(57)【要約】【課題】タンジブルなプログラミングによるプログラミング操作と、その操作により生成されたプログラムに応じた被制御部の移動方向との関連性を、ユーザにとってわかりやすくすることができるプログラミング装置及びその制御プログラム、プログラミング方法を提供する。【解決手段】プログラミングボード１２０とプログラミングブロック１４０とコアユニット１６０とからなるタンジブルなプログラム制御装置１００を用いて、プログラミングボード１２０上の任意のタンジブルな領域１０２に直接手で触れることで指示するプログラミング操作により、絶対座標系でのターゲット機器２００の移動経路を決定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示する第１形状指示部と、
前記第１形状指示部により指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する命令生成部と、
を備えることを特徴とするプログラミング装置。
【請求項２】
前記複数の部分のうちのいずれかの部分に対応付けて前記被制御部が実行する機能を設定する機能設定部をさらに備え、
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部が前記いずれかの部分に対応する位置へ移動したときに、前記機能設定部により設定された前記機能を前記被制御部に実行させる命令を生成することを特徴とする請求項１に記載のプログラミング装置。
【請求項３】
前記複数の部分のうちのいずれかの部分は、前記機能の設定を受け付ける受付部をさらに備え、
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部が前記いずれかの部分に対応する位置へ移動したときに、前記受付部が受け付けた前記機能を該被制御部に実行させる命令を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラミング装置。
【請求項４】
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部を前記第１形状に対応する経路に沿って前記経路の始点から終点まで移動させる命令を含む前記命令を生成する第１の命令生成モードと、
前記第１形状指示部において次の前記部分が指示されるごとに、前記次の部分の指示に対応する前記命令に応じて前記被制御部を前記第１形状に対応させて移動させる命令を含む前記命令を生成する第２の命令生成モードと、
を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載のプログラミング装置。
【請求項５】
前記第１形状指示部の前記複数の部分に重ねて設けられ、前記第１の形状を特定する情報が記録された操作支援部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプログラミング装置。
【請求項６】
汎用のモバイル端末の制御部が前記命令生成部として機能することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプログラミング装置。
【請求項７】
前記第１形状に対応させて移動する前記被制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至６に記載のプログラミング装置。
【請求項８】
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示し、
前記指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する、
ことを特徴とするプログラミング方法。
【請求項９】
プログラミング装置を制御するための制御プログラムであって、
前記プログラミング装置は、第１形状指示部と命令生成部とを備え、
前記プログラミング装置を制御するコンピュータに、
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分を備える前記第１形状指示部の、前記複数の部分うちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を前記第１形状指示部によって指示させ、
指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を、前記命令生成部によって生成させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラミング装置及びその制御プログラム、プログラミング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータやモバイル端末等の情報通信機器の普及や、これらを含む様々な機器の制御技術の発展に伴い、プログラムの開発技術の重要性が指摘されていた。近年においては、幼児期からのプログラミング教育の重要性が世界的に認知されてきており、義務教育段階からの必修科目として採用する国が増えてきている。我が国においてもプログラミング教育が政策に盛り込まれ、今後はプログラミング教育への関心がより低年齢層にも拡大していくことが予想される。
【０００３】
このようなプログラミング教育への関心の高まりを背景にして、様々なプログラミング教育ツールが開発されている。例えば特許文献１には、物理的なブロック（物体）をユーザが直接手に持って実際に動かすことにより、一次元的、又は、二次元的に連結することでプログラムを生成し、当該プログラムに基づいて実行装置の動作を制御する技術が記載されている。また、非特許文献１には、所定のボード上に物理的なブロック（物体）をユーザが直接手に持って実際に動かすことにより、順番に組み付けていくことでプログラムを生成し、走行ロボットの動作を制御する技術が記載されている。
【０００４】
また、非特許文献２には、タブレット等の情報端末の画面上でイラストアイコンからなる仮想ブロックを連結することによりプログラミングを行い、画面中のキャラクタの動きを制御する技術が記載されている。
【０００５】
これらに記載された技術によれば、連結又は組み付けられた各ブロックに設定された機能を、走行ロボットやキャラクタが順次実行していくことにより、プログラムの構成や実行状況を直感的に学習することができる。本明細書では、特許文献１や非特許文献１のように、物体を直接動かすことでプログラミングすることを、タンジブルなプログラミングという。一方、非特許文献２のように、液晶表示装置などの電子的なディスプレイの画面上に表示された仮想ブロック即ち仮想的なアイコンにタッチして動かすことでプログラミングすることを、ビジュアル・プログラミングという。また、本明細書において、タンジブルであるとは、実体があり、現実空間内において手で触れて実感することができる状態にあることを意味する。しかしながら、液晶表示装置などの電子的なディスプレイ自体はタンジブルであっても、そういったディスプレイ上に電子的に表示されたアイコンなどを、そのディスプレイ画面にタッチすることで操作することは、タンジブルな操作ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０４６２０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Cubetto: コーディングとプログラミングを教えてくれる子ども向けロボット”、［online］、2016、Primo Toys、［2016年11月22日検索］、インターネット＜URL：https://www.primotoys.com/ja/＞
【非特許文献２】“ScratchJr - Home”、［online］、2016年5月17日更新、MIT Media Lab、［2016年11月22日検索］、インターネット＜URL：https://www.scratchjr.org/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、３歳位までの幼児に対するプログラミング教育においては、知能の発達の観点から、タンジブルなプログラミング、即ち、現実空間内で実際に物体に触って移動、変形等の操作をしながらプログラミングを行わせる方が、学習効果が高いと考えられている。
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１や非特許文献１に記載されている技術は、タンジブルなプログラミングではあるものの、機能が設定されたブロックを所定の接合部で連結させたり、所定のボードに順次組み付けさせたりしてプログラミングを行う手法であるため、連結又は組み付けたブロック全体の形状や配置と、実際に動作する実行装置や走行ロボットの進行方向とが無関係になっている。そのため、幼児にはプログラミングの際の操作内容と実行装置の移動との関係が直感的に把握、理解しにくく、プログラミングの学習効果が十分に得られない場合がある。
【００１０】
また、上記の非特許文献２に記載されている技術は、タンジブルなプログラミングではなくビジュアル・プログラミング、即ち、タブレット等を用いて画面上の操作のみでプログラミングを行う手法であるため、ある程度年長（概ね５歳位以上）の学習者には適しているが、３歳位までの幼児にはプログラミングの際の操作方法や操作内容等が直感的に把握、理解しにくく、プログラミングの学習効果が十分に得られない場合がある。
【００１１】
このように、従来、幼児向けのプログラミング教育ツールとして、タンジブルなプログラミングを行うものやビジュアル・プログラミングを行うものが知られているが、いずれも、幼児にとってプログラミングの学習効果が十分に得られると言えるものではない。つまり、タンジブルなプログラミングによるプログラミング操作と、その操作により生成されたプログラムに応じた被制御部の移動方向との関連性を、ユーザにとってわかりやすくしたようなプログラミング教育ツールは未だ知られていない。
【００１２】
そこで、本発明は、上述したような課題に鑑みて、タンジブルなプログラミングによるプログラミング操作と、その操作により生成されたプログラムに応じた被制御部の移動方向との関連性を、ユーザにとってわかりやすくすることができるプログラミング装置及びその制御プログラム、プログラミング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るプログラミング装置は、
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示する第１形状指示部と、
前記第１形状指示部により指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する命令生成部と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るプログラミング方法は、
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示し、
前記指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する、
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る制御プログラムは、
プログラミング装置を制御するための制御プログラムであって、
前記プログラミング装置は、第１形状指示部と命令生成部とを備え、
前記プログラミング装置を制御するコンピュータに、
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分を備える前記第１形状指示部の、前記複数の部分うちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を前記第１形状指示部によって指示させ、
指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を、前記命令生成部によって生成させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、タンジブルなプログラミングによるプログラミング操作と、その操作により生成されたプログラムに応じた被制御部の移動方向との関連性を、ユーザにとってわかりやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るプログラミング装置を適用したプログラミング教育装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るプログラミング教育装置に適用される構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るプログラミング教育装置に適用される他の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法の一例（ノーマルモード）を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に適用されるプログラミング操作処理を説明するための概略図（その１）である。
【図６】本実施形態に適用されるプログラミング操作処理を説明するための概略図（その２）である。
【図７】本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（一括処理）を説明するための概略図（その１）である。
【図８】本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（一括処理）を説明するための概略図（その２）である。
【図９】本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（ステップ処理）を説明するための概略図（その１）である。
【図１０】本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（ステップ処理）を説明するための概略図（その２）である。
【図１１】本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）において、ガイドシートを有さない構成例を示す概略図（その１）である。
【図１２】本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）において、ガイドシートを有さない構成例を示す概略図（その２）である。
【図１３】本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法の変形例（リアルタイムモード）を示すフローチャートである。
【図１４】本変形例に適用されるプログラミング操作処理及びプログラム生成、実行処理を説明するための概略図（その１）である。
【図１５】本変形例に適用されるプログラミング操作処理及びプログラム生成、実行処理を説明するための概略図（その２）である。
【図１６】本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作に適用されるプログラミングブロックの機能動作の変形例（条件分岐、繰り返し、関数、イベント）を示す概略図である。
【図１７】本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）の変形例を示す概略図である。
【図１８】本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）の他の変形例を示す概略図である。
【図１９】本変形例に係るプログラミング教育装置に適用される構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るプログラミング装置及びその制御プログラム、プログラミング方法について、実施形態を示して詳しく説明する。ここでは、説明を簡明にするために、概ね３歳位までの幼児を対象とし、本発明に係るプログラミング装置を適用したプログラミング教育装置を用いて、移動体であるターゲット機器の動作状態を制御するプログラムを生成する場合について説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
（プログラミング教育装置）
図１は、本発明に係るプログラミング装置を適用したプログラミング教育装置の第１の実施形態を示す概略図である。また、図２は、本実施形態に係るプログラミング教育装置に適用される構成例を示す機能ブロック図であり、図３は、本実施形態に係るプログラミング教育装置に適用される他の構成例を示す機能ブロック図である。
【００２０】
第１の実施形態に係るプログラミング教育装置は、例えば図１に示すように、大別して、プログラム制御装置１００と、ターゲット機器２００とを有している。プログラム制御装置１００は、プログラミング教育の対象者であるユーザによる入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に応じた情報を取得して、ターゲット機器２００の動作状態を制御するプログラムを生成する。また、ターゲット機器２００は、タンジブルな、又はタンジブルでない移動体であって、プログラム制御装置１００から転送されたプログラムを実行することにより動作状態が制御される。以下、プログラム制御装置１００及びターゲット機器２００について、詳しく説明する。
【００２１】
（プログラム制御装置）
プログラム制御装置１００は、例えば図１に示すように、いずれもタンジブルである、プログラミングボード１２０と、プログラミングブロック１４０と、コアユニット１６０と、プログラミング用ガイドシート（以下、「ガイドシート」と略記する）１８０と、を有している。
【００２２】
（プログラミングボード１２０）
プログラミングボード１２０は、現実空間内において物理的に直接触れることができるタンジブルな物体であり、例えば図１に示すように、同一の平面形状を有する複数のタンジブルな領域１０２が相互に隣接して行列方向に２次元配置されたプログラミングエリア１０４が、一面側（図面、上面）に設けられた略平板状の形状を有している。このプログラミングエリア１０４は、ユーザが後述するようなタンジブルな入力操作により指示した情報を取得する入力装置として機能し、プログラミングエリア１０４の各領域１０２は、後述するターゲット機器２００を動作させる際の絶対座標系での位置に対応する。ここで、各領域１０２は、例えば図１示すように、正方形や長方形等の矩形状の平面形状を有して格子状に配列されている。なお、各領域１０２の平面形状は、矩形状の他、八角形等の多角形状や円形状を有するものであってもよい。
【００２３】
プログラミングボード１２０は、具体的には、例えば図２に示すように、指示検出部１２２と、識別変移部１２４と、ブロックインターフェース部（以下、「ブロックＩ／Ｆ部」と略記する）１２６と、記憶部１２８と、外部インターフェース部（以下、「外部Ｉ／Ｆ部」と略記する）１３０と、制御部１３２と、を有している。
【００２４】
