ViPPER -ロボットを使用した初等教育向けビジュアルプログラミング瀬 古 俊 一†
山 岸 真 弓†† 中 西 健 太††
伊 与 田 康 弘†† 永 井 敏 裕††
服 部 隆 志†† 萩 野 達 也††

ViPPER - Visual Programming for Primary Education with a Robot Shunichi Seko,† Mayumi Yamagishi,†† Kenta Nakanishi,††Yasuhiro Iyoda,†† Tomohiro Nagai,†† Takashi Hattori††
and Tatsuya Hagino††

1. 概要

機上で行うため，PC 上でプログラミングするよりも小学生に抵抗感なく受け入れられる．また，ロボット

本研究は，小学生でもプログラムの動きが簡単に理と携帯ゲーム機は持ち運び可能なため，みんなで持ち解できるビジュアルプログラミング環境を提供する．

寄って遊びながらプログラミングを学ぶことが可能で携帯ゲーム機上でロボットの動きをプログラミングし，ある．

記述したプログラムの流れをアニメーションで表現し本環境は，実行過程のアニメーションを行うことにながらロボットに制御データを送信する．これにより，よってプログラムが実行されていく様子を可視化できロボットの動きとプログラムの流れを見比べられるたる．命令が実行されていく順番を明示的に見ることがめプログラミングを理解しやすくなる．結果，小学生できるので，プログラムがどのように実行されていくでも簡単に理解できるビジュアルプログラミング環境

かの理解を深めるられる．また，繰り返しや条件分岐が実現される．の動きなども見ることができ，特に繰り返しに関して

2. 特徴

は残り回数がカウントダウンされていくため，制御構文が理解しやすい．

ビジュアルプログラミングを利用することで，命令このアニメーション時に，実行過程と同期してロボッを組み合わせるだけで簡単にプログラムを作成できる．

トも動作する．そのため，画面を見ながらロボットの文法エラーを絶対出さないようにすることで，書いた動きを追うことでプログラムの動きとソースコードとプログラムが必ず実行できるようにする．これらの機の対比ができる．これにより MindStorms1) や Tan-

能があるため，小学生でも簡単にプログラムを書ける

sorBorg2) といった従来のロボットの動きを制御する環境を目指す．

ビジュアルプログラミング環境では難しかった実行過プログラムの実行結果としてロボットを使用する．

程とソースコードとの対応付けの手助けが可能となる．

実世界上のロボットが動くため，プログラミングしたしたがって，従来のものよりも，プログラミングの理結果が画面内で動く環境よりも小学生に親しみを持解を深めることができる．

たれやすくなっている．プログラミングは携帯ゲーム

以上の特長を有することで，プログラミングへの導入の敷居をさげ，小学生にも分かりやすいプログラミ† 慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科
Graduate School of Media and Governance, Keio University†† 慶應義塾大学環境情報学部
Faculty of Environmental Information, Keio Unibersity

ング教育を行うことができる．

3. シ ス テ ム
携帯ゲーム機である PSP 上にビジュアルプログラ

情報処理学会 インタラクション 2007

ミング環境を構築し，それを用いてロボットを制御するプログラムを書く．ロボットには無線 LAN モジュールが搭載されており，無線 LAN を用いて制御データを PSP からロボットに送ることでロボットを動かす．

3.1 ロボットの仕様
ロボットの形状は左右に 1 つずつ無限軌道を搭載した車型である (図 1)．それぞれの無限軌道には独立したモータがついており，無線 LAN を使ってデータを送ることでモータを制御する．無線 LAN を用いてい

図 2 プログラミング画面
Fig. 2 Programming image

るため，電波が届く位置であればどこからでもロボッ
トを動かすことが可能である．また，複数のセンサを搭載しており，センシングの結果によって分岐するプログラムを書くことが可能である．

3.2 言語の仕様

4. 今

後

4.1 機能の追加

PSP 上に実装してあるビジュアルプログラミング環

現在の環境では関数を定義できないので，手続き型

境は，BASIC 風のビジュアル言語である (図 2)．プ言語の機能としては不十分である．関数を定義できる

ログラムの実行は Start から順番に矢印をたどっていようにし，関数を使った際の実行順序もアニメーショ

き End で終わる．Start と End の間にあらかじめ用ンで表すことができれば，さらにプログラミングの理意されている命令をパネルとして挿入していくことで解を深めることができる．

プログラミングしていく．各命令は引数を 1 つ持つのモータの制御は，前進・旋回・後退といったあらかじで，ロボットが前進する距離や旋回する角度などを細め定義されている命令しか使用できない．このモータかく指定できる．の制御を自由に設定できる命令を実装すると，斜めに繰り返しや条件分岐は入れ子可能であり，書いたプ

前進・その場で回転などといった新しい動きをロボッ

ログラムは自動インデントされる．自動インデントとトにさせることができる．モータ制御の自由化を実装

は，入れ子の中のベースラインが自動的に一段右にずすれば，自分で新しい動きを作り出すといった考えるれることによって繰り返しや条件分岐などの範囲を分力を身につけさせることができる．

かりやすくすることである．このように，手続き型言

4.2 方

針語の表記に似せることによって，将来手続き型言語を今後は，まだ小学生に利用してもらっていないので，習うときに知識が繋がりやすくなる．また，条件分岐実際に使ってもらいフィードバックを受けて初等教育

は通常の条件式による分岐のほかに，ロボットに搭載で扱ってもらえるよう改良していく．また，ゲーム性されているセンサの状態による分岐も可能である．例を取り入れるなどして，より楽しく継続してプログラ

えば赤外線センサを用いて，前に障害物があるかないミングの勉強をしてもらえるような仕組みも取り入れかで異なる振る舞いを行わせることができる．ていく．

参図 1 ロボット
Fig. 1 Robot考文献1) F. K. Scott: “LEGO MindStorms: Not Just for
K-12 Anymore”, Robotics in education, Part 1,
2003, vol. 10, no 2 (20 ref.), pp. 12-18 [7 page(s)(article)]
2) BANDAI: “TansorBorg”, available at
http://www.roboken.channel.or.jp/tansor pub/3) 文部科学省: “学習指導要領における情報教育の改善内容”, 文部科学省資料, 2002.
4) 兼宗 進, 中谷 多哉子, 御手洗 理英, 福井 眞吾, 久野 靖: “初中等教育におけるオブジェクト指向プ
ログラミングの実践と評価”, 情報処理学会誌:プ
ログラミング vol.44 No. SIG13(PRO18), 2003.