本稿では，低価格

について，その代表例であるArduinoを中心に紹介しながら，その有用性と，スマート農業を実践するためには，それを活用したDIO（Do It Ourselves）の取り組みが必要であることについて述べたい．

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現在において、オープンソースソフトウェアは社会において広く活用されるに至っている。また多くの営利企業もオープンソースソフトウェアを企業の競争戦略の一部として取り入れており、ソフトウェアにおける方式のひとつとして十分定着しているものと考える。近年は、それをハードウェアに応用したという概念が徐々に広まりを見せている。当研究では、ソフトウェアとハードウェアの違いがどのようにオープンソース手法、およびそれを行おうとする開発主体（個人・営利企業）の動機に影響を与えるかを、理論及び事例をもとに調査し、これからのの発展について考察を行う。

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Arduinoを用いた計測事例として，安価なCMOS温湿度センサーを制御するシステムを構築し，畑地の蒸発散量（ET）算定への有効性を検討した．ライトユーザーを想定し，Arduinoをデータロガーとして利用する場合の基本的なシステムやその取り扱い方を紹介し，温湿度測定システムを構築するうえで最低限必要なカスタマイズについても記した．従来の高額$\cdot$高性能システムと比べて，構築したシステムはET算定精度が低く，それはセンサー性能に加え，ハードウェアのカスタマイズにも起因することを示した．しかし，器差の大きいセンサーの選別，ET算定法の異常値判定条件の適切な設定，データの平均，器差のBias補正のいずれもが従来と同水準のETを算定し得る有効策であることを論じた．こうした計測情報の蓄積は，低コストのオープンソースシステムの利活用を進めるうえで重要である．

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Recently, there have been significant advancements in the ability of the biotech industry to leverage techniques from the field of molecular biology. In educational settings, affordable scientific instruments are essential for hands-on training in engineering education. But unfortunately, many students miss out on getting practical experience in molecular biology, because the conventional equipment used in this field is expensive for educational facilities. To address this challenge, we turned our attention to open-source hardware, as another option for developing resources for molecular biology education. Our investigation into the current state of open-source hardware in Japanese education revealed a relatively low level of awareness among instructors and researchers, when compared to the level of interest in and adoption of open-source technologies in other countries. In this paper we present examples of how we integrated our research project into hands-on molecular biology training, and we discuss the potential of open-source hardware in improving engineering education in Japan.

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ユビキタス環境制御システム（UECS）の通信実用規約1.00-E10（実用規約）に対応し，シングルボードコンピュータRaspberry Piで動作するオープンプラットホーム「UECS-Pi（ウエックスパイ）」を開発した．栽培施設等で利用される汎用的な計測・制御機能があらかじめ実装された基本パッケージを利用すれば，短期間でノードを製作可能である．さらに，オープンソースのソフトウェア開発キット（SDK）を用意し，ユーザ独自の機能を追加可能にした．UECS-Piを用いて外気象計測ノードと複合制御ノードを製作し，トマト温室にて3ヶ月間の実証試験を行った．本試験ではノードの製作期間，コスト，可用性，ソフトウェアの有用性を評価した．評価の結果，低コストで実用可能なUECSノードを製作可能であることが示された．本プラットホームによって，特定メーカに依存しない低コストUECS対応トータルシステムを構築可能となった．

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Open source hardware is equipment whose design information is open to the public and thus is expected to be useful as a low-cost easy-to-use experimental platform for control education. In this presentation, Arduino and Mindstorms NXT with nxtOSEK are dealt with and their ability as a feedback controller is examined through experiments. First, stabilization of a magnetic levitation system is experimented using an Arduino as a PD feedback controller. Then, the ball & beam regulation task is investigated by hybrid simulation using a Mindstorms NXT as a PD controller and an Arduino as an 10 device and a simulated control object. Finally, a plan of a full-year hands-on undergraduate subject featuring a robotic competition is introduced.

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ユビキタス環境制御システム（UECS）の通信実用規約1.00-E10（実用規約）に対応した環境計測ノードを開発し，ノードの開発環境を構築した．ノードのハードウェアはArduino Ethernetとそれに接続する新たに開発した計測用基板，センサで構成した．センサとしては，温度湿度センサ，CO₂センサ，光合成有効光量子束密度（PPFD）センサの代用としての太陽電池を接続可能とした．ハードウェアを環境計測ノードとして動作させるために，Arduino Ethernetに転送するプログラムを作成するノード作成ソフトウェアを開発した．ノード作成ソフトウェアを利用することで，ネットワークやUECS独自の設定，センサ種類などを含めたノードの構築が容易となった．開発した環境計測ノードを太陽光利用型植物工場に設置したLANに接続した．各センサによる計測情報が実用規約に則ったデータ送信通信文として入手可能であり，UECSのノードとして正常に動作した．代替のセンサを利用したPPFDを除く，温度，湿度，CO₂の推定の最大誤差はそれぞれ1.17°C，4.14％，49μmol mol^–1であり，実栽培に使用できる程度の精度での測定が可能であった．公開された実用規約に則り，ハードウェア・ソフトウェアとも開示されているため，ノードの構築に関するすべての情報が提供された環境計測ノードとして利用可能となった．