指示検出部１２２は、プログラミングエリア１０４の各領域１０２へのユーザによる指示の有無を検出する。具体的には、指示検出部１２２は、例えば図２に示すように、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応して個別に設けられたタッチセンサ、或いは、プッシュスイッチ等のメカニカルスイッチを有している。そして、指示検出部１２２は、このタッチセンサによりユーザの指等が各領域１０２に接触した状態、又は、プッシュスイッチにより各領域１０２を押下した状態を検出すると、プログラミングエリア１０４上での当該領域（指示領域）１０２の位置を特定する。指示検出部１２２により取得された指示領域１０２の位置に関する情報（以下、「指示位置情報」と記す）は、後述する記憶部１２８の記憶領域に順次記憶される。ここで、指示検出部１２２に適用されるタッチセンサは、静電容量方式であってもよいし、感圧方式であってもよい。また、指示検出部１２２に適用されるプッシュスイッチは、ユーザによる押下操作のたびにオン状態とオフ状態が切り替わるとともに、押下操作後に各プッシュスイッチ上面の高さがプログラミングエリア１０４の上面高さ（便宜的に「基準高さ」と記す）に復帰する（すなわち、プッシュスイッチの上面高さが常に基準高さに戻る）機構を有していることが好ましい。
【００２５】
なお、図２においては、指示検出部１２２として、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応してタッチセンサ又はプッシュスイッチを個別に設けた形態を示したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば図３に示すように、指示検出部１２２として、プログラミングエリア１０４の全域にわたり共通して設けられたタッチパネルを有しているものであってもよい。この場合には、指示検出部１２２は、ユーザの指等がタッチパネルの各領域１０２に対応する位置に接触した状態を検出することにより、プログラミングエリア１０４上での当該指示領域１０２の位置を特定する。この場合においても、タッチパネルは、静電容量方式であってもよいし、感圧方式であってもよい。このような形態によれば、指示検出部１２２のタッチパネルの解像度を向上させてより高精細に指示領域１０２を検出することができるので、ターゲット機器２００の移動経路を直線状（或いは、直交方向）の経路だけでなく、滑らかな曲線を含む経路に設定することができる。なお、図３には、後述するように、識別変移部１２４として、プログラミングエリア１０４の全域に共通する発光パネルや表示パネルを設けた形態を示したが、指示検出部１２２として上記のタッチパネルを設けた形態であれば、識別変移部１２４は各領域１０２に対応して個別に設けられているものであってもよい。
【００２６】
識別変移部１２４は、ユーザにより指示された領域（指示領域）を、指示されていない他の領域に対して視覚的に識別可能な状態に変移させる。具体的には、識別変移部１２４は、例えば図２に示すように、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応して個別に設けられた発光部、或いは、表示部を有している。ここで、識別変移部１２４に適用される発光部は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を適用することができ、表示部は、例えば液晶や有機ＥＬ素子による表示方式を適用することができる。そして、識別変移部１２４は、プログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作の際に、指示検出部１２２によりユーザの指示が検出された領域１０２の発光部を所定の発光色や発光強度、発光パターンで発光させたり、表示部に表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他の領域１０２との識別を可能にする。
【００２７】
また、識別変移部１２４は、プログラミング操作に基づいて生成されたプログラムを実行して、ターゲット機器２００を動作させる際に、当該ターゲット機器２００の移動位置に対応した領域１０２の発光部を所定の発光色や発光強度、発光パターンで発光させたり、表示部に表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他の領域１０２との識別を可能にする。なお、プログラミング操作時及びプログラム実行時における識別変移部１２４の変移状態の例（発光部の発光状態）については、後述するプログラミング方法において詳しく説明する。
【００２８】
なお、図２においては、識別変移部１２４として、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応して発光部又は表示部を個別に設けた形態を示したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば図３に示すように、識別変移部１２４として、プログラミングエリア１０４の全域にわたり共通して設けられた発光パネルや表示パネルを有しているものであってもよい。この場合には、識別変移部１２４は、プログラミング操作の際に、ユーザが指示した領域１０２に対応する発光パネルの領域を所定の発光色や発光強度、発光パターンで発光させたり、表示パネルの当該領域に表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他の領域１０２との識別を可能にする。また、識別変移部１２４は、プログラミング操作に基づいて生成されたプログラムを実行する際に、ターゲット機器２００の移動位置に対応する発光パネルの領域を所定の発光色や発光強度、発光パターンで発光させたり、表示パネルに表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他の領域との識別を可能にする。なお、識別変移部１２４に適用される発光パネルや表示パネルは、例えばＬＥＤを２次元配列したパネルや、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルを適用することができる。このような形態によれば、識別変移部１２４の発光パネルや表示パネルの解像度を向上させてより高精細で多彩な発光動作や表示動作を行うことができるので、プログラミング操作時やプログラム実行時にターゲット機器２００の移動経路や対応する領域を鮮明かつ明確に識別することができる。なお、図３には、上述したように、指示検出部１２２として、プログラミングエリア１０４の全域に共通するタッチパネルを設けた形態を示したが、識別変移部１２４として、上記の発光パネルや表示パネルを設けた形態であれば、指示検出部１２２は各領域１０２に対応して個別に設けられているものであってもよい。また、識別変移部１２４は、上記の発光部又は表示部に加え、音響部や振動部をさらに備え、発音や振動の振幅や周波数、パターンを変化させる形態を有しているものであってもよい。これによれば、ユーザの視覚に加え聴覚や触覚を通して、より確実に指示領域１０２の識別が可能になる。
【００２９】
ブロックＩ／Ｆ部１２６は、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に載置されたプログラミングブロック１４０の有無を検出するとともに、当該プログラミングブロック１４０に予め設定された特定の機能動作に関する情報（以下、「機能情報」と記す）を受信する。具体的には、ブロックＩ／Ｆ部１２６は、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応して個別に設けられた非接触型、又は、接触型のインターフェースを有している。そして、ブロックＩ／Ｆ部１２６は、この非接触型又は接触型のインターフェースによりプログラミングブロック１４０がプログラミングエリア１０４の指示領域に載置された状態を検出すると、プログラミングエリア１０４上での当該プログラミングブロック１４０の位置を特定するとともに、当該プログラミングブロック１４０の機能情報を受信する。ブロックＩ／Ｆ部１２６により取得されたプログラミングブロック１４０の位置に関する情報（以下、「ブロック位置情報」と記す）及び機能情報は、相互に関連付けて後述する記憶部１２８の記憶領域に順次記憶される。ここで、ブロックＩ／Ｆ部１２６として、非接触型のインターフェースを適用する場合には、例えば電子マネーカード等に用いられているＮＦＣ（Near Field Communication）等の近距離無線通信技術による方式や、赤外線等を用いた光通信方式を適用することができ、また、接触型のインターフェースを適用する場合には、端子電極相互を直接接続する方式を適用することができる。
【００３０】
なお、指示検出部１２２として静電容量方式のタッチセンサやタッチパネルを有している場合には、プログラミングブロック１４０の一部又は全部に人体と同程度の誘電体を用いることにより、プログラミングエリア１０４上にプログラミングブロック１４０が載置（接触）されたか否か（プログラミングブロック１４０の有無）を、指示検出部１２２により検出するものであってもよい。また、指示検出部１２２として感圧方式のタッチセンサやタッチパネル、或いは、プッシュスイッチを有している場合には、プログラミングブロック１４０でプログラミングエリア１０４を軽く押圧することにより、プログラミングエリア１０４上にプログラミングブロック１４０が載置（接触）されたか否か（プログラミングブロック１４０の有無）を、指示検出部１２２により検出するものであってもよい。
【００３１】
記憶部１２８は、指示検出部１２２により取得された指示領域１０２の位置に関する指示位置情報を、記憶領域に順次記憶する。ここで、記憶部１２８の記憶領域に記憶された各指示位置情報を時系列的に並べることにより、ユーザの指示順序に関する情報（以下「順序情報」と記す）が得られる。この指示位置情報及び順序情報は、ユーザのプログラミング操作により動作状態が制御されるターゲット機器２００の移動経路を規定する。すなわち、ユーザがプログラミングエリア１０４の２つ以上の連続する領域１０２を指示することにより、ターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路が決定される。換言すると、プログラミングエリア１０４において、ユーザが２つ以上の連続する領域１０２を指示することにより仮想経路が決定され、当該仮想経路内の互いに隣接する２つの領域１０２同士を繋ぐことによりできる線分の集まりを第１形状とすると、当該第１形状に対応する経路（本実施形態においては、第１形状の相似形状となる形状を有する経路）がターゲット機器２００の移動経路と規定される。また、記憶部１２８は、ブロックＩ／Ｆ部１２６により取得されたプログラミングブロック１４０の位置に関するブロック位置情報、及び、プログラミングブロック１４０に設定された特定の機能動作に関する機能情報を、相互に関連付けて記憶する。さらに、記憶部１２８は、後述する制御部１３２においてプログラミングボード１２０の各部の動作を制御するためのプログラムや各種の情報を記憶するものであってもよい。すなわち、記憶部１２８は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）及びＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を有するものである。
【００３２】
外部Ｉ／Ｆ部１３０は、プログラミングボード１２０と後述するコアユニット１６０との間で通信を行い、記憶部１２８の記憶領域に記憶された指示位置情報、順序情報、ブロック位置情報、機能情報（以下、これらの情報を「入力操作情報」と総称する）をコアユニット１６０に送信する。具体的には、外部Ｉ／Ｆ部１３０は、非接触型、又は、接触型のインターフェースを有している。ここで、外部Ｉ／Ｆ部１３０として、非接触型のインターフェースを適用する場合には、例えばＮＦＣやBluetooth（登録商標）、Wi-Fi（Wireless Fidelity；登録商標）等の無線通信方式や、赤外線等を用いた光通信方式を適用することができ、また、接触型のインターフェースを適用する場合には、各種の通信ケーブルを用いた有線通信方式や、端子電極相互を直接接続する方式を適用することができる。
【００３３】
制御部１３２は、上記の指示検出部１２２、識別変移部１２４、ブロックＩ／Ｆ部１２６、記憶部１２８、外部Ｉ／Ｆ部１３０を有するプログラミングボード１２０の各部の動作を制御するコンピュータのプロセッサである。特に、制御部１３２は、指示検出部１２２によりプログラミングエリア１０４の各領域１０２へのユーザの指示を検出した場合には、当該領域１０２の指示位置情報を記憶部１２８の記憶領域に順次記憶させるとともに、識別変移部１２４により当該領域１０２を所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる。また、制御部１３２は、ブロックＩ／Ｆ部１２６によりプログラミングブロック１４０が指示領域１０２上に載置された状態を検出した場合には、当該プログラミングブロック１４０に設定された機能情報を、ブロックＩ／Ｆ部１２６を介して取得し、当該プログラミングブロック１４０のブロック位置情報に関連付けて記憶部１２８の記憶領域に記憶させる。さらに、制御部１３２は、プログラミング操作により記憶部１２８の記憶領域に記憶された各種情報を、外部Ｉ／Ｆ部１３０を介してコアユニット１６０へ送信する。
【００３４】
（プログラミングブロック１４０）
プログラミングブロック１４０は、例えば図１に示すように、現実空間内において物理的に直接触れることができるタンジブルな物体であり、略立方体（又は、略直方体）形状を有し、ユーザによりプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の任意の指示領域１０２に載置される。このプログラミングブロック１４０は、ターゲット機器２００を動作させる際に、プログラミングエリア１０４の領域１０２間の移動を伴わない特定の機能動作を規定する入力装置として機能する。ここで、プログラミングブロック１４０は、プログラミングエリア１０４上に単体で（すなわち、一段のみ）載置されるものであってもよいし、複数段（すなわち、複数個）積み重ねて載置されるものであってもよい。また、プログラミングブロック１４０の立体形状は、立方体や直方体に限定されるものではなく、プログラミングエリア１０４上に安定して載置することができ、且つ、プログラミングブロック１４０相互が安定して積み重ねることができるものであれば、任意の多面体形状を有するものであってもよいし、この例に限られないが略円柱形状や略円錐形状、略裁頭円錐形状、略球形状、略半球形状などのように表面の一部が曲面であるものであってもよい。また、プログラミングエリア１０４上にプログラミングブロック１４０を安定して載置、又は、プログラミングブロック１４０同士を安定して載置し、且つ、後述する機能情報を確実に送信するためには、載置するプログラミングブロック１４０の下面と、載置されるプログラミングボード１２０の上面、又は、他のプログラミングブロック１４０の上面とが適切に密着することが好ましい。そのために、例えば接触面となる両面が互いに係合する凹凸形状を有しているものであってもよいし、両面が磁力等により吸着するように形成されているものであってもよい。
【００３５】
プログラミングブロック１４０は、具体的には、例えば図２に示すように、ブロックＩ／Ｆ部１４２と、識別変移部１４４と、記憶部１４６と、制御部１４８と、を有している。
【００３６】
ブロックＩ／Ｆ部１４２は、プログラミングブロック１４０とプログラミングボード１２０との間で通信を行い、後述する記憶部１４６の記憶領域に記憶された機能情報を直接プログラミングボード１２０に送信する。また、プログラミングエリア１０４上にプログラミングブロック１４０が複数段積み重ねられている場合には、ブロックＩ／Ｆ部１４２は、プログラミングブロック１４０間で通信を行い、上段のプログラミングブロック１４０から送信された機能情報を下段側のプログラミングブロック１４０、又は、プログラミングボード１２０に順次転送する。これにより、積み重ねられた各プログラミングブロック１４０の記憶部１４６の記憶領域に記憶された機能情報が、当該プログラミングブロック１４０の積み重ねの順に（上段から下段へ順番に、又は、下段から上段へ順番に）、プログラミングボード１２０の記憶部１２８の記憶領域に記憶される。
【００３７】
具体的には、ブロックＩ／Ｆ部１４２は、プログラミングブロック１４０がプログラミングボード１２０に接触する載置面側（図１中、立方体形状の下面側）、及び、当該接触面に対向し、上段に積み重ねられるプログラミングブロック１４０に接触する面側（図１中、立方体形状の上面側）に個別に設けられた非接触型、又は、接触型のインターフェースを有している。そして、ブロックＩ／Ｆ部１４２は、この非接触型又は接触型のインターフェースによりプログラミングブロック１４０がプログラミングエリア１０４の指示領域に載置された状態、及び、プログラミングブロック１４０上に他のプログラミングブロック１４０が積み重ねられた状態を検出すると、プログラミングブロック１４０ごとに予め設定されたターゲット機器２００の特定の機能動作に関する機能情報を記憶部１４６の記憶領域から読み出して、プログラミングボード１２０に直接、又は、下段側のプログラミングブロック１４０を介して送信する。ここで、プログラミングブロック１４０とプログラミングボード１２０との間に適用されるインターフェースと、プログラミングブロック１４０間に適用されるインターフェースとは、同一の方式であることが好ましく、上述したプログラミングボード１２０のブロックＩ／Ｆ部１２６に示した各種の方式を適用することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、立方体形状を有するプログラミングブロック１４０において、プログラミングボード１２０に接触する面側（立方体形状の下面側）、及び、上段のプログラミングブロック１４０に接触する面側（立方体形状の下面側）の２面に個別のブロックＩ／Ｆ部１４２を設けた形態を示すが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、立方体のどの面がプログラミングボード１２０に接触する載置面になった場合であっても、また、どの面に他のプログラミングブロック１４０が積み重ねられて接触する面になった場合であっても、プログラミングボード１２０や他のプログラミングブロック１４０との間で機能情報等の送受信が可能なように、ブロックＩ／Ｆ部１４２が全６面に個別に、又は、共通して設けられているものであってもよい。
【００３９】
識別変移部１４４は、上述したプログラミングボード１２０の識別変移部１２４と同様に、発光部或いは表示部を有し、プログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作の際に、ブロックＩ／Ｆ部１４２によりプログラミングブロック１４０がプログラミングエリア１０４の各領域１０２に載置された状態が検出されると、発光部を所定の発光状態で発光させたり、表示部に表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他のプログラミングブロック１４０との識別を可能にする。
【００４０】
