報告22

視覚障害教育のための 3D プリンタによる立体模型の制作（２）渡辺

哲也（新潟大学工学部）

細川

陽一（名古屋工業大学大学院工学研究科・愛知県立名古屋盲学校）

丹下裕（舞鶴工業高等専門学校）

大内進（手と目でみる教材ライブラリー・星美学園日伊総合研究所）

金子健（国立特別支援教育総合研究所）

南谷

和範（大学入試センター）

橋本

芳宏（名古屋工業大学工学部）

要旨：
視覚障害教育用に 3D プリンタで制作した立体模型を紹介する。それらは、国語・社会の教科書に現れる建築物、肖像画、仏像の模型、理療の授業で人体の学習に用いられる骨、舌診の模型、建築物理解のための屋根の形状、数学で用いる立体教材である。製作した模型を視覚障害児・者やその教育者に触ってもらい、その方々からの意見に応じて修正をしている。

キーワード：視覚障害教育、触察教材、立体模型、3D プリンタ

１．はじめにとに、盲学校／視覚支援学校（以下、盲学校）の教員は日々苦心している。その物体が日常生

3D プリンタを用いた視覚障害教育用の立体模活の中にあったり、その模型が販売されていた型の制作には、複数個の制作と拡大／縮小印刷

りすれば、それらを用意して児童生徒に触らせが可能、材料費が比較的安価などの利点がある。

ることができる。これらがない場合、教員が模

この利点を活かせるよう、視覚障害教育で必要

型を手作りすることもあるが、これは一点物でな立体模型の 3D データ作成、模型の制作と学あり、他校では活用できない。このようなもの

校への提供、教員向けの 3D プリンタの講習会の 3D データを作れば、模型を複数個制作でき、などを行っている。2021 年度中に行ったそれら

多くの学校で立体教材として活用できる。このの取り組みについて、前稿（渡辺ほか , 2021）

ため、3D プリンタによる立体教材制作の要望とに引き続き紹介する。

して「教科書に出るもの」という回答もあった（渡２．新潟大学における取り組み―建築物・肖像画の立体化、骨模型の 3D スキャン―
2.1. 教科書に現れる建築物・肖像画の立
体化
教科書に現れる物体の形状を盲児に伝えるこ辺・大内 , 2019）。
そこで「教科書に出るもの」のうち著名なものから順番に制作することにした。今年度制作
したのは、高校の国語の教科書で採用されている小説『羅生門』の原型である羅城門である。
この羅城門の想定復元図面が建設会社大手の大林組が発行する雑誌に掲載されている（大林組 ,連絡先：t2.nabe@eng.niigata-u.ac.jp 受理：2022/2/26

作と拡大

面をもととして、専門業者に 3D データの的安価な

渡辺・細川・丹下・他
制作を委託した。そのデータをもとに印刷

視覚リハ研究るよう、

1978）。この図面をもととして、専門業者に3Dした模型を図1 に示す。模型の寸法は、幅2.2. 骨模型の 3D スキャンと造形

3D デー

データの制作を委託した。そのデータをもとに227mm、奥行き107mm、高さ 115mm で希少な模型の 3D データを作り印刷できれば、供、教員印刷した模型を図１に示す。模型の寸法は、幅ある。羅城門は構造が複雑なため
3D 印刷

を行って

は容易ではなく、現時点で印刷物の数は少の取り組ない。このため学校へ提供はできないが、）に引き貸与をしている。これを触った生徒からは

―建築
型の 3D

11（2）

23

生徒一人ずつに模型が行き渡り、壊すことを心227mm、奥行き 107mm、高さ 115mm である。

配せずに触ることができる。そこで 3D スキャ

羅城門は構造が複雑なため 3D 印刷は容易ではナ（EinScan Pro 2X）と、これと連携して用いなく、現時点で印刷物の数は少ない。このため

る回転テーブルを導入して、理療科で用いる骨学校へ提供はできないが、貸与をしている。こ

模型の 3D スキャンを行った。3D スキャンデー

れを触った生徒からは「門だと思っていたら建タを処理するには高性能のグラフィックボード「門だと思っていたら建物だった」、「丸柱が10 本以上もあり、驚いた」など、文章か物だった」、「丸柱が 10 本以上もあり、驚いた」と CPU を備えたコンピュータが必要となるたらは想像できなかったことが、触ることでなど、文章からは想像できなかったことが、触め、これも準備した（LEVEL-17FG103, CPU:

はじめて分かった様子がうかがえた。
ることではじめて分かった様子がうかがえた。

Core i7-10700K, メモリ：64GB, グラフィック
アクセラレータ：NVIDIA GeForce RTX 2080）。
骨模型を回転テーブルの上に載せて 3D スキャ

