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技術 学習玩具、これに使用する学習玩具用移動体、これに使用する学習玩具用パネル、及びこれに使用する学習玩具用携帯型情報処理端末

出願人 株式会社ICON
発明者 土屋敏子
出願日 2018年7月19日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-135792
公開日 2020年1月23日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2020-010882
状態 未査定
技術分野 電子ゲーム機 玩具
主要キーワード 回転脚 こしき マスターブロック スロープ形状 音声録音用 仮想パネル エラー動作 矩形波形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年1月23日)のものです。
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図面 (19)

課題

多様な動作をさせることができる学習玩具であって、低年齢幼児だけでなくそれ以上の年齢層の子供も対象に含められるように、段階的に高度なプログラミングが学習できる学習玩具を提供する。

解決手段

光学読取モジュール240で読取可能なコマンド情報が記録されている複数枚コマンド・パネル121を配置することにより、移動路120が構成される。移動ロボット110は、移動路120を移動しながら、通過するコマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を順次読み取り、このコマンド情報に基づいて動作をすると共に、読み取ったコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報を受信するタブレットコンピュータ130は、このコマンド情報に基づいて画像の表示または音声の発生をする。また、タブレットコンピュータ130から移動ロボット110を操作することもできる。

概要

背景

従来、自走型の移動体移動路上を移動させる玩具として、例えば下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1の玩具は、走行面の右半分と左半分にデータ用のパターンクロック用のパターンが、走行経路に沿って並行して形成されている。移動体は、これら二種類のパターンを読み取りながら、その走行面を移動する。走行経路は、直線形状、カーブ形状、およびスロープ形状の各種形状を有する複数のコースパーツが連結されて経路全体が無端状すなわちループ状に形成される。走行面に形成されているデータ用のパターンは、各コースパーツの形状を特定するコースパーツIDを示しているため、移動体がデータ用のパターンを読み取ることでコース形状が識別できる。移動体は、コース形状を識別できるだけでなく、コースアウト発生区間ジャンプ区間などの実走行結果データも取得できる。また、この玩具は、移動体と送受信できる機能を持つ携帯型ゲーム装置が使用できるようになっている。遊技者は、携帯型ゲーム装置を使用して、移動体を操縦でき、また、移動体に走行制御データを送信できる。遊技者は、コース形状や実走行結果データに基づいて、走行経路の各位置における移動体の速さや加速度などの走行制御データを設定して、走行時間を短縮するように改良して楽しむことができる。

また、遊技者が任意に設定したコマンドに基づいて対象物の動作を適宜変更できる玩具として、下記特許文献2に記載されたものが知られている。特許文献2の玩具では、マスターブロック(すなわち、操作デバイス)のポケットに、所望のアクティビティブロックを嵌め込むことで、ディスプレイ画面上に映し出されたアバターの動作を任意に設定することができる。

概要

多様な動作をさせることができる学習玩具であって、低年齢幼児だけでなくそれ以上の年齢層の子供も対象に含められるように、段階的に高度なプログラミングが学習できる学習玩具を提供する。光学読取モジュール240で読取可能なコマンド情報が記録されている複数枚のコマンド・パネル121を配置することにより、移動路120が構成される。移動ロボット110は、移動路120を移動しながら、通過するコマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を順次読み取り、このコマンド情報に基づいて動作をすると共に、読み取ったコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報を受信するタブレットコンピュータ130は、このコマンド情報に基づいて画像の表示または音声の発生をする。また、タブレットコンピュータ130から移動ロボット110を操作することもできる。

目的

この発明の課題は、移動体が走行面からデータを読み取り、移動体に動作をさせるという構成を維持しつつ、遊技者(学習者)が操作して、移動体に多様な動作をさせることができる玩具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動体の動作の命令であるコマンド情報が記録されている複数枚コマンド・パネルまたはコマンド・シートを連続して配置し、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートの上を前記移動体が自走しながら前記コマンド情報を読み取り、前記移動体が前記コマンド情報に基づいて動作するとともに、前記移動体に読み取られた前記コマンド情報が前記移動体から携帯型情報処理端末に送信され、受信される前記コマンド情報に基づいて前記携帯型情報処理端末が動作する、学習玩具であって、前記移動体は、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートの上を自走するための移動手段と、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートに記録されている前記コマンド情報を読み取る読取手段と、読み取られる前記コマンド情報を前記携帯型情報処理端末との間で通信できる移動体側通信手段と、読み取られる前記コマンド情報に基づいて前記移動体に動作をさせる移動体側制御手段とを備え、前記携帯型情報処理端末は、前記読取手段に読み取られた前記コマンド情報を前記移動体との間で通信できる第一の端末側通信手段と、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記携帯型情報処理端末の端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記携帯型情報処理端末の端末側音声発生手段に音声を発生させる端末側制御手段とを備える、ことを特徴とする学習玩具。

請求項2

前記携帯型情報処理端末は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の再生データを保持する画像音声再生データ保持手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記画像音声再生データ保持手段から前記再生データを読み出して、前記端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記端末側音声発生手段に音声を発生させる、ことを特徴とする請求項1に記載の学習玩具。

請求項3

前記携帯型情報処理端末は、前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の前記再生データを保持する前記画像音声再生データ保持手段を備え、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される複数の前記コマンド情報を記憶する第一の端末側記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記第一の端末側記憶手段に記憶されている複数の前記コマンド情報に基づいて、前記画像音声再生データ保持手段から所定の前記再生データを読み出して、前記端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記端末側音声発生手段に音声を発生させる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の学習玩具。

請求項4

前記携帯型情報処理端末は、前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の前記再生データを保持する前記画像音声再生データ保持手段を備え、前記移動体と背景からなる画像を撮影できる撮像手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記撮像手段に撮影される前記移動体と前記背景の画像を前記端末側表示手段に表示させるとともに、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記画像音声再生データ保持手段から前記再生データの画像を読み出して、読み出した前記再生データの画像を前記背景の部分の画像に重ね合わせるように前記端末側表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の学習玩具。

請求項5

前記移動体は、前記コマンド情報に基づく前記移動体の動作の内容を決定する移動体動作パラメータを記憶する動作パラメータ記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる端末側入力手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される、前記移動体動作パラメータを書き換えて前記動作パラメータ記憶手段に記憶させる書換パラメータを、前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記書換用パラメータに基づいて、前記動作パラメータ記憶手段に前記移動体動作パラメータを書き換えて記憶させる、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の学習玩具。

請求項6

前記携帯型情報処理端末は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて画像を表示させる前記端末側表示手段を備え、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置を検出して、検出した前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置を前記端末側表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の学習玩具。

請求項7

前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる前記端末側入力手段を備え、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される前記移動体の動作の命令である動作指示情報を、前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記動作指示情報に基づいて前記移動体に動作をさせた後、前記移動体の前記読取手段に前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートから前記コマンド情報を読み取らせて、読み取った前記コマンド情報を前記携帯型情報処理端末に向けて前記移動体側通信手段に送信させて、その後、前記移動体の動作を停止させて、前記移動体が前記動作指示情報を受け付ける状態にさせる、ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の学習玩具。

請求項8

前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる前記端末側入力手段を備え、前記端末側入力手段に入力される複数種類の前記動作指示情報と一対一対応関係にある複数種類の仮想パネルの中から学習者に入力される前記仮想パネルの種類と、あらかじめ定められている前記仮想パネルの入力可能領域の中の前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を記憶する第二の端末側記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記第二の端末側記憶手段に記憶させるとともに、前記第二の端末側記憶手段に記憶されている、全ての、前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記端末側表示手段に表示させて、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの入力位置が、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置と一致する場合に、入力される前記仮想パネルと一対一の対応関係にある前記動作指示情報を前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記動作指示情報に基づいて前記移動体に動作をさせる、ことを特徴とする請求項7に記載の学習玩具。

請求項9

請求項8に記載の学習玩具に含まれる前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せを複数組備え、複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの一の前記携帯型情報処理端末は、前記一の前記携帯型情報処理端末と組合せになっている一の前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報と、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を含む入力情報と、を複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの他の前記携帯型情報処理端末との間で通信できる第二の端末側通信手段を有する、ことを特徴とする請求項8に記載の学習玩具。

請求項10

複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記コマンド情報が前記一の前記携帯型情報処理端末と組合せになっている前記一の前記移動体から送信されて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第一の端末側通信手段に受信されたときに、受信された前記コマンド情報を前記他の前記携帯型情報処理端末に向けて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に送信させて、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記一の前記携帯型情報処理端末から送信されて前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記一の前記移動体の位置を検出して、検出した前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記一の前記移動体の位置を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項9に記載の学習玩具。

請求項11

複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記仮想パネルの種類と前記仮想パネルの入力位置及び入力方向とが前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側入力手段に入力されるときに、入力される前記仮想パネルの前記入力情報を前記他の前記携帯型情報処理端末に向けて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に送信させて、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記一の前記携帯型情報処理端末から送信されて前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に受信される前記仮想パネルの前記入力情報に基づいて、前記一の前記携帯型情報処理端末に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側記憶手段に記憶させるとともに、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側記憶手段に記憶されている、全ての、前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側表示手段に表示させる、ことを特徴とする請求項9または10に記載の学習玩具。

請求項12

前記移動体は、前記コマンド情報に基づいて、前記移動体の本体を発光させる移動体側発光手段または前記移動体から音声を発生させる移動体側音声発生手段を備える、ことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の学習玩具。

請求項13

請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられることを特徴とする学習玩具用移動体

請求項14

請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられることを特徴とする学習玩具用コマンド・パネル。

請求項15

請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられることを特徴とする学習玩具用コマンド・シート。

請求項16

請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられることを特徴とする学習玩具用携帯型情報処理端末。

技術分野

0001

この発明は、ロボットの動作をプログラミングする玩具に関し、パネルの上を自走するロボットが、パネルに記録されたコマンド情報読み取り、そのコマンド情報に基づき動作をするとともにそのコマンド情報に基づいてタブレット端末に表示をする学習玩具に関するものである。

背景技術

0002

従来、自走型の移動体移動路上を移動させる玩具として、例えば下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1の玩具は、走行面の右半分と左半分にデータ用のパターンクロック用のパターンが、走行経路に沿って並行して形成されている。移動体は、これら二種類のパターンを読み取りながら、その走行面を移動する。走行経路は、直線形状、カーブ形状、およびスロープ形状の各種形状を有する複数のコースパーツが連結されて経路全体が無端状すなわちループ状に形成される。走行面に形成されているデータ用のパターンは、各コースパーツの形状を特定するコースパーツIDを示しているため、移動体がデータ用のパターンを読み取ることでコース形状が識別できる。移動体は、コース形状を識別できるだけでなく、コースアウト発生区間ジャンプ区間などの実走行結果データも取得できる。また、この玩具は、移動体と送受信できる機能を持つ携帯型ゲーム装置が使用できるようになっている。遊技者は、携帯型ゲーム装置を使用して、移動体を操縦でき、また、移動体に走行制御データを送信できる。遊技者は、コース形状や実走行結果データに基づいて、走行経路の各位置における移動体の速さや加速度などの走行制御データを設定して、走行時間を短縮するように改良して楽しむことができる。

0003

また、遊技者が任意に設定したコマンドに基づいて対象物の動作を適宜変更できる玩具として、下記特許文献2に記載されたものが知られている。特許文献2の玩具では、マスターブロック(すなわち、操作デバイス)のポケットに、所望のアクティビティブロックを嵌め込むことで、ディスプレイ画面上に映し出されたアバターの動作を任意に設定することができる。

先行技術

0004

特開2010−167149号公報
米国特許第9333427号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1の玩具は、移動体が走行面のデータを読み取ることでコース形状を識別して、遊技者が、走行制御データを設定することで移動体に動作をさせるという構成を備えている。また、遊技者は、携帯型ゲーム装置を操作して、移動体の走行状態を制御することができる構成になっている。

0006

しかしながら、特許文献1の移動体は、走行経路を走行するのみであり、動作の形態としては一定の範囲に限られている。このため、応用の余地が限られ、特許文献1の玩具でも遊技を想定しているにすぎない。また、特許文献1の玩具では、携帯型ゲーム装置の使用が可能であるが、その使用方法は、移動体の操作手段として入力に使用されるだけである。

0007

また、特許文献2の玩具では、遊技者が、ディスプレイの画面上に映し出されるアバターの動作を任意に設定することができる。

0008

しかしながら、遊技者が動作をさせるアバターは、ディスプレイ上の画像として動作するのみであり、遊技者は、直接、アバターに触れることができない。このため、幼児等の子供には操作が困難である。

0009

そこで、この発明の課題は、移動体が走行面からデータを読み取り、移動体に動作をさせるという構成を維持しつつ、遊技者(学習者)が操作して、移動体に多様な動作をさせることができる玩具を提供することである。また、移動体に多様な動作をさせることで、応用範囲が広がるため、学習分野に応用し、特にプログラミングの学習に使用できる学習玩具を提供する。この学習玩具は、移動体が実際に動くという特徴を活かして、幼児等の子供にも理解しやすく使用可能であり、また、より高度なプログラミングの学習もできるようになっているため、年齢層の高い子供にも使用可能なものとなっている。

課題を解決するための手段

0010

かかる課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、移動体の動作の命令であるコマンド情報が記録されている複数枚のコマンド・パネルまたはコマンド・シートを連続して配置し、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートの上を前記移動体が自走しながら前記コマンド情報を読み取り、前記移動体が前記コマンド情報に基づいて動作するとともに、前記移動体に読み取られた前記コマンド情報が前記移動体から携帯型情報処理端末に送信され、受信される前記コマンド情報に基づいて前記携帯型情報処理端末が動作する、学習玩具であって、前記移動体は、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートの上を自走するための移動手段と、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートに記録されている前記コマンド情報を読み取る読取手段と、読み取られる前記コマンド情報を前記携帯型情報処理端末との間で通信できる移動体側通信手段と、読み取られる前記コマンド情報に基づいて前記移動体に動作をさせる移動体側制御手段とを備え、前記携帯型情報処理端末は、前記読取手段に読み取られた前記コマンド情報を前記移動体との間で通信できる第一の端末側通信手段と、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記携帯型情報処理端末の端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記携帯型情報処理端末の端末側音声発生手段に音声を発生させる端末側制御手段とを備える学習玩具としたことを特徴とする。

0011

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の再生データを保持する画像音声再生データ保持手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記画像音声再生データ保持手段から前記再生データを読み出して、前記端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記端末側音声発生手段に音声を発生させる学習玩具としたことを特徴とする。

0012

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の前記再生データを保持する前記画像音声再生データ保持手段を備え、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される複数の前記コマンド情報を記憶する第一の端末側記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記第一の端末側記憶手段に記憶されている複数の前記コマンド情報に基づいて、前記画像音声再生データ保持手段から所定の前記再生データを読み出して、前記端末側表示手段に画像を表示させ、または、前記端末側音声発生手段に音声を発生させる学習玩具としたことを特徴とする。

