第31回全国⾼専プログラミングコンテスト
課題部⾨ 10035

くれこん-Clay Computing-はじめに–⼦供の成⻑に⽋かせないもの-

n ⼦供の教育に必要なものは︖• ⼦供が健全に育つためには、適切な教育が必要になります。⼦供の時に得た考え⽅や感覚によって⼈格が形成されるからです。
• 特に、情緒や個性、美的感覚を育む教育（情操教育）は⾮常に重要です。情操教育は⼼をより豊かにすることを⽬的としているため、⼦供の⼈格形成に有効だといえます。

n 情操教育に繫がる経験• ⾳楽、お絵かき、粘⼟遊び、⾃然や⽣き物との触れ合いなどといったさまざまな経験は、全て情操教育に繋がります。
• 情操教育では、⼦供が実際にものごとを経験することが⼤切なのです。

⼦供の成⻑には情操教育が必要不可⽋ですはじめに–WithCorona時代の情操教育-

n ⼤切なのはさまざまな作品に触れること• 我々は「ものづくり」という視点から、粘⼟遊びに着⽬しました。⼿を動かしてものを作りあげ、互いに作品を認め合う経験を⼤切にしたいと考えたからです。
• しかし、従来の粘⼟遊びは個⼈が作品を作り上げるだけで完結してしまいます。
• ⾃分の作品や他者の作品を⾒て評価し合うことで、個性の尊重や美的情操を育めるのではないでしょうか。

n WithCorona時代に対応して• 現在、新型コロナウイルス感染症の流⾏によって気軽に外出できなくなり、⽣活に⽀障をきたす場⾯が多く⾒られます。
• 新型コロナウイルスに感染する恐れがあるため、誰かと⼀緒に粘⼟遊びをすることも好まれません。
• ⾃宅で、互いに評価し合える粘⼟遊びを⽀援するシステムはありません。

互いに評価し合える粘⼟遊び⽀援システムを提案しますシステムの提案
今の粘⼟遊びの問題点

そこで︕

n いざ作りたいものがあっても、思った通りに作れない。

我々は、児童を対象としたn 作品を保存するのにも場所を取るので困る。

ARによるユーザ⽀援、サーバへの粘⼟作品の保存が可能なシステム「くれこん」を提案します︕「作りたい」をカタチにユーザへの⽀援

粘⼟作品の保存・共有

ユーザの作りたい気持ちに応えます︕

ARで誰でも簡単な作品作りを実現します︕

作品を保存するスペースは必要ありません︕

n ユーザが「作りたい」と思ったものをKinectで簡単に3Dモデル化。

nARで3Dモデルを投影し、ユーザは投影した3Dモデルに粘⼟を当てはめていくようにして作品を作る。

n 完成した作品はサーバに保存。
n ARで他ユーザの作品を鑑賞して、気に⼊った作品に「いいね」を押そう︕「くれこん」でもっと楽しく、もっと⾃由な粘⼟遊びを︕

システム構成図
ユーザ側
対象者︓児童・保護者完成した粘⼟作品

接続
⼊⼒デバイス

PC

ゴーグル

深度センサ
（Kinect）

3Dモデル⽣成差分計算

3Dモデル投影

作りたいもの保存

鑑賞

粘⼟台(⾓度センサ)

サーバ側

実⾏環境

開発環境

サーバ

Ubuntu,MySQL

DB

ゴーグル

Unity(C#)

データ管理

ダウンロード

3Dデータ

Web
表⽰部
汎⽤CMS

システムの機能
n 作りたいものを取り込む•

ユーザが「作りたい」と思ったものを、粘⼟板の上に乗せます。

•

回転台の横にKinectを置き、粘⼟板を回して物体を３Dスキャンします。これにより、3Dモデルが⽣成されます。

作りたい︕

n ARによる作品作り⽀援機能•作品を作る際、ユーザはゴーグルを装着します。

•

物体の3DモデルをARで投影し、どのように造形すれば良いかを視覚的にわかりやすく⽰します。

•

造形中に粘⼟を3Dスキャンすると、 3Dモデルと粘⼟の形の差を確認することができます。

n 展⽰・共有機能•

完成した作品を3Dスキャンすると、作品データと3Dモデルデータがサーバに保存されます。作品をデータとして残しておくことができるので安⼼です。

•

作品を公開することにより、多くの⼈に披露することができます。⾮公開設定も可能です。

•

ゴーグルを装着して、他ユーザの作品を鑑賞することができます。気に⼊った作品には「いいね」を押して評価します。

•

他ユーザの3Dモデルデータをインポートして、作品を真似ることもできます。

作成⽀援（AR）

作品鑑賞

実現⽅法

ー作品の形状取得と作成⽀援ーn 深度センサ（Kinect）を利⽤した形状取得
本システムを利⽤する際は右図の様にKinectと粘⼟板を配置してもらいます。

粘⼟台

回転物体ユーザc• 作りたいものを粘⼟台の上に乗せます。

50cm• 粘⼟台はロータリエンコーダにより⾓度取得を⾏います。
• Kinectを物体から約50cm離した位置に配置します。（※１）

Kinect• Kinectを起動し、粘⼟台を回転して形状を取得します。

上から⾒た様⼦n ARを⽤いた作品⽀援機能ユーザはゴーグルを装着して粘⼟作品を作っていきます。
粘⼟の配置を⾃動認識し、ARで3Dモデルのスケルトンを投影、3Dモデルと粘⼟の形状の差分を表⽰します。
• 3Dモデル3DモデルをUnityのAlbedo colorのtransparencyの値を調節して透明化します。UnityのVuforiaのAR Cameraアセットを使⽤し、3Dオブジェクトを投影します。
既存の３Dデータも利⽤可能です。

