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ヒューマン・ファクタの演習

今日の『機械創造』はヒューマン・ファクタの演習です.

ヒューマン・ファクタとは,それらが動作して,人々と製品やシステムとの相互作用の研究のことのようです.

ユーザフレンドリーなデザインを生み出すことを目標として演習を行っています.

 

私は非専門家なので,下記サイトから10くらい例を選んで,とんでもない設計の改善提案をスケッチしてもらいます.

http://www.baddesigns.com/examples.html

オリジナルは面白いですよ.ぜひご覧ください.

 

一例を挙げると,下の携帯電話.ずいぶん昔の携帯電話ですが,今も事情は変わっていません.

会社名をあえて消してありますが,日本製携帯電話すべてに共通なことだと思います.

 

 

上のHPの作者はこの日本製携帯電を購入したけれど,3日ほど電源スイッチを見つけられなかったとのこと.

日本製携帯電話を使っている我々ならば,図の赤いボタンが電源スイッチであると見当が付きますが,ノキアのユーザーにはわからない.

全く別のところにスイッチがあるのですから.

こんな事項の質問にスケッチで答えを描く.

 

 

四苦八苦.改善提案もさることながら,自分の考えをスケッチまとめることは重要です.

この講義でのスケッチの回数を増やす必要はありそうです.

 

節電中の八戸工業大学ですが,こっそり28℃に設定して教室のクーラーを動かしました.

それでも教室内は暑い.

 

 

今回授業で使ったスライドの中から,最後におまけです.

このスライドを自動車の給油口の位置の統一に関する問題のときに使いました.

 

 

ここに登場する車は,少し値の張る車でも,ベース車はそんなに高価ではありません.

どれが何かわかります?

私にはわかりません.

出来上がったものからブロック図を作る

今日の『機械創造』の演習は,3年生が作製するロボットの自立・手動走行のためのシステムのブロック図の作成です.

ロボットを与えてブロック図を描いてもらうのが一番ですが,時間の都合上そうもいかない.

そこで,スライドでロボットの自立・手動走行システムの写真と各パーツの名称を示して,その図からブロック図を描いてもらっています.
こちらがロボットの自立・手動走行システムの写真です.

 

 

主要なパーツの名称は既にここに登場しています.

 

 

手動走行は,いわゆるラジコン.

アンテナがあって,受信機があって,受信機の電源があってという写真です.

 

 

 

受信機で受けた信号は,コントローラ基板の上のPICマイコン→モータドライバIC→モータの順に伝わります.

モータドライバICがスイッチの役目をして,受信機で受けた信号に応じて,モータにかける電圧をパタパタとON/OFFします.

「基盤」は「基板」の間違いです.

 

 

モータ→減速ギア→車輪と回転力が伝わります.

 

以上の情報だけからブロック図を描くことは意外と難しい.

見たこともない課題に頭を悩ませている受講生たちです.

 

スライドをプリントにして配っていますが,やはり白黒印刷では見難いので,重要な事はスライドに映して問題を解いてもらっています.

 

 

 

今日の『機械創造』はコンセプト評価の練習

機械情報技術学科では毎年12月にロボットコンテストを行っています.

何年か前のロボットについてPughのコンセプト選択方法を使って,どのコンセプトが良いのかの評価を行います.

各要素を組み合わせて製品が出来上がりますが,組み合わせ方がどれが良いかを評価するわけです.

 

下の図のような表を学生に配布して,各クライテリオンごとにデータムとなるコンセプトに比べて良いか(+),悪いか(-),同じくらいか(S)を決めていきます.

(+)の合計から(-)の合計を引いた値がそのコンセプトの得点.もっとも得点が高いものが首位になります.

 

 

クライテリオン,データムともに日本語に訳すと基準.

上手い訳が作れないので,例を出して説明します.

東京,ニューヨーク,ロンドン,パリ,上海を比較するとします.

たとえば基準をニューヨークとします.これがデータム.

ニューヨークに比べ,人口,物価,レストランの数などを比較していくことになりますが,これがクライテリオン.

