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技術 学習玩具

出願人 株式会社ICON
発明者 土屋敏子
出願日 2019年1月28日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2019-011919
公開日 2020年8月6日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-116302
状態 未査定
技術分野 玩具
主要キーワード 回転脚 マスターブロック スロープ形状 比較対象情報 音声録音用 位置コマンド プレート端 右括弧
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8月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

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、コマンド情報用メモリ508に複数のコマンド情報を記憶する。移動ロボット110の制御部501は、コマンド情報用メモリ508に記憶されている複数のコマンド情報から、数値または絵柄の情報を含む第一比較対象情報と、数値または絵柄の情報を示す第二比較対象情報とを検出して、比較して、一致しているか判定し、その判定結果に基づいて、移動ロボット110に所望の動作をさせる。

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。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、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

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、コマンド情報用メモリ508に複数のコマンド情報を記憶する。移動ロボット110の制御部501は、コマンド情報用メモリ508に記憶されている複数のコマンド情報から、数値または絵柄の情報を含む第一比較対象情報と、数値または絵柄の情報を示す第二比較対象情報とを検出して、比較して、一致しているか判定し、その判定結果に基づいて、移動ロボット110に所望の動作をさせる。

目的

この発明の課題は、低年齢の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

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

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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た複数枚コマンド・パネルを連続して配置し、前記コマンド・パネル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、前記コマンド情報に基づいて動作する学習玩具であって、前記移動体は、前記コマンド・パネルの上を自走するための移動手段と、前記コマンド・パネルに記録された前記コマンド情報を読み取る読取手段と、読み取った前記コマンド情報を記憶する記憶手段と、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制御手段とを備え、連続して配置された前記コマンド・パネルの中の複数の前記コマンド・パネルには、前記読取手段により読み取ることができるそれぞれ異なる前記コマンド情報が記録され、前記複数の前記コマンド・パネルに記録されているそれぞれ異なる前記コマンド情報は、一以上の前記コマンド情報により構成され、数値または絵柄の情報を含む第一比較対象情報と、前記数値または前記絵柄の情報を示す一以上の前記コマンド情報により構成され、前記第一比較対象情報と比較して所定の条件が成立しているか判定される第二比較対象情報とを有しており、前記記憶手段は、前記複数の前記コマンド・パネルから読み取った複数の前記コマンド情報を記憶し、前記制御手段は、読み取った前記複数の前記コマンド情報から、前記第一比較対象情報と、前記第二比較対象情報とを検出して、前記第一比較対象情報と前記第二比較対象情報とを比較して、前記所定の条件が成立しているか判定し、その判定結果に基づいて、前記移動体に所望の動作をさせるように構成されている、ことを特徴とする学習玩具。

請求項2

三枚以上のコマンド・パネルに記録されている三以上のコマンド情報により構成される前記第一比較対象情報は、前記第一比較対象情報の開始位置を示す前記コマンド情報である開始位置コマンド情報と、前記第一比較対象情報の終了位置を示す前記コマンド情報である終了位置コマンド情報と、前記開始位置コマンド情報と前記終了位置コマンド情報がそれぞれ記録されている二枚の前記コマンド・パネルに挟まれた、一枚以上の前記コマンド・パネルに記録されている一以上の前記コマンド情報から構成され、前記第二比較対象情報と比較されて、前記所定の条件が成立しているか判定される一以上の第一比較コマンド情報と、により構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の学習玩具。

請求項3

前記開始位置コマンド情報と前記終了位置コマンド情報がそれぞれ記録されている前記二枚の前記コマンド・パネルに挟まれた、複数の前記コマンド・パネルに記録されている複数の前記コマンド情報から構成される複数の前記第一比較コマンド情報と、前記第二比較対象情報を構成する複数の前記コマンド情報である複数の第二比較コマンド情報は、それぞれ、前記数値または前記絵柄の情報を示す複数種類により構成されており、前記制御手段は、前記複数の前記第一比較コマンド情報と前記複数の前記第二比較コマンド情報とを、前記複数種類の対応する種類ごとに、それぞれ比較して、前記所定の条件が成立しているか判定するように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載の学習玩具。

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、パネルに記録されている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。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、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、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。

0006

しかしながら、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。この出願の発明者は、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の応用として、移動体をロボットに代え、このロボットの動作をより多様化することを考えた。ロボットの動作を多様化し、ロボットの動き、色、及び音声などを変化させることで、視覚聴覚により認識できるため、小さな子供にも理解しやすいと考えたからである。

0007

また、本出願の発明者は、特許文献1の玩具は、遊技を想定しているにすぎないが、これを学習に応用すれば利用範囲が広がると考えた。特に、ロボットが読み取るデータを入力とし、ロボットの動作を出力とすれば、入力と出力の関係が、子供にも理解しやすいという特徴から子供向けのプログラミングの学習に有効であると考えた。

0008

特許文献2の玩具では、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、幼児等の小さな子供には操作が困難であると考えられる。

0009

本出願の発明者は、まず、例えば三以下の幼児にコンピュータ・プログラミングの基礎を学ばせるための学習玩具として検討した。例えば三歳以下の幼児に、コンピュータ言語を理解させることは困難であるが、ロボットが走行面からデータを読み取り、ロボットに動作をさせるという特徴を活かせば、コンピュータ・プログラミングの手法を学習させることが可能であると考えたからである。また、ディスプレイ上の画像を動作させるのではなく、三次元物体であるロボットに動作をさせる方が、幼児等の子供にも動作が認識しやすく興味を持って学習できると考えた。

0010

一方で、対象年齢を例えば三歳以下の幼児など、狭い年齢層に限定すると、学習玩具の動作を単純なものに制限せざるを得ず、子供が飽きてしまうことや、子供の成長により、玩具が短期間のうちに使われなくなってしまうことが想定された。

0011

子供の発達段階に応じて、長期間にわたり使用できるようにするためには、ロボットの動作を通して、より高度なプログラミングの学習を実現できるようにしておくことが望ましい。

0012

そこで、この発明の課題は、低年齢の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玩具を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

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た複数枚のコマンド・パネルを連続して配置し、前記コマンド・パネル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、前記コマンド情報に基づいて動作する学習玩具であって、前記移動体は、前記コマンド・パネルの上を自走するための移動手段と、前記コマンド・パネルに記録された前記コマンド情報を読み取る読取手段と、読み取った前記コマンド情報を記憶する記憶手段と、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制御手段とを備え、連続して配置された前記コマンド・パネルの中の複数の前記コマンド・パネルには、前記読取手段により読み取ることができるそれぞれ異なる前記コマンド情報が記録され、前記複数の前記コマンド・パネルに記録されているそれぞれ異なる前記コマンド情報は、一以上の前記コマンド情報により構成され、数値または絵柄の情報を含む第一比較対象情報と、前記数値または前記絵柄の情報を示す一以上の前記コマンド情報により構成され、前記第一比較対象情報と比較して所定の条件が成立しているか判定される第二比較対象情報とを有しており、前記記憶手段は、前記複数の前記コマンド・パネルから読み取った複数の前記コマンド情報を記憶し、前記制御手段は、読み取った前記複数の前記コマンド情報から、前記第一比較対象情報と、前記第二比較対象情報とを検出して、前記第一比較対象情報と前記第二比較対象情報とを比較して、前記所定の条件が成立しているか判定し、その判定結果に基づいて、前記移動体に所望の動作をさせるように構成されている学習玩具としたことを特徴とする。

0014

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の構成に加えて、三枚以上のコマンド・パネルに記録されている三以上のコマンド情報により構成される前記第一比較対象情報は、前記第一比較対象情報の開始位置を示す前記コマンド情報である開始位置コマンド情報と、前記第一比較対象情報の終了位置を示す前記コマンド情報である終了位置コマンド情報と、前記開始位置コマンド情報と前記終了位置コマンド情報がそれぞれ記録されている二枚の前記コマンド・パネルに挟まれた、一枚以上の前記コマンド・パネルに記録されている一以上の前記コマンド情報から構成され、前記第二比較対象情報と比較されて、前記所定の条件が成立しているか判定される一以上の第一比較コマンド情報と、により構成されている学習玩具としたことを特徴とする。

0015

請求項3に係る発明は、請求項2に記載の構成に加えて、前記開始位置コマンド情報と前記終了位置コマンド情報がそれぞれ記録されている前記二枚の前記コマンド・パネルに挟まれた、複数の前記コマンド・パネルに記録されている複数の前記コマンド情報から構成される複数の前記第一比較コマンド情報と、前記第二比較対象情報を構成する複数の前記コマンド情報である複数の第二比較コマンド情報は、それぞれ、前記数値または前記絵柄の情報を示す複数種類により構成されており、前記制御手段は、前記複数の前記第一比較コマンド情報と前記複数の前記第二比較コマンド情報とを、前記複数種類の対応する種類ごとに、それぞれ比較して、前記所定の条件が成立しているか判定するように構成されている学習玩具としたことを特徴とする。

発明の効果

0016

請求項1の発明によれば、移動体が複数のコマンド・パネルから読み取る複数のコマンド情報は、第一比較対象情報と第二比較対象情報を構成している。移動体の制御手段は、読み取った複数のコマンド情報から、第一比較対象情報と第二比較対象情報を検出し、比較し、所定の条件が成立しているか判定し、その比較判定結果に基づいて、移動体に所望の動作をさせる。

0017

このため、コマンド・パネルに記録されているコマンド情報を順次読み取り、それに応じて順次移動体の動作が実行されるような単純なプログラミングだけでなく、複数配置するコマンド・パネルのうち、一部分のコマンド・パネルと、他の部分のコマンド・パネルに記録されているコマンド情報を比較して、比較判定結果に基づいて移動体に動作をさせるような高度なプログラミングの作成も可能になる。単純なものから高度なものまで段階的にプログラミングの難易度を調整できるため、低年齢の幼児だけでなくそれ以上の年齢層の子供もこの学習玩具で学習することができる。

0018

また、第一比較対象情報と第二比較対象情報は、数値の情報を含むように構成できるため、学習者は、数値の計算や計算結果の比較をさせるような高度なプログラミングの学習を行うことができる。