なお、この識別変移部１４４に適用される表示部は、電力を使用せずに表示される画像を変化させるものであってもよい。例えば、プログラミングボード１２０の内部にはプログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応する部分に永久磁石が設置され、プログラミングブロック１４０の内部にも永久磁石が設置されているものとする。そして、プログラミングブロック１４０を領域１０２へ載置したことに伴い、プログラミングボード１２０内の永久磁石とプログラミングブロック１４０内の永久磁石との間に生じる引力又は反発力によって、表示部が回転することで画像を変化させるというように、磁力を利用したものであってもよい。また、プログラミングブロック１４０のうち少なくともプログラミングボード１２０に載置される側に、プログラミングボード１２０に載置されることにより内部へ向けて押圧変位される凸部を設けておいてもよい。そして、プログラミングブロック１４０を領域１０２へ載置したことに伴い、プログラミングブロック１４０の凸部が内方へ押圧変位され、その変位に連動して表示部が回転することで画像を変化させるというように、メカニカルな機構を有するものであってもよい。
【００４１】
また、識別変移部１４４は、プログラミング操作に基づいて生成されたプログラムを実行して、ターゲット機器２００に予め設定された特定の機能動作を実行させる際に、当該ターゲット機器２００の機能動作を規定した各プログラミングブロック１４０の発光部を所定の発光状態で発光させたり、表示部に表示される画像を変化させたりすることにより、視覚的に他のプログラミングブロック１４０との識別を可能にする。
【００４２】
なお、識別変移部１４４は、上述したプログラミングボード１２０の識別変移部１２４と同様に、上記の発光部又は表示部に加え、音響部や振動部をさらに備え、発音や振動の振幅や周波数、パターンを変化させる形態を有しているものであってもよい。これによれば、ユーザの視覚に加え聴覚や触覚を通して、より確実に機能動作を規定したプログラミングブロック１４０の識別が可能になる。
【００４３】
記憶部１４６は、ターゲット機器２００を動作させる際に、プログラミングエリア１０４の領域１０２間の移動を伴わない特定の機能動作（いわゆる、アクション）を規定するＩＤ情報である機能情報を記憶している。ここで、ターゲット機器２００に設定可能な機能動作としては、プログラミングブロック１４０が載置された領域１０２に対応する位置で、例えば発光部を所定の発光状態で発光させる動作や、表示部に表示される画像を変化させる動作、音響部により所定の音や楽音を発生する動作、振動部を所定のパターンで振動させる動作、ターゲット機器２００を当該位置で回転させたりジャンプさせたりする動作、撮像部により周囲を撮影する動作、各種のセンサによりセンシングする動作等を有する。機能情報は、これらの機能動作を単独で実行することを規定するものであってもよいし、複数の機能動作を組み合わせて実行することを規定するものであってもよい。すなわち、ターゲット機器２００は、これらの機能動作を実現するために、発光部や音響部、振動部、撮像部、各種センサ等を機能部として予め備えている。
【００４４】
また、記憶部１４６は、当該プログラミングブロック１４０上に積み重ねられた他のプログラミングブロック１４０から送信された機能情報を一時的に記憶領域に記憶する。さらに、記憶部１４６は、後述する制御部１４８においてプログラミングブロック１４０の各部の動作を制御するためのプログラムや各種の情報を記憶するものであってもよい。すなわち、記憶部１４６は、ＲＡＭ及びＲＯＭを有するものである。
【００４５】
なお、本実施形態においては、各プログラミングブロック１４０に一の機能動作、又は、複数の機能動作の組み合わせを規定する機能情報が記憶部１４６の記憶領域に予め固定的に記憶されている形態を示すが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、一つのプログラミングブロック１４０について複数の機能動作を規定する機能情報が予め記憶部１４６の記憶領域に記憶され、ソフトウェアによる設定変更や切替スイッチの操作、重力センサや加速度センサによるプログラミングブロック１４０の傾きや衝撃の検知等により、複数の機能動作のうちから任意の機能動作が選択されて設定されるものであってもよい。
【００４６】
また、他の形態として、例えば立方体形状を有するプログラミングブロック１４０において、立方体の６面全てにブロックＩ／Ｆ部１４２を有するとともに、６面の各々に異なる機能動作を対応付けて、各機能動作に関する機能情報を記憶部１４６の記憶領域に記憶した形態を有するものであってもよい。そして、各面のブロックＩ／Ｆ部１４２によりプログラミングボード１２０に接触する面を検出することにより、当該接触面に対応付けられた機能動作に関する機能情報が記憶部１４６の記憶領域から読み出されてプログラミングボード１２０に送信される。これによれば、プログラミングボード１２０に接触するプログラミングブロック１４０の面に応じて、複数種類の機能動作が設定される。加えて、プログラミングブロック１４０の一面以上の各面に異なる機能動作を対応付ける場合には、例えば、プログラミングボード１２０に接触する面（立方体の下面）に対向する面（立方体の上面）に、当該接触面に対応付けられた機能動作を表す記号やイラスト、文字、画像等を表記して、ターゲット機器２００に実行させる機能動作の内容を、視覚を通して直感的に認識できるようにしてもよい。
【００４７】
制御部１４８は、上記のブロックＩ／Ｆ部１４２、識別変移部１４４、記憶部１４６を有するプログラミングブロック１４０の各部の動作を制御するコンピュータのプロセッサである。特に、制御部１４８は、ブロックＩ／Ｆ部１４２によりプログラミングブロック１４０がプログラミングエリア１０４の指示領域１０２に載置された状態を検出した場合には、当該プログラミングブロック１４０に設定された機能情報を、ブロックＩ／Ｆ部１４２を介してプログラミングボード１２０に送信するとともに、識別変移部１４４により当該プログラミングブロック１４０を所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる。また、制御部１４８は、ブロックＩ／Ｆ部１４２により当該プログラミングブロック１４０上に他のプログラミングブロック１４０が積み重ねられている状態を検出した場合には、上段のプログラミングブロック１４０から送信された機能情報を下段側のプログラミングブロック１４０、又は、プログラミングボード１２０に順次転送する。
【００４８】
（コアユニット１６０）
コアユニット１６０は、例えば図１に示すように、一面側（図面、上面）に操作スイッチが配置された直方体形状や平板形状を有している。このコアユニット１６０は、プログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作により取得された情報に基づいて、ターゲット機器２００を動作させるためのプログラムを生成するとともに、当該プログラムを実行して、ターゲット機器２００の動作状態を制御するコントロール装置として機能する。
【００４９】
コアユニット１６０は、具体的には、例えば図２に示すように、操作部１６２と、外部Ｉ／Ｆ部１６４と、記憶部１６６と、通信インターフェース部(以下、「通信Ｉ／Ｆ部」と略記する) １６８と、制御部１７０と、電源部１７２と、を有している。
【００５０】
操作部１６２は、ユーザが操作を行うことにより上述したプログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作により取得された情報に基づいてプログラムを生成するとともに、当該プログラムの実行状態を指示する。具体的には、操作部１６２は、生成したプログラムの実行状態を選択する複数のプッシュスイッチやタッチセンサ、或いは、タッチパネルを有している。ここで、操作部１６２には、例えば図１に示すように、後述する制御部１７０により生成されたプログラム全体を一括して実行する一括実行スイッチ１１２や、当該プログラムの命令を１ステップずつ実行するステップ実行スイッチ１１４、実行されているプログラムを停止する実行停止スイッチ１１６、ターゲット機器２００を初期位置（スタート地点）まで戻すホームスイッチ１１８等のプッシュスイッチが配置されている。そして、操作部１６２は、ユーザがいずれかのスイッチを押下した状態、又は、スイッチに接触した状態を検出すると、当該スイッチ操作に応じてプログラムの生成及び実行状態を指示する制御信号を後述する制御部１７０に出力する。
【００５１】
外部Ｉ／Ｆ部１６４は、コアユニット１６０とプログラミングボード１２０との間で通信を行い、プログラミングボード１２０から送信された入力操作情報を受信して後述する記憶部１６６の記憶領域に記憶する。記憶部１６６は、プログラミングボード１２０から外部Ｉ／Ｆ部１６４を介して受信した入力操作情報を所定の記憶領域に記憶するとともに、これらの情報に基づいて、後述する制御部１７０により生成されたプログラムを別の記憶領域に記憶する。また、記憶部１６６は、制御部１７０において受信した入力操作情報に基づいてターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成するためのプログラムや、コアユニット１６０の各部の動作を制御するためのプログラム、その他、各種の情報を記憶するものであってもよい。すなわち、記憶部１６６は、ＲＡＭ及びＲＯＭを有するものである。
【００５２】
通信Ｉ／Ｆ部１６８は、コアユニット１６０とターゲット機器２００との間で通信を行い、記憶部１６６の記憶領域に記憶されたプログラムをターゲット機器２００に送信する。具体的には、通信Ｉ／Ｆ部１６８は、非接触型、又は、接触型のインターフェースを有し、非接触型のインターフェースを適用する場合には、例えばWi-Fi（登録商標）やBluetooth（登録商標）等の無線通信方式や、赤外線等を用いた光通信方式を適用することができ、また、接触型のインターフェースを適用する場合には、通信ケーブルを用いた有線通信方式を適用することができる。
【００５３】
制御部１７０は、上記の操作部１６２、外部Ｉ／Ｆ部１６４、記憶部１６６、通信Ｉ／Ｆ部１６８、及び、後述する電源部１７２を有するコアユニット１６０の各部の動作を制御するコンピュータのプロセッサである。特に、制御部１７０は、操作部１６２によりプログラムの生成、実行に関するユーザの指示を検出した場合には、プログラミングボード１２０から送信される入力操作情報に基づいて、ターゲット機器２００の動作状態を制御するプログラムを生成する。
【００５４】
具体的には、制御部１７０は、操作部１６２において、一括実行スイッチ１１２又はステップ実行スイッチ１１４が操作されて押下又は接触状態を検出すると、プログラミングボード１２０から送信された入力操作情報（指示位置情報、順序情報、ブロック位置情報、機能情報）に基づいて、ターゲット機器２００の動作状態（移動及び機能動作）を制御するための命令を有するプログラムを生成する。ここで、プログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作により取得された上記の各情報はプログラムのソースコードに対応し、制御部１７０は、このソースコードをターゲット機器２００において実行可能な機械語からなるプログラムに変換（コンパイル）する。変換処理されたプログラムは、記憶部１６６の記憶領域に記憶される。なお、この変換処理は、プログラム全体を一括して行うものであってもよいし、プログラムの１ステップの命令ごとに行うものであってもよい。
【００５５】
また、制御部１７０は、操作部１６２におけるスイッチ操作に応じて、生成されたプログラムをターゲット機器２００に送信してターゲット機器２００の動作状態を制御する。さらに、制御部１７０は、電源部１７２によりコアユニット１６０内の各部、及び、プログラミングボード１２０、プログラミングブロック１４０への駆動用の電力の供給状態を制御する。
【００５６】
電源部１７２は、コアユニット１６０内の各部に駆動用の電力を供給する。また、電源部１７２は、コアユニット１６０とプログラミングボード１２０とを接続することにより外部Ｉ／Ｆ部１６４、１３０を介して、プログラミングボード１２０内の各部に駆動用の電力を供給する。プログラミングボード１２０に供給された電力は、ブロックＩ／Ｆ部１２６、１４２を介して、プログラミングブロック１４０にさらに供給される。ここで、電源部１７２は、例えば商用交流電源から電力が供給されるものであってもよいし、乾電池等の一次電池やリチウムイオン電池等の二次電池を備えるものであってもよいし、環境発電技術による発電部を備えるものであってもよい。
【００５７】
なお、本実施形態においては、コアユニット１６０にのみ電源部を備え、プログラミングボード１２０及びプログラミングブロック１４０には電源部を備えていない形態を示した。この形態においては、コアユニット１６０とプログラミングボード１２０とを接続することにより双方の外部Ｉ／Ｆ部１６４、１３０に設けられた給電機構を介して、コアユニット１６０からプログラミングボード１２０へ駆動用の電力が供給される。さらに、プログラミングボード１２０上にプログラミングブロック１４０が載置されることにより双方のブロックＩ／Ｆ部１２６、１４２に設けられた給電機構を介して、プログラミングボード１２０からプログラミングブロック１４０へ駆動用の電力が供給される。ここで、外部Ｉ／Ｆ部１３０、１６４や、ブロックＩ／Ｆ部１２６、１４２に設けられる給電機構としては、電磁誘導方式等の非接触型、又は、ケーブルや端子電極を直接接続する接触型の給電機構を適用することができる。
【００５８】
また、本発明に適用可能な他の形態としては、プログラミングボード１２０及びプログラミングブロック１４０の一方、又は、双方が固有の電源部を有するものであってもよい。プログラミングボード１２０が固有の電源部を有する形態においては、ブロックＩ／Ｆ部１２６、１４２に設けられた給電機構を介して、プログラミングボード１２０からプログラミングブロック１４０へ駆動用の電力が供給されるものであってもよい。
【００５９】
少なくともプログラミングボード１２０が固有の電源部を有する形態においては、プログラミングボード１２０にコアユニット１６０を接続しない状態においても、ユーザはプログラミングボード１２０やプログラミングブロック１４０を用いてプログラミング操作を行うことができる。また、コアユニット１６０をプログラミングボード１２０から離間させて独立した状態で（すなわち、コアユニット１６０単体で）、操作部１６２の各スイッチを操作することにより、入力操作情報に基づくプログラム生成処理や、ターゲット機器２００の動作状態の制御を行うことができる。
【００６０】
（ガイドシート１８０）
ガイドシート１８０は、例えば図１に示すように、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上に載置して装着される光透過性の（透明又は半透明な）タンジブルな薄膜や薄板であって、ユーザのプログラミング操作を支援、誘導するための画像（イラストや写真、数字、文字、記号等）が予め表記されている。言い換えれば、ガイドシート１８０にはターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路を特定する情報が記録されている。ここで、ガイドシート１８０には、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応する複数の区画１０６が設けられ、上記画像は、この区画１０６を基準単位として表記されている。具体的には、例えば、ガイドシート１８０に道路や通路を表記する場合には、隣接する区画１０６間で画像が連続するように設置され、家屋や樹木等を表記する場合には、一又は複数の区画１０６単位で画像が設置される。
【００６１】
また、上述したように、ターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路を決定するプログラミング操作の際、ユーザは、ガイドシート１８０の複数の区画１０６のうちのいずれか１つの区画１０６にユーザの指等が接触する、又は、その１つの区画１０６を押下する。指示検出部１２２として、静電容量方式のタッチセンサを適用する場合には、ガイドシート１８０はプログラミングエリア１０４を保護しつつ、ユーザの指等の誘電体の接触状態をタッチセンサに適切に伝達することができる性質（誘電特性）を有している。この場合、指示検出部１２２は上述の接触操作に応じて、接触された１つの区画１０６の直下にあるプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の１つの領域１０２が直接接触された場合と同様に、その１つの領域１０２における静電容量の変化を検出することができる。また、指示検出部１２２として、感圧方式のタッチセンサやプッシュスイッチを適用する場合には、指示検出部１２２は上述の押下操作に応じて、押下された１つの区画１０６の直下にあるプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の１つの領域１０２が直接押下された場合と同様に、その１つの領域１０２の変位を検出することができる。
【００６２】
また、プログラミングボード１２０上に装着されたガイドシート１８０の各区画１０６（すなわち、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に対応する）には、上述したように、ターゲット機器２００に実行させる機能動作に応じてプログラミングブロック１４０が載置される。このとき、プログラミングブロック１４０とプログラミングボード１２０との間でガイドシート１８０を介して所定の通信方式により情報が送受信される。ここで、プログラミングブロック１４０とプログラミングボード１２０のブロックＩ／Ｆ部１４２、１２６として、ＮＦＣ等の無線通信技術による方式を適用する場合には、ガイドシート１８０は当該通信に使用される電磁波を透過する性質又は形態を有している。また、ブロックＩ／Ｆ部１４２、１２６として、赤外線通信等の光通信方式を適用する場合には、ガイドシート１８０は赤外光を透過する性質又は形態を有している。また、端子電極相互を直接接続する方式を適用する場合には、ガイドシート１８０は各区画１０６にプログラミングブロック１４０のブロックＩ／Ｆ部１４２とプログラミングボード１２０のブロックＩ／Ｆ部１２６とが直接接触するための開口部（貫通孔）が設けられているものであってもよいし、各区画１０６に上記のブロックＩ／Ｆ部１４２とブロックＩ／Ｆ部１２６とを電気的に接続するための貫通電極（ガイドシート１８０の表裏両面に露出した導電体）が設けられているものであってもよい。
【００６３】
そして、ユーザはガイドシート１８０に表記されている道路や障害物等の配置に基づいて、ガイドシート１８０の上からプログラミングボード１２０の各領域１０２を順次指示することにより、ターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路を決定する。このようなプログラミング操作に関連する特定の画像が表記されたガイドシート１８０を、プログラミングの内容に応じて複数種類用意し、プログラミングエリア１０４上に装着するガイドシート１８０を適宜交換することにより、異なる内容のプログラミング操作を適切に支援して、プログラミング学習の効率を向上させることができる。
【００６４】
また、このようなガイドシート１８０を用いたプログラミング操作によれば、ユーザのプログラミング操作により指示された領域１０２や、生成されたプログラムを実行する際にターゲット機器２００の移動位置に対応する領域１０２を、識別変移部１２４により所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりした場合であっても、当該光や画像が光透過性のガイドシート１８０を通して視覚的に認識される。
【００６５】
（ターゲット機器２００）
