it-triadic: a leading education program for it multi-specialists in a cybermedia society

IT-Triadic:A leading education program for IT multi-specialists in a cybermedia society

Graduate School of Information ScienceNara Institute of Science and Techonology

IT-Triadic: A leading education program for IT multi-specialists in a cybermedia society2

What is IT-Triadic? NAIST's 5-year project to develop educational

program for "multi-specialists" in IT area. Features:

Development of education contents consisting of:►Fundamental classes spanning to 3 top categories (software

engineering, robotics, and information security) ►PBL in team as “multi disciplinary studios”

Organizational support to students' career design toward multi-specialists

Emphasis of international collaboration►Hosting international internship at NAIST►Sending NAIST students to foreign schools as part of studios►On-site trial of studios in foreign schools, especially in Asia


Why we develop IT3?High demands of human talents having:

Adapting to broad area and deep level of technology application & integration

Capability to lead the team with multi-area talents in order to develop highly integrated cyber products

We develop environment to train students, from inside/outside of Japan, to be able to solve problems in social reality


Properties from past projectsEPREER (2005~): for leading robotics

engineersNAIST, ATR, Osaka univ., & Osaka city

IT-Spiral(2006~): for leading software engineersUnion of 9 universities and 3 industries

IT-Keys(2007~): for information security engineer and practitionerUnion of 4 universities, 2 research institutes,

1 government organization, and 1 industry

IT-Triadic: A leading education program for IT multi-specialists in a cybermedia society

Continuing Activities

Practical IT specialist promotion program in software fields.

Practical IT specialist promotion program

in robotics fields.

Practical IT specialist promotion program

in information security fields.

Courseware for Graduate schools

Courseware forHigh school and public

Specific Need of human resource

cultivations

＋

Optimized courseware for e-learnings

Courseware forInternationalstudents

Operation overview

IT Spiral

IT Keys

EPREER

Hitachi, Hitachi Solutions, JAXA, NTT Data, Sony SCE, Red Hat, Toshiba, etc.

Demands fromPartners industry

Learning materials for practical multi specialist• text books• videos• e-learning

contents• studio projects

etc.＋Instructors

for personalized assistance

of career design

Students of NAIST &other schools

provision of environment formulti careermatching

Working people/ high school students

provision of environment forpre-professional

Online portal ofstudy materials

versatile expansionof contents

International students

provision of“Virtual Japan OJT”

Courses formulti specialist

NII “edubase” etc.

Phase1:Integration, harmonization & evolution of programs

Phase 2:Customization & Externalizationof Courseware Beneficiary


IT3 Courses Overview

6

NAIST Certification of Multi Specialist

Basic classes

Advanced classes

Specialized classes and practices

Multi Specialist for

Technology Integration

Security Specialistfor Realistic IT problem

Advanced Software Engineers

Engineers for Next Generation Robotics

Capability of

technology integration

& team developme

nt

Generic or basic

knowledge & skills

Specialtyin each

field

Studios of advanced IT

RTcourse Spiralcourse Keyscourse Triadiccourse


Designing of studio (PBL) as practice of high technology integration

Secure networkingSoftware development

Robotics

LEGOMindstormNXT

PersonalComputers

AndroidTablets/Phones

Train basic skill for embedded software, secure networking, robot controls through development of wi-fi based controller application of LEGO robots

Sensor robot“Pioneer”

Studio of Advanced IT-ITraining of continuous adaptation to higher level technologies and their integration using higher capability robot project for environmental recognition, action planning, distributed development, etc.

Studio of Advanced IT-II


2011 2012 2013 2014 2015

Development and implementation of academic disciplines.Development and implementation ofpractical training and assignments for multidisciplinary project.Consolidate the system of carrier design support.

Development（ Reconstruction of academic disciplines in three fields. Development new academic disciplines. ）

Development courses for multi-specialist.（ Concretization need of cultivation of human resources for company.Develop courseware for graduate school. ）

Updating（ Re-examination based on an assessment. Reflect of new technologies. ）

Implementation（ Annual progress from master’s program in first grade. The numbers of nurture students is 40/year include to other department in NAIST,other graduate school, foreign students, public and junior and high school students.)

Assessment（ judge students to take academic disciplines by standard IT skills. Analysis about career etc. ）

Development （ Assignment design for business-academic collaboration, and tryout etc. ）

Updating （ Re-examination based on an assessment.Updating information equipment for practical training. ）

Implementation (The numbers of nurture students is 80/year include to other department in NAIST,other graduate school, foreign students, public and junior and high school students.)