0019

この結果、子供の発達段階に応じて、長期間にわたりこの学習玩具を使用することができる。

0020

請求項2の発明によれば、第一比較対象情報は、開始位置コマンド情報と、終了位置コマンド情報と、一枚以上のコマンド・パネルに記録されている一以上の第一比較コマンド情報とにより構成されている。そして、この一以上の第一比較コマンド情報が、第二比較対象情報と比較される。一以上の第一比較コマンド情報は、コマンド・パネルの枚数を変えたり、種類を変えたりすることにより様々に変化させることができる。

0021

このため、学習者は、配置するコマンド・パネルを様々に変化させることにより、一以上の第一比較コマンド情報を変化させて学習することができる。このように、学習者は、高度で多様なプログラミングの学習をすることができる。

0022

請求項3の発明によれば、複数の第一比較コマンド情報と複数の第二比較コマンド情報は、数値や絵柄の情報を示す複数種類により構成されている。そして、複数の第一比較コマンド情報と複数の第二比較コマンド情報は、複数種類の対応する種類ごとに、それぞれ比較される。

0023

学習者は、複数種類が含まれるように複数の第一比較コマンド情報や複数の第二比較コマンド情報を構成して、学習をすることができる。このように、学習者は、高度で複雑なプログラミングの学習を行うことができる。

図面の簡単な説明

0024

この発明の実施の形態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。
同実施の形態に係る移動ロボットの移動機構を下側から見た概略的斜視図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの制御回路を概略的に示すブロック図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、第一比較対象情報を構成する第一比較コマンド情報が1個である場合を説明する図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、第一比較対象情報を構成する第一比較コマンド情報が複数種類である場合を説明する図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、第一比較対象情報を構成する第一比較コマンド情報が1個である場合を説明する図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、色の三原色に関するコマンド情報を含む場合を説明する図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、(a)は、音階再生させるコマンド情報を含む場合を説明する図、(b)は、進行方向に隣接するコマンド・パネルを1枚スキップさせるコマンド情報を含む場合を説明する図、(c)は、文字の音声を再生させるコマンド情報を含む場合を説明する図である。
同実施の形態に係る移動ロボットの進行方向に配置された複数枚のコマンド・パネルの例を示す平面図であり、スタート位置に配置されるコマンド・パネルとゴール位置に配置されるコマンド・パネルを含む図である。

実施例

0025

[発明の実施の形態]
この発明の実施の形態について、図1図10を用いて説明する。

0026

図1に示したように、この実施の形態に係る学習玩具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とで構成されている。また、複数枚のコマンド・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、複数枚のコマンド・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、コマンド情報に基づいて様々な動作を行う。
<移動ロボット110>

0027

この実施の形態に係る移動ロボット110は、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と、読み取った複数のコマンド情報を記憶する「記憶手段」であるコマンド情報用メモリ508(図4参照)と、移動ロボット110に動作をさせる「制御手段」である制御部501(図4参照)とを有している。また、移動ロボット110には、この移動ロボット110を発光させる「発光素子」であるRGB光源502(図4参照)と、この移動ロボット110から音声を発生させるスピーカ507(図4参照)とが内蔵されている。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。

0028

図2(a)及び(b)は、この移動ロボット110の外観概要を示しており、本体部211と、底面部212とを有する。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、移動機構230と光学読取モジュール240と電源スイッチ503などが設けられている。

0029

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。

0030

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内に設けられたRGB光源502(例えばLEDを用いたもの、図1及び図2では示さず)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502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。この実施の形態では、発光部220の形状を渦巻き状としたが、この発光部220の形状は任意である。

0031

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には斜め下方から見た斜視図を示している。

0032

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。

0033

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。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。

0034

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、底面視で回転脚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)。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

光学読取モジュール240は、「二次元パターン」である二次元の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。

0040

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。また、二次元のドットパターンは方向性を有するように構成されているため、この画像から、コマンド・パネル121に対する移動ロボット110の方向を検出できるようになっている。さらに、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。

0041

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。

0042

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、バーコードや、QRコード登録商標)などの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。

0043

移動ロボット110の電源スイッチ503は、移動ロボット110の電源を入れたり、切ったりするためのスイッチである。電源スイッチ503は、底面部212以外に配置してもよいし、無くしてしまってもよい。また、電源スイッチ503の種類は、どのような種類のスイッチを使用してもよい。

0044

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

0045

図4に示したように、この制御回路500は制御部501を有し、この制御部501には、RGB光源502、電源スイッチ503、光学読取モジュール240、モータコントローラ505、音声再生部506、コマンド情報用メモリ508が接続されている。

0046

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CPU(Central Processing Unit)520と、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制御部用ROM(Read Only Memory)(フラッシュメモリ)521と、CPU520の動作に必要なデータを一時的に保持する制御部用RAM(Random Access Memory)522などから構成されている。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、制御部用RAM522としてSRAM(Static Random Access Memory)が用いられている。なお、制御部用ROM(フラッシュメモリ)521としてEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などのその他の種類のメモリを使用してもよい。フラッシュメモリやEEPROM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。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。また、SRAMは、電源を切るとデータが消滅する揮発性メモリである。なお、制御部用RAM522として、SRAM以外のその他の種類のメモリを使用してもよい。

0047

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502、モータコントローラ505、音声再生部506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。

0048

RGB光源502は、上述したように、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。このRGB光源502は、赤、緑及び青のLEDで構成される。

0049

電源スイッチ503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503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。

0050

光学読取モジュール240は、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、制御部501へ送る。

0051

モータコントローラ505は、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。

0052

移動ロボット110には、音声やサウンドを再生するためのスピーカ507が設けられている。スピーカ507は、コマンド情報に基づいて、音符の音階、楽器の音色を表現する音、動物鳴き声などを発生させるように構成されている。

0053

音声再生部506は、制御部501の制御に基づいて、スピーカ507に音声を再生させる。スピーカ507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のコマンド情報に基づいて決定される。

0054

コマンド情報用メモリ508は、光学読取モジュール240が読み取り、この光学読取モジュール240から制御部501へ送られた複数のコマンド情報を記憶する。移動ロボット110が、コマンド・パネル121上の中央部に達したときに、制御部501は、コマンド・パネル121から読み取ったコマンド情報をコマンド情報用メモリ508に記憶させるようになっている。また、移動ロボット110は、通過したコマンド・パネル121の複数のコマンド情報の全てをコマンド情報用メモリ508に記憶させるようになっている。なお、移動ロボット110は、通過したコマンド・パネル121の複数のコマンド情報の一部をコマンド情報用メモリ508に記憶させるようにしてもよい。

0055

また、移動ロボット110は、通過したコマンド・パネル121の複数のコマンド情報をコマンド情報用メモリ508のアドレス順序の記憶領域に連続して記憶させるようになっている。なお、移動ロボット110は、通過したコマンド・パネル121の関連するコマンド情報ごとにコマンド情報用メモリ508のアドレスを分けて、関連するコマンド情報のまとまりごと記憶領域に記憶させるようにしてもよい。

0056

コマンド情報用メモリ508は、SRAMなどで構成される。ただし、コマンド情報用メモリ508には、SRAMに限らず、その他のRAMなどの揮発性メモリや、EEPROMやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いることができる。

0057

また、コマンド情報用メモリ508は、制御部501のCPU520の処理のため一時的にデータを記憶している制御部用RAM522と別個に存在する必要はなく、制御部用RAM522によって、コマンド情報用メモリ508の機能を実現させることができる。このような構成にする方が、コストも低減され、電子基板面積も小型化されるなど利点がある。もちろん、データを保持している制御部用ROM(フラッシュメモリ)521にコマンド情報用メモリ508の機能を実現させてもよい。この場合には、コマンド情報を不揮発性メモリに保存することになるため、電源を切り、再度、移動ロボット110の電源を入れた後も、前回読み取ったコマンド情報を取り出すことができる。コマンド情報を保存することで、過去のコマンド情報を、実行中の移動ロボット110の動作に反映させるようなプログラミングも可能になる。

0058

制御部501は、コマンド情報用メモリ508に記憶されているコマンド情報を、記憶された順序に関わりなく、任意の順序で取り出すことができる。このため、複数のコマンド情報をコマンド情報用メモリ508の任意の記憶順序の位置から取り出して移動ロボット110に動作を実行させることができる。この結果、コマンド情報を順次読み取り、それに応じて順次移動ロボット110の動作が実行されるような単純なプログラミングだけでなく、コマンド情報の読み取りと読み取られたコマンド情報に基づいて行われる移動ロボット110の動作が時間的に隔てて行われるようなプログラミングなど、高度なプログラミングの作成が可能になる。また、あらかじめ実行順位の情報を設定しておき、その順位情報にしたがって、読み取ったコマンド情報に基づく移動ロボット110の動作を行わせることもできる。

0059

また、制御部501は、移動ロボット110の動作に必要なコマンド情報が、コマンド情報用メモリ508に記憶されていれば、そのコマンド情報を自動的に抽出して取り出すことができる。このため、移動ロボット110の動作がコマンド情報の読み取り順序に従わないようなプログラミングができる。

0060

本体部211には、このような制御回路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。

0061

なお、図4には示さなかったが、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。
<コマンド・パネル121>

0062

次に、コマンド・パネル121について説明する。

0063

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って、読み取ったコマンド情報に基づいて動作を行う。しかし、コマンド・パネル121に記録され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に描かれており、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。

0064

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。

0065

また、コマンド・パネル121の表面と裏面に同一の絵柄を印刷して同一のコマンド情報を記録してもよいし、異なる絵柄を印刷して異なるコマンド情報を記録してもよい。

0066

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。

0067

また、コマンド・パネル121に四面あるプレート端面の両端部にはそれぞれ極性が逆になるように磁石が組み込まれている。このようにプレート端面に磁石を組み込むことにより、二枚のコマンド・パネル121を隣接して配置すると、対向するプレート端面同士が、磁石により互いに引き付け合うために、プレート端面の長手方向にずれることなく、かつ、隙間なく接触状態が維持され、安定した移動ロボット110の移動路120が形成される。

0068

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。

0069

例えば、コマンド・パネル121は、ABS樹脂などのプラスチックにより成形されることが考えられる。この場合のコマンド・パネル121の形態としては、数ミリメートル程度の厚さをなして、柔軟性のない硬化した成形品になることなどが考えられる。

0070

しかし、コマンド・パネル121は、ビニールシートや紙などで形成することもできる。柔軟性のある材料を使用することにより、折り畳むことができるため、小スペース収納することができるという利点が生ずる。また、安価にコマンド・パネル121を形成できるという利点が生じる。

