教育用ロボット

教育用ロボット工学では、ロボットの設計、分析、応用、操作について学びます。ロボットには、多関節ロボット、移動ロボット、自律走行車などがあります。教育用ロボット工学は、小学校から大学院まで教えることができます。ロボット工学は、コンピュータプログラミング、人工知能、エンジニアリング設計など、他の基礎的なトピックの指導を促したり、促進したりするためにも使用できます。^[1]

ロボット工学エンジニアは、ロボットを設計し、保守し、新しい用途を開発し、ロボットの可能性を広げる研究を行います。^[2]ロボットは、一部の中学校や高校、多くの青少年サマーキャンプで人気の教育ツールとなり、学生の間でプログラミング、人工知能、ロボットへの関心が高まっています。現在、多くの大学の1年生のコンピュータサイエンスのコースには、従来のソフトウェアエンジニアリングベースのコースワークに加えて、ロボットのプログラミングが含まれています。^[3]

教育用ロボットのカテゴリーは、複数のカテゴリーに分けられます。4つのカテゴリーに分けられ、物理的なデザイン、コーディング方法、教育方法に基づいて作成されます。これらのカテゴリーは、使用するロボットの種類を決定するためにも使用でき、教室に必要な出力を提供します。具体的には、コーディングされたロボットは、画面コーディングの代わりに物理的なコーディング手段を使用します。^[4]

リーチムは、授業のカリキュラムと、教えるようにプログラムされた40人の生徒の特定の経歴情報がプログラムされたロボット教師でした。^{[5]リーチムは、}ディフォン合成を使用して人間の音声を合成することができました。^{[6] 1974年に}マイケル・J・フリーマンによって発明され、ニューヨークのブロンクスにある4年生の教室でテストされました。 ^[7]

2014 年以降、Cytron Technologies などの企業は、再構成可能なロボット rero を駆使して、学校や学習センターに進出してきました。組み立てとプログラミングが簡単で安全に行えるように設計されたロボットは、プログラミング スキルのない幼児から高等教育レベルの上級ユーザーまで、誰でも簡単に扱えるようになりました。ロボット教育は、ロードショー、科学フェア、展示会、ワークショップ、キャンプ、共同主催クラスなどを通じて積極的に推進され、ロボット教育を一般の人々に広めました。

1960 年頃から 2005 年にかけて、高等教育機関におけるロボット工学教育は、機械工学、電気工学、産業工学、コンピューター サイエンスなどの伝統的な学問分野の学位プログラムの一部として提供される選択科目、論文体験、設計プロジェクトを通じて行われていました。

2005年以降、多くの大学がロボット工学の学位を独自の学問分野として授与するようになり、^[8]多くの場合「ロボット工学」という名前で授与されるようになりました。2015年に実施されたロボット教育者を対象としたウェブベースの調査^[9]に基づき、学位プログラムと推定される年間卒業生数を以下にアルファベット順に示します。成績証明書または卒業証書に「ロボット工学」という単語が記載されている正式な学位プログラムのみがここに記載されています。一方、ロボット工学に関連するコース集中または論文トピックを持つ従来の学問分野の学位プログラムは意図的に省略されています。

Robotics Certification Standards Alliance (RCSA) は、さまざまな業界および教育関連のロボット認証を付与する国際的なロボット認証機関です。

いくつかのサマーキャンプ プログラムでは、コア カリキュラムの一部としてロボット工学を取り入れています。さらに、青少年向けのサマー ロボット工学プログラムは、アメリカ自然史博物館^[10]やカリフォルニア州シリコン バレーのテック イノベーション博物館など、有名な博物館で頻繁に提供されています。ロボット工学キャンプに参加すると、多くのメリットがあります。学生にチームワーク、回復力とモチベーション、意思決定の使い方を教えます。ほとんどのキャンプではチームワークを必要とするエキサイティングなアクティビティが行われるため、学生はチームワークを学びます。^[11]困難を乗り越えるプログラムを完了することで、学生はプログラム終了後に才能と達成感を感じるため、回復力とモチベーションが期待されます。^[11]また、学生は独自の状況に直面することになり、状況をさらに進めるための意思決定を迫られます。^[11]

教育用ロボットは、幼児教育や特別教育に有用なツールとなり得る。^[12]科学教育における新しい視点に関するジャーナルによると、教育用ロボットは、自立を促進し、社会への統合を支援する能力の開発に役立つ可能性がある。社会的スキルや個人的スキルも、教育用ロボットを通じて開発することができる。^[13]レゴ マインドストーム NXT を使用することで、学校の教師は中学生の子供たちと協力してプログラムを開発し、子供たちの社会的スキルや個人的スキルを向上させることができた。さらに、ロボットを収容するアートワークや風景を作成することで、問題解決スキルと創造性が活用された。他の研究では、教育用ロボットが特別教育にもたらす利点は、実行機能を含む優れた認知機能を促進することであると示されている。これは、「通常発達している就学前の子供たちの問題解決、推論、計画」能力の向上につながる可能性がある。^{[14] Bee-Bot を使用した週 45 分のグループ セッションを 8 週間実施した結果、}ダウン症候群の就学前および就学前の子供たちの興味、注意、仲間と大人の間の交流が増加した。この研究は、教室での教育用ロボットが視空間記憶と精神計画の改善にもつながることを示唆している。さらに、この研究中に1人の子供で実行機能が実現可能になったようだ。^[15]

• 「NASA​​ロボティクス - ロボティクスアライアンスプロジェクト」。 robotics.nasa.gov 。 2015年10月7日閲覧。
• 「子供向けの最高のロボット工学クラスの選び方」。robotschool.com 。 2024年10月4日閲覧。