肖像画のンしている様子を図３に示す。このようにしてスキャンし、その 3D データを印刷した圧迫骨児に伝え

折脊椎模型を図４に示す。全体形状だけでなく、以下、盲持品、髪型などを知るなどを知る。その物

細部まで精密に再現されていることが分かる。
た。このうち大腿骨と上腕骨は30cm 以上の模型がとなっている。

と大きく、スキャンに技量が必要だったた
椎１個は仙骨と癒着しているため除外 )、股関節

図1

羅城門の立体模型

この機材を使ってこれまでに、脊椎骨 23 個（腰を用意し

図 1 羅城門の立体模型る。これ日本人なら誰もが見たことがある肖像画を盲りするこ

児にも知ってもらいたい、そのような目的で、日本人なら誰もが見たことがある肖像画
衣装や所持品、髪型などを知るなどを知るた。このうち大腿骨と上腕骨は30cm 以上
このうち大腿骨と上腕骨は 30cm 以上と大きく、、他校でを盲児にも知ってもらいたい、そのような手がかりとなっている。

スキャンに技量が必要だったため、専門業者にと大きく、スキャンに技量が必要だったたの 3D デ

目的で、教科書に現れる肖像画の立体化をスキャンを委託した。
め、専門業者にスキャンを委託した。

でき、多試みた。選んだのは、聖フランシスコ・ザビ

きる。こ

エル像と織田信長像の2 点である。肖像画
面と側面だけなので、同時代の衣装を調べるな部 ( 仙骨、寛骨、大腿骨）、肩関節（肩甲骨、鎖骨、め、専門業者にスキャンを委託した。

教科書に現れる肖像画の立体化を試みた。選んだのは、聖フランシスコ・ザビエル像と織田信長像の 2 点である。肖像画をもとに、専門業者

第一肋骨、胸骨、上腕骨）ほかをスキャンした。

に 3D データを作成してもらった。肖像画は前材制作のをもとに、専門業者に
3D データを作成しどして背面も作った。基本印刷サイズは高さ約という回てもらった。肖像画は前面と側面だけなの
15cm である。
で、同時代の衣装を調べるなどして背面も肖像画の立体物は複数印刷をして盲学校等へ提供した。ヒントなしでこれを触って誰であるかをうち著名作った。基本印刷サイズは高さ約15cm で図 3 3D スキャナによるスキャニング
フランシスコ・ザビエルと織田信
衣装や所持品、髪型などを知るなどを知るた。このうち大腿骨と上腕骨は
図 3 3D スキャナによるスキャニング 30cm 以上した。今答えるのは難しいが、当時の衣装や所持品、髪型ある。
図 2 聖フランシスコ・ザビエルと織田信

手がかりとなっている。
の立体模型（提供校で彩色）などを知るなどを知る手がかりとなっている。
教科書で肖像画の立体物は複数印刷をして盲学校

原型であ長の立体模型（提供校で彩色）等へ提供した。ヒントなしでこれを触って図 3 3D スキャナによるスキャニングと大きく、スキャンに技量が必要だったた
め、専門業者にスキャンを委託した。

定復元図

骨模型の 3D スキャンと造形
骨模型の 誰であるかを答えるのは難しいが、当時の3D2.2.
スキャンと造形

希少な模型の 3D データを作り印刷でき

模型の 3Dれば、生徒一人ずつに模型が行き渡り、壊データを作り印刷できすことを心配せずに触ることができる。そ徒一人ずつに模型が行き渡り、壊こで 3D スキャナ（EinScan Pro 2X）と、こ

心配せずに触ることができる。それと連携して用いる回転テーブルを導入し

図 4 もとの椎骨模型（左）と複製した模図2

図4

は高性能のグラフィックボードとCPU を長の立体模型（提供校で彩色）

3. 名古屋工業大学・名古屋盲学校・型（右）新潟大学における取り組み―理療

スキャナ（EinScan
Pro 2X）と、こて、理療科で用いる骨模型の3D スキャン

 フランシスコ・ザビエルと織田信長の聖
3D スキャンデータを処理するに
図 2 を行った。
聖フランシスコ・ザビエルと織田信
して用いる回転テーブルを導入し
図4立体模型（提供校で彩色）科で用いる骨模型の
3D スキャン
備えたコンピュータが必要となるため、こ型（右）もとの椎骨模型（左）と複製した模型（右）図 3 3D スキャナによるスキャニング
もとの椎骨模型（左）と複製した模24