0071

コマンド・パネル121をビニールシートや紙で形成した場合、コマンド・パネル121の寸法の1枚の大きさのものをそれぞれ複数枚、用意してもよい。また、コマンド・パネル121の1枚の大きさのものを1枚の大きなシートに隙間なく平面状に敷き詰めて配置するように貼り付けて、ビニールシートや紙で形成された複数枚のコマンド・パネル121からなる1枚の大きなシートとすることもできる。この場合には、学習者が、この学習玩具100を用いて学習する際、1枚の大きなシートを床の上に広げて使用することになる。

0072

例えば、ビニールシートや紙のコマンド・パネル121を、行方向に7枚分、列方向に7枚分敷き詰めて配置して平面領域を構成するように1枚の大きなシートの上に貼り付けるようにしてもよい。

0073

1枚の大きなシートに貼り付けるコマンド・パネル121の枚数は任意であり、7行7列の範囲の大きさ以外の大きさで構成してもよいし、複数枚のコマンド・パネル121を貼り合わせて形成される領域が、正方形以外の形状を構成するようにしてもよい。

0074

コマンド・パネル121が貼り付けられるこの1枚の大きなシートは、ビニールシートや紙を使用して作成することができる。

0075

また、コマンド・パネル121を1枚ずつ大きなシートに貼り付けていく形態だけでなく、あらかじめ、ビニールシートや紙の1枚の大きなシートに複数枚のコマンド・パネル121を平面状に敷き詰めて配置するように印刷しておいてもよい。

0076

印刷する場合には、1枚の大きなシートの中で、コマンド・パネル121の配置を任意に変更することができなくなる。しかし、コマンド・パネル121と、コマンド・パネル121に基づいて行われる移動ロボット110の動作の関係を認識させるような基礎的な学習を繰り返して行う場合には、有効となる。

0077

また、1枚の大きなシートに印刷されるコマンド・パネル121の種類や配置を様々に変更したものを複数種類、用意しておいてもよい。このようにすることで、1枚の大きなシートを交換することにより、移動ロボット110の動作が様々に変化することになる。このため、学習者は、コマンド・パネル121と、コマンド・パネル121に基づいて行われる移動ロボット110の動作の関係について、多くのパターンを学習できるようになる。

0078

また、コマンド・パネル121をビニールシートや紙で形成した場合、コマンド・パネル121の1枚の大きさのものを、床に隙間なく平面状に敷き詰めて配置するように貼り付けてもよい。

0079

柔軟性がある材料や安価な材料として、ビニールシートや紙だけでなく、布などその他の材料を使用してもよい。
<二次元のドットパターン>

0080

次に、コマンド・パネル121に印刷されている二次元のドットパターンについて説明する。

0081

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。

0082

二次元のドットパターンは、例えば、行方向に6個のドットが配列されて、列方向にも6個のドットが配列される36個のドットから構成することができる。二次元のドットパターンを構成するドットの数は、36個に限られず、それ以外のドット数を採用してもよい。例えば、1個のドットで1ビットを表現する場合、学習玩具100を構成するのに必要なビット数が24ビットであれば、二次元のドットパターンを構成するドットの数を24個としてもよいことは、もちろんである。この36個のドットから構成される二次元のドットパターンを、光学読取モジュール240に内蔵されている二次元配列の光センサで光学的に読み取り、このドットパターンの画像データを処理する。こうすることによって、二次元のドットパターンに記録されている情報を検出できるようになっている。光学読取モジュール240の二次元配列光センサには、画素サイズの小さいセンサが採用されているため、ドットの大きさやドットの間隔を小さくしても二次元のドットパターンを検出ができるようになっている。このため二次元のドットパターンの大きさは、小さく構成されている。こうすることにより、二次元のドットパターンが目立ちにくくなる。また、光学読取モジュール240により一度に複数の二次元のドットパターンを読み取ることができるようになるため、コマンド・パネル121の表面の一部が汚れても、汚れていない部分の二次元のドットパターンを検出することで、読み取り不能になることを防ぐことができる。

0083

また、使用されている二次元のドットパターンには、大きい容量のデータを記録させることができるようになっている。このため、コマンド・パネル121に記録されるコマンド情報の種類の数を超えて、さらに大きなデータの記録ができるようになっている。

0084

そこで、大きい容量のデータを記録できる二次元のドットパターンの特徴を活かして、コマンド・パネル121に記録されるコマンド情報だけでなく、コマンド・パネル121の表面上の位置とコマンド・パネル121の表面上にあらかじめ定められている方向も検出できるように二次元のドットパターンに情報が付加されている。
<コマンド・パネル121の配置と移動ロボット110の動作>

0085

次に、コマンド・パネル121の配置と移動ロボット110の動作について、具体例を用いて説明する。

0086

上述したようにコマンド・パネル121には、記録されているコマンド情報を認識できるように絵柄が描かれており、学習者は、この絵柄によってコマンド情報を認識できるようになっている。

0087

図5(a)には、連続して配置されている6枚のコマンド・パネル121の平面図が示されている。

0088

左端のコマンド・パネル121nには、移動ロボット110に移動を開始させるコマンド情報が記録されている。学習者は、このコマンド・パネル121nを移動路120のスタート位置に配置して、最初に、この上に移動ロボット110を乗せて、スタートさせる。

0089

そうすると、移動ロボット110は、このコマンド・パネル121nに描かれている矢印の向きに移動を開始する。

0090

図5(a)に示されているように、次に、左括弧の絵柄のコマンド・パネル121a、2個のリンゴの絵柄のコマンド・パネル121e、右括弧の絵柄のコマンド・パネル121bが左から右に向けて配置されている。

0091

これら3枚のコマンド・パネル121にそれぞれ記録されている3個のコマンド情報が、第一比較対象情報を構成している。

0092

左括弧のコマンド・パネル121aには、中央部に水色の左括弧を表現する絵柄と、その左括弧の左側に移動ロボット110を表現する絵柄が小さく描かれており、それらの絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。左側に描かれている移動ロボット110の絵柄は、移動路120のスタート位置に配置されるコマンド・パネル121nの絵柄に対応させている。このコマンド・パネル121aから、第一比較対象情報が開始することを学習者が、イメージできるように、スタート位置の絵柄と関連づけている。

0093

右括弧のコマンド・パネル121bには、中央部に水色の右括弧を表現する絵柄と、その右括弧の右側に家を表現する絵柄が小さく描かれており、それらの絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。右側の家の絵柄は、移動路120のゴール位置に配置されるコマンド・パネル121oの絵柄に対応させている(図9(b)、図9(c)、図10参照)。第一比較対象情報がこの位置で終了することを、イメージできるように、ゴール位置の絵柄に関連づけている。

0094

リンゴのコマンド・パネル121eには、中央部に2個のリンゴを表現する絵柄と、その絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。

0095

このように、水色の枠が描かれている絵柄のコマンド・パネル121が、左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bに挟まれて配置され、第一比較対象情報が構成されるようになっている。水色の枠があるもののみが、括弧内で第一比較対象情報として有効となる。

0096

この第一比較対象情報は、第一比較対象情報の開始位置を示すコマンド情報である開始位置コマンド情報と、第一比較対象情報の終了位置を示すコマンド情報である終了位置コマンド情報と、開始位置コマンド情報と終了位置コマンド情報がそれぞれ記録されている2枚のコマンド・パネル121に挟まれた、コマンド・パネル121に記録されている1個のコマンド情報から構成される1個の第一比較コマンド情報と、により構成されている。

0097

左括弧のコマンド・パネル121aには、開始位置コマンド情報が記録されており、右括弧のコマンド・パネル121bには、終了位置コマンド情報が記録されている。

0098

また、左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bに挟まれている、2個のリンゴのコマンド・パネル121eに記録されているコマンド情報が、第一比較コマンド情報に該当する。

0099

図5(a)に示されている配置では、リンゴのコマンド・パネル121eが1枚だけ挟まれているが、複数枚を挟むようにしてもよい。

0100

また、リンゴの個数が1個や、3個以上描かれているコマンド・パネル121eも用意されている。

0101

このリンゴのコマンド・パネル121eには、描かれているリンゴの個数がコマンド情報として記録されている。移動ロボット110が、このリンゴのコマンド・パネル121eからリンゴの個数を読み取ると、左括弧のコマンド・パネル121aと右括弧のコマンド・パネル121bに挟まれている、すべてのリンゴのコマンド・パネル121eから読み取ったリンゴの個数を加算するようになっている。また、移動ロボット110が、このリンゴのコマンド・パネル121e上の中央部に達したときに、加算したリンゴの数の回数だけ、発光部220を赤色に点滅発光させるようにしてもよい。

0102

図5(a)に示されているように、右括弧のコマンド・パネル121bの右側に隣接して、1個のリンゴの絵柄が描かれているコマンド・パネル121hが配置されている。このリンゴのコマンド・パネル121hは、上述した左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bの外側に配置されている。

0103

このコマンド・パネル121hに記録されているコマンド情報が、第二比較対象情報を構成している。

0104

図5(a)に示されている配置では、左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bの外側に、このリンゴのコマンド・パネル121hが1枚だけ配置されているが、複数枚を配置するようにしてもよい。この場合には、複数枚のリンゴのコマンド・パネル121hにより第二比較対象情報が構成されることになる。

0105

また、リンゴの個数が2個以上描かれているコマンド・パネル121hも用意されている。

0106

このリンゴのコマンド・パネル121hには、描かれているリンゴの個数がコマンド情報として記録されている。移動ロボット110が、このリンゴのコマンド・パネル121hからリンゴの個数を読み取ると、左括弧のコマンド・パネル121aと右括弧のコマンド・パネル121bの外側に配置されている、すべてのリンゴのコマンド・パネル121hから読み取ったリンゴの個数を加算するようになっている。また、移動ロボット110が、このリンゴのコマンド・パネル121h上の中央部に達したときに、加算したリンゴの数の回数だけ、発光部220を赤色に点滅発光させるようにしてもよい。

0107

このリンゴのコマンド・パネル121hに描かれている絵柄と、上述した第一比較コマンド情報を構成するリンゴのコマンド・パネル121eの絵柄とを比較すると、このコマンド・パネル121hには、水色の枠がなく、一方、第一比較コマンド情報を構成するコマンド・パネル121eには、水色の枠が描かれているという相違がある。