0013

請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、前記端末側表示手段に表示される画像または前記端末側音声発生手段から発生される音声の前記再生データを保持する前記画像音声再生データ保持手段を備え、前記移動体と背景からなる画像を撮影できる撮像手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記撮像手段に撮影される前記移動体と前記背景の画像を前記端末側表示手段に表示させるとともに、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて前記画像音声再生データ保持手段から前記再生データの画像を読み出して、読み出した前記再生データの画像を前記背景の部分の画像に重ね合わせるように前記端末側表示手段に表示させる学習玩具としたことを特徴とする。

0014

請求項5に係る発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載の構成に加えて、前記移動体は、前記コマンド情報に基づく前記移動体の動作の内容を決定する移動体動作パラメータを記憶する動作パラメータ記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる端末側入力手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される、前記移動体動作パラメータを書き換えて前記動作パラメータ記憶手段に記憶させる書換パラメータを、前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記書換用パラメータに基づいて、前記動作パラメータ記憶手段に前記移動体動作パラメータを書き換えて記憶させる学習玩具としたことを特徴とする。

0015

請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の何れか1項に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて画像を表示させる前記端末側表示手段を備え、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置を検出して、検出した前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置を前記端末側表示手段に表示させる学習玩具としたことを特徴とする。

0016

請求項7に係る発明は、請求項1乃至6の何れか1項に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる前記端末側入力手段を備え、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される前記移動体の動作の命令である動作指示情報を、前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記動作指示情報に基づいて前記移動体に動作をさせた後、前記移動体の前記読取手段に前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートから前記コマンド情報を読み取らせて、読み取った前記コマンド情報を前記携帯型情報処理端末に向けて前記移動体側通信手段に送信させて、その後、前記移動体の動作を停止させて、前記移動体が前記動作指示情報を受け付ける状態にさせる学習玩具としたことを特徴とする。

0017

請求項8に係る発明は、請求項7に記載の構成に加えて、前記携帯型情報処理端末は、学習者が入力をすることができる前記端末側入力手段を備え、前記端末側入力手段に入力される複数種類の前記動作指示情報と一対一対応関係にある複数種類の仮想パネルの中から学習者に入力される前記仮想パネルの種類と、あらかじめ定められている前記仮想パネルの入力可能領域の中の前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を記憶する第二の端末側記憶手段を有し、前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記第二の端末側記憶手段に記憶させるとともに、前記第二の端末側記憶手段に記憶されている、全ての、前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記端末側表示手段に表示させて、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの入力位置が、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記移動体の位置と一致する場合に、入力される前記仮想パネルと一対一の対応関係にある前記動作指示情報を前記移動体に向けて前記第一の端末側通信手段に送信させて、前記移動体の前記移動体側制御手段は、前記携帯型情報処理端末から送信されて前記移動体側通信手段に受信される前記動作指示情報に基づいて前記移動体に動作をさせる学習玩具としたことを特徴とする。

0018

請求項9に係る発明は、請求項8に記載の構成に加えて、請求項8に記載の学習玩具に含まれる前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せを複数組備え、複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの一の前記携帯型情報処理端末は、前記一の前記携帯型情報処理端末と組合せになっている一の前記移動体から送信されて前記第一の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報と、前記端末側入力手段に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を含む入力情報と、を複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの他の前記携帯型情報処理端末との間で通信できる第二の端末側通信手段を有する学習玩具としたことを特徴とする。

0019

請求項10に係る発明は、請求項9に記載の構成に加えて、複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記コマンド情報が前記一の前記携帯型情報処理端末と組合せになっている前記一の前記移動体から送信されて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第一の端末側通信手段に受信されたときに、受信された前記コマンド情報を前記他の前記携帯型情報処理端末に向けて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に送信させて、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記一の前記携帯型情報処理端末から送信されて前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に受信される前記コマンド情報に基づいて、前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記一の前記移動体の位置を検出して、検出した前記コマンド・パネルまたは前記コマンド・シートが複数配置されている領域上の前記一の前記移動体の位置を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側表示手段に表示させる学習玩具としたことを特徴とする。

0020

請求項11に係る発明は、請求項9または10に記載の構成に加えて、複数組の前記移動体と前記携帯型情報処理端末の組合せのうちの前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記仮想パネルの種類と前記仮想パネルの入力位置及び入力方向とが前記一の前記携帯型情報処理端末の前記端末側入力手段に入力されるときに、入力される前記仮想パネルの前記入力情報を前記他の前記携帯型情報処理端末に向けて、前記一の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に送信させて、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側制御手段は、前記一の前記携帯型情報処理端末から送信されて前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側通信手段に受信される前記仮想パネルの前記入力情報に基づいて、前記一の前記携帯型情報処理端末に入力される前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側記憶手段に記憶させるとともに、前記他の前記携帯型情報処理端末の前記第二の端末側記憶手段に記憶されている、全ての、前記仮想パネルの種類と、前記仮想パネルの入力位置及び入力方向と、を前記他の前記携帯型情報処理端末の前記端末側表示手段に表示させる学習玩具としたことを特徴とする。

0021

請求項12に係る発明は、請求項1乃至11の何れか1項に記載の構成に加えて、前記移動体は、前記コマンド情報に基づいて、前記移動体の本体を発光させる移動体側発光手段または前記移動体から音声を発生させる移動体側音声発生手段を備える学習玩具としたことを特徴とする。

0022

請求項13に係る発明は、請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられる学習玩具用移動体であることを特徴とする。

0023

請求項14に係る発明は、請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられる学習玩具用コマンド・パネルであることを特徴とする。

0024

請求項15に係る発明は、請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられる学習玩具用コマンド・シートであることを特徴とする。

0025

請求項16に係る発明は、請求項1乃至12の何れか1項に記載の学習玩具に用いられる学習玩具用携帯型情報処理端末であることを特徴とする。

発明の効果

0026

請求項1の発明によれば、移動体はコマンド・パネルまたはコマンド・シートからコマンド情報を読み取り、そのコマンド情報に基づいて動作をするため、学習者が、コマンド・パネルの種類を選択して、それを配置することによって、移動体に多様な動作をさせることができる。

0027

また、学習者は、移動体の動き直接観察できるため、幼児等の子供にも視覚を通して動きが理解しやすく、興味を持ってプログラミングの学習をすることができる。一方で、コマンド情報に基づいて携帯型情報処理端末も動作をさせることにより、多様な内容を表現でき、低年齢の子供だけでなくそれ以上の年齢層の子供も興味を持ってこの学習玩具でプログラミングを学ぶことができる。

0028

さらに、読み取られるコマンド情報によって、移動体のみが動作する基本的な構成だけでなく、移動体と携帯型情報処理端末との複数の対象が動作するため、プログラミングによる操作の対象が拡大し、高度なプログラミングの学習ができる。このため、幼児等の子供に対しては、コマンド・パネルと移動体のみの動作が認識しやすい基本的な構成で学習ができ、年齢層の高い子供に対しては、コマンド・パネル、コマンド・シート、移動体及び携帯型情報処理端末からなる多様な構成でより高度な学習をすることができる。この結果、子供の発達段階に応じて、基礎的な内容から高度な内容に至るまで段階的に難易度を変更することができる。また、子供が飽きてしまうことや、子供の成長により、短期間のうちに使われなくなってしまうことを防ぎ、長期間にわたりこの学習玩具を使用することができる。さらに、携帯型情報処理端末を支え基礎技術である無線通信画像処理等について、学習体験を通じて、どのようなものか認識することができ、プログラミングの際に必要となる基礎知識を養うことができる。

0029

請求項2の発明によれば、携帯型情報処理端末は、コマンド情報に基づいて、多種多様な再生データを端末側表示手段に表示させ、または、端末側音声発生手段から発生させることができる。

0030

このため、基礎的な内容から高度な内容に至るまで携帯型情報処理端末に再生される内容を段階的に変更して学習することができる。また、再生される内容を複数保持しておくことで、再生させる内容を変化させることができ、学習者は飽きずに学習を続けることができる。

0031

請求項3の発明によれば、携帯型情報処理端末は、複数のコマンド情報に基づいて画像を表示したり、または、音声を発生したりする。複数のコマンド情報の種類やその組合せに基づいて表示される画像や発生させる音声の再生データを多数、保持させておくことができ、コマンド・パネルの種類や順序により、画像や音声を様々に変化させることができる。このため、学習者は、飽きることなく学習を続けることができる。また、1個のコマンド情報だけでなく複数のコマンド情報に基づいて、携帯型情報処理端末が動作するため、学習者は、複数のコマンド・パネルの種類や組合せを考慮する必要が生じ、高度なプログラミングの学習をすることができる。

0032

請求項4の発明によれば、携帯型情報処理端末は、撮像手段で撮影される画像を端末側表示手段に表示するとともに、その画像を画像処理することにより、移動体の背景画像の部分に再生データの画像を表示する。これは、拡張現実(AR:Augmented Reality)と呼ばれる技術である。このため、学習者は、学習体験を通して、拡張現実という技術がどのようなものかを認識することができる。また、拡張現実を実現する画像処理の過程を、端末側表示手段に表示することもでき、学習者は、どのように画像の処理が行われていくのかを学習することができる。

0033

請求項5の発明によれば、学習者は、携帯型情報処理端末を操作して、移動体の動作の内容を変更することができる。学習者は、携帯型情報処理端末の操作方法を学習することができるとともに、プログラムとパラメータの役割の違いについて、学習体験を通して、認識することができる。さらに、学習者は、移動体動作パラメータにゼロを設定することで、移動体にその動作自体をさせないように操作することができ、ゼロという概念を学習することができる。

0034

請求項6の発明によれば、携帯型情報処理端末は、コマンド・パネルまたはコマンド・シートが複数配置されている領域上の移動体の位置を検出して、表示する。このため、学習者は、携帯型情報処理端末の表示を観察することにより、移動体の位置を認識することができる。学習者は、携帯型情報処理端末を通して、一目で移動体の位置を認識できるため、移動体の位置が把握しやすくなり、円滑にプログラミングの学習を進めることができる。

0035

請求項7の発明によれば、学習者は、携帯型情報処理端末を操作して、移動体の動作を操作することができる。学習者は、コマンド・パネルからのみでなく、携帯型情報処理端末からも操作を行えるようになり、複数の異なる入力経路から1個の出力対象である移動体が操作可能であることを学習できる。

0036

請求項8の発明によれば、携帯型情報処理端末は、入力される仮想パネルの入力情報を記憶するとともに、記憶されている全ての仮想パネルの入力情報を表示する。また、携帯型情報処理端末は、入力される仮想パネルの位置に応じて、自動的に、移動体に所望の動作をさせる。このため、学習者は、それまでに入力された全ての仮想パネルの種類、入力位置及び入力方向を、携帯型情報処理端末の表示を通して認識することができる。また、学習者は、携帯型情報処理端末に仮想パネルの入力を行うことにより、移動体に所望の動作をさせることができる。この結果、学習者は、実際にコマンド・パネルを配置することなく、携帯型情報処理端末を操作することにより、同様のプログラミング学習を行うことができる。学習者は、コマンド・パネルを配置する手間が省かれ、効率よく学習をすることができる。

0037

請求項9の発明によれば、移動体と携帯型情報処理端末の組合せを複数組備えており、全ての携帯型情報処理端末が通信によりデータを送受信して、データを共有することができる。このため、全ての学習者が、データを共有しながら同時に学習することができる。

0038

請求項10の発明によれば、移動体と携帯型情報処理端末の組合せを複数組備えており、全ての携帯型情報処理端末の間で、全ての移動体の位置が共有されて表示される。このため、学習者は、自らの携帯型情報処理端末の表示を観察することにより、自らの移動体の位置だけでなく、他の学習者の移動体の位置も全て認識することができる。このため、学習者が離れた場所にいて、学習者全員が全ての移動体の位置を直接目視により観察できない場合でも、全ての学習者は、その他の学習者の移動体の現在位置を把握しながら学習することができる。

0039

請求項11の発明によれば、移動体と携帯型情報処理端末の組合せを複数組備えており、全ての携帯型情報処理端末の間で、全ての携帯型情報処理端末に入力される全ての仮想パネルの入力情報が共有されて表示される。このため、学習者は、自らの携帯型情報処理端末の表示を観察することにより、自らがそれまでに入力した全ての仮想パネルの入力情報だけでなく、他の学習者がそれまでに入力した全ての仮想パネルの入力情報も認識することができる。このため、全ての学習者が、それまでに入力した全ての仮想パネルの入力情報を共有しながら、学習することができて、開始時から現時点までに入力された仮想パネルの入力情報について学習者間でコミュニケーションを取りながら、学習を進めることができる。

0040

請求項12の発明によれば、移動体は、コマンド情報に基づいて本体を発光させたり、または、音声を発生させたりすることができる。このため、学習者は、移動体の動きを直接観察でき、幼児等の子供でも視覚や聴覚を通して意味を理解しやすくなり、興味を持ってプログラミングの学習をすることができる。また、移動体の移動や回転だけでなく、発光したり、音声を発したりすることで移動体の動作が多様化する。この結果、プログラミングの幅が広がり、学習者は、高度なプログラミングの学習をすることができる。

0041

請求項13の発明によれば、学習玩具用移動体は、複数台数購入することができ、学習者は、複数の移動体を使用した学習ができる。

0042

請求項14の発明によれば、学習玩具用コマンド・パネルは、記録されるコマンド情報の種類を増加させることができるため、多様な動作を移動体に行わせることができる。この結果、多様で高度なプログラミングの学習をすることができる。また、学習に使用するコマンド・パネルの種類を選択することで、プログラミングの難易度を段階的に調節することができる。このため、学習者の発達段階に応じたプログラミングの学習が可能になる。さらに、学習玩具用コマンド・パネル単体で、販売できるため、学習者は、必要に応じて、学習玩具用コマンド・パネルを買い足すことができる。

0043

請求項15の発明によれば、学習者は、コマンド・パネルを使用せず、コマンド・シートを使用して学習することができ、学習方法が多様化する。この結果、学習者は、飽きることなく学習を続けることができる。

0044

請求項16の発明によれば、学習玩具用携帯型情報処理端末は、画像の表示手段または音声発生手段を備えているため、多様な内容を表現でき、低年齢の子供だけでなくそれ以上の年齢層の子供にも興味を持ってプログラミングの学習をすることができる。また、学習者は、学習体験を通して、携帯型情報処理端末の操作方法を学習することができる。さらに、学習者は、専用品として開発製造された携帯型情報処理端末だけでなく、市販の携帯型情報処理端末を使用することができ、低価格でプログラミングの学習が可能になる。