視覚障害生徒が患者の舌の状態を直接観さが同じであるが、舌苔の量と色の違いでり、理療科の教員に触察してもらい、改良を行っ

３．名古屋工業大学
・名古屋盲学校・ 表現した。全盲生徒には色の説明の補助は察することは難しい。
そのため弱視生徒は、た。最後に着色を行った。
新潟大学における取り組み―理タブレット端末で写真を撮り、それを眼前必要であるが、表面を触って違いが分かる
3.3. 模型の印刷
視覚障害生徒が患者の舌の状態を直接観さが同じであるが、舌苔の量と色の違いで療科学習教材「舌診」模型の制正常な舌の模型を作成し、表面の舌苔（ざらで拡大するなどして舌の色や形状を観察すものとなった。
⑤歯痕舌、⑥胖大舌、⑦白苔
作―
察することは難しい。そのため弱視生徒は、 表現した。全盲生徒には色の説明の補助はざら）を触って判別できるように細かな半球をる工夫がされている。一方、全盲生徒は直視覚障害生徒が患者の舌の状態を直接観 痩薄舌、⑧無苔痩薄舌は全体の形状と舌苔さが同じであるが、舌苔の量と色の違いでタブレット端末で写真を撮り、それを眼前
3.1. 理療科における模型観察学習必要であるが、表面を触って違いが分かる
並べて表現した。①正常舌、②舌苔薄黄舌、③視覚障害生徒が患者の舌の状態を直接観さが同じであるが、舌苔の量と色の違いで察することは難しい。
そのため弱視生徒は、の量の差が明確であり、全盲生徒が触って表現した。全盲生徒には色の説明の補助は
接患者の舌を触ることが難しいため、教員
盲学校／視覚支援学校理療科では、鍼灸マッ
舌苔黄膩舌、④舌尖紅舌は大きさが同じである
で拡大するなどして舌の色や形状を観察すものとなった。
⑤歯痕舌、⑥胖大舌、⑦白苔
察することは難しい。そのため弱視生徒は、表現した。全盲生徒には色の説明の補助はタブレット端末で写真を撮り、それを眼前で拡大するなどして舌の色や形状を観察すで拡大するなどして舌の色や形状を観察す
る工夫がされている。一方、全盲生徒は直必要であるが、表面を触って違いが分かるものとなった。⑤歯痕舌、⑥胖大舌、⑦白苔
ものとなった。
⑤歯痕舌、⑥胖大舌、⑦白苔
痩薄舌、⑧無苔痩薄舌は全体の形状と舌苔

接患者の舌を触ることが難しいため、教員て、「舌診」といわれる舌の状態を観察する学習の量の差が明確であり、全盲生徒が触って大舌、⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌は全体の形

内容がある。過去 5 回（第 25 回～第 29 回）の状と舌苔の量の差が明確であり、全盲生徒が触っタブレット端末で写真を撮り、それを眼前必要であるが、表面を触って違いが分かるが紙粘土で特徴的な舌の変化を作成し、そサージを習得するために、東洋医学の診断法と の判別が容易である。⑨紫舌は裏面の静脈が、舌苔の量と色の違いで表現した。全盲生徒
る工夫がされている。一方、全盲生徒は直痩薄舌、⑧無苔痩薄舌は全体の形状と舌苔治療法について理解する専門科目が設定されて 怒張の状態を作成して分かりやすいものとには色の説明の補助は必要であるが、表面を触っれを触察する取組みがなされている。後者
接患者の舌を触ることが難しいため、教員の量の差が明確であり、全盲生徒が触っている。その中で患者を診察する方法の一つとして違いが分かるものとなった。⑤歯痕舌、⑥胖
の取組みは限定的であり、教員の努力に期（図 5(a)～(d)）
が紙粘土で特徴的な舌の変化を作成し、その判別が容易である。⑨紫舌は裏面の静脈る工夫がされている。一方、全盲生徒は直 なった。
痩薄舌、⑧無苔痩薄舌は全体の形状と舌苔れを触察する取組みがなされている。後者
怒張の状態を作成して分かりやすいものと待するところが大きい。そのため今回は、
1 個の作成内容を表 1 に示す。1
接患者の舌を触ることが難しいため、教員 舌診模型の量の差が明確であり、全盲生徒が触ってが紙粘土で特徴的な舌の変化を作成し、その判別が容易である。⑨紫舌は裏面の静脈が紙粘土で特徴的な舌の変化を作成し、そ 個当たりの平均作成費はの判別が容易である。⑨紫舌は裏面の静脈の取組みは限定的であり、教員の努力に期なった。
（図 5(a)～(d)） 260 円であった。
舌診の学習の助けとなることを期待し、3Dれを触察する取組みがなされている。後者
怒張の状態を作成して分かりやすいものと鍼灸の国家試験では、東洋医学理療臨床論と総ての判別が容易である。⑨紫舌は裏面の静脈怒れを触察する取組みがなされている。後者
待するところが大きい。そのため今回は、合問題が138 問出題され、患者の症状が提示さの取組みは限定的であり、教員の努力に期プリンタで印刷できる触察教材を作成する

