SorTale: 小型群ロボットによる物語を通したアルゴリズム学習支援手法の提案

これまで,タンジブルユーザインタフェース(TUI) とストーリーテリングを用いた様々な初学者向けの学習支援システムが提案されてきた.本研究では,小型群ロボットを用いた人形遊び的な物語を通して,初歩的なアルゴリズム学習を支援するシステム「SorTale」を提案する.小型ロボット上にオブジェクト(フィギュア)を装着し,ロボットの動きやユーザの操作で構成される物語を体験する過程で,自然とソートアルゴリズムに興味を持てるよう配慮する.

物語例:木と太陽

「ある森では,木たちが一列に並んでいました.その森に,太陽が昇り,光が差し始め,木たちは太陽に向かって歩んでいきます.しかし,背の高い木の後ろでは,低い木はよく光が当たりません.そこで背の高い木は,光が見られるように,場所を交換してあげます.これを繰り返していくと,みんなが光を浴びることができました.」
「木と太陽」の物語におけるSorTaleの外観

動作例

発表


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試作. 情報処理学会研究報告, 2026-HCI-217(4), pp.1-8. 2026-3. [PDF]
  • Tomoya Itagaki and Koji Tsukada. SorToio: Learning Support System for Algorithm using a Small Swarm Robot. In Adjunct Proceedings of the 38th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST Adjunct ’25). Article 53, pp. 1–3. 2025. https://doi.org/10.1145/3746058.3759005 [PDF]
  • 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)】

レイアウトと触感をカスタマイズ可能なゲームコントローラの提案

既存のゲームコントローラは,ボタンの物理的な配置が固定されており,スマートフォンベースのコントローラでは触感フィードバックに乏しい問題があった.本研究は,スマートフォンと触感シートを組み合わせて,レイアウトや触感を自由にカスタマイズできる汎用ゲームコントローラを提案する.仮想ボタンを自由にレイアウトできる Android アプリと,そのレイアウト情報を元に造形できる触感シートを組み合わせることで,こうした問題の解決を図り,実用可能なゲームコントローラを構築する.

システム構成.アプリでボタンのレイアウトをカスタマイズし,透明の凹凸を印刷した触感シートを貼り付けり.
制作したコントローラを使ってPCゲームをプレイできる.

制作したコントローラ例

発表

  • 川尻 千遥,塚田 浩二. レイアウトと触感をカスタマイズ可能なゲームコントローラの提案. 日本ソフトウェア科学会 WISS2025 予稿集, デモ発表 3-C09. 2025-12. [PDF]

デザイン性を考慮した基板上の部品配置支援システム

本研究では,電子回路におけるプリント基板設計を支援するための自動素子配置システムを提案する.基板上に部品を配置する際には,部品間の配線のしやすさや電気的特性のみでなく,外観の美しさも重要となり,これらをバランスよく基板設計に取り入れるのは困難である.そこで本提案では,オープンソースの基板設計ソフトKiCAD を拡張し,配線の容易さと外観の美しさを考慮したデザイン案を生成することでユーザの試行錯誤を支援するシステムを提案する.

KiCad をPythonスクリプトで拡張し,多様なデザイン性を持つ部品配置を支援

発表

  • 長谷川 晃汰, 塚田 浩二. 多様なデザイン性を考慮した基板上の部品配置支援システム. 情報処理学会 インタラクション2025論文集, インタラクティブ発表, 3B32, pp.1148-1152. 2025-3. [PDF]

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