ターゲット機器２００は、ユーザによる入力操作に基づいてプログラム制御装置１００により生成されたプログラムの実行対象である。本実施形態ではターゲット機器２００として、例えば図１に示すように、現実空間内において地上を走行する実体のある自走式の玩具を適用した場合について示す。しかしながら、ターゲット機器２００は当該生成されたプログラムに基づいて動作状態が制御されるものであればよく、タンジブルな移動体の他に、スマートフォンやタブレット等のモバイル端末、パーソナルコンピュータ等の情報通信機器において実行されるアプリケーションソフトウェア又は当該アプリケーションソフトウェアにより実現される仮想空間内のオブジェクト、すなわち、タンジブルでない移動体であってよい。
【００６６】
ターゲット機器２００がタンジブルな移動体である場合には、ターゲット機器２００は、通信Ｉ／Ｆ部、駆動部、記憶部、機能部、電源部、及び、制御部を備える。ターゲット機器２００の通信Ｉ／Ｆ部は、コアユニット１６０の通信Ｉ／Ｆ部１６８と通信を行い、コアユニット１６０の制御部１７０により生成されたプログラムを受信する。記憶部は、ターゲット機器２００の通信Ｉ／Ｆ部が受信したプログラムを記憶する。制御部は、ターゲット機器２００の記憶部に記憶されたプログラムに従って、後述する機能部や、駆動部、電源部などを制御し、ターゲット機器２００を動作させる。
【００６７】
ターゲット機器２００は、プログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作において、ガイドシート１８０が装着されたプログラミングエリア１０４の各領域１０２を、ユーザが順次指示することにより決定された仮想経路に対応する移動経路に沿って移動する。ここで、ターゲット機器２００は、プログラミング操作の際に使用したガイドシート１８０の画像を拡大した画像（相似画像）が表記されたプレイシート２０２上を、上記の移動経路に沿って移動する。また、ターゲット機器２００は、光を発する発光部や音声を出力する音響部、それ自体が振動することによりターゲット機器２００の筐体を振動させる振動部、ターゲット機器２００の外部の画像を撮影する撮像部、ユーザの音声を認識するマイクロフォン、及び、マイクロフォンから入力された音声を認識する音声センサやターゲット機器２００の外部の明るさを検出する照度センサ等の各種センサのいずれかを有する機能部を備える。ターゲット機器２００の制御部は、記憶部に記憶されたプログラムに従って、プログラミングブロック１４０が載置された領域１０２に対応する位置までターゲット機器２００を移動させてから、上述の機能部のいずれかを制御することにより、そのプログラミングブロック１４０に設定された機能動作を、当該位置でターゲット機器２００に実行させる。
【００６８】
なお、本実施形態に適用されるターゲット機器２００は、図１に示した地上を走行する機器に限定されるものではなく、特定の平面内を移動するものであれば、例えば、一定の高度を保持して移動するドローンのような飛行体であってもよいし、水上を移動する船体であってもよいし、一定の水深を保持して移動する潜水体であってもよい。ここで、ターゲット機器２００が飛行体や潜水体の場合には、移動経路の始点で当該ターゲット機器２００が地上から一定の高度に上昇、又は、水面から一定の水深に潜水し、移動経路の終点で地上に下降、又は、水面に浮上する動作を行う。
【００６９】
また、ターゲット機器２００として、モバイル端末や情報通信機器において実行されるアプリケーションソフトウェアを適用する場合には、当該アプリケーションソフトウェアにより実現される仮想空間内において、前述のオブジェクト（例えばゲーム画面内のキャラクタやアイテム等）の動作状態を制御して当該仮想空間内の任意の経路で移動させたり、任意の機能を実行させたりする。
【００７０】
（プログラミング操作及びプログラム生成、実行方法）
次に、本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法（プログラミング方法）について説明する。
【００７１】
図４は、本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法の一例（ノーマルモード）を示すフローチャートである。図５、図６は、本実施形態に適用されるプログラミング操作処理を説明するための概略図である。また、図７、図８は、本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（一括処理）を説明するための概略図であり、図９、図１０は、本実施形態に適用されるプログラム生成、実行処理（ステップ処理）を説明するための概略図である。なお、図４のフローチャートのうちの、モードの切り替え設定に係る処理動作（ステップＳ１０４）については、後述する変形例１において詳しく述べるため、本実施形態では説明を適宜省略する。
【００７２】
本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法においては、大別して、プログラミングボード１２０とプログラミングブロック１４０とガイドシート１８０とを用いた入力操作によるプログラミング操作処理と、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを用いた入力操作情報に基づくプログラム生成処理と、コアユニット１６０とターゲット機器２００とを用いたプログラム実行処理と、が実行される。プログラミング教育装置における、これらの各制御処理は、上述したプログラミングボード１２０やプログラミングブロック１４０、コアユニット１６０、ターゲット機器２００に設けられた各制御部において、独立して又は相互に連携して特定の制御プログラムを実行することにより実現されるものである。
【００７３】
（プログラミング操作処理）
本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作処理においては、図４のフローチャート及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、ユーザは、プログラミング教育装置のプログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを接続した状態でコアユニット１６０の電源を投入することによりプログラム制御装置１００を起動するとともに、ターゲット機器２００の電源を投入して起動する（ステップＳ１０２）。また、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４を覆うようにガイドシート１８０を装着する。
【００７４】
ここで、ガイドシート１８０には、図２に示すように、後述する全移動経路情報及び隣接領域情報が記憶されたＩＣチップ１８２が設けられている。また、プログラミングボード１２０には、上記の装着されたガイドシート１８０のＩＣチップ１８２に記憶された隣接領域情報を読み出すＩＣチップ読出し部１８４が設けられている。このＩＣチップ読出し部１８４は、近距離無線通信などの通信方式によりＩＣチップ１８２に記憶されたデータを読み出す。プログラミングボード１２０の電源が投入されて、且つ、ガイドシート１８０にプログラミングボード１２０が装着されると、プログラミングボード１２０のＩＣチップ読出し部１８４によって、ガイドシート１８０のＩＣチップ１８２に記憶された、当該ガイドシート１８０に固有の全移動経路情報及び隣接領域情報が読み出されて、プログラミングボード１２０の制御部１３２の制御により記憶部１２８の記憶領域に記憶される。
【００７５】
次いで、ガイドシート１８０が装着されたプログラミングボード１２０及びプログラミングブロック１４０を用いてプログラミング操作処理を実行する。具体的には、まず、図６（ａ）に示すように、ユーザが、プログラミングボード１２０に装着されたガイドシート１８０に表記された画像を参照しつつ、ターゲット機器２００を動作させる際の移動経路に対応する複数の区画１０６（すなわち、プログラミングエリア１０４の複数の領域１０２）に接触して、又は、当該区画１０６を押下して順次指示する。ここで、ユーザは、ターゲット機器２００の移動経路を決定するために、ガイドシート１８０上の始点（スタート）Ｒｓと終点（ゴール）Ｒｇを含む２以上の連続する区画１０６の全てについて、ターゲット機器２００の移動順序に従って順次指示する。
【００７６】
ここで、上記の全移動経路情報及び隣接領域情報について詳述する。本実施形態では、プログラミングエリア１０４の複数の領域１０２は行列方向に２次元配置されていて、その配列方向（行方向又は列方向）に沿って連続して配置された２つの領域１０２は相互に隣接するものとみなす。この場合、相互に隣接する２つの領域１０２は適宜定められる閾値以下の距離をおいて離れて配置されていてもよい。全移動経路情報は、始点Ｒｓと終点Ｒｇを含む２以上の連続する区画１０６に対応する２以上の領域１０２の、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４内の相対位置を特定する情報である。隣接領域情報は、複数の領域１０２のうちのいずれか２つの領域１０２が相互に隣接しているか否かを示す情報である。全移動経路情報及び隣接領域情報は、例えばプログラミングボード１２０の記憶部１２８の記憶領域に記憶されている。記憶領域に記憶されている全移動経路情報及び隣接領域情報は、上述のようにガイドシート１８０のＩＣチップ１８２に記憶され、上記のＩＣチップ読出し部１８４によって読み出されたものであってよく、或いは、プログラミングボード１２０の記憶部１２８の記憶領域に複数の隣接領域情報が予め記憶されていて、装着したガイドシート１８０の種類に対応したものをユーザ操作により選択したものであってもよい。以下でさらに詳述するように、ガイドシート１８０のＩＣチップ１８２に記憶された全移動経路情報および隣接領域情報は、ターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路を特定する情報である。
【００７７】
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、注目するある領域１０２（便宜的に「１０２Ｘ」と記す）を基準として、行方向に一つ左に配置されている領域１０２Ｌと、一つ右に配置されている領域１０２Ｒと、列方向に一つ上に配置されている領域１０２Ｕと、一つ下に配置されている領域１０２Ｄとの、４つの領域１０２Ｌ、１０２Ｒ、１０２Ｕ、１０２Ｄが、上記の注目するある領域１０２Ｘに隣接する領域１０２である。そして、この注目するある領域１０２Ｘを特定するための情報と、その情報に関連付けられて、これら４つの隣接する領域１０２Ｌ、１０２Ｒ、１０２Ｕ、１０２Ｄを特定するための情報が、プログラミングボード１２０の記憶部１２８の記憶領域に、隣接領域情報として記憶されている。ここで、領域１０２を特定するための情報は、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の各領域１０２の相対位置についての情報を含んでいて、具体的には、一例に過ぎないが、プログラミングボード１２０の最左行から数えて何行目、及び、最上列から数えて何列目の領域１０２であるかを特定する数値であってよい。
【００７８】
なお、複数の領域１０２のうちのどの領域を、注目するある領域１０２Ｘに隣接する領域とするかについては、プログラミングにかかる学習の目的に応じて適宜設定してよい。例えば、上記の４つの領域１０２Ｌ、１０２Ｒ、１０２Ｕ、１０２Ｄに加えて、注目するある領域１０２Ｘを基準として配列方向に交差する斜め方向（４５°方向）に沿って最も近くに配置された４つの領域１０２を、当該注目するある領域１０２Ｘと隣接する領域１０２であるとしてもよい。
【００７９】
ここで、本実施形態のプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４には、その全体にわたって複数の領域１０２が行列方向にくまなく配置されている。しかしながら、ガイドシート１８０を装着した場合には、ユーザは、すべての領域１０２に対してプログラミング操作を許容するとは限らない。
【００８０】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、ガイドシート１８０のうちの仮想経路を指示する黒い線が描かれた複数の区画１０６の直下にある複数の領域１０２に対してのみプログラミング操作を許容し、それ以外の複数の領域１０２に対してはプログラミング操作を禁止している。この場合、注目するある領域１０２Ｘに隣接する４つの（斜め方向を含める場合には８つの）領域１０２のうちいずれかに、プログラミング操作を禁止するべき領域（指示禁止領域）が隣接している場合、この指示禁止領域は当該注目するある領域１０２Ｘに隣接する領域ではないとする。具体的には、注目するある領域１０２Ｘに対応する隣接領域情報が、指示禁止領域に対応する情報を含まないようにすればよい。ここで、指示禁止領域以外の領域、すなわち、プログラミング操作が許容されている領域を便宜上「指示許容領域」とする。始点Ｒｓを例として説明すると、その始点Ｒｓの区画１０６に対応する１つの領域１０２の列方向下側は領域１０２が存在せず、また、行方向右側と列方向上側に隣接する領域１０２は仮想経路を指示する黒い線が書かれていないので、これらの３つの領域１０２は、始点Ｒｓに対応する１つの領域１０２の隣接領域情報には含めない。従って、始点Ｒｓに対応する１つの領域１０２を特定するための情報と、その情報に関連付けて、行方向左側に隣接する１つの領域１０２（始点Ｒｓの区画１０６に対応する１つの領域１０２を「１０２Ｘ」とした場合、領域１０２Ｌとなる）を特定するための情報だけを、当該１つの領域１０２に対応する隣接領域情報として含むようにすればよい。
【００８１】
プログラミングボード１２０の制御部１３２は、指示検出部１２２によりユーザによる入力操作が検出された１つの領域１０２が、プログラミング操作が許容された領域であるか否かの判断を行う。具体的には、プログラミング操作を開始して最初に領域を指示する場合は、全移動経路情報に基づいて、始点Ｒｓに対応する１つの領域１０２へのプログラミング操作のみが許容される。従って、最初に領域を指示するときは、始点Ｒｓに対応しないいずれかの領域１０２へのプログラミング操作は無効と判断し、プログラミングボード１２０に設けられた図示しないスピーカーや表示部により「プログラムできない領域です。」などのエラーメッセージを出力させたり、その領域１０２の発光部を発光させないようにしたり、通常とは異なる発光色や発光パターンで発光させたりする制御を行う。
【００８２】
始点Ｒｓに対応する１つの領域１０２へのプログラミング操作がユーザにより行われると、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、始点Ｒｓに対応する１つの領域１０２の隣接領域情報に含まれるいずれかの領域１０２へのプログラミング操作を待機する。上記の隣接領域情報に含まれるいずれかの領域１０２へのプログラミング操作が行われた場合、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、引き続き、さらに別の領域１０２へのプログラミング操作を待機し、上記の隣接領域情報に含まれないいずれか領域１０２へのプログラミング操作が行われ場合、エラーメッセージを出力する。このようにして、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、終点Ｒｇに対応する１つの領域１０２への指示が指示検出部１２２により検出されるまで、プログラミング操作を受け付ける。終点Ｒｇに対応する１つの領域１０２への指示及び全移動経路情報により指示されたすべての領域１０２への指示が指示検出部１２２により検出されるか、又は、予め定めた操作によりプログラミング操作が終了したと判断すると、スピーカーや表示部から「プログラミングが終わりました。」などのメッセージを出力する。
【００８３】
これにより、ガイドシート１８０を介して区画１０６に対応するプログラミングエリア１０４の領域１０２が指示されて、図６（ｂ）に示すように、ターゲット機器２００の全移動経路に対応する仮想経路（始点Ｒｓ→終点Ｒｇ）が決定される（ステップＳ１０６）。このとき、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、指示検出部１２２により検出された各指示領域１０２の指示位置情報と、それらの指示順序に関する順序情報を取得して記憶部１２８の記憶領域に記憶させる。また、制御部１３２は、各指示領域１０２の識別変移部１２４を所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる（図６（ａ）中では便宜的にハーフトーンで表記）。
【００８４】
ここで、識別変移部１２４が発光部を有する場合には、制御部１３２は、例えば図６（ａ）に示すように、指示された各領域１０２の発光部を所定の発光色や発光強度で常時発光（点灯）させたり、発光色を変化させたり、所定の発光パターンで発光（点減）させたりする動作を継続（保持）する。また、制御部１３２は、プログラミング操作処理中に、コアユニット１６０の操作部１６２に設けられたプログラム確認スイッチ（図示を省略）等を操作したり、一定時間プログラミング操作がなかったりした場合や、既定の又はユーザ操作に応じて定められたある時間間隔等の条件をトリガーとして、プログラミング操作により指示されて既に決定された移動経路の順番に従って、各領域１０２の発光部を時分割で順次発光させる動作を実行する。このように、各指示領域１０２における識別変移部１２４の変移状態（この場合は発光状態）を保持、又は、特定の条件をトリガーとして所定の変移状態を提示することにより、プログラミング操作の内容や進行状況、当該プログラミング操作により決定された現時点までの移動経路やターゲット機器２００の移動順序等を視覚的に把握、理解し易くなる。
【００８５】
また、制御部１３２は、前述のように、指示禁止領域へのプログラミング操作が行われた場合の他にも、プログラム制御装置１００の動作に異常が発生した場合等には、スピーカーや表示部により「動作エラーです。」などのエラーメッセージを出力させたり、当該領域１０２の発光部を発光させないようにしたり、通常とは異なる発光色や発光パターンで発光させたりする制御を行う。これにより、プログラミング操作時の誤り等をユーザに報知する。さらに、制御部１３２は、プログラミングボード１２０が音響部や振動部を備えている場合には、上記の発光部における発光動作に加え、或いは、当該発光動作に替えて、音響部や振動部における発音や振動の振幅や周波数、パターンを変化させて、プログラミング操作時の誤り等をユーザに報知するものであってもよい。
【００８６】
次いで、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、ユーザは、上記の仮想経路となる複数の区画１０６（指示領域１０２）のうち、ターゲット機器２００により特定の機能動作を実行する位置の区画１０６に、当該機能動作が設定されたプログラミングブロック１４０を載置する。ここで、ターゲット機器２００により特定の位置で複数の機能動作を実行する場合には、当該位置の区画１０６に当該機能動作が設定された複数のプログラミングブロック１４０を複数段積み重ねる。この場合においても、指示禁止領域のいずれかへのプログラミング操作が行われた場合には、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、前述のようなエラー処理を適宜行う。