0108

コマンド・パネル121eのような、水色の枠が描かれているコマンド・パネル121のみが、第一比較対象情報を構成できるようになっている。左括弧のコマンド・パネル121aと右括弧のコマンド・パネル121bの間に挟むように水色の枠のコマンド・パネル121を配置して、第一比較対象情報を構成するように使用される。

0109

第二比較対象情報は、第一比較対象情報のなかの第一比較コマンド情報と比較され、それぞれの内容が一致しているか判定される。

0110

一致する場合、後述する2方向矢印のコマンド・パネル121c上で発光部220が水色に発光するとともに、コマンド・パネル121cに描かれている水色の矢印の方向に移動ロボット110が進行するようになっている。

0111

図5(a)の例では、リンゴ1個を示すコマンド・パネル121hと、第一比較コマンド情報を構成するコマンド・パネル121eが示すリンゴの数2個が比較されて、一致しているか判定されるようになっている。

0112

移動ロボット110が、リンゴのコマンド・パネル121hに達したときに、リンゴの数が一致していれば、発光部220を水色に2回点滅発光させるようにしてもよい。また、スピーカ507から一致していることを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。そして、リンゴの数が一致している状態から、一致しなくなった場合にも、一致しなくなったことを通知する通知音をスピーカ507から発生させるようにしてもよい。

0113

図5(a)に示されているように、リンゴのコマンド・パネル121hの右隣に、2方向矢印のコマンド・パネル121cが配置されている。

0114

この2方向矢印のコマンド・パネル121cには、水色の矢印と灰色の矢印が反対方向を向いている絵柄と、その絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。

0115

移動ロボット110がこの2方向矢印のコマンド・パネル121cに達したところで、これより前に、移動ロボット110が移動して読み取ったコマンド・パネル121のコマンド情報に基づいて、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報とが確定される。

0116

この2方向矢印のコマンド・パネル121cに記録されているコマンド情報は、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報とを比較して、それぞれの内容が一致していると判定される場合には、水色の矢印の方向(上向きの方向)に、移動ロボット110を移動させて、一致していないと判定される場合には、灰色の矢印の方向(下向きの方向)に、移動ロボット110を移動させる命令となっている。

0117

一致する場合、発光部220を水色に発光させるようにしてもよい。また、スピーカ507から一致していることを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。そして、一致していない場合にも、一致していないことを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。こうすることにより、学習者は、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報との比較判定結果を移動ロボット110の発光や音声によって確認することができる。

0118

この例では、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報の内容が一致しているかについて比較して判定することを条件としているが、その他の条件により、判定するようにしてもよい。

0119

次に、図5(a)に示されている、6枚のコマンド・パネル121の上を移動するときの移動ロボット110の動作を詳細に説明する。

0120

まず、移動ロボット110が、学習者によって、左端のスタート位置に配置されるコマンド・パネル121nの上に乗せられて、移動が開始する。

0121

移動ロボット110は、どの方向に向けてコマンド・パネル121nの上に乗せられても、制御部501が、光学読取モジュール240で読み取られるコマンド情報から、方向を検出することにより、モータコントローラ505を制御し、移動機構230を作動させて、このコマンド・パネル121nに描かれている矢印の向きに移動ロボット110の方向を回転させる。そして、制御部501は、移動機構230を作動させて、この矢印の向きに移動ロボット110を前進させ、隣接する左括弧のコマンド・パネル121aに移動させる。

0122

移動ロボット110は、隣接する左括弧のコマンド・パネル121a、2個のリンゴのコマンド・パネル121e、右括弧のコマンド・パネル121b、1個のリンゴのコマンド・パネル121hの上を移動する。制御部501は、それぞれで読み取られるコマンド情報をコマンド情報用メモリ508に記憶させる。

0123

移動ロボット110が、5番目に配置されている1個のリンゴのコマンド・パネル121hの中央部に達すると、制御部501は、コマンド情報用メモリ508に記憶されているコマンド情報を古いものから新しいものに向かう順序で読み出して、内容を確認する。

0124

最も古いコマンド情報は、スタート位置に配置されるコマンド・パネル121nのものであり、2番目は、左括弧のコマンド・パネル121a、3番目は、2個のリンゴのコマンド・パネル121e、4番目は、右括弧のコマンド・パネル121bのコマンド情報が読み出される。ここまで読み出すと、制御部501は、2番目から4番目までが、第一比較対象情報を構成していること検出する。また、2番目が、開始位置コマンド情報であり、4番目が、終了位置コマンド情報であり、それらに挟まれている3番目が、第一比較コマンド情報であることを検出する。さらに、第一比較コマンド情報として、リンゴの数が2個であることを読み取る。

0125

続けて、制御部501が、コマンド情報用メモリ508からコマンド情報を読み出すと、5番目が、1個のリンゴのコマンド・パネル121hであることが検出される。このリンゴのコマンド・パネル121hは、移動ロボット110の現在位置である。ここで、制御部501は、このリンゴのコマンド・パネル121hが示すリンゴの数が1個という情報と、第一比較コマンド情報が示すリンゴの数が2個という情報を比較して、一致しているか判定するようにしてもよい。この5番目のリンゴのコマンド・パネル121h上では、一致していないため、制御部501は、発光部220の発光を変化させたり、スピーカ507から音声を発生したりすることなく、移動機構230を作動させて、移動ロボット110を前進させ、隣接する2方向矢印のコマンド・パネル121cに移動させる。

0126

仮に、このリンゴのコマンド・パネル121hが、リンゴ2個の絵柄であった場合には、第一比較コマンド情報が示すリンゴの数と一致する。この場合、制御部501は、発光部220を水色に2回点滅発光させ、スピーカ507から一致していることを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。

0127

移動ロボット110が、2方向矢印のコマンド・パネル121c上の中央部に達すると、制御部501は、読み取られたコマンド情報をコマンド情報用メモリ508に記憶させる。

0128

続いて、制御部501は、コマンド情報用メモリ508に記憶されているコマンド情報を古いものから順次読み出して確認する。こうすることにより、制御部501は、2番目から4番目までが、第一比較対象情報を構成しており、2番目が、開始位置コマンド情報、3番目が、リンゴ2個を示す第一比較コマンド情報、4番目が、終了位置コマンド情報であることを検出する。また、6番目に、2方向矢印のコマンド・パネル121cが配置されていることも検出し、その前の5番目が、リンゴ1個を示す第二比較対象情報であることを検出する。

0129

このコマンド・パネル121c上では、第一比較コマンド情報と、第二比較対象情報が比較されて、それぞれの内容が一致するという条件が成立すれば、絵柄の水色の矢印の方向に、移動ロボット110が進行し、不成立であれば、灰色の矢印の方向に進行するようになっている。

0130

制御部501は、2方向矢印のコマンド・パネル121cのコマンド情報に基づいて、第一比較コマンド情報と、第二比較対象情報とを比較して、リンゴの数が一致しているか判定する。この比較判定の結果、一致していないため、制御部501は、移動機構230を作動させて、このコマンド・パネル121cに描かれている灰色の矢印の向き(下向き)に移動ロボット110の方向を回転させる。そして、制御部501は、移動機構230を作動させて、この矢印の向きに移動ロボット110を前進させる。このとき、このコマンド・パネル121cの中央部において、制御部501が、スピーカ507から一致していないことを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。

0131

仮に、第二比較対象情報がリンゴ2個を示すものだった場合には、リンゴの数が一致するという結果になる。この場合、制御部501は、移動機構230を作動させて、このコマンド・パネル121cに描かれている水色の矢印の向き(上向き)に移動ロボット110の方向を回転させ、この矢印の向きに移動ロボット110を前進させることになる。このとき、制御部501が、一致していることを示すように発光部220を水色に発光させたり、スピーカ507から一致していることを通知する通知音を発生させたりするようにしてもよい。

0132

なお、図5(a)に示されている例では、第一比較対象情報が、開始位置コマンド情報と、終了位置コマンド情報を含むように構成されているが、これらを含まない構成にすることもできる。例えば、図5(a)に示されている配置から、左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bを取り除いた配置として、隣合う、リンゴ2個を示すコマンド・パネル121eと、リンゴ1個を示すコマンド・パネル121hとを比較するように構成してもよい。このようにすることで、1枚のコマンド・パネル121を用いて、第一比較対象情報を構成できるようになる。

0133

次に、図5(b)に示されている、7枚のコマンド・パネル121の配置について説明する。

0134

図5(b)と図5(a)に示されている配置を比較すると、図5(a)の左端から5番目の1個のリンゴを示すコマンド・パネル121hが、図5(b)では、3個のリンゴを示すコマンド・パネル121hに置き換えられている。また、図5(b)に示されている配置では、右端の2方向矢印のコマンド・パネル121cの左隣に、ゾウの絵柄のコマンド・パネル121pが配置されており、コマンド・パネル121の数が1枚増加している。

0135

ゾウのコマンド・パネル121pには、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121p上の中央部に達したときに、スピーカ507からゾウの鳴き声を再生させるコマンド情報が記録されている。

0136

また、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121pに達したときに、それより前のすべてのリンゴのコマンド・パネル121hから読み取ったリンゴの個数を加算した数値から、1だけ減算するようになっている。1を減算した後のリンゴの数の回数だけ、発光部220を赤色に点滅発光させるようにしてもよい。

0137

このコマンド・パネル121pで、リンゴの数を1減らすのは、ゾウさんにリンゴを1個あげるというイメージを表している。学習者が興味を持って学習に取り組めるように、このような工夫がされている。

0138

図5(b)に示されている配置では、左端から2番目から4番目までの3枚に基づいて、第一比較対象情報が構成される。2番目の左括弧のコマンド・パネル121aが、開始位置コマンド情報、3番目の2個のリンゴのコマンド・パネル121eが、第一比較コマンド情報、4番目の右括弧のコマンド・パネル121bが、終了位置コマンド情報にそれぞれ該当する。ここまでは、図5(a)と同様である。

0139

左端から5番目の3個のリンゴのコマンド・パネル121hと、6番目のゾウのコマンド・パネル121pのそれぞれに記録されているコマンド情報が、第二比較対象情報を構成している。このように第二比較対象情報が、複数で構成されていることが、図5(a)に示されている配置との相違である。