ネ,どちらも基準でしょ.
どのようなコンセプトがあったか理解していただくために,いくつかのロボットが映っている動画を紹介します.

このとき撮影にあたったカメラマンの方が上手なので,なかなか良い映像となっています.

平成19年度の映像です.

平成22年度の映像は,以前別の回で紹介しています.

 

チョロQを分解して『概念的な分解』を行う

2年前期に行っているエンジニアリング・デザインの理論科目『機械創造』では,今週はチョロQの分解です.

『概念的な分解』の対象としてチョロQを採り上げています.

『概念的な分解』は講義担当者が英語から直訳した言葉なので,日本国内で一般にこの言葉を使っているかは分かりません.あしからず.

 

『概念的な分解』は二つに分かれます.一つは,『物理的な領域での分解』.

講義担当者が『物理的な領域での分解』の説明のために授業で使っているスライドです.

 


自転車の各要素はどのように繋がっているか,物理的に結んだものです.

こちらは分かりやすい.

 

もう一つは,『機能的な分解』.

ベースとしている英文教科書にはいくつかの例が載っていて,日本語化・スライド化して講義を行っていますが,その例です.

 

 

機械をブラックボックスと見なして,ブラックボックスへの入力と出力を示した図です.

何が与えられて(入力),目的とするところは何か(出力)を明確にすることは重要です.

目的をきちんとしておかないと,ブラックボックスの中の修正だけに終始して満足してしまう場合も出てきます.

一度『機能的な分解』を行って,頭の中を整理することは重要です.

そのための演習です.

 

チョロQを分解して,『物理的な領域での分解』と『機能的な分解』を行う.
今回は二人一組での作業です.高等学校の教室のような机が置かれた部屋での作業になります.

 

 

 

分解・組み立てをすることが好きな人たちが多いのでしょうか,何の支障もなく授業が進みます.

真剣なまなざしで取り組んてもらいました.

 

 

せっかくなので,講義で使用しているスライドを使ってチョロQの原理を解説しておきます.

 

 

分解すると,車軸からゼンマイまで図のように歯車が並んでいます.

上に書いたのが歯車の番号で,下に書いたのが歯数です.

後退するときには,青い四角で囲まれた歯車が外れ,前進するときには赤い四角で囲まれた歯車が外れます.

後退するときに車軸からゼンマイへの回転数の変化はこちらのようになります.

 

車軸を1回転するとゼンマイが約半周分まかれます.

 

前進するときにゼンマイから車軸への回転数の変化はこちらのようになります.

 

ゼンマイからの1回転分の回転は車軸に来ると22回転であることがわかります.

つまり,車軸を後退側に1回転して手を離すと前進側に約10回転することになります.
さらにゼンマイによる前進が終わっても慣性でチョロQは進めます.

歯車がうまく外れるようになっているのですね.

今日の「機械創造」は『ロボット改善案』

私が担当している「機械創造」という科目は,アイディアを出す練習や,3年生で実施する「ロボット設計・製作・競技」の準備をします.

今日は両方の兼用の課題.

 

本学科3年生が実施する「ロボット設計・製作・競技」の最後の「競技」の部分では,最初の区間は操縦せずにデータ通りにロボットを走行させます.

これがスムーズにいくロボット,何回もつまづくロボット様々です.

 

まずは昨年度スムーズにいったロボットから

 

 

 

さすがに速くて確実です.

 

次は何回もパイロンにぶつかり目的地に到達できなかったロボット.

 

今回はこの入力データ通りにロボットを走行させる部分の改善案の提案です.

上手くいかないことの方が多いのですから,今からその事実を知っていても悪くない.

改善案を個人で20個絞り出す.

 

後ろから見ているとディスプレイに十いくつのアイディア.もう少しだ頑張れ.

 

 

真剣にやっている人の写真を掲載.

 

 

私の説明不足で,3年生になって設計・製作するロボットの概要を彼らは知らない.

すまないことをしたと反省.

来年は講義の順番を変えて,ロボットの概要を勉強してからこの課題に取り組むことにしよう.

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