図面の簡単な説明

0045

この発明の実施の形態1に係る学習玩具の全体構成を概略的に示す斜視図である。
同実施の形態1に係る移動ロボットを概略的に示す図であり、(a)は正面図、(b)は底面図である。
同実施の形態1に係る移動ロボットの走行機構を下側から見た概略的斜視図である。
同実施の形態1に係る移動ロボットの移動ロボット側制御回路を概略的に示すブロック図である。
移動ロボットの動作パラメータのデータ構造を示す図であり、(a)はデータ構造を説明する図、(b)は移動ロボットの進行方向を決定させるコマンド情報に対応するデータ構造を説明する図、(c)は移動ロボットに一回転させるコマンド情報に対応するデータ構造を説明する図、(d)は移動ロボットの発光部を発光させるコマンド情報に対応するデータ構造を説明する図、(e)は移動ロボットにイヌ鳴き声を再生させるコマンド情報に対応するデータ構造を説明する図、(f)はオリジナルパネルに記録されているコマンド情報に対応するデータ構造を説明する図である。
同実施の形態1に係るタブレットコンピュータの概略的正面図である。
同実施の形態1に係るタブレットコンピュータの制御回路を概略的に示すブロック図である。
同実施の形態1に係る通信のデータ構造を示す図であり、(a)は通信のデータ構造を説明する図、(b)は移動ロボットから送信されるデータ構造を説明する図、(c)は書換用パラメータが移動ロボット向けて送信される際の通信のデータ構造を説明する図、(d)は動作指示情報が移動ロボットに向けて送信される際の通信のデータ構造を説明する図、(e)はタブレットコンピュータの間でコマンド情報が送受信される際の通信のデータ構造を説明する図、(f)は、タブレットコンピュータの間で仮想パネルの入力情報が送受信される際の通信のデータ構造を説明する図である。
同実施の形態1に係るコマンド・パネルの複数の例を示す平面図である。
同実施の形態1に係るコマンド・パネルの複数の例を示す平面図である。
同実施の形態1に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、(a)は第1の例を示す図、(b)は第2の例を示す図である。
同実施の形態1に係るタブレットコンピュータにコマンド情報に基づいて所定の画像が表示されている様子を示す概念図である。
学習者が、同実施の形態1に係るタブレットコンピュータを使用して、移動ロボットとその背景を撮影しながら、その映像を観察している様子を示す概念図である。
同実施の形態1に係るタブレットコンピュータに移動ロボット動作パラメータを書き換えて記憶させる際の画面を示す概念図である。
同実施の形態1に係るタブレットコンピュータにオリジナルパネルの移動ロボット動作パラメータを設定する際の画面を示す概念図である。
同実施の形態2に係る対戦ゲームが実行されている様子を概略的に示す平面図である。
同実施の形態2に係る仮想パネルの複数の例を示す平面図である。
同実施の形態2に係る対戦ゲームが実行されているときのタブレットコンピュータの動作状態を示す概念図である。

実施例

0046

[発明の実施の形態1]
この発明の実施の形態1について、図1図15を用いて説明する。

0047

図1は、この実施の形態1に係る学習玩具100の全体構成を概略的に示す図である。図1に示したように、学習玩具100は、「移動体」としての1台の移動ロボット110と、複数枚のコマンド・パネル121と、「携帯型情報処理端末」であるタブレットコンピュータ130とで構成されている。また、複数のコマンド・パネル121が連続して配置され、移動路120が形成されている。これらのコマンド・パネル121には、移動ロボット110の動作の命令である異なるコマンド情報が記録されている。学習者は、移動ロボット110にさせたい動作に応じて、複数のコマンド・パネル121を順次並べて、任意の移動路120を形成する。移動ロボット110は、これらのコマンド・パネル121の上を自走しながら、コマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を読み取り、コマンド情報に応じた様々な動作を行う。

0048

図2(a)及び(b)は、移動ロボット110の外観概要を示す図である。この移動ロボット110は、本体部211と、底面部212とを有し、本体部211と底面部212とは、着脱できる構造になっている。本体部211には、周囲に渦巻き状に発光部220が形成されている。また、正面の2個の円形部221は、顔の目を模したデザインとして設けられている。底面部212には、移動ロボット110が自走するための「移動手段」である移動機構230と、コマンド・パネル121のコマンド情報を読み取る「読取手段」である光学読取モジュール240が設けられている。

0049

本体部211は、例えば樹脂等の安全性が高い材料で形成することが望ましく、球形部213と円錐形状部214とを組み合わせて形成されている。但し、この本体部211の形状や寸法等は、任意である。

0050

発光部220は、例えば透明の樹脂等の安全性が高い材料で形成される。本体部211内には、移動ロボット110を発光させる「移動体側発光手段」であるRGB光源503(例えばLEDを用いたもの、図1及び図2では示さず)が設けられている。RGB光源503が発光することで、この発光部220が発光して見えるように構成されている。RGB光源503は、赤、緑、及び青のLEDで構成され、RGB光源503の赤、緑、及び青の発光の組合せによって、移動ロボット110の発光部220を任意の色に発光させることができる。この実施の形態1では、発光部220の形状を図2(a)に示したように渦巻き状としたが、この発光部220の形状は任意である。

0051

底面部212は、例えば樹脂等の安全性が高い材料で形成することが望ましく、下側に突出する凸面を有している。但し、底面部212の形状等は任意である。図3には、本体部211から底面部212を取り外した状態で、底面部212に配置された移動機構230を示している。図3斜め下方から見た斜視図を示している。

0052

移動機構230は、この移動ロボット110を移動・回転等させるための機構である。この移動機構230は、図2及び図3に示したように、一対の回転脚231と、一対の補助ボール232とを備えている。

0053

一対の回転脚231は、底面部212の外縁付近から、外側に傾斜した状態で、突出して配置されている。これら回転脚231は、底面部212の中心を挟んで、対称な位置に配置されている。これら回転脚231は、先端に形成された球面で、床面に接する。また、これら回転脚231は、本体部211内に配置された、一対のモータ401(図4参照)の駆動軸(図示せず)にそれぞれ連結されており、これらの駆動軸によって回転駆動される。

0054

一対の補助ボール232は、底面部212の外縁付近に、この底面部212から突出した状態で、回転自在に設けられている。すなわち、これら補助ボール232は、底面部212の上側に設けられた保持部材(図示せず)で保持されているにすぎず、駆動力を有さない。また、補助ボール232は、本体部211の内部に確実に保持されるようになっている。補助ボール232が、底面部212の孔径から外側に絶対に飛び出さない安全対策がされているため、万が一にも、補助ボール232が、脱落することはなく、学習者は安心して学習をすることができる。また、これら補助ボール232は、平面視で回転脚231からそれぞれ略90゜の位置に配置されると共に(図2(b)参照)、これら回転脚231と同時に床面に接するような高さに配置されている(図2(a)参照)。

0055

回転脚231及び補助ボール232を、このように配置することで、移動ロボット110の本体部211が傾くこと無しに安定した状態で床面に置くことができると共に、移動ロボット110の移動・回転等の動作をスムーズに行うことができる。但し、移動機構230の具体的構造は任意であり、前進や回転等の動作を行うことができるものであればよい。

0056

移動ロボット110は、一対の回転脚231の回転制御をそれぞれ個別に行うことで、直進、回転、右折左折等を行うことができる。例えば、移動ロボット110を直進させたい場合は、一対の回転脚231を同じ回転速度で同じ方向に回転させればよい。一方、移動ロボット110を、移動することなくその場で回転させたい場合には、一対の回転脚231を、同じ回転速度で逆方向に回転させればよい。また、一対の回転脚231を全て停止させれば、動いている移動ロボット110は停止する。

0057

移動ロボット110は、コマンド・パネル121の上に乗った状態で、コマンド・パネル121に記録されたコマンド情報を読み取り、読み取ったコマンド情報に基づいて所望の動作をする。

0058

移動ロボット110の光学読取モジュール240は、図2及び図3に示したように、底面部212の中心位置部分に下向きに取り付けられており、真下にあるコマンド・パネル121を読み取ることができるようになっている。

0059

光学読取モジュール240は、二次元ドットパターンを使用した方式(特許第3829143号、特許第4054339号)を用いてコマンド・パネル121に記録されたコマンド情報を光学的に読み取ることができる構成になっている。

0060

コマンド・パネル121表面には、コマンド情報と一対一に対応する二次元のドットパターンが印刷されており、この光学読取モジュール240に内蔵されている二次元配列光センサが光学的にこのドットパターンの画像を検出できるようになっている。読み取られる二次元のドットパターンからは、コマンド情報が検出できるだけでなく、コマンド・パネル121の向きも検出できる。このため、コマンド・パネル121に対して、移動ロボット110がどの方向を向いているかを識別できるようになっている。また、二次元のドットパターンは、小さく目立ちにくいように印刷されている。

0061

二次元のドットパターンを使用したこの方式は、十分に大きい容量のデータをコマンド・パネル121に記録することができ、また、二次元のドットパターンが視覚的に認識し難い状態で付加できるため、光学読取モジュール240がコマンド・パネル121を読み取る方法として好適である。

0062

なお、コマンド・パネル121にコマンド情報を付加する方法は、特に限定されない。例えば、バーコード二次元コード等を光学的に読み取る方法であっても良いし、情報を磁気的に記録する方法であっても良いし、IC(IntegratedCircuit)チップ等を用いる方法であってもよいし、他の方法であってもよい。また、コマンド情報は、コマンド・パネル121の表面に印刷等で付加してもよいし、コマンド・パネル121の内部や裏面に付加してもよい。すなわち、そのコマンド・パネル121上に移動ロボット110が位置しているときに、その移動ロボット110がコマンド情報を読み取れさえすれば、どのような方法であってもよい。

0063

移動ロボット110の本体部211には、図4に示したような移動ロボット側制御回路500が配置されている。

0064

この移動ロボット側制御回路500は、読み取られるコマンド情報をタブレットコンピュータ130との間で通信する「移動体側通信手段」である移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュール510と、「動作パラメータ記憶手段」である動作パラメータ用ROM(Read Only Memory)511と、移動ロボット110に動作をさせる「移動体側制御手段」である移動ロボット側制御部501とを有している。さらに、この移動ロボット側制御回路500には、RGB光源503と、この移動ロボット110から音声を発生させる「移動体側音声発生手段」である移動ロボット側スピーカ508とが含まれている。また、移動ロボット110の機能は、これらに限定されず、他の機能を追加してもよい。

0065

移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュール510は、Bluetooth(登録商標)通信機能を有するタブレットコンピュータ130との間で無線通信により、データの送受信を可能にするモジュールである。なお、移動ロボット110とタブレットコンピュータ130の間の通信を可能するものであれば、Bluetooth(登録商標)に限らず、Wi−Fi(登録商標)などのその他の無線通信方式により構成してもよい。また、移動ロボット110とタブレットコンピュータ130の間を有線で接続し通信する構成でもよい。

0066

動作パラメータ用ROM511には、フラッシュメモリが用いられている。フラッシュメモリは、電気的にデータを書き換えることができ、電源を切ってもそのデータが保存される不揮発性メモリである。なお、不揮発性メモリであれば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などのその他の種類のメモリが使用できる。なお、フラッシュメモリは、フラッシュROM(Flash ROM)とも呼ばれている。動作パラメータ用ROM511には、コマンド情報に基づく移動ロボット110の動作の内容を決定する「移動体動作パラメータ」である移動ロボット動作パラメータ600が記憶されている。

0067

移動ロボット動作パラメータ600は、図5(a)に示したように、例えば10個のパラメータが連続して配列する構造をしている。1個のパラメータには、1バイト(8ビット)で表すことができる0から255までの数値を記憶させることができる。もちろん移動ロボット動作パラメータ600の記憶領域の構造は、その他の構造であってよい。移動ロボット動作パラメータ600は、各々のコマンド情報について一対一に対応するように複数存在し、コマンド情報ごとに、動作パラメータ用ROM511にアドレス区切りメモリ領域が確保されている。また、動作パラメータ用ROM511の任意のアドレスのパラメータは、書き込みと読み出しがができ、書き込まれたパラメータは、電源を切っても、保存されている。なお、移動ロボット動作パラメータ600についての詳細は、後述する。

0068

また、動作パラメータ用ROM511は、後述する移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521によって、その機能を実現させてもよい。

0069

移動ロボット側制御部501には、図4に示したように、RGB光源駆動部502、電源スイッチ504、光学読取モジュール240、モータコントローラ506、移動ロボット側音声再生部507、移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュールI/F部509が接続されている。

0070

移動ロボット側制御部501は、接続されている電子要素を制御するプログラムに従って処理を行う移動ロボット側CPU(Central Processing Unit)520と、移動ロボット側CPU520を動作させるためのプログラムやデータを保持している移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521と、移動ロボット側CPU520の動作に必要なデータを一時的に保持する移動ロボット側制御部用RAM(Random Access Memory)522などから構成されている。移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521としてフラッシュメモリ、移動ロボット側制御部用RAM522としてSRAM(Static Random Access Memory)が用いられているが、その他の種類のメモリであってよい。

0071

移動ロボット側制御部501は、光学読取モジュール240から受け取ったコマンド情報に基づいてRGB光源駆動部502、モータコントローラ506、移動ロボット側音声再生部507、移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュールI/F部509を制御することにより、移動ロボット110に動作を実行させる。

0072

RGB光源駆動部502は、移動ロボット側制御部501の制御に基づいて、RGB光源503の赤、緑、及び青の各LEDに印加される電圧パルス幅変調により連続する矩形波形状に変化させて、点滅発光させる発光時間を変化させることで、赤、緑、及び青の発光の強さを調整して、RGB光源503の発光の色を変化させることができる。ただし、RGB光源503の赤、緑、及び青の各LEDの発光は、印加される電圧の大きさを制御することにより発光の強さを調整してもよい。また、RGB光源駆動部502は、RGB光源503に流れる電流を供給する。RGB光源503は、上述したように、移動ロボット側制御部501の制御に基づいて、移動ロボット110の発光部220を所定の色に発光させる。

0073

電源スイッチ504は、移動ロボット110の電源をオンオフするためのスイッチであるが、必須では無い。この電源スイッチ504は、移動ロボット110の本体部211或いは底面部212の、目立たない場所に配置することが望ましい。

0074

光学読取モジュール240は、この光学読取モジュール240が読み取った光学情報から、コマンド情報及び移動ロボット110のコマンド・パネル121に対する方向を検出して、移動ロボット側制御部501へ送る。

0075

モータコントローラ506は、移動ロボット側制御部501の制御に基づいて、一対のモータ401を駆動する。上述のように、これらモータ401の回転速度や回転方向は、対応するコマンド・パネル121のコマンド情報に応じて、個別に決定される。

0076

移動ロボット側音声再生部507は、移動ロボット側制御部501の制御に基づいて、移動ロボット側スピーカ508に音声を再生させる。移動ロボット側スピーカ508が再生する音声の種類や音階等は、対応するコマンド・パネル121のコマンド情報に応じて決定される。

0077

移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュールI/F部509は、移動ロボット側制御部501と移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュール510の間のインターフェイスをする機能を発揮する。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュールI/F部509を介することで、無線通信のハードウェアプロトコルを特に意識することなく、タブレットコンピュータ130の通信を行うことができる。

