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東山中学高等学校

 東山中学高等学校は幕末の混乱期にあたり、「世の中が混沌とした時こそ学問が必要である」と考えた、知恩院第七十三世の名誉学天大僧正が、1868年に知恩院内に学問所を設けたのが始まりです。以来、「真理」を求める仏教の本質を拠り所としながら、浄土宗祖法然上人の教えに根ざした人づくりを教育の目標としています。また法然上人の教えは、自律的な人格を形成し、セルフ・リーダーシップを育む東山中学高等学校の教育に深く息づいています。
 東山中学高等学校のセルフ・リーダーシップとは「自ら情熱と主体性をもって行動し、目標を達成し、夢を実現させる力」を指します。そのために、自ら課題を発見し、その原因を探り、解決策を考え、行動する。そして、見出した答えを正解にする力のことを指しますが、今回導入頂いたロボット研究会でもしっかりとその力は根付き発揮されています。

導入先概要

 東山中学高等学校ロボット研究会は、ロボット作成を通じて、創造性、問題解決能力、論理的思考力を養うことを目的に活動しています。
 今回ご連絡頂いたのはその研究会の一員である高校2年生の学生からでした。ロボカップジュニアという、人間社会に役立つロボット技術を育成することを目的とした、世界35カ国から競技者が集まる世界的な大会の出場を目指し、日々製作を行っているチームの一員とのことです。この大会の最大の特徴は、リモコン操作ではなく、プログラミングで動く自律型ロボットを自分たちで手作りするということで、市販のキットをそのまま使わずそれぞれのアイデアと工夫が加えられたオリジナルのロボットで戦います。世界リーグへ挑戦する部門になると自分で設計し、3Dプリンターや工作機械を使用して部品を自作したロボットが見られる一方、日本リーグのみのビギナー部門では、レゴやeガジェットを改造したロボットでの参加が多くみられます。
 研究会のメンバーにはFDMの3Dプリンターを購入した学生もいますが、部活動の時間にチームメンバーで協力しながら作成をすることができず、個人で休日に製作したり外部施設で3Dプリンターを使用するなど、チームメンバーをはじめ他の部員で3Dプリンターに馴染みがない生徒もいるとのことでした。そんなロボット研究会に新しく最新機種の光造形タイプの3Dプリンターを取り入れ、研究会に技術革新を起こし技術を使いこなせるようになりたいという想いから導入頂くこととなりました。

<導入予定内容>

利用目的利用内容
部活動ロボット研究会(ロボカップジュニアサッカー競技参加のためのロボットパーツ製作)

<導入予定内容>

利用実績利用内容
部活動ロボット研究会(ロボカップジュニアサッカー競技参加のためのロボットパーツ製作)

東山中学高等学校校舎風景

筑波大学附属聴覚特別支援学校校舎風景研究会風景①(常設場所がないため、危険なレジン・IPAと一緒に棚の上に保管頂いています)

研究会風景②(実際に使用している様子)

<出力作品>

サンプル出力

 双曲面ミラーの作成に用いる型(真空成形)

特殊形状のスペーサー(タップをたてて固定)

 ロボットパーツ試作品

   本出力後のロボットパーツ

組み立て後のロボットパーツ

実際に利用してみてのご感想

◆今回の3Dプリンターの使用感についてお聞かせください。(選択式/複数回答可)
思っていたよりも簡単にできた

◆3Dプリンターは予想通りに出力できましたか。(選択式)
イメージよりよかった

 ◆使用感についてのご意見・感想・要望を教えてください。
<教員の皆様の視点から>
本校で本格的に3Dプリンターを使用したのは初めてのことで、クラブのみならず学校にとっても新しい取り組みとなりました。想像していた以上に精巧な作品ができあり、できることの幅が大きく広がりました。
<児童生徒学生の皆様の視点から>
CNCなどの工作機械に比べ圧倒的にランニングコストが安く、簡単にでき、私たちが必要とする精度が出るという点で画期的な造形手法だと思いました。また、今までFDM方式のプリンターを使っていたため積層がほとんど出ないことに驚きました。

 ◆使用するにあたって工夫した点を教えてください。
FDMと違って平面をきれいに出せず、底面がきれいに出ないこともあるのでどれくらい傾けるかを調節するように工夫をしました。
また、精度は出るが、照射時間によって0.1ほど誤差が生じてくるので、調節をするようにしました。