0140

移動ロボット110が、左端のスタート位置に配置されるコマンド・パネル121nから、スタートして、7番目の2方向矢印のコマンド・パネル121cに達すると、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報が一致しているか比較される。第一比較コマンド情報は、リンゴ2個を示す内容となっている。また、第二比較対象情報は、リンゴ3個を示すコマンド・パネル121hと、リンゴの数を1減算するゾウのコマンド・パネル121pによって、リンゴ2個を示す内容となっている。したがって、一致しているという判定結果になり、移動ロボット110が、このコマンド・パネル121cに描かれている水色の矢印の向き(上向き)に移動する。また、発光部220を水色に発光させたり、スピーカ507から通知音を発生させるようにしてもよい。

0141

次に、図6(a)に示されている、12枚のコマンド・パネル121の配置について説明する。

0142

左端から2番目となる左括弧のコマンド・パネル121aから、7番目となる右括弧のコマンド・パネル121bまでの6枚のコマンド情報が、第一比較対象情報を構成している。また、2番目の左括弧のコマンド・パネル121aと、7番目となる右括弧のコマンド・パネル121bのコマンド情報が、ぞれぞれ、開始位置コマンド情報と、終了位置コマンド情報を構成している。そして、3番目の2個のリンゴのコマンド・パネル121eから6番目までの数字3の絵柄のコマンド・パネル121dまでの4枚のコマンド情報が、4個の第一比較コマンド情報を構成している。

0143

これらの第一比較コマンド情報は、リンゴのコマンド・パネル121e、バナナの絵柄のコマンド・パネル121f、数字の絵柄のコマンド・パネル121dに記録されている3種類から構成されている。リンゴのコマンド・パネル121eと、バナナのコマンド・パネル121fに基づく第一比較コマンド情報は、リンゴやバナナという絵柄の情報を含んでいる。また、数字のコマンド・パネル121dに基づく第一比較コマンド情報は、数値の情報を含んでいる。

0144

図6(a)に示されている、左端から8番目となる数字1の絵柄のコマンド・パネル121gから、11番目となる3個のリンゴのコマンド・パネル121hまでの4枚のコマンド情報が、第二比較対象情報を構成している。また、第二比較対象情報を構成しているこれらの4個のコマンド情報が、4個の第二比較コマンド情報を構成している。

0145

これらの第二比較コマンド情報は、リンゴのコマンド・パネル121h、バナナのコマンド・パネル121i、数字のコマンド・パネル121gに記録されている3種類から構成されている。リンゴのコマンド・パネル121hと、バナナのコマンド・パネル121iに基づく第二比較コマンド情報は、リンゴやバナナという絵柄の情報を含んでいる。また、数字のコマンド・パネル121gに基づく第二比較コマンド情報は、数値の情報を含んでいる。

0146

図6(a)に示されている、左端から4番目には、1本のバナナのコマンド・パネル121fが配置されており、6番目には、数字3のコマンド・パネル121dが配置されている。そして、どちらも、第一比較コマンド情報を構成している。

0147

このバナナのコマンド・パネル121fには、中央部に1本のバナナを表現する絵柄と、その絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。これ以外にも、バナナの個数が2本以上描かれているコマンド・パネル121fも用意されている。

0148

また、この数字のコマンド・パネル121dには、中央部に数字の3を表現する絵柄と、その絵柄を囲むように水色の枠が描かれている。これ以外にも、2以下や、4以上の数字が描かれているコマンド・パネル121dが用意されている。

0149

これらのバナナのコマンド・パネル121fと、数字のコマンド・パネル121dについての説明は、上述したリンゴのコマンド・パネル121eの説明と同様である。ただし、リンゴを、バナナ、または、数字に置き換えて適用する必要がある。

0150

また、左端から9番目には、1本のバナナのコマンド・パネル121iが配置されており、8番目と10番目には、それぞれ数字1と数字2のコマンド・パネル121gが配置されている。そして、これらは、第二比較コマンド情報を構成している。

0151

これらのバナナのコマンド・パネル121iや数字のコマンド・パネル121gには、水色の枠が描かれていない。この水色の枠の有無が、コマンド・パネル121fやコマンド・パネル121dとの相違である。そして、これ以外の本数のバナナのコマンド・パネル121iや、これ以外の数字のコマンド・パネル121gも用意されている。

0152

これらバナナのコマンド・パネル121iと、数字のコマンド・パネル121gについての説明は、上述したリンゴのコマンド・パネル121hの説明と同様である。ただし、リンゴを、バナナ、または、数字に置き換えて適用する必要がある。

0153

図6(a)に示されている配置では、左端から3番目と5番目に、リンゴのコマンド・パネル121eが配置されているが、それぞれのリンゴの個数が加算される。このように、第一比較コマンド情報として、同じ種類のものが複数ある場合には、同じ種類同士で加算される。

0154

同様に、左端から8番目と10番目には、数字のコマンド・パネル121gが配置されており、それぞれの数値が加算される。このように、第二比較コマンド情報として、同じ種類のものが複数ある場合には、同じ種類同士で加算される。

0155

そして、右端に配置されている2方向矢印のコマンド・パネル121c上では、第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報の間で、同じ種類同士を比較して、一致しているか判定される。すべての種類で、一致している場合には、移動ロボット110が、このコマンド・パネル121cに描かれている水色の矢印の向き(上向き)に移動する。複数種類のうち一種類でも第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報の間で一致しないものがある場合には、移動ロボット110が、灰色の矢印の向き(下向き)に移動する。

0156

図6(a)に示されている配置の場合、第一比較コマンド情報は、リンゴ3個、バナナ1本、数値3であり、第二比較コマンド情報も、リンゴ3個、バナナ1本、数値3となり、すべての種類で一致している。このため、移動ロボット110が、水色の矢印の向きに移動する。

0157

図6(b)に示されている配置と、図6(a)の配置とを比較すると、左端から10番目が、数字1から数字3の絵柄のコマンド・パネル121jに置き換えられている。

0158

この数字1から数字3のコマンド・パネル121jには、黄色の小さな枠に囲まれた数字1と、青色の小さな枠に囲まれた数字2と、マゼンタ色の小さな枠に囲まれた数字3とが描かれている。

0159

この数字1から数字3のコマンド・パネル121jには、1から3までの数値をランダムに発生させて、発生させた数値を移動ロボット110に記憶させるコマンド情報が記録されている。また、ランダムに発生させた数値が1のとき、黄色、2のとき、青色、3のとき、マゼンタ色に発光部220を発光させるようにしてもよい。

0160

移動ロボット110が、このコマンド・パネル121jによりランダムに発生させた数値は、左括弧のコマンド・パネル121aと右括弧のコマンド・パネル121bの外側に配置されている、すべての数字のコマンド・パネル121gから読み取った数値と加算されるようになっている。

0161

移動ロボット110が、このコマンド・パネル121j上に達したときに、ランダムに発生させた数値の回数だけ、発光部220を緑色に点滅発光させるようにしてもよい。

0162

また、移動ロボット110が、このコマンド・パネル121jに達したときに、種類が数字である第一比較コマンド情報と、すべての数字のコマンド・パネル121gから読み取った数値とランダムに発生させた数値を加算した数値が一致する場合、発光部220を水色に2回点滅発光させるようにしてもよい。また、スピーカ507から一致していることを通知する通知音を発生させるようにしてもよい。そして、一致している状態から、一致しなくなった場合にも、一致しなくなったことを通知する通知音をスピーカ507から発生させるようにしてもよい。

0163

左端のコマンド・パネル121nからスタートした移動ロボット110が、右端に配置されている2方向矢印のコマンド・パネル121cに達すると、第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報の間で、同じ種類同士を比較して、一致しているか判定される。

0164

左端から10番目のコマンド・パネル121jでランダムに発生される数値が、2の場合、複数種類の第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報について、リンゴ3個、バナナ1本、数値3となり、すべての種類で一致する。この判定の結果、移動ロボット110は、コマンド・パネル121cの水色の矢印の向きに移動する。ランダムに発生される数値が、2以外の場合、種類が数字である第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報について、不一致となる。このため、移動ロボット110は、灰色の矢印の向きに移動する。

0165

ここまで説明したように、第一比較コマンド情報は、リンゴのコマンド・パネル121e、バナナのコマンド・パネル121f、数字のコマンド・パネル121dに基づいて構成される。一方、第二比較対象情報、および、第二比較コマンド情報は、リンゴのコマンド・パネル121h、バナナのコマンド・パネル121i、数字のコマンド・パネル121g、数字1から数字3のコマンド・パネル121j、ゾウのコマンド・パネル121p、サルのコマンド・パネル121q(図7(b)参照)に基づいて構成される。

0166

次に、図7(a)に示されている8枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0167

左端から4番目から6番目までに配置されている3枚に基づいて、第一比較対象情報が構成される。また、5番目に配置されている数字3のコマンド・パネル121dに基づいて、第一比較コマンド情報が構成される。

0168

一方、2番目、3番目、7番目に配置されている3枚に基づいて、第二比較対象情報が構成される。

0169

左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bの外側に配置されているコマンド・パネル121に基づいて、第二比較対象情報が構成されるため、第一比較対象情報を示すコマンド・パネル121の前後に、第二比較対象情報を示すコマンド・パネル121を配置するようにしてもよい。

0170

また、図7(a)に示されている配置では、第一比較コマンド情報として、種類が数字、数値が3であり、第二比較対象情報との比較において、同一の種類である数字同士で比較される。第二比較対象情報は、3番目と、7番目に配置されている数字のコマンド・パネル121gの数値を加算した3となる。

0171

この結果、右端の2方向矢印のコマンド・パネル121c上において、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報とが一致していると判定され、移動ロボット110が、水色の矢印の向きに移動する。

0172

なお、左括弧のコマンド・パネル121aと、右括弧のコマンド・パネル121bよりも後ろ側に配置されているコマンド・パネル121に基づいて、第二比較対象情報が構成されるようにしてもよい。この場合には、右括弧のコマンド・パネル121bの後ろ側のコマンド・パネル121のみによって、第二比較対象情報が構成される。左括弧よりも前に配置されているものは、第二比較対象情報に影響しない。

0173

このようにすると、第二比較対象情報が、図7(a)に示されている7番目の数字1のコマンド・パネル121gのみにより構成される。第一比較コマンド情報(数値3)と第二比較対象情報(数値1)とが不一致となるため、右端の2方向矢印のコマンド・パネル121c上において、移動ロボット110は、灰色の矢印の向きに移動する。