0078

本体部211には、このような移動ロボット側制御回路500の他、バッテリ(図示せず)等も収容されている。バッテリの種類は限定されず、例えば乾電池でもよいし、充電池等でもよい。

0079

なお、図4には示さなかったが、移動ロボット側制御回路500に加速度センサ音声録音用マイク等を接続して、より複雑な動作を移動ロボット110に実行させることができるようにしてもよい。

0080

図6は、タブレットコンピュータ130の概略図である。タブレットコンピュータ130の表面には、「端末側表示手段」である液晶画面と学習者が入力をすることができる「端末側入力手段」であるタッチパネル一体化したタッチパネル付き液晶画面701が設けられている。学習者は、タッチパネル付き液晶画面701に表示される画像を見ることができ、指でタッチパネル付き液晶画面701に接触することで、タブレットコンピュータ130に入力することができる。なお、移動ロボット110と通信できる機能を有し、画像が表示でき、音声が発生できる機能を備えていれば、タブレットコンピュータ130に限らず、スマートフォン携帯情報端末(PDA)などであってもよいし、パーソナルコンピュータなどであってもよい。また、タブレットコンピュータ130は、専用品として開発製造をしてもよいし、一般に流通し容易に入手できるものを使用してもよい。また、表示部は液晶ディスプレイ以外にも、有機ELディスプレイ等のその他のデバイスを使用してもよい。

0081

図6に示したように、タブレットコンピュータ130の周囲は、ゴム製のガード702に覆われており、タブレットコンピュータ130が落下しても壊れにくい構造になっている。また、タブレットコンピュータ130のガード702の両端中央部にはグリップ部703が形成されており、子供でも扱いやすい構造になっている。さらに、タブレットコンピュータ130の表面の左下部には、デザイン表示部704が設けられ、イヌ、ライオンニワトリゾウネコ動物の絵が印刷され、子供が親しみやすい表示がされている。

0082

図7には、タブレットコンピュータ130に内蔵されているタブレット側制御回路800のブロック図が示されている。

0083

このタブレット側制御回路800は、「第一の端末側通信手段」であるタブレット側Bluetooth(登録商標)通信部802と、タッチパネル付き液晶画面701と、このタッチパネル付き液晶画面701を制御するタッチパネル付き液晶画面コントローラ803と、「端末側音声発生手段」であるタブレット側スピーカ805と、このタブレット側スピーカ805から音声を発生させるタブレット側音声再生部804とを有する。

0084

また、タブレット側制御回路800は、タッチパネル付き液晶画面701に画像を表示させたり、タブレット側スピーカ805から音声を発生させたりする「端末側制御手段」であるタブレット側制御部801を有する。

0085

さらに、タブレット側制御回路800は、タッチパネル付き液晶画面701及びタブレット側スピーカ805から再生される画像や音声を保存しているデータの「画像音声再生データ保持手段」である画像音声再生データ用メモリ806を有する。

0086

またさらに、タブレット側制御回路800は、移動ロボット110の画像を撮影できる「撮像手段」である二次元CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)エリアセンサ808と、この二次元CMOSエリアセンサ808を作動させて撮像された画像データを読み出すことができる二次元エリアセンサ駆動部807とを有する。

0087

さらにまた、タブレット側制御回路800は、移動ロボット110から送信され、タブレットコンピュータ130に受信される複数のコマンド情報を記憶する「第一の端末側記憶手段」であるタブレット側コマンド情報用RAM809を有する。

0088

また、タブレット側制御回路800は、学習者がタッチパネル付き液晶画面701に入力する複数の仮想パネル122の種類や入力位置や入力方向を記憶する「第二の端末側記憶手段」である仮想パネル用RAM810を有する。

0089

ここで、仮想パネル122とは、学習者がタッチパネル付き液晶画面701に入力できる仮想的なパネルのことである。コマンド・パネル121やコマンド・シート125に記録されているコマンド情報の代わりに、タッチパネル付き液晶画面701に移動ロボット110の動作の命令である動作指示情報を入力することにより、移動ロボット110に所望の動作をさせることができる。学習者が動作指示情報を認識できるように、タッチパネル付き液晶画面701には、コマンド・パネル121の表面に印刷されている絵柄と同様の絵柄の画像を表示させるようになっており、学習者はこの絵柄の画像を目印として動作指示情報を認識して入力できるようになっている。このコマンド・パネル121と同様の絵柄が表示される画像のことを仮想パネル122という。仮想パネル122は、動作指示情報と一対一の対応関係があり、仮想パネル122を設定することにより、動作指示情報を入力したことと同様の効果が生じる。また、コマンド情報と動作指示情報は、どちらも移動ロボット110の動作の命令であり、コマンド・パネル121と仮想パネル122の絵柄が同一であれば、移動ロボット110の動作の命令も同一のものになっている。すなわち、絵柄が同一であれば、移動ロボット110は同一の動作を行うようになっている。コマンド情報と動作指示情報と呼び名を変えているのは、コマンド情報はコマンド・パネル121やコマンド・シート125に記録されている情報であり、コマンド・パネル121やコマンド・シート125から移動ロボット110に読み取られる情報であるのに対して、動作指示情報は、タッチパネル付き液晶画面701に入力される仮想パネル122と一対一の対応関係を有する情報であり、タブレットコンピュータ130から移動ロボット110に向けて送信されるという経路相違がある。この相違を明確にするために、コマンド情報と動作指示情報の呼び名を変えている。

0090

また、仮想パネル122の入力方向が決まれば、入力される仮想パネル122の向きを基準にして、移動ロボット110の進行方向が決定されるようになっている。このため、学習者は、仮想パネル122の入力方向を選択することにより、移動ロボット110を進行させたい方向に、指定して進行させることができるようになっている。

0091

なお、仮想パネル122に対応づけられている動作指示情報は同一であるが、前後方向および左右方向の4方向のうち、それぞれ一方向を指し示す4種類の仮想パネル122を用意してもよい。こうすることにより、学習者は、仮想パネル122の種類と仮想パネル122の入力位置を選択することで、移動ロボット110を所望の進行方向に進行させることができるようになる。この場合には、仮想パネル122の入力方向を選択する必要はなくなる。

0092

さらに、タブレット側制御回路800は、複数のタブレットコンピュータ130の間で通信を可能にする「第二の端末側通信手段」であるWi−Fi通信部811を有する。

0093

図7に示したように、タブレット側制御部801には、タブレット側Bluetooth(登録商標)通信部802と、タッチパネル付き液晶画面コントローラ803と、タブレット側音声再生部804と、画像音声再生データ用メモリ806と、二次元エリアセンサ駆動部807と、タブレット側コマンド情報用RAM809と、仮想パネル用RAM810と、Wi−Fi通信部811が接続され、これらを制御することで、タブレットコンピュータ130に所望の動作を実行させる。

0094

タブレット側制御部801は、接続されている電子要素を制御するプログラムに従って処理を行うタブレット側CPU820と、タブレット側CPU820を動作させるためのプログラムやデータを保持しているタブレット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)821と、タブレット側CPU820の動作に必要なデータを一時的に保持するタブレット側制御部用RAM822などから構成されている。タブレット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)821としてフラッシュメモリ、タブレット側制御部用RAM822としてSRAM及びDRAM(Dynamic Random Access Memory)が用いられている。なお、タブレット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)821に使用されるメモリはEEPROMやハードディスクなどその他の種類でもよいし、また、タブレット側制御部用RAM822に使用されるメモリもその他の種類であってもよい。

0095

タブレット側Bluetooth(登録商標)通信部802は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、タブレットコンピュータ130と移動ロボット110の間で通信し、データの送受信ができるようになっている。

0096

図8(a)は、タブレットコンピュータ130と移動ロボット110との間で送受信される通信のデータ構造の一例を示している。図8(a)は、例えば、1バイト(8ビット)の領域が連続して13個分配列したデータ構造になっている。図8(a)に示したように最初の領域には、データの種類を示すタグの情報が格納されている。例えば、この領域にコマンド情報を示す数値を格納することで、この通信データがコマンド情報を保持していることが認識できる。2番目の領域には、データの内容を示す情報が格納されている。例えば、この領域にそれぞれのコマンド情報の内容を識別できるように各コマンド情報に一対一に対応する数値が格納されている。3番目から12番目の領域は、任意の内容を示すのに使用できるデータ領域になっている。例えば、それぞれのコマンド情報に対する移動ロボット110の動作を規定しているパラメータなどが、この領域に格納される。最後の領域には、チェックサムを計算した結果が格納される。チェックサムの計算方法は、簡単に計算するには、最初から12番目の領域のデータを加算した数値の下位の1バイトの数値を求めればよい。送信したデータ構造のチェックサムと、受信したデータ構造のチェックサムが一致するか確認することで、通信の過程でエラーが発生しているかどうか検出することができる。

0097

この実施の形態1に係る移動ロボット110では、移動ロボット110から送信してタブレットコンピュータ130に受信される通信のデータ構造と、タブレットコンピュータ130から送信して移動ロボット110に受信される通信のデータ構造とが同一になっている。このようにデータ構造を同一にすることで、学習玩具100の開発や改良の際のミスが少なくなり、開発効率の向上に寄与することができる。

0098

なお、タブレットコンピュータ130と移動ロボット110とで、無線通信方式を一致させる必要があるが、Bluetooth(登録商標)に限らず、Wi−Fiなどのその他の無線通信方式により構成してもよい。また、有線で接続し通信する構成でもよい。

0099

タッチパネル付き液晶画面コントローラ803は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、タッチパネル付き液晶画面701を作動させて、液晶画面に画像を表示し、また、学習者からタッチパネルに入力される信号を検出して、この信号をタブレット側制御部801が読み取ることができるようにしている。

0100

タブレット側音声再生部804は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、タブレット側スピーカ805に音声を再生させる。タブレット側スピーカ805が再生する音声の種類や音階等は、画像音声再生データ用メモリ806に保存されている中から、コマンド情報に基づいて決定される。

0101

画像音声再生データ用メモリ806には、タブレットコンピュータ130のタッチパネル付き液晶画面701に表示される画像やタブレット側スピーカ805から発生される音声の「再生データ」である画像音声データファイルが複数、保存されている。画像音声データファイルには、画像と音声の動画を再生できるデータが記録されており、MP4のファイル形式になっている。ただし、ファイルの形式は、AVI、MOV、MPEG−2など、MP4以外の形式であってもよい。また、再生データは、静止画であってもよい。この場合のファイルの形式は、PNG、JPEG、GIFなどを使用することができる。再生される画像音声データファイルは、コマンド情報に基づいて、画像音声再生データ用メモリ806に保存されている複数の画像音声データファイルの中からタブレット側制御部801により決定される。画像音声再生データ用メモリ806には、フラッシュメモリが用いられているが、その他の不揮発性メモリを使用してもよい。また、画像音声再生データ用メモリ806は、タブレット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)821によって、その機能を実現させてもよい。さらに、画像音声再生データ用メモリ806は、タブレットコンピュータ130に内蔵せず、SDカードUSBメモリなどの外付けメモリに複数の画像音声データファイルを保存して、この外付けメモリをタブレットコンピュータ130に装着することにより実現してもよい。

0102

二次元エリアセンサ駆動部807は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、タブレットコンピュータ130に内蔵されている二次元CMOSエリアセンサ808を作動させて、外部からの像をCMOSエリアセンサが受光することで画像を取り込み、受光信号をA/D変換する。こうすることによりアナログ信号からデジタルデータに変換して、その画像データをタブレット側制御部用RAM822であるDRAMに読み込めるようになっている。タブレット側制御部801は、読み込まれた画像データに対して、画像処理を行うことができる。また、タブレット側制御部801が加工した画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させることもできる。なお、二次元CMOSエリアセンサ808は、CCD(Charged-Coupled Device)エリアセンサなどのCMOSエリアセンサ以外の種類を使用してもよい。

0103

タブレット側コマンド情報用RAM809は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、移動ロボット110から送信されて、タブレット側Bluetooth(登録商標)通信部802に受信される複数のコマンド情報を順次、記憶することができる。移動ロボット110に読み取られるすべてのコマンド情報は、移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信されて、そのすべてのコマンド情報がタブレットコンピュータ130に受信される。タブレット側制御部801は、そのすべてのコマンド情報をタブレット側コマンド情報用RAM809に順次、記憶させていく。もちろん、移動ロボット110から送信されるすべてのコマンド情報を記憶させる必要はなく、選択された複数のコマンド情報のみを記憶させるようにしてもよい。移動ロボット110に読み取られるコマンド情報をタブレット側コマンド情報用RAM809に記憶させておくことにより、タブレット側制御部801は、現在の移動ロボット110の動作を検出できるだけでなく、過去から現在までのコマンド情報をいつでも読み出すことができるため、移動ロボット110が過去にどのような動作をしたか再現することができる。また、複数のコマンド情報の組合せに基づいて、タブレット側制御部801は、タッチパネル付き液晶画面701に表示する画像やタブレット側スピーカ805から発生させる音声を変化させることも可能になる。タブレット側コマンド情報用RAM809には、SRAMが用いられているが、その他の種類のメモリを使用してもよい。また、タブレット側コマンド情報用RAM809は、タブレット側制御部用RAM822によって、その機能を実現させてもよい。

0104

仮想パネル用RAM810は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、学習者がタッチパネル付き液晶画面701に入力する複数の仮想パネル122の種類や、あらかじめ定められている仮想パネル122の入力可能領域の中の仮想パネル122の入力位置である入力座標や、仮想パネル122の入力可能領域の中の仮想パネル122の入力方向を順次、記憶することができる。

0105

仮想パネル122の入力可能領域とは、複数のコマンド・パネル121やコマンド・シート125が四角形領域に敷き詰められて、移動ロボット110がその上を移動できる四角形領域と対応関係にあるタッチパネル付き液晶画面701に画像として表示される領域のことである。移動ロボット110が移動できる四角形領域の中の位置と、仮想パネル122の入力可能領域の中の位置とは、一対一の対応関係がある。すなわち、タッチパネル付き液晶画面701に表示される仮想パネル122の入力可能領域の中の位置に、仮想パネル122を入力することにより、仮想パネル122の入力可能領域と一対一の対応関係にある移動ロボット110が移動できる四角形領域の位置に仮想パネル122を配置するのと同様の効果を生じさせることができる。

0106

例えば、7行7列の正方形領域を構成するように複数のコマンド・パネル121やコマンド・シート125が配置された上を移動ロボット110が移動できるものとする。1行1列の位置から7行7列の位置までの合計49個分の位置を、それぞれ1行1列の位置に対応する座標位置から7行7列の位置に対応する座標位置として、格子状の画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させることにより、仮想パネル122の入力可能領域を表示させることができる。こうすることにより、移動ロボット110が移動できる正方形領域の中の座標位置と、タッチパネル付き液晶画面701に表示される仮想パネル122の入力可能領域の中の座標位置を一対一に対応づけることができる。

