マイスター・ハイスクール事業報告

　マイスターハイスクール事業に関する講習会のひとつとして、本校電気科３年生２２名を対象に

　ワイヤレス給電に関する講習会が開催されました。

　期　　　日　　７　月　８　日（金）　１３：３０～１５：００

　会　　　場　　南相馬市ロボットテストフィールド

　講演テーマ　　ワイヤレスエネルギー伝送　～身近な電気と生体のつながり～　について

　講　　　師　　東北学院大学工学部　電気電子工学科  教授　博士（工学）佐藤　文博　氏

　　　　　　　　東北大学 未来科学技術共同研究センター(NICHe)  特任教授　博士（工学）鈴木　高宏　氏

　　ワイヤレス給電については、「機器」と「生体」に関する内容について、お話しいただきました。

   　１．感温磁性体による不思議な現象について

　　　　一定の温度になると磁性体が相転移を起こす性質を利用して、感温磁性体を利用しているが

　　　　磁性体の温度によって、磁性体としての性能を示したり、示さなかったりする現象について

　　　　学習させていただきました。お湯に漬けた感温磁性体が回転をする現象に驚きを感じました。

　　２．医療分野への応用について

　　　　ワイヤレス給電と感温磁性体を組み合わせることで医療分野へ応用できることがわかりました。

　　　　筋力細胞に刺激を与えると筋肉が動きだすことやガン治療（正常細胞にはダメージを与えない

　　　　温熱療法）についても学習することができました。

　　　　　感温磁性体を回転させる実験　　　　 ウサギによる筋力回復実験　　　

　実　　　演　　ワイヤレス給電をしながら走行する自動搬送ロボットについて

　講　　　師　　NITTOKU株式会社　福島事業所　FA事業部　精密FAビジネスユニット

                             クリーンシステムグループ  グループリーダー　稲田　    賢　氏

　　　　　　　　                                                            工学博士　安部　拓馬　氏

　　　　　　　　東北大学 未来科学技術共同研究センター(NICHe) 特任教授　博士（工学） 鈴木　高宏　氏

　　　　　　　　東北学院大学工学部　電気電子工学科 教授　博士（工学） 佐藤　文博　氏

　　　写真上は、小型電気自動車に対する駐車中のワイヤレス充電についてのようすになります。

　　　送電コイルから給電して自動車の底面にある受電コイルで電力を受ける仕組みについて学習

　　　しました。

　　　写真下は、ワイヤレス給電をしながら走行する自動搬送ロボットについてのようすになります。

　　　ロボットの側面に付けられた受電コイルに対し、走行コース横に立てられた給電レールから

　　　電力を供給する走行給電の仕組みについて学習しました。

　　　近未来の話として、空飛ぶドローンも今後10年以内にはさらに技術が進み、ワイヤレス給電が

　　　実現できるようです。ワイヤレス給電という近未来の夢の技術も実用段階に入っているのでは

           ないかと感じた一日でした。

　　　　　　小型電気自動車に対する駐車中のワイヤレス充電　　　　　　　

　　　　　　ワイヤレス給電をしながら走行する自動搬送ロボット                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

6月8日(水)にロボットテストフィールドにて、以下の出前授業が実施されました。

　内容：電気自動車、自動運転車、次世代モビリティについて

　講師：東北大学未来科学技術共同研究センター　鈴木高宏特任教授

　場所：福島ロボットテストフィールド

　主催：（公財）福島イノベーション・コースト構想推進機構

　協力：東北大学未来科学技術共同研究センター

　鈴木教授から環境問題、EVと自動運転車の原理、課題と研究内容についての講義を受け、生徒たちは「EV普及はなぜ日本で伸びないのか」「グリーンスローモビリティ（※）を活用できる場所は」「災害時に役に立つモビリティは」と問題解決について感想や考察も出ており、EVについて理解や興味関心が高まったと思えます。鈴木教授からはこれらを研究して、「街づくりに活かせればと」と話していました。また、体験学習として以下の実機を利用させてもらいました。

※グリーンスローモビリティとは、低速（時速20km未満）で環境にやさしく走る4人乗り以上の電動車を指します。

①小型EVバス

　8人乗りのグリーンスローモビリティ。実際に搭乗させてもらいました。

②超小型EV～自動運転車～

　一人乗り用EV。センサによる常時計測の活用技術として、レーザー測量技術により周りの建物や障害物などの環境を計測しながら走行する機能を搭載しています。実際に障害物を検知しているモニターを見学させてもらいました。 

