情報電子科課題研究 - 山口県立下松工業高等学校

過去の研究テーマ

AR活用で地域貢献

花岡の魅力を学校内だけでなく校外の人々にも伝え、花岡の町おこしに貢献するために、普段は見ることが出来ない花岡の文化財を簡単に見ることを可能にするARを作成しました。最初に、花岡の文化財である「きつねの嫁入りのお面」、「破邪の御太刀」、「閼伽井坊塔婆」の3DCGを制作しました。

次に文化財の3DCGが完成した後、マップに載せるためのARマーカーを制作しました。スマホをかざせば端末上に3DCGのオブジェクトが表示されるように、JavaScriptを使用してプログラミングを行いました。また、Wordで花岡の文化財が一目で分かる、花岡文化財MAPを制作しました。その際、きちんとオブジェクトを読み込めるか、他のマーカーと被らないかという点に着目して、細かいところまで確認しました。

・完成した花岡文化財ＭＡＰ（PDF）

最後に制作したARマーカーをスマートフォンやipadで読み込む作業を行い、端末上に表示されたお面を顔に合わせられるか、御太刀を手に乗せられるかなどの動作を確認しました。

音声認識ロボットの製作

音声認識技術を利用して、映画「STAR WARS」で活躍する『R2-D2』のような自立型ロボットを製作しました。ロボットの頭脳に当たる制御用コンピュータに「Raspberry Pi」を使用しています。人の声で前進・後退・旋回等の移動はもちろん、日付・時刻・気温・湿度等の情報やインターネットから収集した天気予報も教えてくれます。さらに、お気に入りの音楽を登録・再生や、テレビ等の家電製品の操作なども、話しかけるだけで実行してくれます。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（遠隔制御の研究）（PDF）

IoT(インターネット遠隔制御)ロボット動作の様子

マイコンカー製作と大会出場

ジャパンマイコンカーラリー（全国高等学校長協会主催）中国大会に出場し、上位入賞を目指しました。マイコンカー製作実習を通して学んだ知識・技術をさらに深めて、より高性能な競技用マイコンカーの製作に取り組みました。センサ基板・モータドライブ基板の役割や走行プログラムに対する理解を深めることで、ハードウェアとソフトウェアの知識を身に付けることができました。また、プログラムのデバッグや車体の改良等を繰り返しながら、自分のマイコンカーをより高速に、より安定に走行させていく中で、問題解決能力を養うこともできました。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（マイコンカー製作と大会出場 2017）（PDF）

遠隔制御の研究

これまで学んできたプログラミング技術やネットワーク技術の知識・技術を利用し、「遠隔制御」をテーマにしたアプリケーションソフトウェア開発に挑戦しました。今回は、「Kinect」センサを使った骨格認識技術を応用するゲーム「インチキ　ヨガダイエット」と、離れたところにいるプレイヤーがインターネットを介して対戦する「ネット対戦型オセロゲーム」の２作品を作成しました。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（遠隔制御の研究）（PDF）

資格取得とゲーム制作

「ＩＴパスポート」試験や「パソコン利用技術検定１級」等の合格を目指して取り組みました。また、これまで学んできたプログラミング技術を活かして、「対戦型シューティングゲーム」と「テトリス」を作成しました。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（資格取得とゲーム製作）（PDF）

ゲーム機（エアホッケー）の製作

メンバー全員で協力して、「エアホッケー」ゲームを自作しました。３Ｄプリンタで作ったパックを、掃除機のモータから送り出されるエアーで浮かせています。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（ゲーム機（エアホッケー）の制作）（PDF）

UFOキャッチャーの改造と製作

昨年度の先輩方が製作した「UFOキャッチャー」について、問題点の改良を行いました。３Ｄプリンタ等を活用してパーツを作り直し、アームの爪や取り出し口等の機構を変更しました。

・平成29年度情報電子科課題研究発表概要（ＵＦＯキャッチャーの製作・改造）（PDF）

IoT（インターネット遠隔制御）ロボットの製作

スマートフォンやタブレット、パソコンなどを使って、離れた場所からインターネット経由で操縦できるロボットを製作しました。ロボットに搭載されているカメラの映像が手元のスマートフォン等のブラウザ画面に表示されるので、離れた場所から簡単にロボットを操縦することができます。音声合成技術を利用して、ブラウザに入力したメッセージをロボットにしゃべらせることもできます。