0107

なお、仮想パネル122の入力可能領域として、あらかじめ7行7列の領域と13行13列の領域と21行21列の領域の3種類が用意されている。学習者は、この学習玩具100による学習を開始する前に、この3種類の内の1種類を選択できるようになっている。ただし、仮想パネル122の入力可能領域の大きさは、これら3種類に限定されるものでなく、任意に設定することができる。

0108

なお、複数のコマンド・パネル121やコマンド・シート125が四角形領域に敷き詰められて、移動ロボット110がその上を移動できる四角形領域が、「コマンド・パネル121またはコマンド・シート125が複数配置されている領域」に該当する。この移動ロボット110が移動できる領域は、四角形領域に限らず、その他の形状の領域にしてもよい。

0109

学習者が、タッチパネル付き液晶画面701に表示されている仮想パネル122の入力可能領域の中の任意の座標位置に、仮想パネル122の種類と、仮想パネル122の方向を入力すると、この入力信号は、タッチパネル付き液晶画面コントローラ803を介して、タブレット側制御部801に検出される。タブレット側制御部801は、仮想パネル122の入力可能領域の中の入力座標である行番号及び列番号と、入力された仮想パネル122の種類と、入力された仮想パネル122の方向とを、仮想パネル用RAM810に記憶させる。タブレット側制御部801が、仮想パネル122の入力可能領域の中の任意の座標位置に入力された仮想パネル122の種類と方向とを読み出すには、仮想パネル用RAM810から、仮想パネル122の入力可能領域の中の行番号と列番号を順次読み出して、読み出そうとする座標位置の行番号と列番号が一致する記憶領域の仮想パネル122の種類と方向を読み出すことにより行われる。

0110

仮想パネル用RAM810には、SRAMが用いられているが、その他の種類のメモリを使用してもよい。また、仮想パネル用RAM810は、タブレット側制御部用RAM822によって、その機能を実現させてもよい。

0111

Wi−Fi通信部811は、タブレット側制御部801の制御に基づいて、複数のタブレットコンピュータ130の間で通信し、データの送受信ができるようになっている。Wi−Fi通信部811による複数のタブレットコンピュータ130の間の通信のデータ構造も、図8(a)に示したものと同様の構造になっている。図8(a)に示した通信のデータ構造は、上述したタブレット側Bluetooth(登録商標)通信部802によるタブレットコンピュータ130と移動ロボット110の間の通信のデータ構造と同一なものになっている。このように通信のデータ構造を同一にすることで、学習玩具100の開発や改良の際のミスが少なくなり、開発効率の向上に寄与することができる。ただし、図8(a)に示した通信のデータ構造は、一例であり、この他のデータ構造を採用してもよいのは、もちろんである。

0112

複数のタブレットコンピュータ130の間の通信では、移動ロボット110がコマンド・パネル121やコマンド・シート125から読み取るコマンド情報であって移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信されるコマンド情報や、タッチパネル付き液晶画面701に入力される仮想パネル122の種類と、仮想パネル122の入力可能領域の中の入力位置である入力座標を構成する行番号及び列番号と、仮想パネル122の入力可能領域の中の入力方向とを含む入力情報などが、送受信される。

0113

なお、あらかじめ前後方向および左右方向の4方向のうち、それぞれ一方向を指し示す4種類の仮想パネル122を用意しておけば、4種類の仮想パネル122の中から1種類を選択することにより、仮想パネル122の入力方向を入力しなくても、移動ロボット110の進行方向を決定することができるようになる。このようにすることで、入力情報から仮想パネル122の入力方向を取り除くようにしてもよい。

0114

コマンド情報を送受信する場合には、図8(a)に示す最初の領域に、コマンド情報を示す数値を格納することで、通信データがコマンド情報を保持していることが認識できるようになっている。また、2番目の領域には、それぞれのコマンド情報の内容を識別できるように各コマンド情報に一対一に対応する数値が格納される。3番目の領域には、送信元であるタブレットコンピュータ130を識別できる数値が格納されている。これは、複数のタブレットコンピュータ130の間で通信が行われているため、この3番目の領域に格納されている数値を検出することにより、送信元のタブレットコンピュータ130を特定するのに利用される。送信元のタブレットコンピュータ130を特定することにより、送信されてくるコマンド情報に基づいて、その特定されたタブレットコンピュータ130と組合せになっている移動ロボット110の位置などが検出できるようになっている。4番目から12番目の領域には、任意の数値が格納される。最後の領域には、チェックサムを計算した結果が格納される。

0115

一方、仮想パネル122の入力情報を送受信する場合には、図8(a)に示す最初の領域に、仮想パネル122の入力情報を示す数値を格納することで、通信データが仮想パネル122の入力情報を保持していることが認識できるようになっている。また、2番目の領域には、それぞれの仮想パネル122の種類を識別できるように各仮想パネル122に一対一に対応する数値が格納される。さらに、3番目の領域には、仮想パネル122の入力可能領域の中の入力座標としての行番号が格納される。4番目の領域には、仮想パネル122の入力可能領域の中の入力座標としての列番号が格納される。5番目の領域には、仮想パネル122の入力可能領域の中の仮想パネル122の入力方向を示す数値が格納される。6番目の領域には、送信元であるタブレットコンピュータ130を識別できる数値が格納される。これは、複数のタブレットコンピュータ130の間で通信が行われているため、この6番目の領域に格納されている数値を検出することにより、送信元のタブレットコンピュータ130を特定するのに利用される。送信元のタブレットコンピュータ130を特定することにより、送信されてくる仮想パネル122の入力情報に基づいて、その特定されたタブレットコンピュータ130に入力された仮想パネル122の種類や、入力座標、入力方向などが検出できるようになっている。7番目から12番目の領域には、任意の数値が格納される。最後の領域には、チェックサムを計算した結果が格納される。

0116

また、タブレットコンピュータ130は、Wi−Fi通信部811を介して、無線LANルータと接続することにより、インターネットに接続することができる。このため、遠隔地の学習者間のタブレットコンピュータ130と通信することができ、遠隔地の学習者が、データの共有をしながら、この学習玩具100で学習することができる。

0117

さらに、タブレットコンピュータ130がインターネットと接続することで、タブレットコンピュータ130の制御プログラムであるファームウェアや、アプリケーションソフトウェアの各種プログラムや、様々なデータをダウンロードして取り込むことができる。こうすることで、タブレットコンピュータ130を最新の状態に更新することができる。

0118

なお、複数のタブレットコンピュータ130の間で、無線通信方式を一致させる必要があるが、Wi−Fiに限らず、Bluetooth(登録商標)などのその他の無線通信方式により構成してもよい。また、有線で接続し通信する構成でもよい。

0119

図7には示さなかったが、タブレットコンピュータ130にはバッテリである充電池が内蔵されており、タブレット側制御回路800などに電源が供給されるようになっている。バッテリの種類は限定されず、例えば乾電池であってもよい。

0120

また、図7には示さなかったが、タブレットコンピュータ130にGPSモジュール、加速度センサ、ジャイロセンサ、音声録音用マイク等を接続して、より複雑な動作をタブレットコンピュータ130に実行させることができるようにしてもよい。

0121

次に、コマンド・パネル121について説明する。

0122

コマンド・パネル121は、正方形プレートの角部を切断した形状を呈している。正方形の角部を切断した形状にしたことで、コマンド・パネル121を隙間なく平面状に配置しても、コマンド・パネル121の角部の部分に指の入る隙間ができ、平面内部に配置されたコマンド・パネル121であっても取り外しやすくなるという利点がある。さらに、角部の角度が鈍角になるため、コマンド・パネル121を角部から落下させても破損しにくくなり、子供にひっかき傷などの怪我を負わせることも防止できる。

0123

また、コマンド・パネル121は、例えば樹脂等の安全性が高い材料で形成することが望ましい。

0124

コマンド・パネル121には、それぞれ異なるコマンド情報が記録されている。上述したように、コマンド・パネル121表面には、コマンド情報と一対一に対応する二次元のドットパターンが印刷されており、光学読取モジュール240により検出されるようになっている。コマンド情報は、学習者には直接認識できないため、コマンド情報に基づく移動ロボット110の動作を表示する絵柄がコマンド・パネル121に描かれ、学習者は、この絵柄を通してコマンド情報を認識できるようになっている。コマンド・パネル121に描かれる絵柄は、コマンド情報を学習者にイメージさせるような絵柄であることが好ましい。

0125

また、コマンド・パネル121の表面と裏面に同一のコマンド情報を記録してもよいし、異なるコマンド情報を記録してもよい。

0126

次に、コマンド・パネル121に描かれた絵柄と、その絵柄に対応するコマンド情報に基づく移動ロボット110の動作を説明する。

0127

図9には、一部のコマンド・パネル121の絵柄を示している。図9の絵柄の表示は一例であり、これ以外の絵柄を用いて、コマンド情報を表示してもよい。

0128

移動ロボット110は、上述したように、コマンド・パネル121表面に印刷された二次元のドットパターンを光学読取モジュール240により検出してコマンド情報を読み取る。移動ロボット側制御部501は、読み取られたコマンド情報に一対一で対応する移動ロボット110の動作を規定したプログラムを移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521から読み出して、そのプログラムを実行し、移動ロボット110に所望の動作をさせる。

0129

図9に示されている、コマンド・パネル121aは、移動ロボット110に移動を開始させるコマンド情報を含むパネルであり、移動路120のスタート地点に配置される。このコマンド・パネル121aの上に置かれた移動ロボット110は、このコマンド・パネル121aの絵柄の中に示されている矢印の方向に移動を開始する。移動ロボット側制御部501は、まず、このコマンド・パネル121aの絵柄の中に示されている矢印の方向に移動ロボット110の方向を一致させるように、移動機構230を作動させて、その後、その方向に前進させるように、移動機構230を作動させる。

0130

コマンド・パネル121bは、移動ロボット110に移動を停止させるコマンド情報を含んでおり、移動路120のゴール地点に配置される。移動ロボット側制御部501は、このコマンド・パネル121bの上で移動機構230を停止させる。なお、例えば移動ロボット110を停止させると同時にファンファーレ音を再生させて、移動ロボット110の発光部220を発光させるというように、1枚のコマンド・パネル121bに含まれるコマンド情報に基づいて複数種類の動作を行わせることもできる。

0131

コマンド・パネル121cは、移動ロボット110の進行方向を決定させるコマンド情報を含んでいる。例えば、このコマンド・パネル121cに印刷されている矢印の方向と移動ロボット110の進行方向が、同じ方向になるように配置する場合、移動ロボット110はそのまま直進する。一方、このコマンド・パネル121cに印刷されている矢印の方向が右方向を指すように配置する場合、移動ロボット110は、このコマンド・パネル121c上の中央部で右折する。同様に、このコマンド・パネル121cに印刷されている矢印の方向が左方向を指すように配置する場合、移動ロボット110は、このコマンド・パネル121c上の中央部で左折する。

0132

コマンド・パネル121dは、移動ロボット110にそのコマンド・パネル121d上で一回転させるコマンド情報を含んでいる。

0133

コマンド・パネル121eは、移動ロボット110の発光部220を、所定の色に発光させるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット側制御部501は、RGB光源駆動部502を制御することにより、所望の色でRGB光源503を発光させる。また、発光状態点灯だけでなく点滅させることもできる。例えば、コマンド・パネル121eの絵柄が赤の場合は移動ロボット110の発光部220を赤に発光させて、その絵柄が青の場合は発光部220を青に発光させるというように、発光色を絵柄に対応させて設定することができる。異なる発光色に対応するコマンド・パネル121e上の中央部を移動ロボット110が通過するたびに、発光部220の発光色が切り換えられる。

0134

コマンド・パネル121fは、移動ロボット110に、発光部220の発光色に応じて移動ロボット110の進行方向を決定させるコマンド情報を含んでいる。上向きの矢印は青、左向きの矢印は赤、下向きの矢印は緑、右向きの矢印は黄で表示されている。例えば、移動ロボット110がコマンド・パネル121f上の中央部に達したときに、発光部220が赤に発光していれば直進、青に発光していれば右折、黄に発光していれば後退、緑に発光していれば左折というように、進行方向を決定させることが可能である。このコマンド・パネル121fには、4個の矢印が描かれているが、それぞれ進行方向と一致するように、各矢印の色彩を設定することが望ましい。すなわち、コマンド・パネル121fは、プログラム言語の‘IF’文(すなわち、分岐命令)に相当する。このように、この実施の形態1に係る移動ロボット110は、二枚のコマンド・パネル121e、121fに含まれるコマンド情報の組み合わせに基づいて、一つの動作を実行することができる。

0135

ここで、例えば移動ロボット110の発光部220を青に発光させるコマンド・パネル121eがコマンド・パネル121fの手前に配置されているにも係わらず、進行方向決定用のコマンド・パネル121fの右側(すなわち、青色発光時に移動ロボット110が進行する方向)にコマンド・パネル121が配置されていないような場合には、この移動ロボット110は移動路120から外れてしまうことになる。このような場合には、移動ロボット110にエラー動作を行わせる。エラー動作としては、例えば、移動ロボット110が、移動路120から外れたときに、エラー音を発しながら、移動を停止する動作を採用できる。

0136

また、例えば、移動ロボット110が発光のコマンド・パネル121eを通過していないにも係わらず進行方向決定用のコマンド・パネル121fの中央部に到達したような場合は、移動ロボット110が、そのコマンド・パネル121fでそのまま停止してエラー音を発することとしてもよい。

0137

コマンド・パネル121gは、移動ロボット110に、再生音楽器を設定させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121gには、ピアノの絵が描かれており、再生音はピアノ音に設定されるが、トランペット、木琴、アコーディオンなどのその他の楽器に設定するためのコマンド・パネル121を設けてもよいことはもちろんである。なお、このコマンド・パネル121gのコマンド情報は、移動ロボット110に再生音の楽器を設定させるだけであり、再生は行わせない。

0138

コマンド・パネル121hは、移動ロボット110に、所定の音階の再生音を出力させるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット側音声再生部507を制御して、所望の音階を移動ロボット側スピーカ508から発生させる。このコマンド・パネル121hは再生音階が‘ド’の例であるが、他の音階を設定するコマンド・パネル121を設けてよいことはもちろんである。このように、この実施の形態1に係る移動ロボット110は、二枚のコマンド・パネル121g、121hに含まれるコマンド情報の組み合わせに基づいて、一つのサウンド再生動作を実行することができる。また、コマンド・パネル121gの後に、所定の音階の再生音を出力させるコマンド情報を含むコマンド・パネル121を、複数枚並べることにより、所望のメロディをピアノ音で再生させることもできる。さらに、これら複数枚のコマンド・パネル121上を通過する際に、移動ロボット110の移動速度を速めることとしてもよい。一方、移動ロボット110が移動しながらサウンド再生を行うのでは無く、音階出力用のコマンド・パネル121を通過する際に移動ロボット110が音階を順次記憶することとし、これらの音階で構成されるメロディを、移動ロボット110がゴール地点のコマンド・パネル121bに到達した際に所定回数だけ再生することにしてもよい。