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The purpose of the present study is to develop an accessible electronic musical instrument “Cymis” for persons with motor dysfunction to play and enjoy by controlling their breath pressure. The instrument consists of a computer, a monitor, a breath pressure controller, speakers and a touch panel. It is significant characteristics of Cymis that pre-programmed music scores are stored in the computer. It is indispensable for the practical use of the breath pressure controller that sterilization, maintenance, overhaul and trial manufacture can be easily carried out by end users, e. g., staffs of social welfare facilities and school teachers as well as technical experts. The controller was devised from this viewpoint. For safety the breath pressure was measured indirectly with the aid of a silicone diaphragm and a pneumatic sensor. Accurate measurement of the breath pressure was experimentally indicated. Taking account of their own physical conditions and music making abilities, clients can choose an appropriate one among four types of musical performances, measure-, beat-, note- and standard type-performance. Subjects without motor dysfunction could play Cymis properly with the controller in laboratory experiments. Field trial in a social welfare facility commenced in 2008;one client with cerebral palsy has enjoyed playing Cymis with the controller about half an hour a week for four years. These results seemed to indicate the usefulness that Cymis was attractive to the disabled and permitted them to do an enjoyable activity.

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We propose a concept of Open Sensor Networks that are constructed from Open Source Hardware, Open Source Software, Web Service, and Cloud Computing. In this paper, Open Source Hardware is hardware that is easily available at individual level. Therefore, developers without knowledge of the hardware can join and contribute to the sensor network developer groups. Furthermore, Open Sensor Networks provide the sensor information to developers as a web service. This paper introduces about the prototype RT sensor box and web system that we developed.

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多種の低コスト相対湿度センサが市販されるようになり，温室用環境計測機器に使用されるようになった．しかし，低コスト相対湿度センサが温室植物生産環境でどの程度の耐候性を持つのか，明らかになっていない．また，製品間の比較データも乏しい．低コスト相対湿度センサ6種を用いて，トマト栽培温室の環境に3ヶ月間曝露処理し，その性能に変化が生じるかの試験を実施した．その結果，トマト栽培温室の多湿･多塵埃環境での曝露処理により，相対湿度90%～96%の高相対湿度領域では，温室設置区で曝露処理前後の計測値の変化が最大 4%程度低めになった温室植物生産では，高相対湿度環境が，蒸散抑制，結露，病害発生に大きく影響するため，このようなセンサを使用した製品を導入する場合，その特性を考慮した取り扱いが必要である．

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本研究ではArduinoを利用して構築したUECS（ユビキタス環境制御システム）ノードにおけるUDPパケットの受信処理能力について調査を行った．調査の結果，実験で使用したATmega系16 MHzのCPUで動作する機種間に性能差はなく，搭載するEthernetコントローラーICがパケット処理能力を決定していた．約200 byteのUDPパケットを与え，全てのCPUリソースをパケット受信に費やす場合，W5100，W5500搭載機でそれぞれ最大327，576 packets/secの受信が可能だった．HTTPサーバーの応答，SHT75温湿度センサとの通信などを同時に行うと，パケット処理能力は低下したが，即応性の要求されるノードにCPUの拘束時間が長い処理を実装しなければ，中小規模温室で使用するには十分な処理能力があり，パケットの到達範囲を限定すれば大規模温室でも利用できると考えられた．また，未利用ポートにパケットを送信してもパケット処理能力は影響を受けず，利用ポートの棲み分けにより，さらに多くのノードが1つのLANを共有できる可能性が示された．

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Technological innovation of AI, IoT and so on in recent years is called the Fourth Industrial Revolution, and the development of autonomous driving is thriving. However, in the rapid progress of technological innovation, if cars in the world are automated, further lack of IT engineer is expected. In this research, the authors develop a small autonomous driving hardware platform for education and research. It mainly consists of ordinary consumer electronics such as Raspberry Pi and also is an open source project. Thanks to these two features, this platform is not only affordable but also easy-to-modify by everyone.

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オープンソース技術を活用したパーソナルファブリケーション型（以下，自作型）の農業センサネットワークでは，個々の現場の状況にあわせて低コストで多様な圃場情報を効率的に取得できる．その一方，利用者はある程度の時間と労力を費やす必要があり，自作のための技術・知識・環境も求められる．そこで本研究では，自作型農業センサネットワークを利用するうえでの課題を明らかにし，筆者らが開発したオープン・フィールドサーバをベースにして多くの利用者が簡単に入手・組立・設定・設置・改良・使用までできるようにするための手法について検討した

まず，利用者にとってどのような計測システムが適切かを判断する指標を提案した．次に，自作型農業センサネットワークを利用するまでの工程や，そこで求められる技術・知識・環境について明らかにし，さらにどのような情報が提供されれば利用者の負担が軽減されるかについて検討した．これらを踏まえ本研究では，利用者の技術や予算に応じて複数の手段を選択できるオープン・フィールドサーバを開発し，入手から使用までの各工程で必要とされる情報をポータルサイトで公開した．また，オープン・フィールドサーバの組立・設定・利用に関する実験や，計測精度評価試験，農業場面を想定した利用実験としての微気象計測や小麦の出穂期予測を行った．これらによって，自作型農業センサネットワークの利用実現性や有効性を検証するとともに，残された課題や今後の展開ついて考察した

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