0174

次に、図7(b)に示されている11枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0175

左から10番目には、サルの絵柄のコマンド・パネル121qが配置されている。

0176

このサルのコマンド・パネル121qについての説明は、上述したゾウのコマンド・パネル121pの説明と同様である。ただし、このサルのコマンド・パネル121q上では、スピーカ507からサルの鳴き声が再生される。また、それより前のすべてのバナナのコマンド・パネル121iから読み取ったバナナの本数を加算した数値から、1だけ減算するように、リンゴをバナナに置き換えて適用する必要がある。

0177

バナナの数を1減らすのは、サルさんにバナナを1本あげるというイメージを表している。

0178

また、左から2番目のコマンド・パネル121rと、7番目のコマンド・パネル121s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。コマンド・パネル121rは、緑色に絵柄が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121r上の中央部に達すると、発光部220が緑色に発光する。また、コマンド・パネル121sは、赤色に絵柄が描かれており、このコマンド・パネル121s上で赤色に発光する。

0179

また、左から9番目のコマンド・パネル121tは、移動ロボット110の進行方向を決定するコマンド情報を含んでいる。移動ロボット110は、このコマンド・パネル121tに描かれている矢印の向きに進行する。

0180

図7(b)に示されている配置では、左端から3番目から5番目までの3枚に基づいて、第一比較対象情報が構成される。また、4番目に配置されている2本のバナナのコマンド・パネル121fに基づいて、第一比較コマンド情報が構成される。

0181

一方、6番目と8番目に配置されているバナナのコマンド・パネル121i、10番目に配置されているサルのコマンド・パネル121qの3枚に基づいて、第二比較対象情報が構成される。

0182

左端から2番目の緑色のコマンド・パネル121r、7番目の赤色のコマンド・パネル121s、9番目の進行方向を決定するコマンド・パネル121tは、第一比較対象情報にも、第二比較対象情報にも関与せず、影響を及ぼさないようになっている。

0183

第一比較コマンド情報は、バナナの数が2本となる。第二比較対象情報は、6番目と8番目のバナナのコマンド・パネル121iの絵柄の本数を加算したバナナの数3本から、10番目のサルのコマンド・パネル121qにより、バナナの数が1本減算されて、バナナ2本となる。この結果、11番目に配置されている2方向矢印のコマンド・パネル121c上において、第一比較コマンド情報と第二比較対象情報とが一致していると判定され、移動ロボット110が、水色の矢印の向きに移動する。

0184

次に、図7(c)に示されている10枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0185

左端のスタート位置に配置されるコマンド・パネル121nから2番目から4番目までの3枚に基づいて、第一比較対象情報が構成される。また、3番目に配置されている3個のリンゴのコマンド・パネル121eに基づいて、第一比較コマンド情報が構成される。

0186

一方、5番目に配置されている1個のリンゴのコマンド・パネル121hに基づいて、第二比較対象情報が構成される。

0187

左端のコマンド・パネル121nからスタートする移動ロボット110が、最初に、5番目のリンゴのコマンド・パネル121hに達すると、リンゴの数として1個が記憶され
る。

0188

その後、移動ロボット110は、コマンド・パネル121tに描かれている矢印の向きに移動して、再度、5番目のリンゴのコマンド・パネル121hに達する。このとき、移動ロボット110は、リンゴの数を1個加算してリンゴ2個とする。

0189

次に、移動ロボット110は、隣接する2方向矢印のコマンド・パネル121cに達し、第一比較コマンド情報のリンゴ3個と、第二比較対象情報のリンゴ2個を比較して、一致していないと判定して、灰色の矢印の向き(右向き)に移動する。

0190

このコマンド・パネル121cでは、第一比較コマンド情報と、第二比較対象情報とが一致するという条件を満たすまで灰色の矢印の向きに進み、条件が満たされると、水色の矢印の向きに進むようになる。

0191

移動ロボット110は、コマンド・パネル121tの矢印の向きに移動して、5番目に配置されているリンゴのコマンド・パネル121hに達する。このとき、移動ロボット110は、リンゴの数を1個加算して3個とする。

0192

移動ロボット110が、再度、2方向矢印のコマンド・パネル121cに達すると、第一比較コマンド情報と、第二比較対象情報が一致していると判定されて、水色の矢印の向き(左向き)に移動する。

0193

次に、図8(a)から図8(e)に示されているコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0194

図8には、色の三原色の黄色の絵柄のコマンド・パネル121u、色の三原色のマゼンタ色の絵柄のコマンド・パネル121v、色の三原色のシアン色の絵柄のコマンド・パネル121wが示されている。

0195

コマンド・パネル121u、121v、121wは、色の三原色の関係に基づいて移動ロボット110の発光部220を発光させるコマンド情報を含んでいる。コマンド・パネル121uは、色の三原色のうち黄色を表すコマンド情報を有し、コマンド・パネル121vは、マゼンタ色を表すコマンド情報を有し、コマンド・パネル121wは、シアン色を表すコマンド情報を有する。

0196

色の三原色の関係は、よく知られているように、黄色とマゼンタ色を混合すると赤色になり、シアン色と黄色を混合すると緑色になり、マゼンタ色とシアン色を混合すると青色になる関係である。

0197

移動ロボット110が、色の三原色のコマンド・パネル121u、121v、121wの何れかに最初に達すると、その中央部で、発光部220が、その絵柄の色に発光する。そして、色の三原色のコマンド・パネル121u、121v、121wのうちの2枚目となる場合には、発光部220が、1枚目と2枚目の絵柄の色を色の三原色の関係に基づいて混合した色に発光する。

0198

図8(a)には、左端にスタート位置に配置されるコマンド・パネル121n、それに隣接して、色の三原色のシアン色のコマンド・パネル121w、そして、マゼンタ色のコマンド・パネル121vの3枚の配置が示されている。

0199

移動ロボット110が、2番目のシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、発光部220は、シアン色に発光する。次に、移動ロボット110が、3番目のマゼンタ色のコマンド・パネル121vに達すると、発光部220は、色の三原色の関係に基づく、シアン色とマゼンタ色の混合色(加算色)である青色に発光する。

0200

学習者は、コマンド・パネル121u、121v、121wの配置と、それらを通過する移動ロボット110の発光部220の発光の色から、色の三原色の関係を学習できる。

0201

次に、図8(b)に示されている、5枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0202

左端から3番目と、5番目には、中央部から4方向に向けて4個の矢印の絵柄が描かれている4方向矢印のコマンド・パネル121xが配置されている。このコマンド・パネル121xに描かれている4個の矢印は、それぞれ色が異なっており、上向きの黄色の矢印、下向きのマゼンタ色の矢印、右向きの青色の矢印、左向きの緑色の矢印から構成されている。

0203

この4方向矢印のコマンド・パネル121xは、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。

0204

例えば、移動ロボット110がこのコマンド・パネル121xの中央部に達したとき、発光部220の発光が黄色の場合には、黄色の矢印の向き(上向き)に進行する。また、移動ロボット110が、数字1から数字3のコマンド・パネル121jを通過すると、ランダムに発生させた1から3までの数値に応じて、黄色、青色、マゼンタ色に発光するため、この4方向矢印のコマンド・パネル121x上では、色が一致する矢印の方向に分岐して進行する。

0205

図8(b)に示されている、左端のコマンド・パネル121nからスタートする移動ロボット110が、2番目のマゼンタ色のコマンド・パネル121vに達すると、このコマンド・パネル121vは、色の三原色を示す最初のものであるため、発光部220が、マゼンタ色に発光する。次に、3番目の4方向矢印のコマンド・パネル121xに達すると、移動ロボット110は、発光部220の発光色であるマゼンタ色の矢印の向き(下向き)に進行する。そして、4番目のシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、発光部220が、2番目のマゼンタ色と、この4番目のシアン色との混合色である青色に発光する。5番目の4方向矢印のコマンド・パネル121xに達すると、発光部220の発光色が青色であるため、移動ロボット110は、青色の矢印の向き(右向き)に進行する。

0206

図8(c)に示されている配置では、2番目のマゼンタ色のコマンド・パネル121vと、4番目のシアン色のコマンド・パネル121wに間に、数字1から数字3のコマンド・パネル121jが配置されている。

0207

このように、色の三原色のコマンド・パネル121u、121v、121wの間に、数字1から数字3のコマンド・パネル121jや、発光部220を指定した色で発光させる、緑色のコマンド・パネル121r、赤色のコマンド・パネル121sなどが配置される場合、2枚目の色の三原色のコマンド・パネル121u、121v、121wとなっても、混合色で発光部220を発光させず、そのコマンド・パネル121u、121v、121wの絵柄の色で、発光部220を発光させるようにしてもよい。

0208

図8(c)に示されている配置では、移動ロボット110が2番目のマゼンタ色のコマンド・パネル121vに達すると、発光部220は、マゼンタ色に発光し、4番目のシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、シアン色に発光する。

0209

図8(d)には、左端にスタート位置に配置されるコマンド・パネル121n、それに隣接して、マゼンタ色のコマンド・パネル121v、その隣に、黄色のコマンド・パネル121u、4番目にシアン色のコマンド・パネル121wとなる4枚の配置が示されている。

0210

移動ロボット110が2番目のマゼンタ色のコマンド・パネル121vに達すると、発光部220は、マゼンタ色に発光し、3番目の黄色のコマンド・パネル121uに達すると、2番目のマゼンタ色とこの3番目の黄色の混合色である赤色に発光する。また、移動ロボット110が4番目のシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、発光部220は、3番目の黄色と4番目のシアン色の混合色である緑色に発光する。

0211

このように、色の三原色のコマンド・パネル121u、121v、121wのうち、それぞれ異なる色の3枚が並んでいる場合には、2枚目では、1枚目と2枚目の絵柄の色の混合色となり、3枚目では、2枚目と3枚目の色の混合色となるように、発光部220の発光色が構成される。

0212

なお、3枚目においては、1枚目と2枚目の混合色と、3枚目の絵柄の色を、混合した色に、発光部220を発光させるようにしてもよい。このようにする場合、図8(d)に示されている3枚目となるシアン色のコマンド・パネル121w上では、1枚目のマゼンタ色と2枚目の黄色の混合色である赤色と、3枚目の絵柄の色であるシアン色とを混合させた色で、発光するようになる。

