田精一，准教授 島和之，准教授 中山仁史，准教授 福島勝，准教授 村田佳洋，准教授 脇田航，助教 厚海慶太，助教 川本佳代，助教 小作敏晴，助教 齊藤充行，助教 佐藤康臣，助教 高井博之，助教 高橋雄三，助教 辻勝弘，助教 原田翔太，助教 マーク・アウレル・カストナー
履修時期 前期
履修対象 ３年
講義形態 実験
講義の目的 3年次履修対象であるシステム工学実験Ⅰ・Ⅱを通して，メカナムホイール駆動ロボットの制御に関するソフトウェアからハードウェアに至る内容を実施する．
本実験ではこのうち，モーター制御プログラムの作成と速度制御実験において，ロボット駆動プログラムを作成し，センサー出力を利用して速度制御を行う．
プロセス間通信実験においては，ソケット通信などのネットワーク技術を学び，制御ライブラリROSを用いてロボットの遠隔制御をできるようになる．
ジェスチャ指示によるロボット操作実験においては，時系列データ認識処理を学び，人物のジェスチャ認識によりロボットを遠隔操作するためのインタフェースを構築する．
ロボットナビゲーション実験においては，ロボット上のセンサを用いて障害物を検出し，回避して移動する制御則を機械学習に基づいて構築できるようになる．
これらを通して情報処理システム開発におけるノウハウやチームで課題に取り組む際のコミュニケーション能力や協調性を身に付ける．
到達目標 ・ロボット駆動プログラムを作成し，センサー出力を利用して速度制御を行う（知識・技能）（思考力・判断力・表現力）
・ソケット通信などのネットワーク技術を学び，制御ライブラリROSを用いてロボットの遠隔制御をできるようになる（知識・技能）（思考力・判断力・表現力）
・時系列データ認識処理を学び，人物のジェスチャ認識によりロボットを遠隔操作するためのインタフェースを構築する（知識・技能）（思考力・判断力・表現力）
・ロボット上のセンサを用いて障害物を検出し，回避して移動する制御則を機械学習に基づいて構築できるようになる（知識・技能）（思考力・判断力・表現力）
受講要件 特になし．
履修取消の可否 否
履修取消不可の理由 必修科目のため
事前・事後学修 ・事前に手引書を読んで実験内容を十分に把握した上で，主体的に実験に取り組むこと
・結果の良否を判定しながら実験を進められるように，基礎原理を事前によく理解しておくこと
・レポートでは，報告者が実験結果に関する解釈および考察を自分自身の言葉で述べること
講義内容 第１回 全体ガイダンス，モーター制御プログラムの作成と速度制御
第２回 モーター制御プログラムの作成と速度制御（GPIO操作）
第３回 モーター制御プログラムの作成と速度制御（UART通信）
第４回 モーター制御プログラムの作成と速度制御（モーターのPWM駆動）
第５回 プロセス間通信（クライアント／サーバモデルによるプロセス間通信）
第６回 プロセス間通信（キーボード制御システムの構成）
第７回 プロセス間通信（キーボード制御システムの統計的評価）
第８回 プロセス間通信（実験レポート執筆）
第９回 ジェスチャ指示によるロボット操作（ジェスチャ認識の基礎）
第１０回 ジェスチャ指示によるロボット操作（ジェスチャ認識の実験）
第１１回 ジェスチャ指示によるロボット操作（認識結果の通信）
第１２回 ジェスチャ指示によるロボット操作（ロボット走行実験）
第１３回 ロボットナビゲーション（センサによる物体認識）
第１４回 ロボットナビゲーション（システムの設計）
第１５回 ロボットナビゲーション（システムの実装と調整，実験による検証）

各実験パートの担当者については、各章の初回に紹介する．
実験は受講生の理解度や進度に応じて進め、状況に応じて内容を適宜変更する．
期末試験実施の有無 実施しない
評価方法・基準 実践を通して得た各要素技術とシステム開発に関する理解度を
①実験への取組み姿勢 10%
②レポート 90%
を基に学生HANDBOOK記載の基準に従って総合的に評価する．
ただし，全ての実験に取り組み，かつ，全てのレポートが受理されることを合格の必要条件とする．
教科書等 実験の手引書を配布する．
担当者プロフィール 代表教員：双紙正和　問い合わせ先：情報科学部棟8階810室
各実験パートの担当者が授業内容や宿題などに関する質問および相談を随時受け付けていますが、研究室を訪ねる場合は授業前後の空き時間や電子メールなどで事前にアポイントメントを取るようにしてください。

学生の学習指導・支援体制：
授業内容や課題などに関する学生の個別学習相談を随時受け付ける．
教員の所在は学内サイネージ等に掲示されているので確認の上研究室を訪ねること．
尚，各パートの具体的な講義内容については担当の先生に相談すること．
講義に関連する実務経験
課題や試験に対するフィードバック 課題やレポートについてのフィードバックは，WebClassや掲示板等を通じて随時おこなう．そのため，各講義前日にWebClass等を確認するようにすること．
アクティブ・ラーニング PBL，TBL，プレゼンテーション，ジグソー，ディスカッション
キーワード 自立移動ロボット，ディジタル，アナログ，プロセス間通信，グラフィカルユーザインタフェース
備考 WebClassに掲示する「システム工学実験のハイブリッド実施のためのガイドライン」を遵守すること．実験室への参加を希望するものは事前に申出を行い，各テーマが定める範囲内において３F及び４Fにおけるシステム工学の各実験室での対面実施を行う．