0139

コマンド・パネル121iは、移動ロボット110に、イヌの鳴き声を移動ロボット側スピーカ508から再生させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121iには、イヌの絵が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121iの中央部を通過する際に、イヌの鳴き声が1回再生される。

0140

コマンド・パネル121jは、移動ロボット110に、ライオンの鳴き声を移動ロボット側スピーカ508から再生させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121jには、ライオンの絵が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121jの中央部を通過する際に、ライオンの鳴き声が1回再生される。

0141

コマンド・パネル121kは、移動ロボット110に、ゾウの動物の鳴き声を移動ロボット側スピーカ508から再生させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121kには、ゾウの絵が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121kの中央部を通過する際に、ゾウの鳴き声が1回再生される。

0142

コマンド・パネル121mは、移動ロボット110に、サルの鳴き声を移動ロボット側スピーカ508から再生させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121mには、サルの絵が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121mの中央部を通過する際に、サルの鳴き声が1回再生される。

0143

なお、ニワトリ、ネコなどその他の動物の鳴き声を再生させるコマンド・パネル121を設けてもよいことはもちろんである。

0144

このように、この実施の形態1によれば、スタート用のコマンド・パネル121aとゴール用のコマンド・パネル121bとの間に、様々なコマンド・パネル121を配置することで、移動ロボット110の動作をコンピュータ処理に見立てて、学習者にコンピュータ・プログラミングの基礎を学習させることができる。また、例えば進行方向決定用のコマンド・パネル121f(コンピュータ言語のIF文に対応する)等を用いることにより、「分岐」や「ループ」といった基本的なプログラミング手法を学習することができる。更には、「エラー停止」の概念を導入することで、「デバッグ」の学習も行うことができる。

0145

なお、一部又は全部のコマンド・パネル121について、予め絵柄が印刷されたものを使用するのでは無く、学習者等が自分で絵を描くことにしてもよい。

0146

図9に示したコマンド・パネル121には、移動ロボット110への基本的な命令となるコマンド情報が記録されている。一方、図10に示したコマンド・パネル121には、移動ロボット110に、より複雑な動作をさせることができるコマンド情報が記録されている。

0147

図10に示すコマンド・パネル121nは、移動ロボット110に、横断歩道で信号を横断するイメージの所定の動作をさせるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121nの上に達したとき、移動ロボット側スピーカ508から自動車の音を再生させる。移動ロボット側制御部501が、自動車の音を再生させている間、移動ロボット110に、このコマンド・パネル121nに留まらせる。その後、移動ロボット側制御部501は、自動車の音の再生を終了させた後、移動ロボット110に左右を確認する動作を模して、左方向と右方向にそれぞれ90度回転させる。これらの動作を経てから、移動ロボット110は進行する。学習者は、移動ロボット110の動作を通して、横断歩道での信号の横断は、まず、その場に立ち止まり、自動車の往来がなくなった後、左右の安全を確認してから渡るという一連行動として学ぶことができる。また、コマンド・パネル121nに続けて、上述した赤、緑、青、黄の4個の矢印が描かれているコマンド・パネル121fが配置されている場合には、移動ロボット110は緑の矢印の方向に進むようにしてもよい。

0148

コマンド・パネル121oは、移動ロボット110に、踏切を横断するイメージの所定の動作をさせるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121oの上に達したとき、移動ロボット110に、まず、警報音を発生させるとともに発光部220の発光を赤にして点滅させる。その後、移動ロボット側制御部501は、移動ロボット110に電車の音を発生させるとともに発光部220の発光を赤にして点滅させる。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット110から警報音や電車の音を発生させている間、移動ロボット110にこのコマンド・パネル121oに留まらせる。その後、移動ロボット側制御部501は、電車の音及び警告音を停止させてから、移動ロボット110は進行する。学習者は、移動ロボット110の動作を通して、踏切の横断は、信号が赤に点滅している間、その場に立ち止まり、電車が通り過ぎて、信号の赤の点滅が消えてなくなり、電車の音が聞こえなくなってから渡るという一連の行動として学ぶことができる。また、コマンド・パネル121oに続けて、上述した赤、緑、青、黄の4個の矢印が描かれているコマンド・パネル121fが配置されている場合には、移動ロボット110は赤の矢印の方向に進むようにしてもよい。

0149

コマンド・パネル121pは、移動ロボット110に感情を表現させるコマンド情報を含んでおり、コマンド・パネル121pの絵柄は「楽しい」感情を表現させる。移動ロボット110に感情を表現させるため、移動ロボット110の発光部220の発光の色や点滅を変化させたり、移動ロボット110のスピーカ507から発生される音声を変えたりする。この他の感情として、「嬉しい」感情、「感動」の感情その他の感情を表現させることもできる。

0150

コマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rは、この2枚のコマンド・パネル121の間に挟まれた3枚のコマンド・パネル121に記録されているコマンド情報に基づいて、タブレットコンピュータ130のタッチパネル付き液晶画面701に絵本のような画像を表示させ、また、タブレット側スピーカ805から音声を再生させるものであり、絵本パネルと呼ばれている。

0151

この実施の形態1に係る移動ロボット110では、移動ロボット110が読み取るすべてのコマンド情報が、移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信されるようになっている。このため、移動ロボット110が、これらコマンド・パネル121q及びコマンド・パネル121rの2枚と、これら2枚に挟まれた3枚のコマンド・パネル121の上を通過する際には、これら5枚に記録されたすべてのコマンド情報が、移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信される。タブレットコンピュータ130は、これら5個のコマンド情報を順次、受信して、タブレット側制御部801は、これら5個すべてのコマンド情報をタブレット側コマンド情報用RAM809に記憶させる。タブレット側制御部801は、タブレット側コマンド情報用RAM809に記憶されている複数のコマンド情報の中から、このコマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rの2枚に記録されているコマンド情報を検出して、その2個のコマンド情報に挟まれている3個のコマンド情報を抽出することができる。このように読み出すことで、タブレット側制御部801は、これら3個のコマンド情報の種類と順序を検出することができる。タッチパネル付き液晶画面701やタブレット側スピーカ805に再生される内容は、これら3個のコマンド情報の種類と順序により変化する。タブレット側制御部801は、上述した画像音声再生データ用メモリ806からこれら3個のコマンド情報の種類と順序に基づいて、画像音声データファイルを1個選択し再生する。

0152

再生される内容は、コマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rに挟まれるコマンド・パネル121が、例えば、図11(a)に示されるように、ライオンの鳴き声を再生させるコマンド情報と、移動ロボット110の発光部220を青に発光させるコマンド情報と、移動ロボット110の進行方向を決定させる矢印に関するコマンド情報とが記録された3枚のコマンド・パネル121である場合、例えば、「ライオンに会って、青ざめて、逃げる」という画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示して、それに伴う音声を、タブレット側スピーカ805から発生する。また、例えば、図11(b)に示されるように、このコマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rの間に、ゾウの鳴き声を再生させるコマンド情報と、移動ロボット110に1回転させる回転に関するコマンド情報と、移動ロボット110に「楽しい」感情を表現させるコマンド情報とが記録された3枚のコマンド・パネル121が配置される場合、例えば、「ゾウさんに会って、グルっと回って、楽しくなる」というような内容の画像と音声が再生される。

0153

タブレットコンピュータ130に表示される絵本の内容は、3枚のコマンド・パネル121の種類や、配置の順序により変化する。タブレットコンピュータ130による絵本の表現は、画像と音声により行ってもよいし、画像または音声のみで行ってもよい。

0154

なお、コマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rの間に挟むコマンド・パネル121の数は、3枚に限らず、それ以上でもそれ以下でもよい。

0155

また、学習者が、自ら製作した画像音声データファイルを画像音声再生データ用メモリ806に保存して、コマンド・パネル121qとコマンド・パネル121rに挟まれる3個のコマンド情報の種類と順序に関連づけをしておくこともできる。こうすることにより、対応するコマンド情報の種類と順序が読み込まれる場合に、学習者が製作した画像音声データファイルが再生されるようにしてもよい。

0156

学習者は、再生される画像や音声の内容を想像しながら、複数のコマンド・パネル121の種類や順序を考えることになり、より高度なプログラミングが可能になる。

0157

コマンド・パネル121sは、移動ロボット110に矢印の方向に曲がり進行させるというコマンド情報を含んでいる。移動ロボット110は、矢印の後端側からコマンド・パネル121sに進入し、コマンド・パネル121s上の中央部で矢印の方向に向きを変えて、矢印の先端側からコマンド・パネル121sを出て行く。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121sの中央付近に達したときに、移動機構230の左右の回転脚231の回転方向を制御して、移動ロボット110の向きを90度回転させる。その後、移動ロボット側制御部501は、移動機構230の回転脚231の回転方向を制御して、移動ロボット110に前進させて、このコマンド・パネル121sを通過させる。なお、移動ロボット110が、矢印の後端側以外からコマンド・パネル121bに進入した場合には、エラー動作を行わせる。

0158

コマンド・パネル121tは、拡張現実(AR)の表示をタブレットコンピュータ130に開始させるように移動ロボット110に送信させるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット側制御部501は、移動ロボット側Bluetooth(登録商標)モジュールI/F部509を制御して、このコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報をタブレットコンピュータ130が受信すると、タブレット側制御部801は、タッチパネル付き液晶画面701に、拡張現実(AR)の表示をさせる。タッチパネル付き液晶画面701に表示される拡張現実(AR)の技術を利用した画像については、図13を用いて後述する。

0159

コマンド・パネル121uは、移動ロボット110にリンゴを1個獲得したと記憶させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121uには、1個のリンゴの絵柄が印刷されている。なお、リンゴの個数が2個以上描かれているコマンド・パネル121uも用意されている。移動ロボット110が、このコマンド・パネル121u上の中央部に達したときに、印刷されているリンゴの個数と同じ回数だけ発光部220を赤に点滅発光させるようにしてもよい。発光部220の赤色は、リンゴの色を想像させるものであり、学習者は、この発光の色からリンゴの個数であることを認識できる。また、印刷されているリンゴの個数と発光部220の点滅回数が同一であることから、学習者は、視覚的に数を認識して、数について学習することができる。

0160

コマンド・パネル121vは、移動ロボット110にバナナを3本獲得したと記憶させるコマンド情報を含んでいる。このコマンド・パネル121vには、3本のバナナの絵柄が印刷されている。なお、3本以外のバナナの本数が描かれているコマンド・パネル121vも用意されている。上述したリンゴのコマンド・パネル121uの場合と同様に、移動ロボット110が、このコマンド・パネル121v上で、印刷されているバナナの本数と同じ回数だけ発光部220を黄に点滅発光するようにしてもよい。発光部220の黄色は、バナナの色を想像させるものであり、学習者は、この発光の色からバナナの本数であることを認識できる。

0161

コマンド・パネル121uやコマンド・パネル121vを使用することにより、学習者は、数字ではなく、リンゴやバナナという身近にあるものを通して、数を学習できるようになっている。

0162

また、移動ロボット110が、リンゴのコマンド・パネル121u上の中央部を通過するときに、描かれているリンゴの個数分、リンゴの数を加算させていくこともできる。このとき、移動ロボット110が、このコマンド・パネル121u上で、加算されたリンゴの個数と同じ回数だけ発光部220を赤に点滅発光させるようにしてもよい。学習者は、発光部220の点滅回数を観察することにより、数字を用いずに視覚的に、加算について学習することができる。このようにすることで、数字を認識することが困難と思われる幼児にも足し算の学習ができるようにしてもよい。

0163

また、移動ロボット110が、ゾウの絵柄の印刷されているコマンド・パネル121kを通過すると、ゾウがリンゴを1個食べてしまうイメージを想定して、それまでに移動ロボット110が獲得したリンゴの個数を1個減らすという規則を定めてもよい。このとき、移動ロボット110が、ゾウのコマンド・パネル121k上で、それまでに獲得したリンゴの個数から1個を減じた個数と同じ回数だけ発光部220を赤に点滅発光させるようにしてもよい。学習者は、発光部220の点滅回数を観察することにより、数字を用いずに視覚的に、減算について学習することができる。このようにすることによって、数字を認識することが困難と思われる幼児にも引き算の学習ができるようにしてもよい。

0164

バナナの絵が印刷されているコマンド・パネル121vについても、同様に、移動ロボット110が、通過することにより、バナナの本数を加算させていくこともできる。上述したリンゴのコマンド・パネル121uの場合と同じように、移動ロボット110が、バナナのコマンド・パネル121v上に達したときに、加算されたバナナの本数と同じ回数だけ発光部220を黄に点滅発光させるようにしてもよい。また、移動ロボット110が、サルの絵柄が印刷されているコマンド・パネル121mを通過するときに、サルがバナナを1本食べてしまうイメージを想定して、それまでに移動ロボット110が獲得したバナナの本数を1本減らすという規則を定めてもよい。このときにも、上述したリンゴのコマンド・パネル121uと同様に、移動ロボット110が、バナナのコマンド・パネル121v上で、それまでに獲得したバナナの本数から1本を減じた本数と同じ回数だけ発光部220を黄に点滅発光させるようにしてもよい。

0165

こうすることにより、学習者は、数字を使用せずに、足し算と引き算の学習をすることができる。

0166

次に、この実施の形態1に係る学習玩具100を用いた学習の方法を説明する。

0167

学習者は、まず、スタート地点用のコマンド・パネル121aを床面等に配置する。

0168

次に、このコマンド・パネル121aに隣接させて、所望のコマンド・パネル121を順次配置していく。

0169

そして、複数のコマンド・パネル121を配置することにより構成される移動路120の最後の位置に、ゴール地点用のコマンド・パネル121bを配置する。

0170

このようにコマンド・パネル121を配置して移動路120を完成させた後、移動ロボット110の電源スイッチ504をオンにして、スタート地点用のコマンド・パネル121aの上に置く。このようにすると、移動ロボット110は、移動路120の上で移動を開始する。移動ロボット110は、移動路120を移動しながら、コマンド・パネル121のコマンド情報を順次読み取って、そのコマンド情報に基づいて動作を順次実行していく。また、移動ロボット110が読み取ったコマンド情報は、移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信されて、タブレットコンピュータ130は受信されるコマンド情報に基づいて所望の動作を順次実行する。

0171

これらの動作の結果、この移動ロボット110がゴール地点用のコマンド・パネル121bまで到達して停止すれば、‘成功’となる。一方、移動ロボット110が移動路120から外れてしまったり、移動路120の途中でエラーを発生したりする場合には、ゴール地点であるコマンド・パネル121bに到達できずに、‘失敗’となる。

0172

次に、移動ロボット110から送信されるコマンド情報に基づいてタブレットコンピュータ130が行う動作について説明する。

0173

図12は、移動ロボット110が読み取るコマンド情報に基づいて、あらかじめタブレットコンピュータ130に保存されている所定の画像がタッチパネル付き液晶画面701に表示されている様子を示す概念図である。