舌診模型
1 個の作成内容を表1 に示す。1なった。（図5(a)～(d)）
張の状態を作成して分かりやすいものとなった。

待するところが大きい。そのため今回は、中で症状の把握のために舌の状態が提示されるプリンタで印刷できる触察教材を作成する
舌診の学習の助けとなることを期待し、3D

舌診模型
1 個の作成内容を表 1 に示す。1
舌診模型１個の作成内容を表１に示す。１個個当たりの平均作成費は260 円であった。
個当たりの平均作成費は260円であった。
当たりの平均作成費は 260 円であった。

怒張の状態を作成して分かりやすいものとの取組みは限定的であり、教員の努力に期なった。
（図5(a)～(d)） 260 円であった。
舌診の学習の助けとなることを期待し、3D個当たりの平均作成費はれて状況を理解する問題が90 問（65％）、その（図5(a) ～(d)）
待するところが大きい。そのため今回は、舌診模型
1 個の作成内容を表1 に示す。1
ことを目的とした。

3.2.

作成方法
舌診の学習の助けとなることを期待し、3D問題が33 問（37％）であった。
プリンタで印刷できる触察教材を作成することを目的とした。

Windows
版 3D Builder（Microsoft 社）
プリンタで印刷できる触察教材を作成する
視覚障害生徒が患者の舌の状態を直接観察すことを目的とした。
3.2.
作成方法

により
3D
データを作成し、これをことを目的とした。
ることは難しい。そのため弱視生徒は、タブレッ
3.2. 作成方法

Windows 版 3D Builder（Microsoft 社）

3.2. 作成方法 社）で印刷した。 (a) ①正常舌、②舌苔薄黄舌、③舌苔黄膩舌
ト端末で写真を撮り、それを眼前で拡大するな
Ultimaker
S3（BRULE
Windows
版 3D Builder（Microsoft 社）に よ り 3D デ ー タ を 作 成 し 、 こ れ をWindows 版 3D Builder（Microsoft 社）
材料はTPU
フィラメントにより 3D デ ー（熱可塑性ポリウ
タを作成し、これをUltimaker
S3（BRULE社）で印刷した。 (a) ①正常舌、②舌苔薄黄舌、③舌苔黄膩舌
どして舌の色や形状を観察する工夫がされている。一方、全盲生徒は直接患者の舌を触ることに よ り 3D デ ー タ を 作 成 し 、 こ れ をUltimaker S3（BRULE 社）で印刷した。 (a) ①正常舌、②舌苔薄黄舌、③舌苔黄膩舌レタン）を使用した。これは完成時に一定(a) ①正常舌、②舌苔薄黄舌、③舌苔黄膩舌
材料は TPU フィラメント（熱可塑性ポリウが難しいため、教員が紙粘土で特徴的な舌の変Ultimaker S3（BRULE 社）で印刷した。 (a) ①正常舌、②舌苔薄黄舌、③舌苔黄膩舌

材料は TPU フィラメント（熱可塑性ポリウの弾力を持たせ手で曲げることを可能にし、レタン）を使用した。これは完成時に一定化を作成し、それを触察する取組みがなされて材料は TPU フィラメント（熱可塑性ポリウレタン）を使用した。これは完成時に一定いる。後者の取組みは限定的であり、教員の努
舌に触っていることをイメージしやすいよの弾力を持たせ手で曲げることを可能にし、レタン）を使用した。これは完成時に一定の弾力を持たせ手で曲げることを可能にし、力に期待するところが大きい。そのため今回は、舌に触っていることをイメージしやすいよの弾力を持たせ手で曲げることを可能にし、うにするためである。
3D データの作成は新

舌に触っていることをイメージしやすいよ舌診の学習の助けとなることを期待し、3D プリ

舌に触っていることをイメージしやすいよ
うにするためである。
3D データの作成は新潟大学渡辺研究室と協力して行った。
うにするためである。3D データの作成は新ンタで印刷できる触察教材を作成することを目うにするためである。3D データの作成は新潟大学渡辺研究室と協力して行った。
今回は正常舌、舌苔薄黄舌、舌苔黄膩舌、
潟大学渡辺研究室と協力して行った。
的とした。
潟大学渡辺研究室と協力して行った。

