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研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクス
学科の分類
情報科学部実世界情報学科

高等学校普通教科「情報」の質向上を目的とした教材及び シラバスの作成

情報科学部

実世界情報学科

ネットワーキング研究室

島野顕継 准教授

共同研究者

大城かおり
小我野早未
水谷遥
高等学校普通教科「情報」教材RaspberryPi

文部科学省高等学校次期学習指導要領解説情報編(平成30年度改訂)では,情報分野を学ぶ上で専門的な知識に触れ,それがどの様な仕組みであるかを知るための教育を重要視している.本研究では情報の科学的な理解を深め,情報分野に対する興味・関心を引き出すことをねらいとする高等学校情報科科目「情報I」で実際に活用でき,特定の環境を用意できる現場を助ける教材開発及びシラバスの作成を行った.

対象者:  普通科高等学校1年生
学習内容 : 情報機器,情報技術,インターネットの仕組み
授業方法:  座学と演習
授業時間 : 1回50分
学習の目的:  ネットワークの基礎について理解し,インターネットの仕組みについて簡単に説明できる

次に示す目次の教材資料を作成した。当該資料は122ページから成り,図を多用した.

1章 インターネットの基礎
 1.1 ネットワークとインターネット
 1.2 LANとWAN
 1.3 ネットワークを構成する装置
 1.4 WWW (World Wide Web)
 1.5 ディレクトリ
 1.6 コマンド
 1.7 IPアドレス

2章 OSインストールとインターフェースの編集
 2.1 Raspberry Pi
 2.2 OS (Operating System)
 2.3 OSの種類
 2.4 OSのインストール(演習)
 2.5 インターフェース
 2.6 インターフェースの設定
 2.7 設定ファイルinterfacesの編集(演習)

3章 無線LANアクセスポイント
 3.1 無線LANアクセスポイント
 3.2 Wi-Fi
 3.3 無線LANアクセスポイントと無線LANルータ
 3.4 無線LANアクセスポイントの設置(演習)

4章 DHCPサーバ
 4.1 DHCP
 4.2 DHCPサーバの導入前の事前知識
 4.3 DHCPサーバの導入(演習)

5章 NAPT
 5.1 NAPT
 5.2 プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレス
 5.3 NAPTの機能
 5.4 NAPTの導入(演習)

6章 ファイアウォール
 6.1 ファイアウォール
 6.2 ポート番号
 6.3 ファイアウォールの導入(演習)

7章 ルーティング
 7.1 ルーティング
 7.2 ルーティングソフトウェアの導入(演習)
 7.3 ルーティング設定前準備
 7.4 静的(スタティック)ルーティング
 7.5 動的(ダイナミック)ルーティング

今後の課題として,エラーやコマンドの補足としての教員用資料を作成する・学校に導入するためにはどれだけの環境が必要であるかの基準を示す・実際に高校生を対象に教材を用いて授業を行い,意見を受け改善を行う等が挙げられる.

論文

「高等学校普通教科「情報」の質向上を目的とした教材及びシラバスの作成」(2019)大城かおり『CAUA(CTC Academic User Association)会誌』19p.60-65.

研究者INFO: 情報科学部 実世界情報学科 ネットワーキング研究室 島野顕継 准教授

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SDGs
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酒井 恵子

順序関係分析の理論と方法に関する検討

順序関係分析(酒井・Yanagida・松居・戸田, 2018)は,心理測定尺度の尺度項目間の順序構造を樹状図により表現する,項目分析の一手法である。分析にはRプログラム“SSRA” (Yanagida & Sakai, 2016)を利用できる。ある心理特性を測る尺度項目間の連続した順序構造(シークエンス)に着目することで, その特性が低い場合・中程度の場合・高い場合にそれぞれどのような特徴が出現するか,すなわちその特性の「意味」(「〇〇特性」とは何であるか)を明らかにすることができる。

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貴金属比とその関連数列によるシングル,ダブル,トリプル型の正三角形螺旋と正六角形螺旋(2024年度の作品+α)

黄金比,白銀比,青銅比など貴金属比と関連するサブタイトルの数列を活用して,図余りと図足らずを許した場合の正三角形による螺旋図を考察しました.その結果,シングル,ダブル,トリプル型の正三角形螺旋図の特徴が分かりました.また,副産物として正三角形の特徴を有する正六角形の螺旋図も考案しました.どうぞお楽しみください!

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中西 真悟

スキップ型重み付きGibonacci数列を得るための修正パスカル三角形の演算アルゴリズム

パスカルの三角形の構造を修正するだけで様々な数列が作成できるだけではなく,その初項や二項の設定を変えた一般形を示すための演算アルゴリズムを紹介します.そのためにスキップ型にモデリングする数列の発想が大切になります.線形代数を用いてエレガントに演算できる方法が分かりました.また,その原理にシフト演算が欠かせないことも分かりました.それでは,お楽しみにください.

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真貝 寿明

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アインシュタインが相対性理論を提唱して100年が経ち,技術が進化して,ようやく重力波・ブラックホールの直接観測ができる時代になりました.日本の重力波観測プロジェクトKAGRA(かぐら)の科学研究者代表を2017年から21年まで務め,一般向けの著作や講演も多く請け負っている教員が,この分野の解説を提供いたします.「相対性理論はどこまで正しいのか」「宇宙への理解は今後どう深まっていくのか」などをテーマに,歴史的・科学的どちらの視点からも可能です.