0174

これは、コマンド情報と一対一の対応関係にある画像音声データファイルが、タブレットコンピュータ130にあらかじめ保存されており、読み取られるコマンド情報に基づいて、対応する画像音声データファイルが自動的に選択されて、再生されるというアプリケーションである。

0175

移動ロボット110が乗っているコマンド・パネル121に基づいて所定の画像が表示されるため、移動ロボット110の移動とともに、コマンド・パネル121の切り替わりと合わせて画像が次々切り替わっていく。学習者は、コマンド・パネル121とそれに対応して表示される画像の関係性を考えたり、連続して表示される画像に一定の意味や物語性を持たせるようにコマンド・パネル121の並べ方を考えたりすることができる。

0176

このアプリケーションが実行される流れを以下に示す。

0177

まず、学習者は、タブレットコンピュータ130に保存されている専用のアプリケーションソフト起動させる。こうすることにより、タブレットコンピュータ130と移動ロボット110との間で通信ができるようになり、タブレットコンピュータ130は、移動ロボット110から送信されるコマンド情報を受信して、そのコマンド情報に基づいて画像を表示したり、音声を発生させたりできる状態になる。

0178

図12に示されているように、コマンド・パネル121の配置が、例えば、移動ロボット110の進行方向を決定させるコマンド・パネル121cと、移動ロボット110に一回転させるコマンド・パネル121dと、移動ロボット側スピーカ508からの再生音をトランペットに設定させるコマンド・パネル121gの順序で配置されている場合について説明する。

0179

このようなコマンド・パネル121の配置の場合には、まず、移動ロボット110は、コマンド・パネル121cに達して、コマンド情報を読み取り、このコマンド情報に基づいて描かれている矢印の方向に前進するとともに、このコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。

0180

移動ロボット110から送信されるデータ構造は、図8(b)に示したように、13個の連続するデータ配列として送信される。最初の領域には、コマンド情報であることを示すデータが格納されており、2番目の領域には、読み取られるコマンド情報に対応するデータが格納されている。3番目から12番目までの領域には、送信すべきデータがないため、任意のデータが格納されるがここではゼロが格納されている。13番目の領域は、チェックサムが格納されている。

0181

タブレットコンピュータ130が移動ロボット110から送信された通信データを受信した後、タブレット側制御部801は、この受信データの解析を行う。タブレット側制御部801は、この受信データの最初の領域からコマンド情報が送信されてきたことを検出して、2番目の領域から、コマンド情報の内容が、移動ロボット110の進行方向を決定させるコマンド情報であることを検出する。

0182

次に、タブレット側制御部801は、受信したコマンド情報に対応する画像音声データファイルを画像音声再生データ用メモリ806から読み出して、タッチパネル付き液晶画面701に画像を表示させて、また、タブレット側スピーカ805から音声を発生させる。

0183

移動ロボット110が、コマンド・パネル121cに達したときには、移動ロボット110の進行方向を決定させるコマンド情報に対応する画像が表示される。例えば、図12の左下に示すタッチパネル付き液晶画面701の概略図のように「なにかでてきそう」というような内容の表示がされる。この実施の形態1に係る学習玩具100では、画像音声データファイルにより再生される内容は、アニメーションであるが、それ以外の内容を再生するようにしてもよい。

0184

移動ロボット110がさらに前進して、右隣に配置されているコマンド・パネル121dに達すると、移動ロボット110はコマンド・パネル121d上の中央部で一回転するとともに、読み取ったコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報は、移動ロボット110に一回転させるという命令を含むものである。このコマンド情報を受信したタブレットコンピュータ130は、画像音声再生データ用メモリ806からこのコマンド情報に対応する画像音声データファイルを読み出して、画像を表示する。例えば、図12の中央下に示す「めがまわったすこしきゅうけい」というような内容の表示がされる。

0185

さらに、移動ロボット110が前進して、右隣のコマンド・パネル121gに達すると、移動ロボット110は、コマンド・パネル121g上の中央部で1回、トランペットの音を発生させるとともに、読み取ったコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報を受信したタブレットコンピュータ130は、画像音声再生データ用メモリ806からこのコマンド情報に対応する画像音声データファイルを読み出して、画像を表示する。例えば、図12の右下に示す「トランペットを吹いている」というような内容の表示がされる。

0186

なお、学習者が、自ら製作した画像音声データファイルを画像音声再生データ用メモリ806に保存して、コマンド情報に関連づけをしておき、対応するコマンド情報が読み込まれる場合に、学習者が製作した画像音声データファイルが再生されるようにしてもよい。

0187

学習者は、移動ロボット110の動作だけでなく、タブレットコンピュータ130に再生される画像や音声の内容を想像しながら、複数のコマンド・パネル121の種類や順序を考えて配置することになり、より高度なプログラミングが可能になる。

0188

また、学習者は、移動ロボット110とタブレットコンピュータ130が有線で接続されていないにもかかわらず、移動ロボット110の動作と、タブレットコンピュータ130に表示される画像や発生される音声とが協調して動作をしていることを確認することができる。これは、無線通信により、移動ロボット110とタブレットコンピュータ130の間でデータの送受信が行われることにより実現されている。このような学習経験を通して、学習者は、無線通信がどのようなものかについて学ぶことができる。

0189

さらに、コマンド情報に基づいてタブレットコンピュータ130に再生される内容を、クイズなど楽しく学べるものを取り入れることができ、そうすることにより学習効果をより高めることができる。

0190

次に、タッチパネル付き液晶画面701に拡張現実(AR)の技術を利用した画像が表示されるアプリケーションについて説明する。

0191

拡張現実(AR)とは、現実に撮影された映像に、デジタル情報を重ね合わせる技術のことをいう。この拡張現実(AR)の技術を利用する1例として、移動ロボット110及びその背景を撮影した画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させるとともに、移動ロボット110を除く背景の部分に、タブレットコンピュータ130にあらかじめ記録されている画像を重ね合わせて表示させることができる。タブレットコンピュータ130は、移動ロボット110及びその背景を撮影した画像について画像処理を行うことにより移動ロボット110に該当する画像の部分を抽出することができる。このような処理を行うことにより、タブレットコンピュータ130にあらかじめ記録されている画像を重ね合わせて表示する際、背景部分の画像にのみ重ね合わせて表示することができる。一方、移動ロボット110に該当する画像の部分には、タブレットコンピュータ130にあらかじめ記録されている画像が重ね合わされないため、欠けることなく表示されることになる。

0192

図13は、学習者が、タブレットコンピュータ130に内蔵されている二次元CMOSエリアセンサ808で、コマンド・パネル121上を移動している移動ロボット110及びその背景を撮影しながら、その映像を観察している様子を示す概念図である。

0193

このアプリケーションが実行される流れを以下に説明する。

0194

まず、学習者は、タブレットコンピュータ130に保存されている専用のアプリケーションソフトを起動させる。こうすることにより、タブレットコンピュータ130に内蔵されている二次元CMOSエリアセンサ808で撮影した画像が、タッチパネル付き液晶画面701に表示されるようになる。

0195

次に、学習者は、二次元CMOSエリアセンサ808を、コマンド・パネル121上を移動している移動ロボット110に向けて、移動ロボット110とその背景を撮影して、その画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させる。

0196

この時点では、まだ、拡張現実(AR)の技術を利用した画像は表示されず、単に移動ロボット110とその背景の画像が表示されるのみである。

0197

移動ロボット110が、コマンド・パネル121の上を自走して、図10に示した拡張現実(AR)の表示をタブレットコンピュータ130に開始させるコマンド・パネル121t上の中央部に達すると、移動ロボット110は読み取ったコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。このコマンド情報をタブレットコンピュータ130が受信した後に、タッチパネル付き液晶画面701が拡張現実(AR)の技術を利用した画像に切り替わるようになっている。

0198

図13には、一例として、発光部220を赤に発光させるコマンド・パネル121eの上を移動ロボット110が移動している場合が示されており、この例を参考にして説明する。

0199

図13において、学習者は、二次元CMOSエリアセンサ808を、移動ロボット110に向けて、移動ロボット110及びその背景からなる画像を撮影している。このため、タッチパネル付き液晶画面701には、移動ロボット110と図9に示した発光部220を赤に発光させるコマンド・パネル121eの絵柄の一部が背景として表示されている。また、これに加えて、タッチパネル付き液晶画面701には、十字形状の星形の画像が重ね合わされて表示されている。この移動ロボット110の周囲に表示されている十字形状の星形の画像は、発光部220を赤に発光させるコマンド情報に基づいて画像音声再生データ用メモリ806から読み出される画像音声データファイルの再生画像である。この星形の画像は、移動ロボット110及びその背景からなる画像のうちの背景部分にのみ重ね合わされて表示されている。一方で、この星形の画像は、移動ロボット110の部分には、重ね合わせて表示されないようになっている。

0200

学習者は、このようにして、拡張現実(AR)の技術を利用した画像を観察できるようになっている。

0201

次に、このときのタブレットコンピュータ130の内部の動作について説明する。

0202

二次元CMOSエリアセンサ808に移動ロボット110及びその背景からなる像が受光されると、それに基づいて電気信号が出力される。出力される電気信号は、A/D変換されてデジタルデータに変換されて、画像データが生成される。タブレット側制御部801は二次元エリアセンサ駆動部807を制御して、この画像データを取り込み、タブレット側制御部用RAM822であるDRAMに一時的に記憶させる。この画像データは、デジタルデータになっているため、タブレット側制御部801は、この画像データについて画像処理を行うことができる。画像処理を行うことにより、画像の中から移動ロボット110に該当する部分を抽出することができる。すなわち、タブレット側制御部801は、画像の中で移動ロボット110の画像が占める画素範囲と、それ以外の画素範囲である背景部分の画像を分離して検出することができる。

0203

図13に示すように、移動ロボット110が、発光部220を赤に発光させるコマンド・パネル121e上に達すると、そのコマンド情報を読み取り、読み取られたコマンド情報をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。

0204

タブレットコンピュータ130が移動ロボット110から送信された通信データを受信した後、タブレット側制御部801は、受信された通信データを解析する。このような処理を経て、タブレット側制御部801は、受信されたコマンド情報の内容が、発光部220を赤に発光させるコマンド情報であることを検出する。続いて、タブレット側制御部801は、受信したこのコマンド情報に対応する画像音声データファイルを画像音声再生データ用メモリ806から読み出す。そして、この再生画像を、移動ロボット110及びその背景からなる画像のうち背景部分の画像に重ね合わせる。このとき、図13に示すように画像の中の移動ロボット110の部分の周囲に、この再生画像が表示されるように重ね合わされるようになっている。これらの処理は、タブレット側制御部用RAM822であるDRAMのメモリ内部で行われる。この処理を行った後、タブレット側制御部801は、タッチパネル付き液晶画面コントローラ803を制御することにより、タブレット側制御部用RAM822に記憶されている加工された画像データをタッチパネル付き液晶画面701に表示させる。

0205

以上のように処理を行うことにより、画像音声再生データ用メモリ806から読み出される画像音声データファイルの再生画像が、移動ロボット110の部分に重なり合うことなく、その背景部分にのみ重なり合うように、タッチパネル付き液晶画面701に表示される。

0206

なお、図12に示したアプリケーションと図13に示したアプリケーションとで、コマンド情報に対応して画像音声再生データ用メモリ806から読み出される画像音声データファイルが同一のファイルであってもよいし、別のファイルであってもよい。

0207

また、タブレット側制御部801が、二次元CMOSエリアセンサ808で撮影した画像の中から移動ロボット110に該当する部分を抽出する画像処理の過程を、タッチパネル付き液晶画面701に表示させることもできる。このような表示をすることで、学習者は、画像処理について学習することができる。

0208

図13に示すアプリケーションは、拡張現実(AR)と呼ばれる技術の一種であり、学習者は、学習体験を通して、拡張現実という技術がどのようなものかを認識することができる。

0209

拡張現実(AR)の技術を利用するその他の例として、コマンド・パネル121及びその背景を撮影した画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させるとともに、コマンド・パネル121の部分に、タブレットコンピュータ130にあらかじめ記録されている移動ロボット110の画像を重ね合わせて表示させることもできる。移動ロボット110が存在しないにもかかわらず、タッチパネル付き液晶画面701に表示される画像では、あたかもコマンド・パネル121の上を移動ロボット110が移動しているかのように見えるようにすることができる。また、部屋や公園を撮影した画像をタッチパネル付き液晶画面701に表示させるとともに、例えば、撮影されたの上や人の頭の上に移動ロボット110の画像を重ね合わせて表示させることもできる。

0210

タッチパネル付き液晶画面701にこのような画像表示をさせるときの流れについて以下に説明する。

0211

まず、学習者は、タブレットコンピュータ130に保存されている専用のアプリケーションソフトを起動させる。その後、学習者は、タブレットコンピュータ130に内蔵されている二次元CMOSエリアセンサ808を、コマンド・パネル121に向けて、コマンド・パネル121とその背景を撮影する。

0212

このとき、タブレットコンピュータ130の内部では、二次元CMOSエリアセンサ808に投影される像が、画像データとしてタブレット側制御部用RAM822に取り込まれるようになっている。タブレット側制御部801は、この画像データを画像処理することにより、この画像データの中からコマンド・パネル121の部分を検出できるようになっている。

0213

また、画像音声再生データ用メモリ806には、移動ロボット110の画像があらかじめ画像音声データファイルとして保存されている。このため、タブレット側制御部801は、いつでも、この画像音声データファイルを取り出すことができて、移動ロボット110の画像を表示できるようになっている。

0214

タブレット側制御部801は、画像処理の結果に基づいて、画像データの中のコマンド・パネル121の部分に、画像音声データファイルに記録されている移動ロボット110の画像を重ね合わせることができる。この処理は、タブレット側制御部用RAM822に記憶されているコマンド・パネル121及びその背景を撮影した画像データに、移動ロボット110の画像データを重ね合わせるようにデータを加工することにより行われる。

0215

この処理の後、タブレット側制御部801は、タッチパネル付き液晶画面コントローラ803を制御して、タッチパネル付き液晶画面701にこのように加工された画像データを表示させる。

0216

以上のような処理を行うことにより、タッチパネル付き液晶画面701には、コマンド・パネル121とその背景の画像とともに、コマンド・パネル121の部分に移動ロボット110の画像を重ね合わせて表示させることができるようになっている。学習者は、タッチパネル付き液晶画面701を通して、この画像を観察することができて、拡張現実(AR)について学ぶことができる。