今回は正常舌、舌苔薄黄舌、
舌苔黄膩舌、
今回は正常舌、舌苔薄黄舌、
舌苔黄膩舌、
舌尖紅舌、
胖大舌、
白苔痩薄舌、
無3.2.歯痕舌、作成方法(b) ④舌尖紅舌、⑤歯痕舌、⑥胖大舌(b) ④舌尖紅舌、⑤歯痕舌、⑥胖大舌(b)(b)④舌尖紅舌、⑤歯痕舌、⑥胖大舌④舌尖紅舌、⑤歯痕舌、⑥胖大舌(b) ④舌尖紅舌、⑤歯痕舌、⑥胖大舌

今回は正常舌、舌苔薄黄舌、
舌苔黄膩舌、
舌尖紅舌、
歯痕舌、胖大舌、
白苔痩薄舌、
無

舌尖紅舌、
歯痕舌、
胖大舌、白苔痩薄舌、Windows
版 3D社）によ無苔痩薄舌、紫舌の計
9Builder（Microsoft
種類を作成した。大舌尖紅舌、歯痕舌、胖大舌、白苔痩薄舌、無苔痩薄舌、紫舌の計
9 種類を作成した。大苔痩薄舌、紫舌の計
9 種類を作成した。大り 3D
デ ー タ を 作 成 し、こ
れ を Ultimaker S3

きさは実際の舌の大きさとし、特徴となる
苔痩薄舌、紫舌の計 9 種類を作成した。大きさは実際の舌の大きさとし、特徴となる（BRULE社）で印刷した。材料は TPU フィラメ
きさは実際の舌の大きさとし、特徴となる

きさは実際の舌の大きさとし、特徴となる部分が触って分かりやすいようにデザイン

ント（熱可塑性ポリウレタン）を使用した。こ部分が触って分かりやすいようにデザイン部分が触って分かりやすいようにデザイン部分が触って分かりやすいようにデザインした。試作品を作り、理療科の教員に触察
れは完成時に一定の弾力を持たせ手で曲げるこした。試作品を作り、理療科の教員に触察した。試作品を作り、理療科の教員に触察した。試作品を作り、理療科の教員に触察とを可能にし、舌に触っていることをイメージしてもらい、改良を行った。最後に着色をしてもらい、改良を行った。最後に着色をしてもらい、改良を行った。最後に着色をしてもらい、改良を行った。最後に着色をしやすいようにするためである。3D
データの作
行った。
行った。
行った。
行った。
成は新潟大学渡辺研究室と協力して行った。
3.3. 模型の印刷
3.3. 3.3.
模型の印刷
模型の印刷
3.3.
模型の印刷
今回は正常舌、舌苔薄黄舌、舌苔黄膩舌、舌正常な舌の模型を作成し、表面の舌苔（ざ
正常な舌の模型を作成し、表面の舌苔（ざ
正常な舌の模型を作成し、表面の舌苔（ざ
正常な舌の模型を作成し、表面の舌苔（ざ
尖紅舌、歯痕舌、胖大舌、白苔痩薄舌、無苔痩らざら）を触って判別できるように細かならざら）を触って判別できるように細かならざら）を触って判別できるように細かならざら）を触って判別できるように細かな薄舌、紫舌の計
9 種類を作成した。大きさは実
半球を並べて表現した。①正常舌、②舌苔
半球を並べて表現した。①正常舌、②舌苔
際の舌の大きさとし、特徴となる部分が触って半球を並べて表現した。①正常舌、②舌苔
半球を並べて表現した。①正常舌、②舌苔
薄黄舌、③舌苔黄膩舌、④舌尖紅舌は大き分かりやすいようにデザインした。試作品を作
薄黄舌、③舌苔黄膩舌、④舌尖紅舌は大き
薄黄舌、③舌苔黄膩舌、④舌尖紅舌は大き

薄黄舌、③舌苔黄膩舌、④舌尖紅舌は大き(c)(c)⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌(c)⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌(c) ⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌(c) ⑦白苔痩薄舌、⑧無苔痩薄舌(d) ⑨紫舌（左：表面、右：裏面）(d)⑨紫舌（左：表面、右：裏面）(d)⑨紫舌（左：表面、右：裏面）(d)⑨紫舌（左：表面、右：裏面）(d)⑨紫舌（左：表面、右：裏面）

図 5 舌診模型

図55 舌診模型
舌診模型
図55
舌診模型
図
舌診模型
図

渡辺・細川・丹下・他
表１

視覚リハ研究 診模型の使用フィラメント量、作成時
舌
間、作成費

11（2）

25

となる。その一つに屋根の形状がある。しかしながら、屋根の形状やそれを表す名称を知らな

使用フィ
ラメント
量 (m)

作成時間
( 時：分 )

作成費(円)

いために、限られた時間での対応に苦慮するこ

①正常舌

2.20

4:15

239

②舌苔薄黄舌

2.19

4:13

238

寺院や城などの歴史的建造物も、全体として③舌苔黄膩舌

2.09

3:59

227

④舌尖紅舌

2.19

4:13

238

⑤歯痕舌

4.18

7:46

454

⑥胖大舌

4.25

8:07

462

雑な形状も単純な形状に分解してとらえ、それ⑦白苔痩薄舌

1.18

2:16

128

らを再構成することで、全体の形状の確かな把⑧無苔痩薄舌

1.13

2:20

123

⑨紫舌

2.16

4:18

235

握が可能となる。こうしたことから、基本的な

平均

2.40

4:36

260

3.4.