0213

図8(e)には、左端にスタート位置のコマンド・パネル121n、2番目に、マゼンタ色のコマンド・パネル121v、3番目に、リンゴのコマンド・パネル121h、4番目に、数字のコマンド・パネル121g、5番目に、シアン色のコマンド・パネル121wとなる5枚の配置が示されている。

0214

2番目と5番目に配置されている色の三原色を示すマゼンタ色のコマンド・パネル121vと、シアン色のコマンド・パネル121wの間に、リンゴのコマンド・パネル121hと、数字のコマンド・パネル121gが挟まれている場合であっても、移動ロボット110が、2枚目となる色の三原色を示すシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、発光部220は、2番目のマゼンタ色と5番目のシアン色の混合色である青色に発光する。

0215

次に、図9(a)に示されている、8枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0216

図9(a)には、音符と五線譜の絵柄のコマンド・パネル122a、木琴の絵柄のコマンド・パネル122b、トランペットの絵柄のコマンド・パネル122c、移動ロボット110と五線譜の絵柄のコマンド・パネル121k、1個の大きな音符の絵柄のコマンド・パネル122dが示されている。

0217

音符と五線譜のコマンド・パネル122a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。図9(a)に示されている、左端から2番目、3番目、5番目には、それぞれ、五線譜と音符により‘ド’、‘ミ’、‘ソ’を表現する絵柄が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル122a上の中央部に達すると、スピーカ507からそれぞれの音階が再生される。また、これ以外の各音階のコマンド・パネル122aも用意されている。

0218

木琴のコマンド・パネル122bと、トランペットのコマンド・パネル122cは、移動ロボット110に、再生音の楽器を設定させるコマンド情報を含んでいる。木琴のコマンド・パネル122bでは、再生音は木琴の音色に設定され、トランペットのコマンド・パネル122cでは、再生音はトランペットの音色に設定される。また、この他に、ピアノアコーディオンの絵が描かれており、再生音をそれぞれの楽器の音色に設定させるコマンド・パネル121も用意されている。移動ロボット110が木琴のコマンド・パネル122bや、トランペットのコマンド・パネル122cに達すると、再生音が木琴やトランペットに設定されたことを学習者に通知するため、スピーカ507から木琴の音色や、トランペットの音色を発生させる。

0219

音符と五線譜のコマンド・パネル122aの通過に先立って、移動ロボット110が、再生音の楽器を設定させる木琴のコマンド・パネル122bやトランペットのコマンド・パネル122cを通過している場合、設定された楽器の音色でこのコマンド・パネル122aの音階が再生されるようになっている。なお、再生音の音色を設定する楽器の初期値は、ピアノの音色に設定されている。

0220

移動ロボット110と五線譜の絵柄のコマンド・パネル121kは、その前に配置されている音符と五線譜のコマンド・パネル122aの音階を、その設定されている楽器の音色で移動ロボット110に再生させるコマンド情報を含んでいる。移動ロボット110は、1つ手前の音符の音を1個だけ再生する。この動作は、手前の音符を1回繰り返す、繰り返し処理を表現しているといえる。学習者は、この動作によって、プログラミングの繰り返し処理を学習できる。また、手前の音符の音を、録音して、その録音された音を再生する動作を表現しているともいえる。この録音と再生は、メモリとして機能するプログラムの変数に、代入して、その後、その変数に代入したものを読み出すプログラムの実行動作に対応させることができる。学習者は、プログラミングにおける変数への代入と、その変数から読み出す動作を学習することができる。

0221

移動ロボット110が、図9(a)に示されている、左端から7番目のこのコマンド・パネル121kの中央部に達すると、このコマンド・パネル121kの直近にある5番目の‘ソ’の音符と五線譜のコマンド・パネル122aと同一の音階を同一の音色で再生する。この場合には、木琴の音色で、‘ソ’の音階が再生される。

0222

1個の大きな音符のコマンド・パネル122dは、移動ロボット110が、移動開始以降に読み取った音符と五線譜のコマンド・パネル122aの音階の再生音を連続して最大20音再生させるコマンド情報を含んでいる。なお、再生される音階の最大の個数は、20音に限らず、20音より多くてもよいし、20音よりも少なくてもよい。また、読み取った全ての音階を再生させてもよい。

0223

移動ロボット110は、このコマンド・パネル122d上の中央部に達すると、その位置で一時的に停止して、それ以前に読み取った音符と五線譜のコマンド・パネル122aの音階を連続して1回再生する。再生する間、移動ロボット110は、停止し続け、このコマンド・パネル122d上に留まっている。移動ロボット110が、図9(a)に示されている、左端から8番目のこのコマンド・パネル122dに達すると、初期値であるピアノの音色で2番目と3番目に配置されている‘ド’と‘ミ’の音階が再生され、続いて、木琴の音色で5番目の‘ソ’の音階が再生され、その次に、7番目のコマンド・パネル121kに基づいて木琴の音色で‘ソ’の音階が再生される。

0224

この動作は、読み取られる順序で複数の音符の音階が、移動ロボット110に記憶されており、その記憶されている音符の音階が順次取り出されて、再生されるものである。移動ロボット110に順番に記憶されている複数の音符は、配列を構成しているといえる。そして、その配列から順次、複数の音符が読み出されて、再生が行われる。この移動ロボット110の動作を観察することにより、学習者は、プログラミングの配列について学習することができる。また、このコマンド・パネル122dにおいて、音符の音階が連続して再生される動作は、すでに再生されている音符の繰り返しの再生となる。この再生動作を通して、学習者は、プログラミングの繰り返し処理について学ぶことができる。

0225

次に、図9(b)に示されている、4枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0226

図9(b)には、3個の四角形の絵柄のコマンド・パネル121mと、家の絵柄のコマンド・パネル121oが示されている。

0227

3個の四角形のコマンド・パネル121mには、2個の紫色の四角形が、1個の白色の四角形を挟むように一列に並んでいる絵柄が描かれている。この3個の四角形の絵柄のコマンド・パネル121mは、この次に隣接して配置されているコマンド・パネル121を移動ロボット110が無視するようにスキップさせるコマンド情報を含んでいる。

0228

家のコマンド・パネル121o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のゴール位置に配置される。移動ロボット110がこのコマンド・パネル121o上で、停止して、その後、移動が再開されなくなる動作は、プログラムの実行の終了を表している。このコマンド・パネル121oには、プログラムの実行を終了させる情報が含まれているといえる。学習者は、実行中のプログラムが、そのプログラムを終了させる情報により、実行が終了することを学習できる。移動ロボット110が、このコマンド・パネル121oの中央部に達すると、移動を停止する。移動ロボット110が、ゴール位置に到着したことを学習者に通知するために、ファンファーレ音を再生させて、発光部220を発光させるようにしてもよい。

0229

図9(b)に示されている、左端のコマンド・パネル121nからスタートする移動ロボット110は、2番目の3個の四角形のコマンド・パネル121mを通過した後、3番目の家のコマンド・パネル121oをスキップして、4番目の進行方向を決定するコマンド・パネル121tに到達するように進行していく。

0230

次に、図9(c)に示されている、12枚のコマンド・パネル121の配置について、説明する。

0231

図9(c)には、文字の絵柄のコマンド・パネル122eと、スピーカの絵柄のコマンド・パネル122fが示されている。

0232

文字のコマンド・パネル122eは、移動ロボット110に、描かれている文字の音声を再生させるコマンド情報を含んでいる。左端から2番目から5番目までには、それぞれ、平仮名で‘あ’、‘ん’、‘は’、‘゜(半濁点)’の絵柄が描かれており、移動ロボット110がこのコマンド・パネル122e上の中央部に達すると、スピーカ507からそれぞれの音声が再生される。ただし、‘゜(半濁点)’や‘゛(濁点)’の絵柄のコマンド・パネル122eでは、1個手前の文字のコマンド・パネル122eと組み合わされて、これら2枚で1個の音声を再生するようになっている。5番目の‘゜(半濁点)’の場合には、4番目の‘は’の半濁点となり、‘ぱ’の音声が再生される。

0233

また、これ以外の平仮名、アルファベットなどの各文字のコマンド・パネル122eも用意されている。

0234

スピーカのコマンド・パネル122fは、移動ロボット110が、移動開始以降に読み取った文字のコマンド・パネル122eの音声を連続して再生させるコマンド情報を含んでいる。

0235

移動ロボット110は、このコマンド・パネル122f上の中央部に達すると、その位置で一時的に停止して、それ以前に読み取った文字のコマンド・パネル122eの音声を連続して1回再生する。再生する間、移動ロボット110は、停止しており、再生後に、移動を開始する。

0236

図9(c)に示されている配置では、スタート位置のコマンド・パネル121nからスタートする移動ロボット110が、2番目から5番目のそれぞれの位置で、絵柄の音声を再生し、6番目から10番目の進行方向を決定するコマンド・パネル121tの矢印の方向に移動する。そして、再度、3番目に配置されている‘ん’のコマンド・パネル122eを通過して、スピーカのコマンド・パネル122fに達する。このとき、移動ロボット110は、一時停止して、‘あ’、‘ん’、‘ぱ’、‘ん’という音声を連続して1回再生する。その後、移動を開始して、最後に配置されている、ゴール位置のコマンド・パネル121oの中央部で停止して、一連の動作を終了する。

0237

学習者は、文字のコマンド・パネル122eによって、文字やその発音について学ぶことができる。また、複数枚を組み合わせることで、文字列を作成することができる。そして、スピーカのコマンド・パネル122fによって、その文字列の発音を確認することもできる。さらに、アルファベットの描かれているコマンド・パネル122eを使用することにより、アルファベットや、英単語を学習でき、その発音も学ぶことができる。