IoT(インターネット遠隔制御)ロボット動作の様子

イルミネーション下工弁慶号の製作

Ｓｔａｒ　Ｌｉｇｈｔ　Ｃｈｒｉｓｔｍａｓ　２０１４の出展作品として、下工弁慶号をモチーフとしたＬＥＤイルミネーション製作に取り組みました。

Wii Remote Car Racing Game

Ｗｉｉリモコンをハンドル代わりにして運転する二人対戦型のカーレースゲームです。３ＤＣＧ技術を駆使するだけでなく、車が道路から芝生に外れるとスピードが落ちたり、相手の車に衝突するとリモコンのバイブレーションが動作したりすることで、臨場感あふれるゲームとなっています。

Wii Remote Baseball ＆ Shooting Game

Wiiリモコンで操作する「野球盤」と「シューティングゲーム」です。「野球盤」は、ピッチャーがWiiリモコンを振ることによりボールを投げ、バッターがタイミングを合わせてWillリモコンを振ることによりボールを打つゲームです。ピッチャーは投げるコースを変えるだけでなく、速球・カーブ・シュート・チェンジアップなど多彩な球種を投げることができます。「シューティングゲーム」は、多彩な動きで全方位から攻撃してくる敵キャラクタを撃墜するゲームです。

マッスル・トレーナーの製作

両腕に加速度センサを装着することで、腕立て伏せの回数をカウントしてくれる機械です。手抜きをして浅く伏せてもカウントしないため、しっかりと筋トレができます。

4軸クレーンの製作

４軸クレーンとは、縦・横（Ｘ軸・Ｙ軸）および上下（Ｚ軸）の動きに加え、物をつかむアームの回転軸を加えたクレーンのことです。身近なところでは、ＵＦＯキャッチャーとういうゲームに利用されています。今回、このクレーン製作を通して、シーケンス制御に関する知識・技術をさらに高めるとともに、ものづくりの楽しさを知ることができました。

・平成28年度情報電子科課題研究発表概要（４軸クレーンの製作）（PDF）

ボイス・リモコン　ロボットの製作

超小型パソコン「Raspberry Pi」を使って、音声認識と音声合成ができるロボットを製作しました。”前進”、”右旋回”、”停止”などの声をかけると、その通りにロボットが動作します。あいさつはもちろん、気温や湿度を尋ねると、内蔵センサから情報を取り出して音声で答えてくれます。また、このロボットはインターネットにも接続でき、今日の日付や現在時刻も音声で教えてくれます。

・平成28年度情報電子科課題研究発表概要（遠隔操作の活用）（PDF）

ボイス・リモコンロボット　動作の様子

マイコンを使ったアトラクションゲームの製作

発光するパネルに、点灯のタイミングに合わせてジャンプするゲームです。LEDを内臓した８枚のパネルを一列に並べて、マイクロコンピュータ制御により様々な速さで各パネルが順番に発光します。８枚のパネルのうち最後の１枚はセンサも内臓しており、プレーヤーはLED点灯にタイミングを合わせてこのパネルに飛び乗ります。３年間の実習で学んだマイクロコンピュータ制御と電子回路の知識・技術を存分に応用しています。

・平成28年度情報電子科課題研究発表概要（マイコンを使ったアトラクションゲームの製作）（PDF）

ぽ～ず認識ゲーム

このゲームは、Kinectセンサを使ってプレーヤーのポーズを認識し、目標となるポーズと一致しているかを判定するものです。30秒以内に何通りのポーズをクリアできるかを競います。

・平成28年度情報電子科課題研究発表概要（遠隔操作の活用）（PDF）

Wii Tennis Game

Wiiリモコンを使った二人対戦型のテニスゲームです。昔懐かしいシンプルなテニスゲームをWiiリモコンで操作するようにしました。リモコンのボタンでラケット（バー）を上下に動かして、ボールを打ち返します。タイミングを合わせてリモコンを振ることでスマッシュを打つことができ、振る速さと向きによって打ち返すボールの速さと方向が決まります。

・平成28年度情報電子科課題研究発表概要（遠隔操作の活用）（PDF）