授業での活用名称

理療科の東洋医学理療臨床論の授業において、過去の国家試験から提示された症例がどの舌所見を呈するかについて、練習問題を行った。弱視生徒は眼前で模型を触りながら確認でき、全盲生徒は色の説明の支援を受け、触察して患者がどのような舌所見を呈するかについて、それぞれが意見交換できるようになった。
今後は他分野の学習内容の模型を作成し、触察模型を増やすこと、さらに 3D データや模型自体をシェアできる仕組み作りが必要だと感じとが多かった。
は複雑な形状であっても、部分部分に着目して、シンプルな形状に分解するとイメージしやすくなる。屋根の形状と名称がわかっていれば、複屋根の形状の 3D モデルの作製を試みた。
屋根の形状には、次のような種類がある。切
り妻・寄棟・方形・入母屋・錣（しころ）屋根・越（こし）屋根・差し掛け（さしかけ）・半切妻（はんきりづま）屋根・陸屋根・片流れ・招き屋根・バタフライ屋根・鋸（のこぎり）屋根・M 型屋根・
マンサード屋根・ギャンブレル屋根・かまぼこ
屋根など。
今回の取り組みでは、一般的な屋根の形状である切り妻・寄棟・方形・入母屋の 4 種類の 3D
データを、クラウドベースの 3D モデリングソ
フトウェア Fusion 360 を利用して作製した（図
６）
。

柱（円盤

ている。

4．手と目でみる教材ライブラリー
における取り組み―屋根の立体
形状のモデルの製作

型（各円

盤）を組

円柱の高
(a) 切り妻屋根(b) 寄棟屋根「形あるものは形を触って知ることが一番わか

円柱（円

等を通せ

りやすい。
」岩手県盛岡市で「手でみる博物館」
を運営していた故桜井政太郎先生の言葉である。
手と目でみる教材ライブラリーでは様々な立体物を収集し、視覚に障害がある人に触る機会を提供しているが、収集物の中に国内外の著名な建築物の模型がある。日本の建築物では、奈良や京都に現存する歴史的建造物、日本の代表

(c)
方形屋根
(c) 方形屋根(d)(d) 入母屋屋根
入母屋屋根

図
6
CAD
で設計した一般的な屋根の図
6 33D
CADで設計した一般的な屋根の形で設計した一般的な屋根の
図6
3D
D CAD
4
種類
形
形4
4 種類
種類

図
図 7
7

5.
5. 国立特別支援教育総合研究所にお国立特別支援教育総合研究所における取り組み―数学用立体模型のける取り組み―数学用立体模型の
作成―
作成―

次に、
次に、
て学習す
て学習す

理
理

的な城、東京にある著名な建築物を所蔵している。
これまでに多くの視覚障害者の方がこうした建造物を観察してきたが、部分部分の形状が言語化できると正しく、早く理解することが可能

盲学校からの盲学校からの 3D
3D プリンタによる立体教
プリンタによる立体教
材制作の要望の中の一つとして、高等部の材制作の要望の中の一つとして、高等部の教員から「回転体の体積」という要望があ
教員から「回転体の体積」という要望があ

５種を作
５種を作
点の部分
点の部分

きる切頂
きる切頂
面体は四
面体は四

屋根

26

５．国立特別支援教育総合研究所における取り組み―数学用立体模型の作成―
盲学校からの 3D プリンタによる立体教材制

所にお
模型の

る立体教

高等部の

要望があ

段階での

させてで

という学

二十面体（高さ 70mm）と切頂二十面体の立体模型を示す。なお、切頂二十面体の面のパターンは、一般的なサッカーボールの表面のパターンと同じである。

作の要望の中の一つとして、高等部の教員から

例えば、特定の正多面体と、それに対応する「回転体の体積」という要望があった。これにつ切頂多面体という、二つの立体を触り比べるこ

いては、高等学校段階での数学では、曲線を軸とで、それぞれがどのような立体であるかにつの周りで回転させてできる回転体の体積を積分

いての理解も促進されるのではないかと思われで求めるという学習内容がある。その中では、る。

例えば放物線を回転させてできる回転体の体積を積分で求める。
この場合の積分の考え方は、回転体の体積を、いくつかの高さが等しい円柱（円盤）を組み合わせた立体の体積で近似し、次いで、その円柱（円盤）の数を増やして（各円柱の高さは低くなる）
近似し、さらに増やして近似し…という極限で回転体の体積が求められるというものである。
これについて、図７のように、放物線による
回 転 体（ 放 物 線 を軸の周りで回転させてでき(a) 正四面体・切頂四面体