0238

例えば、アルファベットを組み合わせて、‘A’、‘P’、‘P’、‘L’、‘E’という英単語を作成して、音声を再生させることで、正確な発音を習得することができる。

0239

また、スタート位置のコマンド・パネル121nを先頭にして、その次に、リンゴの絵柄のコマンド・パネル121e、さらに続けて、‘A’、‘P’、‘P’、‘L’、‘E’のように、複数枚の文字のコマンド・パネル122eを並べ、最後に、ゴール位置のコマンド・パネル121oを配置することもできる。そして、移動ロボット110にスタートさせる。2番目のコマンド・パネル121eに描かれているリンゴの絵柄と、それに続く、複数枚の文字のコマンド・パネル122eで構成される‘A’、‘P’、‘P’、‘L’、‘E’の配列が、英単語として正しいスペルの場合には、ゴール位置のコマンド・パネル121oに到達でき、誤っている場合には、移動ロボット110にエラーを示す動作をさせるようにすることもできる。こうすることにより、学習者は、興味を持って、英単語の学習を行うことができる。
<学習玩具100の使用方法

0240

次に、この実施の形態に係る学習玩具100を用いた学習の方法を説明する。

0241

学習者は、まず、床面等に、スタート位置用のコマンド・パネル121nを配置する。

0242

次に、このコマンド・パネル121n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。

0243

さらに、コマンド・パネル121の列の最後に、ゴール位置用のコマンド・パネル121oを配置する。

0244

そして、移動ロボット110の電源スイッチ503をオンにして、スタート位置用のコマンド・パネル121n上へ置くと、この移動ロボット110が移動を開始する。これにより、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た動作を順次実行する。

0245

これらの動作の結果、この移動ロボット110がゴール位置用のコマンド・パネル121o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がコマンド・パネル121oに到達できなければ、‘失敗’となる。

0246

学習者は、この学習玩具100を用いて、楽しみながらプログラミングの学習をすることができる。学習者が複数の異なるコマンド・パネル121を並べ、その上を自走する移動ロボット110に所望の動作をさせることが、どのようにプログラミングの学習につながるのかは、次のように対応関係がある。

0247

学習者が移動ロボット110をどのように動作させようかと考えることは、プログラミング設計に相当する。そして、コマンド・パネル121の配置作業をすることは、プログラミングの実装に相当する。続いて、移動ロボット110にコマンド・パネル121の上を自走させ、動作を実行させることは、プログラムの実行に相当する。さらに、移動ロボット110に動作をさせた結果、不具合があれば、コマンド・パネル121の選択や配置位置を変更する必要が生ずるが、この作業は、プログラムのデバッグ作業に相当する。

0248

学習者の具体的な行為は次のようになる。

0249

まず、学習者は、移動ロボット110にどのような動作をさせるかを考える(プログラミング設計)。移動ロボット110にさせる動作を決定した後、学習者は、コマンド・パネル121に描かれた絵柄から移動ロボット110の動作を想像して、最適なコマンド・パネル121を選択し、そのコマンド・パネル121を最適な位置、最適な向きに配置していく(プログラミングの実装)。学習者がコマンド・パネル121の配置を完成させた後、実際に、移動ロボット110に動作をさせ、自ら設計した移動ロボット110の動作と一致するか確認する(プログラムの実行)。もし、移動ロボット110の動作が、想定外であれば、学習者は、再度、最適なコマンド・パネル121を選択し、そのコマンド・パネル121を最適な位置、最適な向きに並べ替えて、移動ロボット110が設計通りの動作をするように修正する(プログラムのデバッグ作業)。

0250

例えば、学習者が、図10に示されているように、コマンド・パネル121を配置した場合について、説明する。

0251

図10の左端から12番目までは、上述した図6(a)に示されている配置と同一の配置となっている。また、図10の13番目から16番目までは、上述した図8(b)に示されている配置の2番目から5番目までと同一の配置となっている。そして、図10の最後の16番目に、ゴール位置用のコマンド・パネル121oが配置されている。

0252

スタート位置のコマンド・パネル121nに乗せられて、スタートする移動ロボット110は、12番目の2方向矢印のコマンド・パネル121cの中央部に達すると、第一比較コマンド情報と、第二比較コマンド情報を比較する。図6(a)により説明したように、第一比較コマンド情報と第二比較コマンド情報は、どちらも、リンゴ3個、バナナ1本、数値3であり、すべての種類で一致している。このため、移動ロボット110は、水色の矢印の向き(上向き)に移動する。

0253

また、移動ロボット110が、図10の15番目に配置されている色の三原色のシアン色のコマンド・パネル121wに達すると、図8(b)により説明したように、発光部220が、13番目のマゼンタ色と、この15番目のシアン色との混合色である青色に発光する。

0254

続いて、移動ロボット110が、次の16番目に配置されている4方向矢印のコマンド・パネル121xに達すると、発光部220の発光色が青色であるため、青色の矢印の向き(上向き)に進行する。

0255

そして、最後に、移動ロボット110は、ゴール位置に配置されるコマンド・パネル121oに到達して、移動を停止する。
<学習玩具100の効果>

0256

この実施の形態では、移動ロボット110が複数のコマンド・パネル121から読み取る複数のコマンド情報は、第一比較対象情報と第二比較対象情報を構成している。移動ロボット110の制御部501は、読み取った複数のコマンド情報から、第一比較対象情報と第二比較対象情報を検出し、比較し、一致しているか判定し、その比較判定結果に基づいて、移動ロボット110に所望の動作をさせる。

0257

このため、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、それに応じて順次移動ロボット110の動作が実行されるような単純なプログラミングだけでなく、複数配置するコマンド・パネル121のうち、一部分のコマンド・パネル121と、他の部分のコマンド・パネル121に記録されているコマンド情報を比較して、比較判定結果に基づいて移動ロボット110に動作をさせるような高度なプログラミングの作成も可能になる。単純なものから高度なものまで段階的にプログラミングの難易度を調整できるため、低年齢の幼児だけでなくそれ以上の年齢層の子供もこの学習玩具100で学習することができる。

0258

また、第一比較対象情報と第二比較対象情報は、数値の情報を含むように構成できるため、学習者は、数値の計算や計算結果の比較をさせるような高度なプログラミングの学習を行うことができる。

0259

この結果、子供の発達段階に応じて、長期間にわたりこの学習玩具100を使用することができる。

0260

また、この実施の形態によれば、第一比較対象情報は、開始位置コマンド情報と、終了位置コマンド情報と、一枚以上のコマンド・パネル121に記録されている一以上の第一比較コマンド情報とにより構成されている。そして、この一以上の第一比較コマンド情報が、第二比較対象情報と比較される。一以上の第一比較コマンド情報は、コマンド・パネル121の枚数を変えたり、種類を変えたりすることにより様々に変化させることができる。

0261

このため、学習者は、配置するコマンド・パネル121を様々に変化させることにより、一以上の第一比較コマンド情報を変化させて学習することができる。このように、学習者は、高度で多様なプログラミングの学習をすることができる。

0262

また、この実施の形態によれば、複数の第一比較コマンド情報と複数の第二比較コマンド情報は、数値や絵柄の情報を示す複数種類により構成されている。そして、複数の第一比較コマンド情報と複数の第二比較コマンド情報は、複数種類の対応する種類ごとに、それぞれ比較される。

0263

学習者は、複数種類が含まれるように複数の第一比較コマンド情報や複数の第二比較コマンド情報を構成して、学習をすることができる。このように、学習者は、高度で複雑なプログラミングの学習を行うことができる。

0264

また、この実施の形態によれば、移動ロボット110は、コマンド情報に基づいて、移動ロボット110の発光部220を発光させる発光素子や、音声を発生させるスピーカ507を備えている。このため、移動ロボット110の発光や音声を視覚や聴覚によって確認することができ、学習者の想定したプログラミングの設計通りに移動ロボット110が動作しているか容易に検証することができる。また、移動ロボット110の発光部220の発光について、色の三原色の関係を考慮してプログラミングすることもでき、より高度なプログラミングの学習ができるとともに、色の三原色の関係について学ぶことができる。

0265

また、この実施の形態によれば、移動ロボット110が備えているコマンド情報用メモリ508には、複数のコマンド情報を記憶することができ、また、記憶されているコマンド情報を読み出すことができるようになっている。これは、メモリである変数に記憶して、その後、メモリから読み出すという、プログラムの変数への代入と、読み出しの動作を表している。このため、複数のコマンド情報に基づいて、移動ロボット110に動作をさせたり、その動作を観察したりすることを通して、学習者は、プログラミングの変数について学習することができる。

0266

特に、数字の絵柄が描かれているコマンド・パネル121d、121gを用いて学習を行うことにより、移動ロボット110に数値を記憶させたり、記憶されている数値を読み出して、計算や、比較を行わせたりすることができるようになっている。学習者は、変数としてのメモリに、数値を代入したり、読み出して比較したりすることにより、プログラミングの変数に数値を代入したり、読み出したりすることについて学ぶことができる。

0267

また、第一比較対象情報と第二比較対象情報とが比較されて、一致しているか判定され、その判定結果に基づいて、移動ロボット110が動作するようになっている。第一比較対象情報や第一比較コマンド情報が条件の内容を示していると想定すると、第二比較対象情報がその条件の内容を満たしているか判定されているといえる。このため、第一比較対象情報や第一比較コマンド情報と、第二比較対象情報により様々に構成される条件の内容を通して、学習者は、プログラミングの条件の設定や、条件の比較について学ぶことができる。

0268

また、1個の大きな音符のコマンド・パネル122dによって、移動ロボット110がそれ以前に読み取った音符の音階を連続して1回再生するようになっている。移動ロボット110が、音符と五線譜のコマンド・パネル122aを通過する際には、その音符の音階が再生される。このため、このコマンド・パネル122dにより、音符の音階の再生が、繰り返されることになる。この動作を観察することで、学習者は、プログラミングの繰り返し処理について学ぶことができる。

0269

また、学習者は、文字のコマンド・パネル122eを用いることにより、平仮名やアルファベットなどの文字について学習することができる。そして、スピーカのコマンド・パネル122fにより、複数の文字の音声を連続して再生することができるため、単語などの文字列やその発音について学ぶことができる。

0270

このように、この学習玩具100による学習を通して、学習者は、プログラミングの構文である、変数、条件設定、繰り返し処理、文字列について学ぶことができる。

0271

100学習玩具
110移動ロボット
120移動路
121コマンド・パネル
211 本体部
212 底面部
220発光部
230移動機構
231回転脚
232補助ボール
240光学読取モジュール
401モータ
500制御回路
501 制御部
502RGB光源
503電源スイッチ
505モータコントローラ
506音声再生部
507スピーカ
508コマンド情報用メモリ
520 CPU
521 制御部用ROM(フラッシュメモリ)
522 制御部用RAM

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