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» 2014年08月25日 10時00分 UPDATE

MATLABエンジニアの仕事体験デー:未来のエンジニアを育成! MathWorksの学生向けワークショップに潜入 (1/2)

The MathWorksの日本法人であるMathWorks Japanは、理工系の学生を対象とした未来のエンジニアの育成を目的とするワークショップ「MATLABエンジニアの仕事体験デー」を開催。学生たちが同社のモデルベース設計ツール「MATLAB/Simulink」を使用して、制御プログラムの設計・開発を行う様子を取材した。

[陰山遼将,MONOist]
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 The MathWorksの日本法人であるMathWorks Japan(以下、マスワークス)は2014年8月4〜5日の2日間、理工系の学生を対象とするワークショップ「MATLABエンジニアの仕事体験デー」を開催した。未来のエンジニアの育成を支援するこのワークショップでは、学生たちに同社のモデルベース開発環境「MATLAB/Simulink」を使ってもらい、制御プログラムの設計・開発を学んでもらうことを目的としている。本稿では、8月5日に行われた初心者向けワークショップの様子をリポートする。

rk_140814_mathworks01.jpgrk_140814_mathworks02.jpg ワークショップに参加した学生たち(左)とワークショップの講師を務めるマスワークスの竹下仁士氏(右)

 今回、初心者向けコースには7人の学生が参加。大半が工学系の学部に在籍しており、中には「高専ロボコン」の出場経験がある学生も。ワークショップの講師を務めるのは、現役のエンジニアであるMathWorks アドバンスサポート部 シニアエンジニアの竹下仁士氏だ。1日の流れは、まず午前中にプラントモデリング(物理モデル)を体験し、午後はDCモーターの制御設計を行うというスケジュールになっている。実際の企業の中でモデルベース開発がどういったプロセスで行われているのかを学生に体験してもらうこともワークショップの大きな目的だという。

プラントモデリングを体験しよう!

rk_140814_mathworks3.jpgrk_140814_mathworks4.jpg ワークショップを受講する学生の様子(左)とモデル化の実習に使用する「1自由度振動系」(クリックで拡大)出典:マスワークス

 モデルベース開発では、制御対象をPC上で表現(モデル化)してシミュレーションを行う。学生たちはモデルベース開発のプロセスや、モデル化、シミュレーションついての講習を受けたあと、「1自由度振動系」のモデル化に取り組んだ。ここでは、モデリングとブロック線図の基本的な作り方を覚えるのが目的だ。バネ、マス(質量)、ダンパー(減衰力)で構成された1自由度振動系の運動方程式を算出し、それを基にSimulinkを用いてモデル化していく。

rk_140814_mathworks5.jpgrk_140814_mathworks6.jpg モデリングを行う学生の様子(左)と作成したブロック線図(右)。学生たちはマスワークスのスタッフからアドバイスを受けながら作業を進めていた(クリックで拡大)出典:マスワークス

「レゴ マインドストーム NXT」を用いた実戦編に

rk_140814_legomind.jpgrk_140814_sagyougaiyou.jpg 「レゴ マインドストーム NXT」に接続された「レゴ NXT モーター」(左)と作業概要(右)(クリックで拡大)出典:マスワークス

 プラントモデリングを体験した後は、いよいよ本日の本題に突入。今回のワークショップの最終的な目標は、2つの「レゴ NXT モーター(以下、NXT モーター)」を接続した「レゴ マインドストーム NXT(以下、マインドストーム)」に制御設計プログラムを実装し、片方のモーターを手で回すと、もう一方のNXT モーターがその動きを追従するように制御設計を行うというもの。

rk_140814_mathworks7.jpgrk_140814_mathworks8.jpg コントローラの仕様書(クリックで拡大)出典:マスワークス
rk_140814_steerbywire.jpg ステアバイワイヤの概要(クリックで拡大)出展:マスワークス

 これら2つNXT モーターを制御するシステムは、日産自動車が開発したステアリングの動作を電気信号によって前輪の車軸に伝達するステアバイワイヤ(Steer by Wire)システムをワークショップ用に簡略化したものだ(関連記事:日産が提示するステアバイワイヤ技術の可能性)。学生たちに実際の製品をイメージしながら作業を行ってもらうよう工夫がなされている。

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