③マイクロモビリティ

　歩行領域EVとして「立ち乗りタイプ」「座り乗りタイプ」「車いす連結タイプ」を運転させてもらいました。

7～10km/hほどの速度で走行可能です。

実機を基に説明を受け、EVに関する先端技術やそれらの抱える技術課題を学ぶことができました。

これらの体験を通して、学校生活でのものづくりや地域の復興に活かしてしていければと思います。

〇小型EVバス乗車動画 

バス乗車動画（12秒動画）

（※写真クリックで動画が別ウインドウで開きます。）

〇マイクロモビリティ運転動画

 マイクロモビリティ動画（19秒動画）

（※写真クリックで動画が別ウインドウで開きます。）

 ７月７日（火）産業革新科（工業）環境化学コースの２年生を対象に、大内新興化学工業株式会社原町工場で取締役工場長をされていらっしゃる志賀敏文先生を実務家教員にお迎えしてご講義をいただきました。
「環境分析を通して環境問題を考察する」と題して、環境保全のために企業で実際に行っている分析技術や取り組みなどについてご説明頂きました。また、ろ紙と水性ペンを用いたペーパークロマトグラフの実験を実演することで、化学分析には欠かせない、クロマトグラフ分析の基礎を体験することができ、生徒諸君も環境分析や環境問題に関して興味が湧いたようでした。今後も継続してご講義いただきます。

令和4年 ６月９日（木）・６月１６日（木）マイスター・ハイスクール実習 第２ローテーション①、②

新たな班になり、前回の反省点を改善しながら２回の実習が終了しました。

前回の班より組み立ての進みが早く、組みあがった市販の工作キットの動作確認と簡単なゲームを行うことができました。生徒は思い思いの工夫を凝らし、チームを組んでボールを相手の陣地に運ぶゲームを行いました。（下記動画）

また、はんだ付けや芯線の被覆剥きも行い、慣れない細かな作業にも一生懸命に挑戦する姿が印象的でした。

生徒の感想を聞くと、「自分で考えながらクローラーロボットに工夫をするのが楽しかった」「はんだ付けは難しいですが、慣れてくると楽しいと思えました」等があり、主体的に取り組めている様子でした。

https://drive.google.com/file/d/1BM_8PkqXGxsP7EyidLlFbtZo4Mlf1aWZ/view?usp=sharing

[簡易ゲームの様子]

令和4年 6月17日（金） 機械科2学年対象 「燃料電池車 MIRAI の見学と水素エネルギーの将来について」

今回は  トヨタ自動車株式会社 様 と  ネッツトヨタ福島株式会社 様から講師９名をお招きして特別授業を行っていただきました。

機械科2学年は、昨年度よりマイスター・ハイスクール事業としてロボット技術及び再生可能エネルギーについて学んでおり、今回は実際に水素エネルギーを使用した燃料電池車「MIRAI」を題材に授業を行っていただきました。

全体会で水素についての知識とこれからの発展について動画を用いながら講義していただきました。実際に使用されている燃料電池のセルなども触らせていただき、生徒たちは興味をもって話を聞いている様子でした。

後半は

①水素エネルギーで走るミニカーの製作・体験

②トヨタ「MIRAI」の実車見学

③アドバンスト パーク（高度駐車支援システム）の体験

の3班に分かれて行われました。

①水素エネルギーで走るミニカーの製作・体験の様子

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②トヨタ「MIRAI」の実車見学

　　　　　　　　　　　　　　③アドバンスト パーク（高度駐車支援システム）の体験

それぞれの班で、初めての体験に驚きや楽しさを感じている様子でした。

最後の質疑応答では生徒からたくさんの質問が出て、再生可能エネルギーについて興味関心が湧き、理解が深まったのではないでしょうか。

今回授業を行ってくださった トヨタ自動車株式会社 様  ,と ネッツトヨタ福島株式会社 様,ご支援をいただいた福島イノベーション・コースト構想推進機構 様 には大変感謝いたします。ありがとうございました。