【００８７】
これにより、ターゲット機器２００の機能動作が設定される（ステップＳ１０８）。このとき、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、ガイドシート１８０を介してブロックＩ／Ｆ部１２６により検出されたプログラミングブロック１４０のブロック位置情報と、その機能情報を取得して記憶部１２８の記憶領域に記憶させる。また、プログラミングブロック１４０の制御部１４８は、ユーザが載置したプログラミングブロック１４０の識別変移部１４４を所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる（図６（ｃ）中では便宜的にハーフトーンで表記）。
【００８８】
ここで、識別変移部１４４が発光部を有する場合には、制御部１４８は、例えば図６（ｃ）に示すように、各プログラミングブロック１４０の発光部を所定の発光色や発光強度で常時発光（点灯）させたり、発光色を変化させたり、所定の発光パターンで発光（点減）させたりする動作を継続（保持）する。また、制御部１４８は、プログラミング操作処理中に、コアユニット１６０の操作部１６２に設けられたプログラム確認スイッチ（図示を省略）を操作したり、一定時間プログラミング操作がなかったりした場合や、既定の又はユーザ操作に応じて定められたある時間間隔等の条件をトリガーとして、プログラミング操作により載置されて既に設定された機能動作の実行順序に従って、各プログラミングブロック１４０の発光部を時分割で順次発光させる動作を実行する。このように、各プログラミングブロック１４０における識別変移部１４４の変移状態（この場合は発光状態）を保持、又は、特定の条件をトリガーとして所定の変移状態を提示することにより、プログラミング操作の内容や進行状況、当該プログラミング操作により設定された現時点までの機能動作やその実行順序等を視覚的に把握、理解し易くなる。
【００８９】
また、制御部１４８は、指示禁止領域のいずれかへのプログラミング操作が行われた場合だけでなく、プログラミングブロック１４０が予め設定した載置禁止領域に載置されたと判断した場合、さらには、プログラム制御装置１００の動作に異常が発生した場合等には、当該プログラミングブロック１４０の発光部を発光させないようにしたり、スピーカーや表示部により予め定めたエラーメッセージを出力させたり、通常とは異なる発光色や発光パターンで発光させたりする制御を行う。これにより、プログラミング操作時の誤り等をユーザに報知する。さらに、制御部１４８は、プログラミングブロック１４０が音響部や振動部を備えている場合には、上記の発光部における発光動作に加え、或いは、当該発光動作に替えて、音響部や振動部における発音や振動の振幅や周波数、パターンを変化させて、プログラミング操作時の誤り等をユーザに報知するものであってもよい。ここで、載置禁止領域とは、プログラミング学習の目的に応じて適宜設定してよく、例えば、図６（ａ）のトンネルの絵が描かれた区画１０６に対応する領域１０２を載置禁止領域に設定してよい。この載置禁止領域の情報も前述の隣接領域情報に含まれるものとする。
【００９０】
本実施形態においては、ユーザによりターゲット機器２００の全移動経路に対応する仮想経路が決定され、且つ、全ての機能動作が設定されてプログラミング操作を終了するまで、上記のステップＳ１０６、Ｓ１０８を繰り返し実行する（ステップＳ１１０のＮｏ）。具体的には、プログラミングボード１２０の記憶部１２８に記憶されている終点Ｒｇの区画１０６に対応する１つの領域１０２への指示、及び、全移動経路情報により指示されたすべての領域１０２への指示が指示検出部１２２により検出されると、プログラミング操作が終了したものとプログラミングボード１２０の制御部１３２により判断される。
【００９１】
なお、ステップＳ１０６、Ｓ１０８に示したプログラミング操作は、ターゲット機器２００の移動経路を順次決定しつつ、ターゲット機器２００における機能動作を順次設定するものであってもよいし、ターゲット機器２００の全移動経路を決定した後、ターゲット機器２００における全ての機能動作を設定するものであってもよい。また、ターゲット機器２００を所定の経路で移動させる動作のみを設定し、特定の機能動作を設定しない場合には、ガイドシート１８０上にプログラミングブロック１４０を載置する、上記のステップＳ１０８のプログラミング操作は省略される。
【００９２】
そして、図６（ｃ）に示すように、プログラミングボード１２０及びプログラミングブロック１４０を用いたプログラミング操作処理を終了した状態においては、制御部１３２、１４８は、上記のステップＳ１０６、Ｓ１０８に示したように、プログラミング操作により決定された全移動経路に対応する各指示領域１０２における識別変移部１２４や、全ての機能動作を設定する各プログラミングブロック１４０における識別変移部１４４の変移状態を保持したり、特定の条件をトリガーとして当該変移状態を提示したりする。これにより、プログラミング操作により決定されたターゲット機器２００の全移動経路やその移動順序、全ての機能動作やその実行順序等を視覚的に把握、理解し易くなる。
【００９３】
また、上記のプログラミング操作処理を終了すると（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、プログラミングボード１２０及びコアユニット１６０を用いたプログラム生成処理の実行が可能な待機状態に設定される。
【００９４】
そして、図７（ａ）に示すように、ユーザが、コアユニット１６０の操作部１６２に設けられたプログラム実行スイッチ（一括実行スイッチ１１２又はステップ実行スイッチ１１４）を操作すると（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１４〜Ｓ１２０のプログラム一括生成、実行処理、又は、ステップＳ１２２〜Ｓ１３０のプログラムステップ生成、実行処理が実行される。
【００９５】
（プログラム一括生成、実行処理）
上記のステップＳ１１２において、図７（ａ）に示すように、ユーザが、コアユニット１６０に設けられた一括実行スイッチ１１２をオン操作すると、プログラム一括生成、実行処理が実行される。プログラム一括生成、実行処理においては、まず、コアユニット１６０の制御部１７０が、プログラミングボード１２０の制御部１３２に制御信号を送信して、上記のプログラミング操作処理により取得した指示位置情報や順序情報、ブロック位置情報、機能情報を有する入力操作情報を一括してプログラミングボード１２０から受信する（ステップＳ１１４）。
【００９６】
次いで、制御部１７０は、プログラミングボード１２０から受信した入力操作情報をソースコードとして、ターゲット機器２００の動作状態（移動及び機能動作）を制御するための命令を有するプログラムを一括して生成する（ステップＳ１１６）。制御部１７０において生成されたプログラムは、コアユニット１６０の記憶部１６６の記憶領域に記憶される。
【００９７】
次いで、制御部１７０は、図７（ａ）に示すように、生成されたプログラムを、通信Ｉ／Ｆ部１６８を介して、ターゲット機器２００に一括して転送する（ステップＳ１１８）。ターゲット機器２００は、転送されたプログラムを実行することにより、図７（ｂ）及び図８に示すように、上述したプログラミングボード１２０を用いたプログラミング操作処理において決定された始点Ｒｓから終点Ｒｇまでの仮想経路に対応するプレイシート２０２上の全移動経路に沿って順次移動する全体動作を行う（ステップＳ１２０）。全体動作を行った後、図４のフローチャートに示したプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法に係る一連の処理動作が終了する。
【００９８】
この全体動作において、コアユニット１６０の制御部１７０は、通信Ｉ／Ｆ部１６８を介して、ターゲット機器２００からプログラムの実行状態（すなわち、現在時点におけるターゲット機器２００の位置や実行中の機能、ターゲット機器２００がプログラム通りに移動又は機能を実行しているか否かなど）に関する情報を、プログラム実行情報として随時受信し、プログラミングボード１２０の制御部１３２に送信する。プログラミングボード１２０の制御部１３２は、コアユニット１６０から受信したプログラム実行情報に基づいて、図７（ｂ）に示すように、現在時点におけるターゲット機器２００のプレイシート２０２上での位置に対応する領域１０２を、プログラミング操作により決定された他の指示領域１０２とは異なる発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる（図７（ｂ）中では便宜的に濃いハーフトーンで表記）。
【００９９】
また、図８に示すように、ターゲット機器２００が、プログラミング操作において１又は複数の機能動作を設定した位置に移動し、当該機能動作を実行している場合には、プログラミングブロック１４０の制御部１４８は、ターゲット機器２００から受信したプログラム実行情報に基づいて、現在時点においてターゲット機器２００が実行している機能動作に対応するプログラミングブロック１４０を、他のプログラミングブロック１４０とは異なる発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる。ここで、図８に示すように、プログラミングブロック１４０が複数段積み重ねられて、複数の機能動作が設定されている場合には、制御部１４８は、各プログラミングブロック１４０を機能動作の実行順序に従って順次発光動作させる。なお、図８においては、３段積み重ねられたプログラミングブロック１４０のうちの２段目のターゲット機器２００の機能動作として特定の発光色で発光する場合を示し、当該機能動作に対応するプログラミングブロック１４０を便宜的に濃いハーフトーンで表記した。
【０１００】
なお、本実施形態においては、コアユニット１６０はターゲット機器２００と随時通信を行い、ターゲット機器２００におけるプログラムの実行状態に関するプログラム実行情報を受信して、これに基づいて現在時点におけるターゲット機器２００の位置に対応するプログラミングボード１２０の領域１０２、又は、プログラミングブロック１４０を識別可能な状態に変移（例えば発光）させる場合について説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、コアユニット１６０は例えばターゲット機器２００へのプログラムの転送終了、又は、ターゲット機器２００におけるプログラムの実行開始のタイミングからの経過時間に基づいて（すなわち、ターゲット機器２００と通信を行うことなく）、ターゲット機器２００におけるプログラムの実行状態を推測して、プログラミングボード１２０の領域１０２又はプログラミングブロック１４０を識別可能な状態に変移させるものであってもよい。この場合、コアユニット１６０における推測と実際のプログラムの実行状態との誤差が過大にならないように、定期的に、又は、予め設定した位置や条件ごとに、コアユニット１６０がターゲット機器２００と通信を行うものであってもよい。
【０１０１】
ここで、プログラミングボード１２０の識別変移部１２４及びプログラミングブロック１４０の識別変移部１４４がいずれも発光部を有する場合には、プログラミングボード１２０の制御部１３２及びプログラミングブロック１４０の制御部１４８は、例えば次のように発光状態を制御することにより、ターゲット機器２００におけるプログラムの実行状態を視覚的に識別可能にする。これにより、ターゲット機器２００におけるプログラムの実行状態等を視覚的に把握、理解し易くなる。
【０１０２】
制御部１３２、１４８は、例えば図７（ａ）に示すように、まず、プログラミング操作により決定された全移動経路に対応する各指示領域１０２、及び、全ての機能動作に対応する各プログラミングブロック１４０の発光部を所定の発光色や発光強度で常時発光させた状態を保持する。そして、制御部１３２、１４８は、プログラム実行情報に基づいて、現在時点におけるターゲット機器２００の位置に対応する領域１０２や、現在時点においてターゲット機器２００が実行している機能動作に対応するプログラミングブロック１４０の発光部を、図７（ｂ）や図８に示すように、他の指示領域１０２やプログラミングブロック１４０とは異なる発光色や、より高い発光強度、或いは、発光パターン（例えば、点滅）で発光させる。
【０１０３】
また、他の形態として、制御部１３２、１４８は、例えば、プログラム実行情報に基づいて、現在時点におけるターゲット機器２００の位置に対応する領域１０２や、現在時点においてターゲット機器２００が実行している機能動作に対応するプログラミングブロック１４０の発光部を所定の発光色や発光強度で発光させ、他の指示領域１０２やプログラミングブロック１４０の発光部を発光させない（消灯させる）。
【０１０４】
さらに他の形態として、例えば、プログラミングボード１２０の各領域１０２の識別変移部１２４及びプログラミングブロック１４０の識別変移部１４４はいずれも、プログラミング操作時の状況を示す第１の発光部とプログラム実行時の状況を示す第２の発光部とを別個に備えているものとする。そして、制御部１３２、１４８は、現在時点におけるターゲット機器２００の位置に対応する領域１０２や、現在時点においてターゲット機器２００が実行している機能動作に対応するプログラミングブロック１４０では第１及び第２の発光部をともに発光させ、他の指示領域１０２やプログラミングブロック１４０では第１の発光部のみを発光させる。
【０１０５】
また、ターゲット機器２００において実行されているプログラムにエラーやバグが発生した場合には、制御部１３２、１４８は、ターゲット機器２００から受信したプログラム実行情報に基づいて、当該エラーやバグが発生した領域１０２やプログラミングブロック１４０を、上記の通常の実行状態とは異なる発光色や発光パターンで発光させる制御を行う。これにより、プログラム実行時の異常をユーザに報知する。ここで、プログラム実行時のエラーやバグとは、例えばターゲット機器２００が撮像部を備えていないにも関わらず、撮影を行う命令が実行された場合や、ターゲット機器２００がプログラミング操作時には想定されていなかった障害物等に進行方向が阻まれているにも関わらず、障害物の方向にさらに移動する命令が実行された場合等である。
【０１０６】
（プログラムステップ生成、実行処理）
上述したステップＳ１１２において、図９に示すように、ユーザが、コアユニット１６０に設けられたステップ実行スイッチ１１４をオン操作すると、プログラムステップ生成、実行処理が実行される。プログラムステップ生成、実行処理においては、まず、コアユニット１６０の制御部１７０が、プログラミングボード１２０の制御部１３２に制御信号を送信して、プログラミング操作処理により取得した入力操作情報を一括して、又は、プログラミング操作の一操作（ステップ）ごとに、プログラミングボード１２０から受信する（ステップＳ１２２）。
【０１０７】
次いで、制御部１７０は、受信した入力操作情報に基づいてターゲット機器２００の動作状態（移動及び機能動作）を制御するための命令を有するプログラムを一括して、又は、プログラミング操作の一操作ごとに生成する（ステップＳ１２４）。制御部１７０において生成されたプログラムは、コアユニット１６０の記憶部１６６の記憶領域に記憶される。ここで、プログラミング操作の一操作とは、１つの領域１０２を指示する操作や１つのプログラミングブロック１４０を載置する操作のことであり、本実施形態のプログラムステップ生成、実行処理における一ステップとは、この一操作により指定されるステップのまとまりのことである。ただし、プログラミングブロック１４０が複数段積み重ねられて、且つ、これらのプログラミングブロック１４０により指定された複数の機能を同時に実行することが指示されている場合には、それらすべての機能を同時に実行するステップが一ステップとなる。
【０１０８】
次いで、制御部１７０は、図９に示すように、生成されたプログラムを一操作分のプログラムごとに、通信Ｉ／Ｆ部１６８を介して、ターゲット機器２００に転送する（ステップＳ１２６）。ターゲット機器２００は、転送された一操作分のプログラムを実行することにより、上述したプログラミング操作処理において決定された仮想経路に対応するプレイシート２０２上の移動経路に沿って一操作分だけ移動したり、一操作分だけ機能を実行したりするステップ動作を行う（ステップＳ１２８）。
【０１０９】
このとき、コアユニット１６０の制御部１７０は、ターゲット機器２００に転送した一操作分のプログラムに関する情報（すなわち、ターゲット機器２００の移動やターゲット機器２００が実行する機能を規定する情報）を、プログラミングボード１２０の制御部１３２にプログラム実行情報として送信する。プログラミングボード１２０の制御部１３２は、このプログラム実行情報に基づいて、図９に示すように、現在時点におけるターゲット機器２００のプレイシート２０２上での位置に対応する領域１０２を、他の指示領域１０２とは異なる発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる（図９中では便宜的に濃いハーフトーンで表記）。
【０１１０】
また、図１０に示すように、ターゲット機器２００が、プログラミング操作において１又は複数の機能動作を設定した位置に移動し、特定の機能動作を実行している場合には、プログラミングブロック１４０の制御部１４８は、プログラム実行情報に基づいて、現在時点においてターゲット機器２００が実行している機能動作に対応するプログラミングブロック１４０を、他のプログラミングブロック１４０とは異なる発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる。
【０１１１】
ここで、図１０に示すように、プログラミングブロック１４０が複数段積み重ねられている場合には、ユーザが、コアユニット１６０のステップ実行スイッチ１１４をオン操作するたびに、プログラミング操作により設定された実行順序に従って、ターゲット機器２００の機能動作が一操作分ずつ実行されるとともに、対応するプログラミングブロック１４０を順次発光動作させる。なお、図１０においては、３段積み重ねられたプログラミングブロック１４０のうちの２段目のターゲット機器２００の機能動作として特定の発光色で発光する場合を示し、当該機能動作に対応するプログラミングブロック１４０を便宜的に濃いハーフトーンで表記した。
【０１１２】
ステップＳ１２８の処理動作を実行した後、コアユニット１６０の制御部１７０は、ステップＳ１２８においてターゲット機器２００に実行させたステップ動作が、プログラミング操作処理により取得した入力操作情報のうちの最後の入力操作情報に対応するものであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。すなわち、コアユニット１６０の制御部１７０は、ターゲット機器２００がプレイシート２０２上の移動経路の終点位置まで移動し、且つ、当該終点位置に１又は複数のプログラミングブロック１４０が積み重ねられている場合にはそれらすべてのプログラミングブロック１４０に対応する機能をターゲット機器２００が実行し終わっているか否かを判定する。
【０１１３】