る も の ） の 立 体 模 型（ 底 面 の 直 径 80mm、 高柱（円盤）を組み合わせて近似した立体模さ80mm） と、 そ れ を 四 つ の 円 柱（ 円 盤 ） を組み合わせて近似した立体模型（各円柱の高さ
型（各円柱の高さ 20mm）、八つの円柱（円20mm）、八つの円柱（円盤）を組み合わせて近盤）を組み合わせて近似した立体模型（各似した立体模型（各円柱の高さ10mm）を作成
円柱の高さ 10mm）を作成した。なお、各した。なお、
各円柱（円盤）の中心には穴をあけて、円柱（円盤）の中心には穴をあけて、竹ひご

竹ひご等を通せるようにしている。

等を通せるようにしている。

(b) 正二十面体・切頂二十面体(b) 正二十面体・切頂二十面体(b) 正二十面体・切頂二十面体
図 8 正多面体の立体模型
図 8 正多面体の立体模型
図 8 正多面体の立体模型

屋屋根

な屋根の

さ 70mm） と 切 頂 四 面 体 の 立 体 模 型、 及 び 正

図転体の体積を積分で求めることを理解
図 77 回回転体の体積を積分で求めることをするための立体模型理解するための立体模型

６．データベースの試作

立体教材用 3D データとその模型の普及のた
6.
6. データベースの試作
データベースの試作
めには、3D データを閲覧・ダウンロードできる

立体教材用
3D データとその模型の普及
データベースが必要である。しかし、自らサー
立体教材用
3D データとその模型の普及
バを立ち上げてデータベースを構築すること、て学習する内容があることから、正多面体のためには、3D データを閲覧・ダウンロ
成するとともに、正多面体の各頂点の部分を適のためには、3D
データを閲覧・ダウンロ
及びその管理には技術力と時間を要する。そこ５種を作成するとともに、正多面体の各頂当な高さで切断することでできる切頂多面体もで今回は、既存のデータベースサービスを活用ードできるデータベースが必要である。し作成した。例えば、正四面体は四つの正三角形
点の部分を適当な高さで切断することででードできるデータベースが必要である。しすることとした。
の面で構成されるものであり、切頂四面体は四きる切頂多面体も作成した。例えば、正四かし、自らサーバを立ち上げてデータベー今回用いたのは、クラウドデータベースサー
かし、自らサーバを立ち上げてデータベーつの正三角形と四つの正六角形の面で構成され面体は四つの正三角形の面で構成されるもビスの Airtable である。ここに、
データ名、
3D デー
スを構築すること、及びその管理には技術るものである。図８に、正四面体の立体模型（高のであり、切頂四面体は四つの正三角形とスを構築すること、及びその管理には技術
タ、模型の写真、模型の大きさ、地図であれば四つの正六角形の面で構成されるものであ
力と時間を要する。そこで今回は、既存の力と時間を要する。そこで今回は、既存のる。図 8 に、正四面体の立体模型（高さ
次に、中学校の数学では正多面体について学

次に、中学校の数学では正多面体につい習する内容があることから、正多面体５種を作

渡辺・細川・丹下・他

ータベー

27

科氏間研究室主催の第 10 回視覚障害教育 ICT 活

タ元、模型の説明などの情報を入力していくこ

用研修会における渡辺の講演と実習指導である。

とで、ノーコードで（プログラムを書くことなく）オンラインと対面（広島大学において）のハイ

データベースを構築できる。入力情報を元にデーブリッド形式で 2021 年 12 月 27・28 日に開催

タの選択（Filter）や並べ替え（Sort）ができる。

され、盲学校教職員と同研究室学生の約 40 人がWeb サイトで商品や宿泊地などを検索するとき参加した。研修のテーマは、3D プリンタを活用と同じ手順である。ここに、2020 年度に制作しした触察教材と、地理データを活用した触察教

た地図パズルや（渡辺ほか , 2021）地形模型を材作成である。1 日目の講習では、SketchUp をした。作成したデータベースは本稿末尾に紹介した
URL からアクセスできる。
掲載した。作成したデータベースは本稿末尾に使った 3D データの作り方を教えた。2 日目の講