🟢 OK

🟡 凹ませる🔵 もりあげる

ARゴーグルの利⽤イメージ※１

Kinectの深度センサの精度は3mm~5mmと⼗分ではないため、他の深度センサ・配置数についても⽐較検討・改善を⾏います。

実現⽅法

ー作品の保存と共有ー

n 作品データを保存する

いろんな⼈の作品がスキャナで取り込んだ作品データを専⽤のCMSサーバに保存します。
⾒られるよ︕••••

作品を3Dスキャンします。
タイトル、タグ、説明⽂、写真を追記します。
作品の公開設定（公開or⾮公開）を⾏います。
作品データをサーバに保存します。

n 他ユーザの作品を鑑賞⼦供の思い出がいつまでも残せるの︕

Webの３Dビューアで他ユーザの作品を鑑賞できます。
VRゴーグルにも対応します。
•

他ユーザの作品はUnityで３D表⽰します。

•

タグ検索して、気になる作品を探すことができます。

n 他ユーザの作品を作成他ユーザの作品を参考にして類似の作品を作成します。
•

他ユーザの3Dモデルデータをインポートします。

•

ゴーグルで3Dモデルデータを投影しながら、同様に作品を作ることができます。

作品ギャラリー（イメージ）

他システムとの⽐較
n 本システムにはモデリング機能はありません。しかし、従来のモデリングソフトとは異なり、ユーザ⾃⾝が作品に触れながら形を作っていくことができるので、より情操教育に秀でているといえます。
n 粘⼟作りをARで⽀援したり、粘⼟作品をサーバに保存できるシステムは他にありません。

本システム「くれこん」
OculusMedium

作品の保存

実物に触れながら作品を作る

ARでの作成⽀援

コスト(装置除く)

○○

○

○

無料

○

×

○

×

×

2,990円

○

×

○

×

×

無料

モデリング

作品の公開・鑑賞

×

Blender

事前調査（レビュー）
保育園の職員の⽅、⼩学校の教員の⽅、特別⽀援学校（知的障害）の教員の⽅に、システムのコンセプトについて説明し、評価をいただきました。
n AR作成⽀援機能途中の過程でアドバイスをもらえるのがいい作りたいものが、作れるようになるのは楽しいと思う
⼩学⽣以下の⼦が使うなら保護者も⼀緒に参加できるといいと思う
作品⽀援のおかげで取り組みやすくなる
知的障害の⼦供たちは、当てはめて考えることが重要なため知的障害の⼦たちでも利⽤が可能である• 知的障害者の⼦たちの⾃⼰表現に繋がる•••••n 展⽰・共有機能••••

作った作品を壊さず残して置けるのが嬉しい
みんなのギャラリーを⾒れるのが楽しそう
作品を評価し合えるのが良い保護者としても⼦どもが過去に作ったものが⾒れるのは嬉しいなど、好意的な意⾒をいただきました。

いただいたご意⾒をシステム開発に反映します開発スケジュールn 開発スケジュール• 開発スケジュールを右図に⽰します。
我々はこのスケジュールに従い、システム開発を⾏います。
• 現在、必要となる技術の習得に取り組んでいます。その後、システム開発を⾏います。

n 実⽤に向けての改善• 9⽉中旬までに本システムの開発を完了させます。システム完成以降は本システムを実際に近隣の⼩学校などに利⽤してもらい、その結果をもとにシステムの改良を⾏います。

n リモートでの開発の課題と対応• 作業の進捗管理
Microsoft Teamsでのミーティング画⾯共有機能により進捗管理を⾏います。
• ソースコード管理
GitLabを⽤いてプロジェクト管理を⾏います。
• ハードウェア部の開発開発担当者に機材配送により対応します。

5⽉
アイデア検討
予選資料
作成
技術調
査・設計
開発・
実装
実地調査
プロコン
本選

6⽉

7⽉

8⽉

9⽉

10⽉

まとめ
n 我々は、ARによる⽀援機能やサーバへの粘⼟作品の保存が可能なシステ
ム、「くれこん」を提案します。
n 今までの粘⼟遊びや従来のモデリングソフトとは全く違うシステムです。
ü ユーザが実物の粘⼟に触れながら作品を作る。
ü 粘⼟作品をサーバに保存し、他ユーザと作品を共有できる。

「作りたい」を叶える

ARで誰でも簡単な作品作り

作品保存に場所はいらない

n ユーザが「作りたい」と思ったものをkinectで3Dモデル化します。

n ARで投影された3Dモデルに粘⼟を当てはめていくようにして作品を作ります。

n 完成した作品はサーバ上に保存します。

n 作品をスキャンすることで3Dモデルと⾃分の作品の差を確認することができます。

n ARゴーグルを装着してギャラリーを鑑賞します。お気に⼊りの作品に「いいね」をつけることもできます。
n 気に⼊った作品を⾃分で作ってみることもできます。

新しい粘⼟遊びを「くれこん」で実現します︕