0217

次に、移動ロボット110の動作の内容を決定する移動ロボット動作パラメータ600について説明する。

0218

移動ロボット110は、コマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を読み取り、そのコマンド情報に基づいて動作を実行する。移動ロボット側制御部501は、まず、読み取られるコマンド情報に一対一に対応する移動ロボット動作パラメータ600の設定値を動作パラメータ用ROM511から読み出す。そうした上で、読み取られるコマンド情報に一対一に対応する移動ロボット110の動作を規定したプログラムを移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521から選択して、前もって読み出している移動ロボット動作パラメータ600の設定値をそのプログラムへの入力として実行して、移動ロボット110に所望の動作をさせる。

0219

上述したように、移動ロボット動作パラメータ600は、例えば、図5(a)のような構造をしており、動作パラメータ用ROM511に格納されている。移動ロボット動作パラメータ600には、例えば、10個の記憶領域が確保されており、各記憶領域に格納されているパラメータの内容は、コマンド情報ごとに異なる内容が割り当てられている。

0220

図5(b)には、コマンド・パネル121cに記録されているコマンド情報に対応する移動ロボット動作パラメータ600の内容の一例が示されている。このコマンド情報は、移動ロボット110の進行方向を決定させるものである。最初の記憶領域には、移動ロボット110の移動の速さを決定するパラメータが割り当てられており、数値の‘125’が格納されている。パラメータの設定範囲は、0以上255以下であり、0が最も遅く、255が最も速い速さを表している。‘125’は、中速に相当する。このコマンド情報では、2番目から10番目までの記憶領域に、パラメータの割り当てがされていない。このため、これらの記憶領域には、任意の数値が格納されており、図5(b)では、2番目から10番目までの記憶領域に‘0’が格納されている。

0221

図5(c)には、コマンド・パネル121dに記録されているコマンド情報に対応する移動ロボット動作パラメータ600の内容の一例が示されている。このコマンド情報は、移動ロボット110に一回転させるものである。最初の記憶領域には、移動ロボット110の回転回数を決定するパラメータが割り当てられており、数値の‘1’が格納されている。このパラメータを書き換えることにより、移動ロボット110の回転回数を変更させることができる。パラメータの設定範囲は、0以上255以下であり、0に設定すると移動ロボット110は回転をせず、255に設定すると移動ロボット110は255回回転する。‘1’は、移動ロボット110に1回回転させる設定である。2番目の記憶領域には、移動ロボット110の移動の速さを決定するパラメータが割り当てられており、数値の‘125’が格納されている。パラメータの設定範囲は、0以上255以下であり、0が最も遅く、255が最も速い速さを表している。‘125’は、中速に相当する。このコマンド情報では、3番目から10番目までの記憶領域に、パラメータの割り当てがされていない。このため、任意の数値が格納されており、図5(c)では、3番目から10番目までの記憶領域に‘0’が格納されている。

0222

図5(d)は、コマンド・パネル121eに記録されているコマンド情報に対応する移動ロボット動作パラメータ600の内容の一例が示されている。このコマンド情報は、移動ロボット110の発光部220を赤に発光させるものである。最初から3番目までの記憶領域は、それぞれ、RGB光源503の赤、緑、及び青の各LEDの発光の強さを決定するパラメータが割り当てられており、最初の記憶領域には、数値の‘255’が格納されている。また、2番目と3番目の記憶領域には、‘0’が格納されている。この組合せにより、移動ロボット110の発光部220を赤に発光させる設定になっている。なお、最初から3番目までの記憶領域には、それぞれ0以上255以下の数値を設定することができ、この3個の数値を変更することにより、移動ロボット110の発光部220の発光の色を変化させることができる。なお、赤、緑、及び青の各LEDの発光の強さを設定する数値の範囲を任意に決めてもよいことは、もちろんである。例えば、赤、緑、及び青のそれぞれの設定値を0以上3以下の範囲にする場合、設定値の組合せによって、64種類の色を調整して発光させることができる。4番目の記憶領域には、発光状態を決定するパラメータが割り当てられている。この記憶領域に‘0’を設定すると発光は点灯状態になり、一方、‘1’を設定すると発光は点滅状態になる。図5(d)では、‘1’が設定されているため、発光は点滅状態になる。5番目の記憶領域には、発光の点滅間隔を決定するパラメータが割り当てられており、例えば0.1秒単位の設定が可能になっている。この記憶領域に数値の‘5’を設定すると、発光は0.5秒間隔で点滅する。図5(d)では、‘10’が設定されているため、発光は1秒間隔で点滅する。このコマンド情報では、6番目から10番目までの記憶領域に、パラメータが割り当てられていない。このため、任意の数値が格納されており、図5(d)では、6番目から10番目までの記憶領域に‘0’が格納されている。

0223

図5(e)は、コマンド・パネル121iに記録されているコマンド情報に対応する移動ロボット動作パラメータ600の内容の一例を示している。このコマンド情報は、移動ロボット110にイヌの鳴き声を再生させるものである。最初の記憶領域には、移動ロボット側スピーカ508から再生される音量を決定するパラメータが割り当てられており、数値の‘65’が格納されている。このパラメータを書き換えることにより、再生される音量を変化させることができる。パラメータの設定範囲は、0以上255以下であり、0に設定すると音量が最も小さく、255に設定すると音量が最も大きくなる。‘65’は、最大音量の25パーセント程度の設定であることを示している。2番目の記憶領域には、再生される音の高さを決定するパラメータが割り当てられており、数値の‘130’が格納されている。このパラメータを書き換えることにより、再生される音の高さを変化させることができる。パラメータの設定範囲は、0以上255以下であり、0に設定すると音の高さが最も低く、255に設定すると音の高さが最も高くなる。‘130’は、普通の音の高さよりもわずかに高めの音で再生される設定であることを示している。このコマンド情報では、3番目から10番目までの記憶領域に、パラメータが割り当てられていない。このため、任意の数値が格納されており、図5(e)では、3番目から10番目までの記憶領域に‘0’が格納されている。

0224

次に、タブレットコンピュータ130から移動ロボット動作パラメータ600を書き換える操作について説明する。

0225

図14は、学習者が、タブレットコンピュータ130を操作して、移動ロボット110の動作パラメータ用ROM511に記憶されている移動ロボット動作パラメータ600を書き換えて記憶させる際に、タッチパネル付き液晶画面701に表示される画像の概念図を示している。

0226

図14には、一例として、コマンド・パネル121iに記録されているコマンド情報に対する移動ロボット動作パラメータ600を書き換えて記憶させる画面が表示されており、これを参考にして説明する。なお、このコマンド情報は、移動ロボット110にイヌの鳴き声を再生させるものである。

0227

まず、タブレットコンピュータ130に保存されている専用のアプリケーションソフトを起動して、移動ロボット110との間で通信ができる状態にする。

0228

続いて、タブレットコンピュータ130は、コマンド・パネル121iに記録されているコマンド情報に対する移動ロボット動作パラメータ600を移動ロボット110から読み出して、読み出した移動ロボット動作パラメータ600をタッチパネル付き液晶画面701に表示する。

0229

タブレットコンピュータ130が、移動ロボット110から移動ロボット動作パラメータ600を読み出すには、移動ロボット110に向けて、移動ロボット動作パラメータ600を読み出す命令を送信する。この命令を受信した移動ロボット110の移動ロボット側制御部501は、動作パラメータ用ROM511から該当するコマンド情報の移動ロボット動作パラメータ600の設定値を読み出して、その内容をタブレットコンピュータ130に向けて送信する。

0230

移動ロボット110からタブレットコンピュータ130に向けて送信される移動ロボット動作パラメータ600の設定値を含む通信のデータ構造は、上述した図8(b)とほぼ同様であり、通信のデータ構造の最初の領域には、コマンド情報であることを示すデータが格納されており、2番目の領域には、コマンド情報を特定するデータが格納されている。また、通信のデータ構造の3番目以降の領域には、移動ロボット動作パラメータ600に設定されている数値が先頭から順次格納されている。すなわち、通信のデータ構造の3番目の領域には、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の最初の領域に設定されているパラメータが格納され、通信のデータ構造の4番目の領域には、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の2番目の領域に設定されているパラメータが格納される。通信のデータ構造の5番目以降の領域にも、順次、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の3番目以降の領域に設定されているパラメータが格納される。そして、通信のデータ構造の最後の領域には、チェックサムが格納されている。

0231

移動ロボット110にイヌの鳴き声を再生させるコマンド情報に対しては、通信のデータ構造の3番目の領域に、移動ロボット側スピーカ508から再生される音量を決定するパラメータが格納されており、4番目の領域には、再生される音の高さを決定するパラメータが格納されている。タブレットコンピュータ130が受信した通信データについて、タブレット側制御部801が解析を行うことで、3番目と4番目の領域から、移動ロボット側スピーカ508から再生される音量を決定するパラメータに設定されている数値と、再生される音の高さを決定するパラメータに設定されている数値を取得することができる。

0232

このように、タブレット側制御部801は、その時点で設定されている移動ロボット動作パラメータ600を読み出すことができる。

0233

図14には、イヌの鳴き声を再生させるコマンド情報であることを示すため、画面の右上部に「いぬのパネルせってい」と表示されている。また、その下に「おとのおおきさ」と表示されており、再生される音量を決定するパラメータの設定値が白抜きプロットの位置として表示されている。さらに、その下に「おとのたかさ」と表示されており、再生される音の高さを決定するパラメータの設置値が白抜きプロットの位置として表示されている。

0234

次に、学習者は、タッチパネル付き液晶画面701を操作して、新たに設定しようとする移動ロボット動作パラメータ600を入力する。具体的には、タッチパネル付き液晶画面701に指を接触させて、タップすることにより、設定しようとする位置に白抜きプロットの位置を移動させる。その後、図14の画面右下部に表示されている「クミータにおくる」という表示部分に指を接触させて、タップすることにより、書換用パラメータが、移動ロボット110に向けて送信される。なお、移動ロボット110は、KUMIITA(登録商標)の日本語表記であるクミータと名付けられているため、タッチパネル付き液晶画面701の画面表示には、クミータの文字が含まれている。ここで、書換用パラメータとは、移動ロボット動作パラメータ600を書き換えて動作パラメータ用ROM511に記憶させる移動ロボット110の動作の内容を規定するパラメータのことをいう。

0235

書換用パラメータが移動ロボット110に向けて送信される際の通信のデータ構造は、図8(c)に示されるような構造になっている。

0236

この通信のデータ構造は、13個の連続するデータ配列として構成されている。最初の領域には、書換用パラメータであることを示すデータが格納されており、2番目の領域には、移動ロボット動作パラメータ600を書き換える対象となるコマンド情報を示すデータが格納されている。3番目から12番目までの領域には、書き換えるパラメータの数値が格納されており、図5(a)に示した構造の移動ロボット動作パラメータ600に設定される数値が先頭から順次格納されている。すなわち、通信のデータ構造の3番目の領域には、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の最初の領域に設定されるパラメータが格納されており、通信のデータ構造の4番目の領域には、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の2番目の領域に設定されるパラメータが格納されている。通信のデータ構造の5番目以降の領域にも、順次、図5(a)に示した移動ロボット動作パラメータ600の3番目以降の領域に設定されるパラメータが格納されている。そして、通信のデータ構造の最後の領域には、チェックサムが格納されている。

0237

図14に示す場合には、最初の領域に、書換用パラメータであることを示すデータが格納されており、2番目の領域には、移動ロボット動作パラメータ600を書き換える対象となるイヌの鳴き声を再生させるコマンド情報を示すデータが格納されている。3番目の領域には、移動ロボット側スピーカ508から再生される音量を決定するパラメータの設定値が格納されており、4番目の領域には、再生される音の高さを決定するパラメータの設定値が格納されている。5番目から12番目までの領域には、任意の数値が格納されるが、ここでは‘0’が格納されている。13番目の領域は、チェックサムが格納されている。

0238

移動ロボット110が受信した通信データについて、移動ロボット側制御部501が解析を行うことで、最初の領域から、書換用パラメータであることを検出して、2番目の領域から、イヌの鳴き声を再生させるコマンド情報であることを検出する。そして、3番目と4番目の領域から、移動ロボット側スピーカ508から再生される音量を決定するパラメータの設定値と、再生される音の高さを決定するパラメータの設定値を取得する。このように、移動ロボット側制御部501は、学習者が新たに設定しようとしてタッチパネル付き液晶画面701に入力した移動ロボット動作パラメータ600を書き換える内容について取得することができる。その後、移動ロボット側制御部501は、イヌの鳴き声を再生させるコマンド情報に対する移動ロボット動作パラメータ600の最初と2番目の領域を書き換えて、動作パラメータ用ROM511に記憶させる。上述のように動作パラメータ用ROM511は、不揮発性メモリであるため、移動ロボット110の電源を切ってもそのデータが保存され、再度、電源を投入するときにも、書き換えた移動ロボット動作パラメータ600の内容で移動ロボット110が動作する。

0239

なお、移動ロボット動作パラメータ600の読み出しや書き換えが実行されている間にも、移動ロボット110は、コマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を読み取り、読み取られるコマンド情報に基づいて動作を行い、さらに、読み取られるコマンド情報をタブレットコンピュータ130に送信することを並行して実行していることも想定される。この場合には、タブレットコンピュータ130から送信される命令に対して行う移動ロボット110の応答の方が、優先して実行されるようになっている。そして、タブレットコンピュータ130からの命令に対する応答が完了した後、移動ロボット110は、コマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を読み取り、読み取られるコマンド情報に基づいて動作を行い、さらに、読み取られるコマンド情報をタブレットコンピュータ130に送信するという元の動きに戻り、その動きが継続して実行される。タブレットコンピュータ130からの命令に対する移動ロボット110の応答は、一種の割り込み処理のような動きをするように、移動ロボット側制御部501が移動ロボット110の動きを制御している。

0240

学習者は、タブレットコンピュータ130への入力作業を通じて、タブレットコンピュータ130の操作方法を学習することができる。また、学習者は、移動ロボット動作パラメータ600を書き換えることで、それに基づいて移動ロボット110の動作の内容が変化することを確認でき、移動ロボット110の動作自体が決定されるプログラム部分と、移動ロボット110の動作の内容が決定されるパラメータ部分の機能の違いを、学習体験を通して、認識することができる。

0241

学習者が、移動ロボット110の動作パラメータ用ROM511に記憶されている移動ロボット動作パラメータ600を書き換えるアプリケーションの応用として、学習者のオリジナルのコマンド・パネル121であるオリジナルパネル121zを作成することができる。

0242

次に、オリジナルパネル121zの作成について説明する。

0243

まず、透明フィルムシートに移動ロボット110の光学読取モジュール240で読み取り可能な二次元のドットパターンを印刷する。この二次元のドットパターンからは、コマンド情報が検出できるようになっている。ただし、このコマンド情報は、透明フィルムシートに印刷されていることを検出できるものであり、すでに存在するコマンド・パネル121に記録されているコマンド情報と異なっている。また、移動ロボット側制御部501及びタブレット側制御部801が透明フィルムシートに印刷されているコマンド情報を識別できるように、あらかじめ移動ロボット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)521及びタブレット側制御部用ROM(フラッシュメモリ)821にこのコマンド情報が記録されている。

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