コアユニット１６０の制御部１７０が、ステップＳ１２８においてターゲット機器２００に実行させたステップ動作が最後の入力操作情報に対応するものであると判定した場合（ステップＳ１３０のＹｅｓ）には、図４のフローチャートに示したプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法に係る一連の処理動作が終了する。一方、制御部１７０が、ステップＳ１２８においてターゲット機器２００に実行させたステップ動作が最後の入力操作情報に対応するものでないと判定した場合（ステップＳ１３０のＮｏ）には、前述のステップＳ１１２へ遷移する。このステップＳ１１２では、ユーザが、コアユニット１６０に設けられた一括実行スイッチ１１２、又は、ステップ実行スイッチ１１４のいずれをオン操作したかを判定する。
【０１１４】
一括実行スイッチ１１２がオン操作されたと判定した場合、コアユニット１６０の制御部１７０は、プログラミング操作処理により取得した入力操作情報のうち、まだ実行していないすべての入力操作情報について、前述のプログラム一括生成、実行処理を行う（ステップＳ１１４〜Ｓ１２０）。すべての入力操作情報に対応する動作を行った後、図４のフローチャートに示したプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法に係る一連の処理動作が終了する。また、ステップ実行スイッチ１１４がオン操作されたと判定した場合、コアユニット１６０の制御部１７０は、前述のステップＳ１２２〜Ｓ１３０に従って、プログラムステップ生成、実行処理が実行される。なお、本実施形態においては、図４に示した一連の処理動作を、便宜的に「ノーマルモード」と呼称する。
【０１１５】
このように、本実施形態においては、プログラミングボード１２０とプログラミングブロック１４０とコアユニット１６０とからなるタンジブルなプログラム制御装置１００を用いて、プログラミングボード１２０上の任意の領域１０２に接触又は押下して指示するプログラミング操作により、絶対座標系でのターゲット機器２００の移動経路を決定することができる。また、本実施形態においては、プログラミングブロック１４０をプログラミングボード１２０上の任意の領域１０２に載置するプログラミング操作により、絶対座標系の任意の位置でターゲット機器２００に実行させたい機能動作を設定することができる。
【０１１６】
また、本実施形態においては、プログラミング操作時に決定された移動経路に対応するプログラミングボード１２０上の領域１０２や、ターゲット機器２００の機能動作に対応するプログラミングブロック１４０を、プログラミング操作に基づいて生成されたプログラムの実行時に、又は、プログラムの実行の前後（例えば、プログラミング操作中）に、視覚的に他の領域１０２やプログラミングブロック１４０と識別が可能なように変移させることができる。
【０１１７】
したがって、本実施形態によれば、幼児等の年少者であっても、ターゲット機器２００の移動と各種の機能動作を組み合わせたプログラミングを容易に行うことができるとともに、その操作内容やターゲット機器２００の動作状態を視覚を通して直感的に把握し易くすることができ、プログラミングの学習効果の向上を期待することができる。
【０１１８】
なお、上述したプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法においては、プログラミング操作処理の終了後（ステップＳ１１０）、ユーザが、コアユニット１６０の操作部１６２に設けられたプログラム実行スイッチ（一括実行スイッチ１１２又はステップ実行スイッチ１１４）を操作することにより（ステップＳ１１２）、プログラミング操作処理により取得した入力操作情報を、プログラミングボード１２０からコアユニット１６０に送信する形態（ステップＳ１１４、Ｓ１２２）を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プログラミング操作処理中にプログラミングボード１２０において入力操作情報を取得した際には、当該入力操作情報を随時、又は、所定のタイミングや定期的にコアユニット１６０に送信するものであってもよい。
【０１１９】
また、上述したプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法においては、ターゲット機器２００の移動経路の始点から終点に対応するプログラミングエリア１０４の領域１０２を順次指示することにより移動経路を決定する手法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばプログラミング操作時に時間的に連続する順序関係にあるが、相互に隣接しない２つの領域１０２が指示された場合には、当該指示領域１０２間の未指示の領域１０２を自動的に指示領域に設定して移動経路を決定する補間処理を行うものであってもよい。
【０１２０】
具体的には、プログラミングエリア１０４において、相互に隣接しない２つの領域１０２が連続して指示された場合には、補間処理として、当該領域１０２間の最短距離や最短時間となる経路を設定するものであってもよいし、当該領域１０２間に複数の経路があり、且つ、移動経路を決定する際に予め条件（例えば、最適なコストや必須の通過地点等）がある場合には、その条件を加味して最良の経路を設定するものであってもよい。ここで、最良の経路を設定する際の条件であるコストとは、各領域１０２や設定される経路を通過する際に発生する費用又は総費用であって、予め各領域１０２に個別のコストが関係付けられているものである。このような補間処理については、例えばプログラミングボード１２０の制御部１３２において実行されるプログラミング操作処理に予め補間処理が組み込まれているものであってもよいし、例えば図示を省略した補間設定スイッチを操作することにより、補間処理機能をオン、オフするものであってもよい。
【０１２１】
なお、上述した実施形態においては、図５〜図１０に示したように、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上にガイドシート１８０を密着して装着した状態でプログラミング操作を行い、ガイドシート１８０の相似画像が表記されたプレイシート２０２上を、ターゲット機器２００が移動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような形態を有しているものであってもよい。
【０１２２】
図１１、図１２は、本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）において、ガイドシートを有さない構成例を示す概略図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成についてはその説明を簡略化する。
【０１２３】
すなわち、本実施形態においては、プログラミング教育装置がガイドシート１８０を用いることなくプログラミング操作を行うものであってもよく、また、ターゲット機器２００がプレイシート２０２を有さないものであってもよい。この場合には、図１１（ａ）に示すように、ユーザがターゲット機器の移動経路や機能動作の実行状態をイメージして、ガイドシートが装着されていないプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の各領域１０２に直接接触又は押下して指示することにより移動経路を決定し、さらに、指示領域１０２のうちの任意の領域１０２にプログラミングブロック１４０を載置することによりターゲット機器２００の機能動作を設定する。ここで、ユーザが最初に指示したプログラミングエリア１０４の領域１０２は、ターゲット機器２００の移動経路の始点に対応し、最後に指示した領域１０２は、移動経路の終点に対応する。また、この場合には、ターゲット機器２００は、上記のガイドシート１８０を用いない状態でのプログラミング操作により生成されたプログラムに従って、プレイシート２０２のない特定の平面内を移動経路に沿って移動する。
【０１２４】
また、ガイドシート１８０を有さない形態においては、例えばプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の上面に、上述したガイドシート１８０に表記された画像と同等の画像が直接表記されているものであってもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、識別変移部１２４として各領域１０２に設けられた発光部や表示部、又は、プログラミングエリア１０４の全域に共通して設けられた発光パネルや表示パネルに、上述したガイドシート１８０に表記された画像と同等の画像ＧＰや、プログラミング操作を支援、誘導するための画像ＧＰ等を表示するものであってもよい。図１１（ｂ）に示した形態においては、識別変移部１２４を用いて表示される画像ＧＰ等のデータを書き替えることにより、プログラミングエリア１０４に表示される画像ＧＰを適宜変更することができる。
【０１２５】
また、ガイドシート１８０を有さない形態においては、プログラミングボード１２０の各領域１０２に対応して設けられる指示検出部１２２として、ユーザによる押下操作のたびにオン状態とオフ状態が切り替わるとともに、オン状態での上面の高さがプログラミングエリア１０４の上面高さ（基準高さ）に比較して変移するスイッチ機構を備えたプッシュスイッチ等を適用した形態を有しているものであってもよい。具体的には、各プッシュスイッチは、例えば図１２（ａ）に示すように、１回目の押下操作によりプッシュスイッチの上面がプログラミングエリア１０４の基準高さに比較して沈み込んだ状態（凹状態）に変移するとともに、電気的にオン状態に移行し、２回目の押下操作によりプッシュスイッチの上面が基準高さに戻るとともに、電気的にオフ状態に移行する。なお、プッシュスイッチは、上記のように押下操作に対してスイッチの上面が沈み込んで（凹状態に変移して）オン状態になるものに限らず、例えば図１２（ｂ）に示すように、押下操作に対してスイッチの上面が突出して（凸状態に変移して）オン状態になるものであってもよい。このように、ユーザにより指示された領域１０２が視覚的に識別可能な状態に変移することにより、プログラミング操作の進行状況が把握、理解し易くなる。すなわち、図１２に示した形態においては、指示検出部１２２が識別変移部１２４としての機能も兼ね備えている。なお、この形態においても、プログラミングボード１２０の各領域１０２は、識別変移部１２４として発光部や表示部を有しているものであってもよく、上記の指示検出部１２２により指示領域１０２が凹状態又は凸状態に変移して電気的にオン状態になるとともに、所定の発光状態で発光したり、表示画像が変化したりするものであってもよい。
【０１２６】
なお、上述した実施形態においては、図６〜図１０に示したように、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に、プログラミングブロック１４０を載置することによりターゲット機器２００の機能動作を設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような形態を有しているものであってもよい。
【０１２７】
本実施形態において、プログラミングブロック１４０を用いることなくプログラミング操作を行う場合（すなわち、プログラミングブロック１４０を用いたプログラミング操作を省略した場合）には、ユーザがプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の各領域１０２を順次指示することにより、ターゲット機器２００の移動経路を規定する仮想経路のみが決定され、ターゲット機器２００の移動動作のみに関するプログラムが生成される。すなわち、本実施形態において、ターゲット機器２００の移動動作のみを制御する場合には、プログラミング操作時にターゲット機器２００の機能動作が設定されたプログラミングブロック１４０を必要としない。
【０１２８】
一方、本発明は、プログラミングボード１２０を用いてプログラミング操作を行う形態において、プログラミングブロック１４０を用いることなく、例えばプログラミングボード１２０の各領域１０２の指示検出部１２２の検出機能を用いて、ターゲット機器２００の機能動作を設定するものであってもよい。具体的には、プログラミングエリア１０４の各領域１０２に設けられた指示検出部１２２はタッチセンサやプッシュスイッチにより、ユーザによる当該領域１０２への指示（接触又は押下）の有無を検出する。また、プログラミングボード１２０の記憶部１２８の記憶領域には、指示検出部１２２により検出されるユーザの指示方法や指示状態と、ターゲット機器２００の機能動作とを関連付けた情報が記憶されている。プログラミングボード１２０の制御部１３２は、各領域１０２への指示方法や指示状態に応じて、記憶部１２８の記憶領域に記憶されたターゲット機器２００の機能動作を読み出して、当該領域１０２の指示位置情報に関連付けて記憶部１２８の記憶領域に記憶させる。
【０１２９】
ここで、指示検出部１２２により検出される指示方法や指示状態と、記憶部１２８の記憶領域に記憶されたターゲット機器２００の機能動作との関連付けは、例えば、ユーザによる領域１０２への接触又は押下の回数や、接触又は押下の時間に応じて、特定の機能動作をトグル切り替え（１つの機能動作のオン、オフ、又は、２つ以上の異なる機能動作の順次切り替え）する形態を適用することができる。また、他の形態として、ユーザによる領域１０２への接触又は押下の際の力の大きさや、ダブルクリックなどの操作の種類に応じて、個別の機能動作を設定するものであってもよい。
【０１３０】
なお、上述した実施形態においては、図１に示したように、コアユニット１６０としてプログラミングボード１２０に非接触型又は接触型のインターフェースを介して接続される専用の装置を適用した場合について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、スマートフォンやタブレット等の汎用のモバイル端末を、コアユニット１６０として適用するものであってもよい。すなわち、近年市販されている汎用のモバイル端末は、上述したコアユニット１６０が有する操作部１６２、外部Ｉ／Ｆ部１６４、記憶部１６６、通信Ｉ／Ｆ部１６８、制御部１７０、電源部１７２の各構成として機能することができる。したがって、このようなモバイル端末に、プログラミングボード１２０において取得された入力操作情報に基づいて、ターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成するための専用のアプリケーションソフトウェア（コンパイラ）をインストールすることにより、汎用のモバイル端末を上述したコアユニット１６０として適用することができる。ここで、コアユニット１６０として汎用のモバイル端末を適用する場合には、上記のコンパイラに加え、プログラミングボード１２０やターゲット機器２００の各種のパラメータを設定するためのソフトウェアや、上記の入力操作情報を汎用言語（テキスト）にコード変換するソフトウェア等をインストールするものであってもよい。なお、プログラミングボード１２０やターゲット機器２００の各種のパラメータとは、プログラミングボード１２０における指示検出部１２２の検出感度や識別変移部１２４の発光状態や表示画像、ブロックＩ／Ｆ部１２６の送受信方式等、ターゲット機器２００における駆動部の移動速度や機能部の発光状態、発音状態、振動状態、通信Ｉ／Ｆ部の通信方式等の、変更が可能な設定項目である。なお、コアユニット１６０としてモバイル端末を適用した形態の例については、後述する変形例４においても説明する。
【０１３１】
＜変形例＞
次に、上述した実施形態に係るプログラム制御装置を有するプログラミング教育装置の各種の変形例について説明する。
【０１３２】
［変形例１］
図１３は、本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法の変形例（リアルタイムモード）を示すフローチャートである。図１４、図１５は、本変形例に適用されるプログラミング操作処理及びプログラム生成、実行処理を説明するための概略図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成についてはその説明を簡略化する。
【０１３３】
上述した実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法においては、プログラミング操作処理において、ターゲット機器２００の全移動経路を決定するとともに、全ての機能動作を設定した後、プログラム生成処理及びプログラム実行処理を実行するノーマルモードについて説明した。本変形例においては、上述したノーマルモードに加え、プログラミング操作処理において、一操作分の入力操作を行うたびに、当該一操作分のプログラムを生成してターゲット機器２００に転送して実行するリアルタイムモードを有し、ユーザが任意のモードを選択してプログラミング学習を行う。
【０１３４】
（プログラミング操作処理）
本変形例に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作処理においては、図１３のフローチャートに示すように、まず、ユーザは、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを接続してプログラム制御装置１００を起動するとともに、ターゲット機器２００を起動する（ステップＳ２０２）。また、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上にガイドシート１８０を装着する。
【０１３５】
次いで、コアユニット１６０の制御部１７０は、ユーザによりモード切替スイッチ１１９が操作されて、ノーマルモードに設定されたか、リアルタイムモードに設定されたかを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、モード切替スイッチ１１９は、上述した実施形態に示したノーマルモードでの処理動作、又は、後述するリアルタイムモードでの処理動作のいずれを実行するかを選択するスイッチであって、例えばプッシュスイッチやスライドスイッチが適用される。ここで、モード切替スイッチ１１９としてプッシュスイッチを適用した場合には、ユーザがモード切替スイッチ１１９を押下操作しない場合（ステップＳ２０４のＮｏ）には、初期設定（デフォルト）であるノーマルモードが保持され、押下操作した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）には、ノーマルモードからリアルタイムモードに切り替え設定される。また、モード切替スイッチ１１９は、リアルタイムモードに切り替え設定された状態で、ユーザが押下操作した場合には、リアルタイムモードから再度ノーマルモードに切り替え設定される。すなわち、モード切替スイッチ１１９は、押下操作のたびにノーマルモードとリアルタイムモードとが交互に切り替え設定される。
【０１３６】
制御部１７０は、モード切替スイッチ１１９によりノーマルモードが設定されたと判定した場合には、上述した実施形態において図４に示したフローチャートのステップＳ１０６以降の処理動作を実行する。一方、制御部１７０は、モード切替スイッチ１１９によりリアルタイムモードが設定されたと判定した場合には、以下のステップＳ２０６以降の処理動作を実行する。
【０１３７】
なお、このステップＳ２０４におけるモードの切り替え設定に係る処理動作は、上述した実施形態に示した図４のフローチャートにおいても同様に実行され、ステップＳ１０４においてユーザがモード切替スイッチ１１９を押下操作しない場合には、初期設定であるノーマルモードが保持されてステップＳ１０６以降の処理動作が実行され、ユーザがモード切替スイッチ１１９を押下操作して、ノーマルモードからリアルタイムモードに切り替え設定された場合には、以下のステップＳ２０６以降の処理動作が実行される。
