次世代のIoTスキルを持つ技術者育成のための教育プログラムの開発

开发教育计划以培养具有下一代物联网技能的工程师

• 批准号: 22K02907
• 负责人: 南出 章幸
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02907/
• 关键词: PBL; IoT; 物理実験; 技術者育成; プログラミング教育

本研究は、次世代のIoTスキルを持つ技術者を育成するための教育プログラムの開発を目的としている。本研究では、これまでの技術者以上に次世代のIoT技術者育成には、現象に対して自ら問いを立て、原理を理解する教育が必要不可欠であると考え、物理実験からPBL活動を通じて物理現象と原理の理解、センサーの精度と応答速度の理解を促す教育プログラムを構築し、実践することを目的とする。最初は、代表者がこれまでに行ってきたレーザを使用した固体材料の評価を教育プログラムの題材として採用する予定であったが、新型コロナウイルスの流行により医療系技術が一般の方にも注目されるようになり、医療系技術テーマの方がより生徒の興味が出ることが考えられたため、テーマを変更した。具体的には、病院などで使用しているパルスオキシメータの測定原理を考慮して、光を体の組織に入射させ、その組織内を通過した光の吸収率から血液中の酸素飽和度を測定する実験を検討した。今年度は、必要な簡易実験ボックスの製作、光源とセンサーの購入と動作確認、測定対象の試料（生体ファントム）製作を行った。光源には、波長660nm、780nm、940nmの３種類のファイバマウントLEDを使用し、センサーにはこれらの波長帯をカバーするアバランシェフォトディテクタを選定し、測定試料の反射光と透過光を測定できるようにした。今後は、生体ファントムに血液を模したチューブを通し、そこを通過するヘモグロビンの測定実験を行い、学生実験のプログラムを構築する予定である。

This study aims at the development of the next generation of IoT infrastructure and education. This study aims to promote the development of IoT engineers of the next generation, including the understanding of PBL activities, the understanding of physical phenomena, the understanding of principles, and the understanding of the speed of response. In the beginning, the representative of the use of solid materials, education, theme and adoption, the popularity of medical technology, the general approach, the interest of medical technology, etc. The principle of measurement of acid saturation in blood is discussed in detail, such as incidence of light in tissues, absorption of light in tissues, etc. This year, it is necessary to make simple equipment, purchase and confirm the operation of light source and equipment, and make samples for measurement objects (biological equipment). Light sources are used in three types of LEDs with wavelengths of 660nm, 780nm and 940nm, and the wavelength ranges of the light sources are selected to measure the reflected light and transmitted light of the sample. In the future, the biological model of the blood will be communicated, and the measurement of the blood will be carried out in the future.