Assessment（ judge students to take academic disciplines by standard IT skills. Analysis about career etc. ）

Develop courseware for foreign students, public, junior high school and high school（ Customized, packaged, tryout ）

Consolidate the system of carrier design process and support.（ Reflect of evaluation results for academic disciplines and practical training of multidisciplinary project. ）

Versatile expansion of contents to cultivation of human resources.（ Put study materials on view in Online portal. Work out to remote practical training of project. ）

Updating（ Re-examination based on an assessment. Reflect of new technologies. ）

Creation of an environmentPractice

Assessment

Reconstruction of environment

Time Table


Scenes


Keys CourseKeys コース（ IT-Keys) では、企業等において情報セキュリティ対策を立案遂行できる人材の育成を目標とし、 4 大学に分散している専門家を結集した連携型教育コース（基礎科目群、先進科目群、実践科目群）を設け、企業等からの招聘講師による最新動向を反映した講義や実践的演習を通して、CIO/CSO /CISO あるいはその補佐として即戦力となる実務者を育成します。さらに、複数大学大学院・企業・団体の強力な連携によって、「西日本発の国家的セキュリティ人材育成拠点」の形成と継続的な発展を目指します。 IT-Keys で育成される人材は、技術的側面のみならず、経営的、法律・倫理的、政策的、社会的側面からも情報セキュリティ対策を検討できる高度な情報セキュリティ技術者・管理者であり、近い将来において、世界一安心できる IT 社会の実現に貢献することを目標としております。

総合的知識

状況分析・立案

法律・政策・経営組織連携

最新情報収集

体系化された

基礎知識ネットワーク技術

セキュリティ技術情報理論

経験的知識

経験と実践

実践能力危機対応

訓練先進科目群

基礎科目群

実践科目群

実践的セキュリティエン

ジニア


Spiral CourseSpiral コースでは、教員の専門領域を融合連携して開発した教材を用いて、高度な技術力を持つソフトウエア技術者の育成に必要な領域を網羅しつつ、幅広い教育を実施していきます。さらに、ソフトウェア技術者に求められる「基礎力」「適応力」「実践力」をバランス良く身につけることができるようにカリキュラムが設定されています。先端ソフトウェア工学科目群では大学連携の強みを活かし、連携大学の教員が作成した教材を用います。また、実践ソフトウェア科目群では、各連携大学から選抜された学生が大阪大学中之島センターに集結し、大学および民間企業に所属する複数の専門家による指導の下、授業とグループ演習に取り組みます。