【０１３８】
リアルタイムモードが設定された場合には、ユーザは、ガイドシート１８０が装着されたプログラミングボード１２０及びプログラミングブロック１４０を用いて、ターゲット機器２００の移動経路を決定し、又は、ターゲット機器２００における機能動作を設定するプログラミング操作処理を実行する（ステップＳ２０６）。
【０１３９】
具体的には、ターゲット機器２００の移動経路を決定するプログラミング操作処理においては、図１４に示すように、ユーザが、プログラミングボード１２０に装着されたガイドシート１８０に表記された画像を参照しつつ、ターゲット機器２００を一操作分だけ動作させるための移動経路に対応する一の区画１０６（すなわち、プログラミングエリア１０４の一の領域１０２）に接触して、又は、当該区画１０６を押下して指示する。また、ターゲット機器２００における機能動作を設定するプログラミング操作処理においては、図１５に示すように、ターゲット機器２００により特定の機能動作を実行する一の区画１０６に、当該機能動作が設定されたプログラミングブロック１４０を載置する。
【０１４０】
ユーザが、上記のようなプログラミング操作を行うと、ガイドシート１８０を介して上記の区画１０６に対応するプログラミングエリア１０４の一の領域１０２が指示されて、図１４に示すように、ターゲット機器２００の移動経路の一操作分に対応する仮想経路が決定される。また、図１５に示すように、プログラミングブロック１４０が載置された一の領域１０２が指示されるとともに、ターゲット機器２００の機能動作が設定される。このとき、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、指示検出部１２２により検出された一の指示領域１０２の指示位置情報とその順序情報、又は、載置されたプログラミングブロック１４０のブロック位置情報とその機能情報を取得して記憶部１２８の記憶領域に記憶させる。また、制御部１３２は、当該指示領域１０２の識別変移部１２４、又は、プログラミングブロック１４０の識別変移部１４４を所定の発光状態で発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別可能な状態に変移させる（図１４、図１５中では便宜的に濃いハーフトーンで表記）。
【０１４１】
（プログラム生成、実行処理）
次いで、プログラミング操作処理において、一操作分の指示位置情報と順序情報、又は、ブロック位置情報と機能情報が取得されると、制御部１３２からコアユニット１６０の制御部１７０に制御信号が送信されて、プログラム生成、実行処理が実行される。具体的には、コアユニット１６０の制御部１７０が、プログラミング操作処理によりプログラミングボード１２０において取得した指示位置情報や順序情報、又は、ブロック位置情報や機能情報を有する入力操作情報を、プログラミング操作の一操作（ステップ）ごとに受信する（ステップＳ２０８）。
【０１４２】
次いで、コアユニット１６０の制御部１７０は、受信した一操作分の入力操作情報に基づいてターゲット機器２００の動作状態（移動又は機能動作）を制御するための命令を有する一操作分のプログラムを生成する（ステップＳ２１０）。
【０１４３】
次いで、図１４、図１５に示すように、制御部１７０が、生成された一操作分のプログラムをターゲット機器２００に転送することにより（ステップＳ２１２）、ターゲット機器２００において、当該一操作分のプログラムが実行されて、ターゲット機器２００がプレイシート２０２上の移動経路に沿って一操作分だけ移動するステップ動作、又は、ターゲット機器２００がプレイシート２０２上の特定の位置で一操作分の機能動作を実行するステップ動作が行われる（ステップＳ２１４）。
【０１４４】
このようなターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラミング操作処理及びプログラム生成、実行処理は、ターゲット機器２００がプレイシート２０２上の移動経路の終点位置に移動してプログラミング操作が終了するまで、図１４、又は、図１５に示すように、一操作ごとに繰り返し実行される（ステップＳ２１６）。なお、制御部１７０は、終点（ゴール）Ｒｇに対応する一の区画１０６への指示（接触又は押下）を受け付けたことに応じて、プログラミング操作が終了したと判定する。他の例では、制御部１７０は、プログラミング操作中の任意のタイミングで、コアユニット１６０の実行停止スイッチ１１６の押下操作を受け付けたことに応じて、プログラミング操作が終了したと判定してもよい。
【０１４５】
このように、本変形例によれば、ノーマルモードとリアルタイムモードとを任意に切り替えることにより、ターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラミング操作処理における操作内容や、プログラムの実行状態を一括して、又は、一操作ごとに視覚を通して把握することができるので、直感的かつ多面的に理解し易くなり、プログラミングの学習効果の向上を期待することができる。
【０１４６】
［変形例２］
図１６は、本実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作に適用される機能動作の変形例（条件分岐、繰り返し、関数、イベント）を示す概略図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成についてはその説明を簡略化する。
【０１４７】
上述した実施形態に係るプログラミング教育装置におけるプログラミング操作及びプログラム生成、実行方法においては、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に、プログラミングブロック１４０を載置することによりターゲット機器２００の移動を伴わない機能動作（アクション）を設定する場合について説明した。本変形例においては、アクション以外の、ターゲット機器２００の他の機能動作が設定されたプログラミングブロック１４０を、プログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、ターゲット機器２００を多様な動作状態で制御するプログラミング学習を行う。
【０１４８】
本変形例に係るプログラミング操作に適用されるプログラミングブロック１４０には、上述した実施形態に示した機能動作である「アクション」の他に、「条件分岐」、「繰り返し」、「関数」、「イベント」の４種類の機能動作が設定される。以下、各機能動作について説明する。
【０１４９】
（条件分岐）
「条件分岐」が機能動作として設定されたプログラミングブロック（条件分岐ブロック）１４０ａを、図１６（ａ）に示すように、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、当該指示領域１０２に対応する移動経路上の位置におけるターゲット機器２００が条件分岐の機能動作を実行するように設定される。ここで、条件分岐とは、当該機能動作に関連して予め指定された条件により、プログラミングブロック１４０が載置された位置以降のプログラムの実行状態が異なるような動作である。例えば図１６（ａ）では、条件に応じて、ターゲット機器２００が移動する経路が分岐する。
【０１５０】
条件としては、例えば、ターゲット機器２００に備えられた照度センサにより検出された照度が予め定めた値よりも大きいか否かに応じて、異なる動作を行うものであってよい。また、条件分岐ブロック１４０ａが載置された指示領域１０２に対応する位置までターゲット機器２００が移動すると、そこでターゲット機器２００が一時停止するようにしてもよい。また、ターゲット機器２００がマイクロフォンを備えており、その一時停止中にユーザが手を叩いた音を検出し、検出した音の回数に応じて、異なる動作を行うものであってよい。なお、これらは一例に過ぎず、他の条件を適用してよいことは言うまでもない。
【０１５１】
なお、条件の設定方法は、次のようなものを適用することができる。  例えば、１４０ａ自体がプログラマブルな構造であり、そこに条件を設定できるような機器、具体的には音を検知するのか光を検知するのか、また音であれば回数に応じてどう動作を行うのかを設定できる機器を用いる。  また、例えば、条件分岐ブロック１４０ａの上にさらに、上述のような様々な条件のうちのいずれかの条件が予め指定された、別のプログラミングブロック１４０を積み重ねる。  また、例えば、条件分岐ブロック１４０ａ自体に、上述のいずれかの条件が組み込まれているものを用いる。
【０１５２】
（繰り返し）
「繰り返し」が機能動作として設定されたプログラミングブロック（繰り返しブロック）を、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、当該指示領域１０２に対応する移動経路上の位置におけるターゲット機器２００が繰り返しの機能動作を実行するように設定される。ここで、繰り返しとは、同じ経路を指定回数だけ繰り返し移動する動作である。
【０１５３】
なお、繰り返しブロックの構成や設定方法は、次のようなものを適用することができる。  例えば、図１６（ｂ）に示すように、繰り返し元ブロック１４０ｂと繰り返し先ブロック１４０ｃとを用い、両者をプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、ターゲット機器２００が当該指示領域１０２に対応する移動経路上の位置まで進んだら、繰り返し元ブロック１４０ｂの位置から繰り返し先ブロック１４０ｃの位置へ戻る動作を、指定回数（例えば３回）だけ行う。
【０１５４】
また、例えば、繰り返し元ブロック１４０ｂのみを用い、繰り返し元ブロック１４０ｂをプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、ターゲット機器２００が当該指示領域１０２に対応する位置まで進んだら、無条件でスタート位置に戻る動作を、指定回数だけ行う。
【０１５５】
また、例えば、繰り返し回数の指定方法は、次のようなものを適用することができる。  また、例えば、予め繰返し回数の規定されている繰り返しブロックを用いる。  また、例えば、繰り返しの回数を規定する回数ブロックを用い、繰り返し元ブロックの上に回数ブロックを積み重ねる。
【０１５６】
また、例えば、繰り返しブロックに設けられたダイヤルにより、繰り返し回数を指定する。  また、例えば、繰り返しブロックに設けられたテンキーと表示画面により、繰り返し回数を指定する。  また、例えば、繰り返しブロックにカウンターボタンと表示画面とが設けられ、カウンターボタンを押下することにより、繰り返し回数を指定する。
【０１５７】
（関数）
「関数」が機能動作として設定されたプログラミングブロック（関数ブロック）１４０ｄを、図１６（ｃ）に示すように、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４上の指示領域１０２に載置することにより、当該指示領域１０２に対応する移動経路上の位置におけるターゲット機器２００が関数の機能動作を実行するように設定される。ここで、「関数」とは例えば、上述した実施形態に示したような様々な「アクション」の１つ以上をひとまとまりにしたものである。関数の機能動作の実行が設定された指示領域１０２に対応する移動経路上の位置へターゲット機器２００が移動したときに、その位置において、そのひとまとまりの「アクション」がまとめて実行される。具体的には、例えば、「その場で９０°右へ回転する」、「予め定めた楽音を鳴らす」、「撮影する」、「その場で９０°左へ回転する」という４つの「アクション」がひとまとまりになって一つの「関数」が構成されていて、ターゲット機器２００が上記の位置へ移動すると、その位置でこれら４つの「アクション」を順次実行する。
【０１５８】
このような「関数」の具体的内容は、例えば図１６（ｃ）に示すように、プログラミングボード１２０とは別の場所で、任意の「アクション」が設定された１以上のプログラミングブロック１４０を接続（連結配置）するというプログラミング操作により指示される。このように別の場所で連結配置されたひとまとまりの１以上のプログラミングブロック１４０のことを、関数本体１５２という。関数本体１５２は、始点ブロックＢＬｓと終点ブロックＢＬｅとを含み、それらの間に、ユーザが所望する「アクション」を指示する１以上のプログラミングブロック１４０が連結配置されている。プログラミング実行時にはターゲット機器２００は、始点ブロックＢＬｓと終点ブロックＢＬｅとの間に配置された「アクション」をそれらの並び順に実行する。
【０１５９】
なお、図１６（ｃ）に示すように、プログラミング操作によりプログラミングボード１２０上に指定される仮想経路に含まれる複数の指示領域１０２のうちの２以上の指示領域１０２に、同一の関数ブロック１４０ｄを配置してもよい。これにより、プログラミング実行時に移動経路上の異なる位置で複数回にわたって、同じひとまとまりのアクションをターゲット機器２００に実行させたい場合、一つの関数をプログラミングして、且つ、上記の異なる位置に対応する複数の指示領域１０２にそのひとまとまりのアクションに対応する複数の関数ブロック１４０ｄを載置するだけでよい。このため、同じひとまとまりのアクションを複数回プログラミング操作する必要がなく、プログラミング時の操作量が低減されるとともに、関数を使ったプログラミングの学習効果の向上を期待することができる。
【０１６０】
また、互いに異なる内容を指示する二種以上の関数ブロック１４０ｄを、仮想経路に含まれる２以上の指示領域１０２にそれぞれ載置してもよいし、一つの指示領域１０２に同じ又は異なる関数ブロック１４０ｄを複数段積み重ねて配置してもよい。上述のように二種以上の関数ブロック１４０ｄを用いてプログラミング操作を行う場合は、プログラミング操作時に、各関数ブロック１４０ｄと少なくとも各始点ブロックＢＬｓとを互いに無線又は有線によりペアリングする操作を行う。これにより、プログラミング実行時に、各関数ブロック１４０ｄにペアリングされた始点ブロックＢＬｓを含む関数本体１５２のプログラミングブロック１４０により指示されたひとまとまりのアクションを、ターゲット機器２００に実行させることができる。なお、プログラミングボード１２０の外部に配置される関数本体１５２のプログラミングブロック１４０と、プログラミングボード１２０とは非接触型又は接触型のインターフェースを介して接続されて、関数本体１５２の機能情報がプログラミングボード１２０に送信される。
【０１６１】
（イベント）
「イベント処理」とは割り込み処理とも言われ、ターゲット機器２００の動作状態を制御するプログラムの実行中の任意のタイミングで、何らかのイベントが発生したことに応じて、ターゲット機器２００が実行する処理のことである。そのようなイベントとしては、例えば、ターゲット機器２００がプログラム通り動いている途中で障害物等にぶつかったことや、ユーザが「止まれ。」や「進め。」などの音声を発したこと、又は、ターゲット機器２００の周囲が急に暗くなったことなどが挙げられるが、これらの例に限られるものではないことは言うまでもない。これら例示したような様々なイベントのいずれかが発生したことをターゲット機器２００が検出したことをトリガーとして、そのイベントに対応させて予め設定した機能動作を、ターゲット機器２００が実行する。なお、ターゲット機器２００だけに限らず、プログラミングボード１２０、プログラミングブロック１４０、コアユニット１６０、ガイドシート１８０のいずれかによりイベントの発生を検出する構成であってもよい。
【０１６２】
イベント処理は、図１６（ｄ）に示すように、例えばプログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の周辺にイベントゾーン１５０を設けて、イベントブロック１４０ｅを置く。イベント処理の具体的内容は、プログラミングボード１２０とは別の場所で、例えば任意の「アクション」が設定された１以上のプログラミングブロック１４０を接続（連結配置）するというプログラミング操作により指示される。このように別の場所で連結配置されたひとまとまりの１以上のプログラミングブロック１４０のことを、イベント処理本体１５４という。このイベント処理本体１５４の具体的構成は、上述した関数本体１５２と同様であるので詳細な説明を省略する。関数ブロック１４０ｄの場合と同様に、互いに異なる内容を指示する二種以上のイベントブロック１４０ｅを、仮想経路に含まれる２以上の指示領域１０２にそれぞれ載置してもよいし、一つの指示領域１０２に同じ又は異なるイベントブロック１４０ｅを複数段積み重ねて配置してもよい。なお、プログラミングボード１２０の外部に配置されるイベント処理本体１５４のプログラミングブロック１４０と、プログラミングボード１２０とは非接触型又は接触型のインターフェースを介して接続されて、イベント処理本体１５４の機能情報がプログラミングボード１２０に送信される。
【０１６３】
このように、本変形例によれば、プログラミングボード１２０とプログラミングブロック１４０を用いたプログラミング操作において、プログラミングブロック１４０をプログラミングボード１２０上の任意の領域１０２に載置する簡易な操作により、「アクション」の「逐次実行」に加え、プログラミングブロック１４０に設定された「条件分岐」、「繰り返し」、「関数」、「イベント」の抽象度がより高い各機能動作をターゲット機器２００に実行させるように設定することができる。
【０１６４】
これにより、幼児等の年少者であっても、ターゲット機器２００の移動と各種の機能動作を組み合わせたプログラミングを、タンジブルな構成を用いて容易に行うことができるとともに、その操作内容やターゲット機器２００の動作状態を視覚を通して直感的に把握し易くすることができ、抽象度がより高いプログラミングの学習効果の向上を期待することができる。
【０１６５】
なお、本変形例においては、プログラミングブロック１４０に設定される機能動作として、「条件分岐」、「繰り返し」、「関数」、「イベント」を個別に示して説明したが、これらは任意に組み合わせて設定するものであってもよい。また、「関数」及び「イベント」の機能動作を規定する本体部分のプログラムをプログラミングボード１２０とは別の場所でプログラミングする場合について説明したが、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の周辺領域を拡張した空間で、関数本体、又は、イベント処理本体となるプログラムを生成するものであってもよい。
【０１６６】
［変形例３］
図１７は、本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）の変形例を示す概略図である。ここで、図１７（ａ）は、プログラミングボードとコアユニットとを一体にした形態の概略図であり、図１７（ｂ）は、本変形例におけるプログラミングボードに適用される構成例を示す機能ブロック図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成についてはその説明を簡略化する。
【０１６７】
上述した実施形態に係るプログラミング教育装置においては、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを別個に設けて、非接触型又は接触型のインターフェースを介して入力操作情報の送受信や、駆動用の電力を供給する形態について説明した。本変形例においては、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを一体にした形態を有している。