テクノアカデミー浜より成瀬哲也先生を講師としてお招きして、実践的なEV製作実技講習を実施しました。

6月3日(金)に第二回目が実施され、「巻線機による電動機の巻線実技指導」「電動機の速度制御」を受けました。

出場予定であるCQ出版EVミニカートレースのマシンは電動機を自作するところから始まります。

トルク調整機能がついている巻線機が使用できることで、均一な巻線ができあがりより綺麗に仕上げることができると思います。

〇巻線機による電動機の巻線実技指導

巻線機による巻線作業（26秒動画）

（※写真クリックで動画が別ウインドウで開きます。）

〇電動機の速度制御

 電動機の速度制御（31秒動画）

（※写真クリックで動画が別ウインドウで開きます。）

昨年度から活動している「マイスターハイスクール」について、電気科として令和4年度は以下のような活動を主に予定して活動しています。

①ＥＶカー製作とレース出場

本校機械科と学科連携（技術協力）をしてEVカーを製作します。

また、テクノアカデミー浜から外部講師を派遣してもらい、実践的な指導を受けます。

各大会レギュレーションに合わせたマシン調整をし、大会出場をする予定です。

「CQEVミニカートレース筑波大会」「World E.V. Challenge名取大会」に出場予定。

②画像認識による自動運転技術学習～マイコンカー(Cameraクラス)～

昨年度も製作したカメラによる画像認識マイコンカーを製作します。

「JMCR2023福島県大会」に出場予定。

昨年度の活動はこちら　⇒　JMCR2022福島県大会

③自動制御技術学習～PLCを活用したシーケンス制御～

自動制御技術としてシーケンス制御があります。

プログラマブルコントローラ（PLC）を活用してコンピュータ制御を学習します。

自動制御の製作物に加えて、技能検定も受験予定。

④ワイヤレス発電技術学習

電磁誘導を利用したワイヤレス発電を学習します。

ワイヤレス発電は宇宙太陽光発電でも研究されており、次世代の技術としてキャリアアップ教育を考えています。

令和4年6月2日（木）　特別講師を招いてのマイスターハイスクール実習⑤

今回で5回目となり今の班の最終回を迎えました。

前回で配線を終えた部品類をクローラーに組み付けて、制御用のプログラムをArduinoと呼ばれるマイコンに書き込みました。

資料にある基礎プログラムを元に生徒それぞれがプログラミングと動作確認を行いました。

様々なハプニングもありましたが、全員がロボットの組み立て、配線作業、プログラミングを行うことができ、制御について学ぶことができました。

ここまでの出来栄えを山崎様に評価していただき、初めての作業が多い中、はんだ付けや組み立て作業を丁寧かつ正確に行っている生徒が多くいると評価していただきました。

生徒からは、「難しい部分もあったが組み立てや、はんだ付けをしたクローラーが実際に動くのはとても嬉しかった」　「もっと色々なプログラムを作ってみたかった」などの感想もあり、ロボットや制御に対する興味関心が高まったのではないでしょうか。

次回からは班員が変わり、同じく５週かけて制御と組み立てについて学びます。

今回より更に良いものづくりや制御学習を目指していきます。

 　https://drive.google.com/file/d/1DjUlHyhnMHwpCQZERweP_6pDnCKpZxwW/view?usp=sharing

　https://drive.google.com/file/d/1xq0u_gagbyeOrbvlXaK_Sg1lpLHtNxzo/view?usp=sharing

↑↑↑　生徒たちが制御プログラムを組んだ「前進後退を繰り返すクローラー」の動画です。

令和4年　5月19日（木）　特別講師を招いてのマイスターハイスクール実習④

今回で実習も4回目となり、生徒の作業もスムーズになってきました。

前半は前回同様にはんだ付けの作業を行い、距離センサーやDCコンバータと呼ばれる部品に芯線をはんだ付けしました。

後半は山崎様に製作していただいた、センサーモジュール部分の組み立てを行いました。組み立ての部品は山崎様が事前に３Dプリンタで大量生産しており、200時間かけて今年度の実習分全てを用意していただきました。

生徒たちは写真と実物を見比べて、どのように組み立てていけばよいか、それぞれ考えながら作業を行い、分からない部分を個別に聞きに行ったり、その場で質問をしたりと、興味関心が湧いてきた様子も見られました。

また、早く作業を終えた生徒がほかの生徒に教えに行く姿もありました。

次回で今の班のローテーションが終了し、ロボットも完成予定です。

令和4年　5月12日（木）　　特別講師を招いてのマイスターハイスクール実習③

今回は電線を指定の長さにカットして被覆をむいたり、はんだこてを使用してはんだ付けを行ったりしました。

また五十嵐CEOから　「歯車の仕組みとトルク」　についてお話を頂きました。

初めての言葉や作業、工具の扱いに苦戦しながらも、山崎様の手本に沿ってモータードライバへの配線を行えました。

休み時間になっても黙々と作業を進める生徒もいて、ものづくりを楽しんでいる様子でした。