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横山 恵理

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宮本 俊幸

交互方向乗数法を用いた分散スケジューリング

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近年のシステムは様々なサーバ,ネットワーク機器,アプリケーション等のソフトウェアとインフラストラクチャ(インフラ),ままたはクラウドサービスが複雑さに関係しあうシステムが多い.このように複雑化する一方で,ソフトウェア,またはインフラ,クラウド等を環境に合わせて正常に設定する必要がある.しかし,設定項目が多すぎるため,設定ミスによる障害の発生や,更にどの機器に原因が発生したのかがわからない上に特定する事には多大なコストがかかる.複雑なシステムの障害を検出するための第1段階としてソフトとインフラをシームレスにリプレイするログリプレイヤのプロトタイプを開発した

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発話理解の奥深さ

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光線空間情報の撮影と裸眼3D映像表示

 次世代の映像技術として,これまでの2次元映像では表現できなかった実物感や実在感があるリアルな映像技術のニーズが高まっている.本研究では,3Dメガネをかけることなく自然な3次元映像を鑑賞できるとともに,光沢などの物体表面の質感まで再現できる映像技術の実現を目的としている.今回,簡易なカメラ構成で光線情報を取得できる撮影技術を開発するとともに,3次元映像表示装置と組み合わせることでリアルタイムの裸眼3次元映像の撮影と表示を可能とした.

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リアクティブスケジューリングのための数理モデル

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矢野 浩二朗

VR伴大納言絵巻

初等、中等教育の国語科においては、古典作品の歴史や背景を学びながらそれを楽しむ態度を育成することが求められているが、現実には古典に親しみを持つ児童や生徒は多くないのが現状である。そこで本発表では、我々が開発している絵巻物「伴大納言絵巻」の上巻の没入型インタラクティブコンテンツについて紹介する。このコンテンツでは、絵巻中の人物を切りだしてポリゴン化し、仮想空間内の絵巻に配置している。ユーザーはヘッドマウントディスプレイを通して絵巻を鑑賞し、仮想空間内で絵巻にユーザーが近づくと人物がアニメーションし、シナリオに従って発話できるようにすることで各々の人物が絵巻の物語の中で何をしているのかを理解できるようにした。このコンテンツを活用することで、絵巻物の内容理解、および興味関心が向上することが期待される。

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横山 恵理

デジタル時代の〈源氏物語〉

黒澤翁満『源氏百人一首』(天保10年刊)に対し、TEI(Text Encoding Initiative)を用いてテキストデータ構築を行った。 『源氏百人一首』本文に対し、人物・巻名・地名のタグ付けを行うことによって可視化したり、IIIF画像・『源氏物語』本文・『源氏物語』注釈書内容・現代語訳へと情報を拡張したりすることによって、「デジタル時代の〈源氏物語〉読み」が可能となる。また、江戸時代の源氏物語享受(和歌配列や撰歌基準、注釈の特徴)が可視化され、テキストデータを通して、いにしえ人の『源氏物語』理解に近づくことができる。

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樫原 茂

ワタリガニ養殖の持続可能なDX化プロジェクト

本研究課題では,食用カニであるワタリガニの養殖を対象とし,その収穫率向上のためにICT(情報通信技術),Internet of Things(IoT),およびAI(人工知能)を適用した次世代ワタリガニ養殖の持続可能なDX化の体系化に向けた実証的研究に取り組んでいる.養殖業におけるICT・IoT・AIの適用は黎明期であり効果的な活用方法について模索しているのが現状である.ワタリガニの養殖環境を有し,これまで共に研究を行っているハサヌディン大学(インドネシア)及び伊良部島を研究拠点とし,効率的かつ効果的な次世代のワタリガニ養殖方法の研究開発を実施している.

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農地や山林での移動に適した中型のクローラロボット「アグリムーバ」を株式会社デザイオ社と共同で研究・開発しています. 雑草除去や作物の運搬等様々な作業に使用可能なロボットで,GNSS(Global Navigation Satellite System:米国の GPS や日本の衛星を含む全球測位衛星システム)や3 次元 LiDAR(光学的な距離計測センサ)を搭載し,ROS(Robot Operating System)にも対応しています. ROSはロボット制御ソフトウェアの効率的な開発を実現するツール・ライブラリ群のセットで,世界中でロボットの研究・開発に利用されているため,様々なソフトウェア資産を活用し容易に機能拡張ができます. 現在は,GNSSによるセンチメートル単位での測位情報に基づく自律走行や,LiDARを用いたSLAM(距離データに基づく環境地図の作成)をすることが可能です.

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紀ノ定 保礼

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河合 紀彦

VRのための360度全方位画像・映像からの撮影者や動物体の消去

手に持って簡単に撮影できる全方位カメラ(360度カメラ)が普及し、気軽に360度全方位画像・映像を取得できるようになってきました。このような画像や映像は、Googleストリートビューや不動産サイトでの物件内覧といったVRシステムに利用され、ユーザが好きな方向を見回すことができます。しかし、全方位カメラによる撮影では、その撮影者や周辺の動物体も画像・映像中に映り込んでしまうことが多く、そのままの画像をVR用途で使うことはできません。そこで本シーズでは、複数の画像を合成することで撮影者や動物体を全方位画像から消去します。

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椎原 正次

生産スケジュール改善サイクルの開発

 生産スケジュール改善サイクルは、ロット分割を段階的に進めることにより、段取り回数の増加を抑えつつ良好なスケジュールを得るための仕組みである。ロット分割は、生産スケジュール改善のための有効な手法の一つであるが、分割によってロット数が増えることになる。その結果として、総段取り時間が増加するだけではなく生産統制を複雑にしてしまう。このサイクルは四つのフェーズから構成され、受け入れ可能な生産スケジュールが得られるまで繰り返す。多目的最適化も可能である。

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