Advanced Software Engineering I, IIPractical SoftwareEngineering Classes

（ A ） Basi Abilityソフトウェア開発のために必要となる基礎的な情報科学やソフトウェア工学に関する知識

（ B ） Adaptability単なるツールや記法の知識ではなく、その背景にある原理や理念を深く理解し、環境が変化しても、対応できる力

（ C ） Practical Capability

実践的な開発経験を獲得し、開発技術力のみならず、プロジェクトの成功を支えるために必須なコミュニケーション力やマネジメント力

Basic Classes for Software Engieering


RT （ロボットテクノロジー）コースは、次世代 RT 分野を担う「リーダー」を育成します。

関西圏には高度な要素技術を持った中小企業の集積を中心に、大手家電メーカーや大手電子部品

メーカーの本社が集中しており、加えて、高等教育機関や国際的な研究機関が立地、ロボットラ

ボラトリーといった産業創出拠点も整備されています。 RT コースでは、本学のロボット分野の教

育・研究ノウハウに加え、こうした関西圏 RT 分野をリードする各機関・企業の英知を結集して開

発された、実践的教育カリキュラムを提供します。 RT コースに属する学生は、社会連携型

PBL （プロジェクト解決学習）を主体とする演習中心の授業群によって、次世代のロボティクス

技術者として育成されます。

実践的開発力

実践的提案力

実証評価力

リーダー的研究開発者の３つの力

さまざまな要素技術をインテグレートし、高度な RTシステムを創り上げるスキル。

社会のニーズを理解・発見し、新たなプロジェクトを創出するスキル。

実際のフィールドでユーザの声を聞き、プロジェクトにフィードバックするスキル。

RT リーダーに必要な３つの力


● PBL 基礎トレーニング　　教員の強力なサポートのもと、プロジェクトの　　提案　　から実施までの一連の流れを学習します。

● 社会連携型 PBL　　フリーテーマでプロジェクトを提案し、　　応募し、実践し、そして実社会で評価します。

● 短期集中先端技術演習　　合宿形式で、最先端の技術を短期間で　　習得します。

● 基礎 RT 技術の理解と習得　　トップクラス研究者による最先端技術の導入や、　　ロボットプログラミング演習で基礎を学びます。

コース内容

センシング技術カメラなどのセンサ情報を処理する技術。

制御技術ロボットのアクチュエータを制御する技術。

環境知能環境に配置されたセンサ情報を処理する技術。

システムインテグレーション個々の要素技術を統合しロボットシステムを構築する技術

行動計画技術プラニングや人工知能を駆使してロボットの行動を決定する技術

RT コースで学べる要素技術３つの力を養成するカリキュラム


コースウェア開発・実施事例

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①ロボット制御用携帯端末アプリの開発

ロボットの制御技術と，制御に必要なAndroidアプリケーション開発能力養成を目的とした，演習型教材として開発．

ロボット（LEGO Mindstorm NXT）にカメラ機能を備えたロボット制御用端末（Google Nexus S）を搭載．インターネットを介して制御用端末と操作用端末（Samsung Galaxy Tab）が通信することで，遠隔地でのロボット操作を可能に．

奈良先端大とKasetsart大（タイ）とのインターンシッププログラムで来日したタイ人学生（学部4年生）を対象に演習を先行実施．Android開発の基礎から学習を始め，10週間でアプリケーションの開発を達成

チーム開発に発展させた課題をNAIST修士１年生のプロジェクト実習として実施

Internet（ 3G/WiFi ）

制御用端末とロボットはBluetooth で通信．ロボットの制御情報を送受信．

制御用端末と操作用端末は UDP で通信．カメラ画像をリアルタイムに送受信．


演習の実施風景

チケット駆動型開発管理ツール（ redmine ）を用いたチーム開発の実践

実機による動作検証


②機械学習プログラミング合宿

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プログラム内容C++ 数値演算演習 (1)「 Eigen を用いた行列計算」

軽量で，移植性が高い C++ 用の行列計算ライブラリ Eigen を用いたプログラミング演習を行う．最初に講師が基本的な使い方の解説を行う．その後，演習問題（基礎編）すべてと，演習問題（応用編）から任意に選択した問題を解く．

C++ 数値演算演習 (2)「 Shogun を用いた機械学習」

C++ で実装された機械学習ライブラリ Shogun を用いたプログラミング演習を行う．最初に講師が機械学習（回帰）の基礎について解説し，ライブラリの基本的な使い方の解説を行う．その後，演習問題（基礎編）すべてと，演習問題（応用編）から任意に選択した問題を解く．

ロボット学会見学講演会を見学し，ロボット分野における最新の研究動向を知る．また， TA が実際に発表する様子を聴講し，学会発表の雰囲気を知る．

産総研デジタルヒューマン工学センター（ DHRC ）の見学

研究所を見学し，ロボティクスの研究開発が行われている現場の雰囲気を知る．DHRC見学演習風景

スケジュール1 日目 C++ 数値演算演習 (1)2 ～ 4 日目

ロボット学会見学

5 日目 C++ 数値演算演習 (2)， DHRCの見学


③PBL 形式講義「先端ロボット構成論」

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テーマ名内容受講者数双腕ロボットを用いたロボットアーム制御

双腕ロボット HIRONX を用いてロボットアームの制御とマニピュレーションについて学ぶ。具体的にはロボットの動作を設計し、 OpenRTM を用いてシミュレータと実機に実装する。

1名(M1:1)

ロボットアームのダイナミクス学習と制御

ロボットアームのダイナミクスをデータから学習し、しなやかな運動制御を達成するための先端的な技術を習得する。

3名(M1:2,M2:1)

センシング・ビヘイビア・ロボットシステム

前半では、環境中に設置されたインフラを利用した人・ロボットなどの位置計測システムに関して学ぶ。後半では、ロボットの動作生成に有効なツール群を習得し、ロボットシステムを開発する。

4名(M1:4)

日時内容6/28 説明会7/1 配属調査提出

7/5 キックオフミーティング

7/5～9/1

テーマ別演習実施

9/2成果発表会（プレゼンテーションと実機デモ）

9/16 レポート締め切り


④その他Android アプリケーション開発演習の国際化試行カセサート大学（タイ） ,　マニラアテネオ大

（フィリピン）等の交流学生を対象に実施開発プロジェクトデータマイニング研修の試

行MSR* school in Asia チュートリアル参加チュートリアルに基づいたマイニング演習の実施

来年度の本格実施に向け，正規シラバス化

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*MSR=Mining Software Repository

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