タグ: ファブを支える支援技術

SorToio: 小型群ロボットを用いたアルゴリズム学習支援システムの提案

近年，プログラミング教育の早期化にともなって，小学生でも理解しやすい工夫を行ったプログラミング教材などが開発されてきた．その中でも，手に取って扱えるタンジブルなオブジェクトを使ったプログラミング手法が多数提案されている．一方で，ソートや探索のアルゴリズムを学習するためのタンジブルなシステムは少ない．
そこで本研究では，小型の群ロボットである toio を物理的に動かすことで，データ構造やアルゴリズムの学習を支援するシステム「SorToio」を提案する．各ロボットに値を持たせ，ロボット 1 台を定数，それらの並びを配列として扱うことで，配列内の要素の比較や交換をロボットの動作で表現することが可能になる．このシステムを用いて，データ構造やソートアルゴリズムなどを分かりやすく可視化する．

バブルソートの図解と実行の様子

発表

  • 板垣 智也, 塚田 浩二. SorToio: 小型群ロボットを用いたアルゴリズム学習支援システムの提案. 日本ソフトウェア科学会 WISS2024 予稿集, デモ発表 3-A08. 2024-12. [PDF] 【対話発表賞（一般）】

導電性・強磁性・及び土台の可撓性を持つ毛構造の造形手法

本研究では，安価な熱溶解積層方式の 3D プリンタで造形可能な細かい毛の集合体（毛構造）を活用した毛構造の拡張について提案する．先行研究で提案されていた毛構造の造形手法を活用し，導電性／磁性等を備えるフィラメントを造形に用いる方式や，柔軟に動かせるソフトレジンに毛を埋め込む方式を提案・試作する．

左から，導電性フィラメントで造形した毛構造，磁鉄PLA フィラメントで造形した毛構造と磁石，ソフトレジンを土台に用いた毛構造の例．


発表

  • 鎌田 航誠, 高橋 治輝, 塚田 浩二. 導電性／強磁性を併せ持つ毛状の入力インタフェースの提案. 日本ソフトウェア科学会 WISS2024 予稿集, デモ発表 2-B18. 2024-12. [PDF]
  • 鎌田 航誠，高橋 治輝，塚田 浩二．導電性・強磁性・及び土台の可撓性を持つ毛構造の造形手法の提案．日本ソフトウェア科学会 WISS2023予稿集，登壇発表（ショート）／デモ発表，pp.69-75．2023-12．[PDF]
  • Kosei Kamata, Haruki Takahashi, and Koji Tsukada. 2023. Conductive, Ferromagnetic and Bendable 3D Printed Hair for Designing Interactive Objects. In Adjunct Proceedings of the 36th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST ’23 Adjunct). Article 62, pp. 1–3. 2023. https://doi.org/10.1145/3586182.3615823
  • 鎌田 航誠，高橋 治輝，塚田 浩二. 導電性樹脂・磁鉄樹脂を用いた毛構造の3Dプリントと応用. 情報処理学会 インタラクション2023論文集, インタラクティブ発表（プレミアム発表）, 2B-50, pp.681-685. 2023-3. [PDF] 【インタラクティブ発表賞（PC推薦）】 

日用品の挙動を記録／活用するスマートステッカー

近年，日用品にセンサを取り付けることで，既存の日用品の機能を拡張し，生活のサポートやコミュニケーションの促進を図る研究が盛んに行われている．しかし，既存の日用品を拡張しようとすると，センサの選定や取り付け位置，認識対象とする動作の登録に大きな手間がかかる．そこで，本研究では日用品の挙動を手軽に記録し，多様なアプリケーションに活用するスマートステッカー「DailyProbe」を提案・実装する．DailyProbe は，センサやディスプレイ，IoT マイコンで構成されており，手軽に日用品に着脱できる機構を持っている．ユーザは実際に日用品の動かしながら手軽に登録し，任意のアプリケーションに対するトリガーとして利用できる．

DailyProbeを日用品に貼り付け，利用時のセンサデータから特定のアクションを登録し，アプリケーションに活用する．この図では，ドアに取り付け開閉時の加速度センサデータ区間を選択・登録することで，ドア開閉の発生状況を時計アプリに反映する例を示す．

システム構成

発表

  • 佐藤 佑亮, 塚田 浩二. DailyProbe: 日用品の動作を記録・活用するスマートステッカーの試作と評価. 情報処理学会研究報告, 2024-HCI-207(25), pp.1-8. 2024-3. [PDF]
  • 佐藤 佑亮, 塚田 浩二．日用品の挙動を記録／活用するスマートステッカー．WISS2023予稿集，デモ発表 3-A07．2023-12．[PDF]

3Dプリンタを用いた封蝋表現手法

本研究では，熱溶解積層方式 3D プリンタを G-code で直接制御することで，封蝋表現を実現する手法を提案する．具体的には，ノズルの温度をフィラメントの適正温度よりも高温に設定し，一箇所に多量のフィラメントを押し出す．次に，手動または自動で型をフィラメントへ押し込むことで，樹脂を封蝋のように固定する．

作例と制作手順

発表

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