【０１６８】
本変形例においては、例えば図１７（ａ）に示すように、上述した実施形態に示したコアユニット１６０がプログラミングボード１２０に一体化された形態を有し、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の周辺に、上述したコアユニット１６０の操作部１６２に設けられた各種のスイッチが配置されている。
【０１６９】
また、本変形例においては、例えば図１７（ｂ）に示すように、上述したプログラミングボード１２０とコアユニット１６０が有する機能を実現するための構成を有している。ここで、記憶部１２９は、上述した実施形態に示したプログラミングボード１２０の記憶部１２８及びコアユニット１６０の記憶部１６６と同等の機能を有している。すなわち、記憶部１２９は、指示検出部１２２及びブロックＩ／Ｆ部１２６により取得された指示位置情報、順序情報、ブロック位置情報、機能情報を有する入力操作情報を、所定の記憶領域に記憶するとともに、当該入力操作情報に基づいて制御部１３３により生成されたプログラムを別の記憶領域に記憶する。また、記憶部１２９は、制御部１３３において入力操作情報に基づいてターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成するためのプログラムや、プログラミングボード１２０の各部の動作を制御するためのプログラム、その他の各種の情報を記憶するものであってもよい。すなわち、記憶部１２８は、ＲＡＭ及びＲＯＭを有するものである。
【０１７０】
また、制御部１３３は、上述した指示検出部１２２、識別変移部１２４、ブロックＩ／Ｆ部１２６、記憶部１２９、操作部１６２、通信Ｉ／Ｆ部１６８、電源部１７２を有するプログラミングボード１２０の各部の動作を制御するコンピュータのプロセッサであって、上述した実施形態に示したプログラミングボード１２０の制御部１３２及びコアユニット１６０の制御部１７０と同等の機能を有している。すなわち、制御部１３３は、プログラミングエリア１０４の各領域１０２へのユーザの指示を検出した場合や、指示領域上にプログラミングブロック１４０が載置された状態を検出した場合には、取得した入力操作情報を記憶部１２９の記憶領域に記憶させる。また、制御部１３３は、入力操作情報に基づいて、ターゲット機器２００の動作状態を制御するプログラムを生成するとともに、操作部１６２におけるスイッチ操作に応じて、生成されたプログラムをターゲット機器２００に送信してターゲット機器２００の動作状態を制御する。
【０１７１】
なお、本変形例においては、図２に示したプログラミングボード１２０とコアユニット１６０との間で通信を行うための外部Ｉ／Ｆ部１３０、１６４は省略される。また、本変形例においては、単一の電源部１７２から供給される電力により、上述した各部が動作する。さらに、本変形例においても、上述した実施形態に示したように、プログラミング操作を支援、誘導するためのガイドシート１８０がプログラミングエリア１０４上に装着されているものであってもよいし、装着されてなくてもよい。また、ターゲット機器２００の機能動作を設定するための手法として、図１７（ａ）に示したように、プログラミングブロック１４０を用いるものであってもよいし、プログラミングブロックを用いないものであってもよい。
【０１７２】
このように、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを一体にすることにより、プログラミングボード１２０単体でプログラミング操作やプログラムの生成、ターゲット機器２００の動作状態の制御までを行うことができる。このとき、本変形例によれば、各処理動作において、各種の情報の送受信を省略したり、記憶部１２９への記憶、読み出し回数を削減したりすることにより、全体の処理動作を簡素化することができる。また、本変形例によれば、プログラム制御装置１００を構成する部品数を削減することができるとともに、プログラム制御装置１００の各部へ駆動用の電力を安定して供給することができる。
【０１７３】
［変形例４］
図１８は、本実施形態に係るプログラミング教育装置（プログラミング装置）の他の変形例を示す概略図である。また、図１９は、本変形例に係るプログラミング教育装置に適用される構成例を示す機能ブロック図である。ここで、上述した実施形態及び変形例３と同等の構成についてはその説明を簡略化する。
【０１７４】
上述した実施形態に係るプログラミング教育装置においては、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０とを別個に設けて、プログラミングボード１２０の任意の領域１０２にプログラミングブロック１４０を載置することにより、ターゲット機器２００の機能動作を設定し、プログラミングボード１２０において取得された入力操作情報をコアユニット１６０に送信することにより、ターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成する場合について説明した。本変形例においては、プログラミングボード１２０とコアユニット１６０の一部とを一体にした形態を有し、プログラミングエリア１０４上の仮想経路に機能設定用のマーカを載置又は付与し、当該マーカとプログラミングボード１２０の外部に配置された１以上のプログラミングブロック１４０とを対応付けることにより、ターゲット機器２００において特定の位置で実行する機能動作を設定する。また、本変形例においては、プログラミングボード１２０において取得した入力操作情報を汎用のモバイル端末に送信することにより、モバイル端末においてターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成する形態を有している。
【０１７５】
本変形例においては、例えば図１８に示すように、大別して、プログラム制御装置１００と、ターゲット機器２００と、汎用のモバイル端末３００とを有し、プログラム制御装置１００は、プログラミングボード１２０と、プログラミングブロック１４０と、を有している。ここで、本変形例においては、例えば図１８に示すように、上述した実施形態に示したコアユニット１６０の一部がプログラミングボード１２０に一体化された形態を有し、プログラミングボード１２０のプログラミングエリア１０４の周辺に、上述したコアユニット１６０と同様に各種のスイッチ（一括実行スイッチ、ステップ実行スイッチ、実行停止スイッチ）が設けられた操作部１６２が配置されている。
【０１７６】
また、プログラミングエリア１０４の周辺には、機能設定ボタン１３６とブロック接続端子１３８とがそれぞれ複数配置されている。ここで、機能設定ボタン１３６とブロック接続端子１３８とは、それぞれ１対１の関係で対応するように組み合わせが設定されている。ブロック接続端子１３８は、ブロックＩ／Ｆ部１２６に設けられ、非接触型、又は、接触型のインターフェースを介して、プログラミングボード１２０の外部に配置されるプログラミングブロック１４０に接続される。
【０１７７】
また、ブロック接続端子１３８に接続されるプログラミングブロック１４０は、単独で、又は、複数個が連結して配置されることにより、一つのアクションを示す機能動作の他に、上述した変形例（図１６参照）に示したような「関数」における関数本体１５２や「イベント処理」におけるイベント処理本体１５４のように複雑な機能を設定することができる。
【０１７８】
具体的には、図１８において、複数（１１個）配置されたブロック接続端子１３８のうちの、図面左側の８個のブロック接続端子１３８を有する端子群１３８Ｌは、プログラミングボード１２０上に指定された仮想経路に含まれる複数の指示領域１０２の一つに関連付けられて機能動作（分岐、繰り返し、関数）を設定するものである。また、複数（１１個）配置されたブロック接続端子１３８のうちの、図面右側の３個のブロック接続端子１３８を有する端子群１３８Ｒは、仮想経路に含まれる指示領域１０２には無関係の機能動作（イベント）を設定するものである。
【０１７９】
また、機能設定ボタン１３６は、ターゲット機器２００において特定の機能動作を実行する位置を設定する際にオン操作され、ユーザがプログラミングエリア１０４の仮想経路（図１８中ではハーフトーンの曲線で表記）上の任意の位置を指示することにより、当該位置がマーカ１３７により特定される。
【０１８０】
そして、各端子群１３８Ｌ、１３８Ｒの一つのブロック接続端子１３８に１以上のプログラミングブロック１４０を接続し、且つ、その一つのブロック接続端子１３８に対応付けられた機能設定ボタン１３６をオン操作して、対応するマーカ１３７をプログラミングボード１２０上で設定するというプログラミング操作を行うことにより、当該マーカに対応する移動経路上の位置におけるターゲット機器２００の機能動作が設定される。
【０１８１】
ここで、マーカ１３７は上記のように、ユーザがプログラミングエリア１０４の仮想経路上の任意の位置に接触又は押下するタッチ操作などにより設定される。このとき、マーカ１３７は当該位置（又は領域）の指示検出部１２２により検出されて識別変移部１２４を発光させたり、表示画像を変化させたりして視覚的に識別させるものであってもよい。また、例えば指示検出部１２２として静電容量方式のタッチパネルを有している場合には、誘電体からなる部材や小部品をマーカ１３７として用いて仮想経路上の任意の位置に載置することにより視覚的に識別させるものであってもよい。
【０１８２】
また、プログラミングボード１２０の制御部１３２は、マーカ１３７により特定された位置情報（マーカ位置情報）と、当該機能設定ボタン１３６に対応して設けられたブロック接続端子１３８に接続されているプログラミングブロック１４０に設定された機能動作に関する機能情報を、相互に関連付けて入力操作情報として記憶部１２９の記憶領域に記憶させる。
【０１８３】
すなわち、本変形例においては、上述した実施形態（図１参照）に示したように、プログラミングボード１２０上にプログラミングブロック１４０を載置することなく、プログラミングボード１２０では、ターゲット機器２００の移動経路、及び、機能動作を実行する位置を決定するためのプログラミング操作が行われ、プログラミングボード１２０の外部では、プログラミングブロック１４０により実行する機能動作を設定するプログラミング操作が行われる。
【０１８４】
また、本変形例においては、例えば図１９に示すように、上述した実施形態（図３参照）に示したプログラミングボード１２０と同様に、指示検出部１２２としてプログラミングエリア１０４の全域にわたり共通して設けられたタッチパネルを有するとともに、識別変移部１２４としてプログラミングエリア１０４の全域に共通する発光パネル又は表示パネルを設けた形態を有している。ここで、プログラミングエリア１０４の解像度を向上させることにより、図１８に示したように、タッチパネルに対して手書き操作により例えば自由曲線形状の仮想経路を指定することにより、滑らかな曲線状の移動経路を設定したり、プログラミング操作時やプログラム実行時にターゲット機器２００の移動経路に対応する領域を鮮明かつ明確に発光又は表示させて識別したりすることができる。
【０１８５】
汎用のモバイル端末３００は、上述したように、市販されているスマートフォンやタブレット等であって、非接触型、又は、接触型のインターフェースを介して、プログラミングボード１２０及びターゲット機器２００に接続される。モバイル端末３００は、その制御部（命令生成部）によって、プログラミングボード１２０から受信した入力操作情報に基づいて、ターゲット機器２００の動作状態を制御するためのプログラムを生成して、ターゲット機器２００に転送する。また、モバイル端末３００は、プログラミングボード１２０やターゲット機器２００の各種のパラメータの入力を受け付けたことに応じて、その制御部によって、これらの各種のパラメータを設定したり、ターゲット機器２００を選択したりする。さらに、モバイル端末３００は、その制御部によって、プログラミングボード１２０から受信した入力操作情報を汎用言語（テキスト）にコード変換する。すなわち、汎用のモバイル端末３００は、上述したコアユニット１６０と同等の機能を有するものであって、これらの機能を実現するための専用のソフトウェアがインストールされている。
【０１８６】
そして、上述した実施形態と同様に、プログラミングボード１２０に設けられた操作部１６２、又は、モバイル端末３００における操作に応じて、ターゲット機器２００が設定された移動経路に沿って移動する。このとき、ターゲット機器２００は、仮想経路上のマーカ１３７が載置又は付与された領域に対応する移動経路上の位置で、当該マーカ１３７に対応付けられたプログラミングブロック１４０により設定された機能動作を実行する。
【０１８７】
このように、本変形例においては、プログラミングボード１２０を用いてターゲット機器２００の移動動作に関わるプログラミング操作を行い、プログラミングボード１２０外のプログラミングブロック１４０を用いてターゲット機器２００の機能動作に関わるプログラミング操作を行っている。したがって、プログラミング操作の内容に応じて別個のインターフェースを用いることができ、直感的で段階的なプログラミング学習を実現することができる。
【０１８８】
また、プログラミングボード１２０の外部でプログラミングブロック１４０を用いてターゲット機器２００の機能動作に関わるプログラミング操作を行うことにより、ターゲット機器２００に実行させる機能動作を自由に組み合わせることができるので、複雑な処理を有する機能動作を実現することができる。
【０１８９】
なお、上述した実施形態及び各変形例においては、年少の幼児を対象とするプログラミング教育装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タンジブルな入力操作、及び、視覚を通して操作内容やターゲット機器の動作状態を把握、理解できる特徴を有していることから、例えばプログラミングの初心者を対象とするものであってもよいし、身体の機能回復のためのリハビリテーションを必要とする人を対象とするものであってもよい。
【０１９０】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とを含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【０１９１】
（付記）
［１］
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示する第１形状指示部と、
前記第１形状指示部により指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する命令生成部と、
を備えることを特徴とするプログラミング装置。
【０１９２】
［２］
前記複数の部分のうちのいずれかの部分に対応付けて前記被制御部が実行する機能を設定する機能設定部をさらに備え、
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部が前記いずれかの部分に対応する位置へ移動したときに、前記機能設定部により設定された前記機能を前記被制御部に実行させる命令を生成することを特徴とする［１］に記載のプログラミング装置。
【０１９３】
［３］
前記複数の部分のうちのいずれかの部分は、前記機能の設定を受け付ける受付部をさらに備え、
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部が前記いずれかの部分に対応する位置へ移動したときに、前記受付部が受け付けた前記機能を該被制御部に実行させる命令を生成することを特徴とする［１］又は［２］に記載のプログラミング装置。
【０１９４】
［４］
前記命令生成部は、
前記命令に応じて前記被制御部を前記第１形状に対応する経路に沿って前記経路の始点から終点まで移動させる命令を含む前記命令を生成する第１の命令生成モードと、
前記第１形状指示部において次の前記部分が指示されるごとに、前記次の部分の指示に対応する前記命令に応じて前記被制御部を前記第１形状に対応させて移動させる命令を含む前記命令を生成する第２の命令生成モードと、
を備えていることを特徴とする［２］又は［３］に記載のプログラミング装置。
【０１９５】
［５］
前記第１形状指示部の前記複数の部分に重ねて設けられ、前記第１の形状を特定する情報が記録された操作支援部をさらに備えることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載のプログラミング装置。
【０１９６】
［６］
汎用のモバイル端末の制御部が前記命令生成部として機能することを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載のプログラミング装置。
【０１９７】
［７］
前記第１形状に対応させて移動する前記被制御部を、さらに備えることを特徴とする［１］乃至［６］に記載のプログラミング装置。
【０１９８】
［８］
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分のうちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を指示し、
前記指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を生成する、
ことを特徴とするプログラミング方法。
【０１９９】
［９］
プログラミング装置を制御するための制御プログラムであって、
前記プログラミング装置は、第１形状指示部と命令生成部とを備え、
前記プログラミング装置を制御するコンピュータに、
平面方向に配置された複数のタンジブルな部分を備える前記第１形状指示部の、前記複数の部分うちの２以上の部分がユーザ操作によって指示されたことに応じて、前記平面内の第１形状を前記第１形状指示部によって指示させ、
指示された前記第１形状に対応させて被制御部を移動させる命令を、前記命令生成部によって生成させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
【符号の説明】
【０２００】
１００    プログラム制御装置
１０２    領域（部分）
１０４    プログラミングエリア
１２０    プログラミングボード（第１形状指示部）
１２２    指示検出部（受付部）
１２４    識別変移部
１２６    ブロックＩ／Ｆ部（受付部）
１２８、１２９    記憶部
１３０    外部Ｉ／Ｆ部
１３２、１３３    制御部
１４０    プログラミングブロック（機能設定部）
１４２    ブロックＩ／Ｆ部
１４４    識別変移部
１４６    記憶部
１４８    制御部
１６０    コアユニット
１６２    操作部
１６４    外部Ｉ／Ｆ部
１６６    記憶部
１６８    通信Ｉ／Ｆ部
１７０    制御部（命令生成部）
１７２    電源部
１８０    ガイドシート（操作支援部）
２００    ターゲット機器（被制御部）
２０２    プレイシート
３００    モバイル端末（命令生成部）
【図１】
2018163544.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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