今後は、このデータベースがスクリーン
紹介した
URL からアクセスできる。

習では、国土地理院の地理院地図から 3D デー

リーダで利用可能かどうかを検証する必要
今後は、このデータベースがスクリーンリー

タを取得し、印刷・触察しやすいように加工す

ダで利用可能かどうかを検証する必要がある。
がある。

る方法を教えた。研修会後に 3D 模型・データの要望を寄せた盲学校には、これらを送った。
三つ目は、南谷が代表を務める JST RISTEXのプロジェクト「「誰もが知りたいもの、必要なものを自由に手に入れ触れられる社会」の創成に向けた、3D モデル提供体制の開発と実装」のシンポジウムとの共催で、2022 年２月５日にオンラインで行った。参加者数は 161 人、その半数は視覚障害者である。美術館・博物館の職員（学芸員）でユニバーサルサービスに興味を持つ人の参加も多い。このプロジェクトのシンポジウ

Airtable上の上の 3D
3D データベース
データベース
図図99 Airtable

ムでは、事前に模型を送り、これについてシンポジウム内で説明するという方式が定着し、好評を博している（南谷ほか , 2021）
。この回で

ウンロ

ある。し

11（2）

縮尺、制作したプリンタとフィラメント、デー

体

型の普及

視覚リハ研究7.
シンポジウム・講習会の開催
７．シンポジウム・講習会の開催

3D プリンタで製作した模型とそれを使3D プリンタで製作した模型とそれを使った授には技術った授業作りの紹介、3D プリンタの使い、既存の方の講習を目的に、シンポジウム・講習会

こととしを3 回開催した／講師を務めた。
講師を務めた。

業作りの紹介、3D プリンタの使い方の講習を目的に、シンポジウム・講習会を 3 回開催した／も約 90 人に 3 種類
（富士山、
DNA の二重らせん、
カエンタケ）の模型を送り、これを触ってもらいながら模型の説明をした。

８．おわりに
次年度以降も、引き続き視覚障害教育に役立

一つ目は、名古屋盲学校の夏季視覚障害
一つ目は、名古屋盲学校の夏季視覚障害教育

つ立体模型のデータ収集、データ作成、学校へ

タベース

教育専門研修会と共催で、盲学校の教職員専門研修会と共催で、盲学校の教職員等を対象の模型・データの提供、シンポジウム・講習会に、デとして、オンラインと対面（名古屋盲学校にお等を対象として、オンラインと対面（名古を行っていく。

模型のいて）のハイブリッド形式で 2021 年８月 26 日
屋盲学校において）のハイブリッド形式でしたプリに行った。登録参加者数は26 人、そのうち 112021
年 8 月 26 日に行った。登録参加者数

模型の説は 26 人、そのうち 11 人には、当日説明をで、ノーする模型を事前に送付した。午前中は渡なく）デ

辺、金子、大内、細川からこれまで作成し報を元にた教材を講義形式で紹介した。午後には渡謝辞

人には、当日説明をする模型を事前に送付した。

本 研 究 は 科 研 費（ 基 盤 (B)20H01705, 基 盤

午前中は渡辺、金子、大内、細川からこれまで(A)21H04415）
及び JST RISTEX（JPMJRX19I7,

作成した教材を講義形式で紹介した。午後には

JPMJRX21I5）の助成を受けて推進している。

渡辺研究室の学生が簡易 3D CAD ソフトウェア
3D Builder を使った 3D データの作り方を、名辺研究室の学生が簡易
3D CAD ソフトウ
古屋盲学校の教職員に教えた。

商品やェア
3D Builder を使った 3D データの作
二つ目は、広島大学大学院人間社会科学研究

手順であり方を、名古屋盲学校の教職員に教えた。

地図パ

二つ目は、広島大学大学院人間社会科学

文献
Formagrid,Inc (2022) Airtable <https://www.
airtable.com/> (2022 年 2 月 25 日 )28
南谷和範・渡辺哲也・岩村雅一（2021）視覚障害

リハビリテーション研究，10(2), 35-40.

者を対象とした 3D モデル触察シンポジウムの渡辺哲也・大内進（2019）視覚障害教育におけるオンライン開催の試み．日本図学会大会学術講3D プリンタ活用状況調査．弱視教育，57(2),

演論文集，95-100．

15-25．

大林組プロジェクトチーム（1978）羅城門復元の試み．季刊大林，2, 3-11．
渡辺哲也・細川陽一・丹下裕・大内進・金子健・
南谷和範・橋本芳宏（2021）視覚障害教育のための 3D プリンタによる立体模型の制作．視覚付録
立体教材 3D データベース Map puzzle
https://airtable.com/shrYQ5SujddzNsV5Z