◆3Dプリンター導入により何か知見に変化はございましたか。興味は広がりましたか。授業に取り入れたい/学びたいですか。
<教員の皆様の視点から>
前から、学校という現場はある意味時代の流れから大きく後れをとっている場所であると感じていましたが、改めてそれを感じさせられた次第です。次年度より本校では生徒一人ひとりにICTデバイスを配布することになり、そういった情報化への取り組みも進む中、残念ながら教員側が変化に対応しきれていないのも現状です。寄贈していただいた3Dプリンターをどのように使うのかを熱心に研究している生徒たちの様子を見て、改めて教員側も新しいことを学ぶことの大切さを痛感しました。
<児童生徒学生の皆様の視点から>
未経験でも割とすぐに使うことができ、特に水洗いレジンは危なくないので画期的だと思いました。思いついたものをすぐに形にすることができるという点で想像力を養うことにつながると思います。 また、現在はロボット研究会でロボットの部品を作るために使っていますが、教育的な観点においては、数学の図形問題や化学の原子配置図など想像することが難しいものを造形し、授業で使うと理解に役立つのではないかと思います。

◆難しかった・満足できなかった場合に精度や使用方法などどの点でギャップがあったか、出力失敗の理由等をご教示ください。
<出力について>
なにか単純に物を作るという意味では作業は簡単だが、本当の意味で必要とするものを作るとなると、(CNCなどに比べ)精度や強度を出すのが意外に難しかったです。SLAの特徴は精度のはずですが、かなりの時間と労力をかけないと精度を出すことができないのは難点だと思いました。

◆今後も3Dプリンターを使おうと思いますか。(寄贈品以外でも3Dプリンターカテゴリであれば可)
ロボットについても引き続き使用していきたいが、それ以外では、「クーラーの風よけ」を作成して全教室につけることを学校に提案してみたいと思います。市販品よりも圧倒的に安くでき、3Dプリンターを有効活用できると考えています。

◆3Dプリンターを導入して活用できそうな教育分野(科目)についてお伺いします。どの授業や分野で使用できそうでしょうか。
数学の図形問題や化学の原子配置図など想像することが難しいものを造形し、授業で使うと理解に役立つのではないかと思います。

◆3Dプリンターを授業や学校で導入するのに課題になる点はどういった部分でしょうか。(選択式/複数回答可)
設備(CAD使用可能PCなど)、教職員側の知識
<コメント>
使いたいという生徒がいたとしても指導できる教員がいなかったり、管理職(校長)などの理解がないとなかなか導入することは難しいです。特に導入できたとしても、指導できる教員がいないと無用の産物になってしまいます。機材を有効に活用できない問題はプログラミング教育においても課題になっていますが、新しい機材を教育現場に導入するときの問題点は、ほぼ確実に「教えられる教員がいないこと」です。GIGAスクール構想において弊校にも最近chromebookが導入され、使用環境は整ってきました。このような状況下で本当に教育現場での機材、機器の活用を模索するのならば、教育現場と企業、そして国(経産省、文科省)が連携し、前述の問題を解決するためにはどうすればいいのかを模索していくことは必要不可欠だと思います。(学生のご意見)

◆その他ご感想  
 十年、二十年前は3Dプリンターが高く、科学研費がつく大学の研究でしか使用ができませんでした。しかしながらSK 本舗様をはじめとする企業さまの多大な努力によりここまで3Dプリンターが安く、入手しやすくなりました。高校生が部活で使用できるようになる事は、五年前には想像すらできなかったはずです。今後、一家に1台3Dプリンターがある時代なるかもしれないと思います。SK本舗様にはそういう時代を創っていって頂きたいと思っています。応援しています。 最後にカッコつけるようでなんですが、自分の尊敬しているThinkPadを作られたリチャード・サッパー氏の言葉を書きます。
「他人と違うものではなく、自分にしかできないものをつくる」(リチャード・サッパー) (導入のご連絡を頂いた学生より)

SK本舗より

 今回生徒様からご連絡を頂いた際、とても熱い想いと一緒にお申込み頂きました。ここに全てご紹介できないのが残念ですが、「ロボットに限らず、3Dプリンターを使って学校生活に役立つものを作成して、皆さんに技術を身近に感じてもらいたいと思っています。」というご連絡を頂いた際は、まさにSK本舗の想いであり大変嬉しく思いました。是非様々な出力をして頂き、3Dプリンターの可能性を広げて頂けると幸いです。
 また、ロボカップジュニアの大会もSK本舗一同応援しております!頑張ってください。

(2021年6月追記)2021年度ロボカップジャパンで準優勝、ロボカップ日本委員会より世界大会(フランス)出場の推薦を受けたとのご報告を頂きました!おめでとうございます!
(2021年7月追記)RoboCup 2021 WORLDWIDEに日本代表の1チームとして参加し、JuniorSoccerOpen部門においてBestTDP賞を受賞したとのご報告を頂きました!おめでとうございます!

結果の詳細については下記からご覧ください。
結果のページ(Github):https://github.com/RoboCupJuniorTC/awesome-rcj-soccer
TDP:https://robocupjuniortc.github.io/soccer-2021/pdfs/TDPs/OPEN_NT.pdfhttps://robocupjuniortc.github.io/soccer-2021/pdfs/TDPs/OPEN_NT.pdf
Video:https://youtu.be/y6Wdr9ThTqw

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