近年，IoTが一般化している中で，ArduinoやRaspberry PiなどのIoTデバイスの動作や仕組みを他者と共有する場面が増えてきている．この際，ソースコードやテキストのみではデバイスの振る舞いを伝えることは困難であるため，オンラインでのチュートリアル動画が広く利用されている．また，IoTプログラミング学習では，動画の内容やソースコード，ユーザの手元にあるデバイスや回路と言った複数の要素を意識して学習していく必要がある．そのため，初学者は複数の要素のどれを意識すればいいのか・どこから見ればいいのか，分からずに困ってしまうということがある．また，チュートリアル動画は，従来のテキスト形式と比較すると，ソースコードとのリンクが弱く，動画上のデバイスの挙動の詳細理解が難しいという問題がある．
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川谷 知寛, 塚田 浩二, 栗原 一貴. IoTeach: 実世界と順序型コンテンツを連携したIoT学習支援システムの試作と評価. コンピュータ ソフトウェア, 2023, 40 巻, 3 号, p. 3_97-3_112. 2023-08-29. https://doi.org/10.11309/jssst.40.3_97
Tomohiro Kawatani, Koji Tsukada, and Kazutaka Kurihara. IoTeach:Learning Support System for IoT Programming by Integrating Real Devices and Sequential Contents. In Companion Proceedings of the 28th International Conference on Intelligent User Interfaces (IUI ’23 Companion). pp.16–20. 2023-03. https://doi.org/10.1145/3581754.3584121
川谷 知寛，塚田 浩二，栗原 一貴．実世界と順序型コンテンツを連携したIoTプログラミング学習支援システム．登壇発表（ロング）．WISS2021予稿集，pp.43-49．2021-12．[PDF] 【サイバーエージェント賞】
川谷 知寛，塚田 浩二，栗原 一貴．実世界と動画を連携したIoTプログラミング学習支援システム．インタラクション2021論文集，インタラクティブ発表（プレミアム発表），1A01，pp.103-108，2021-03．[PDF]
低価格帯3Dプリンタの普及により，個人レベルでも様々な機構部品を設計／出力することが可能になった．しかし，一般に部品設計には専門的なアプリケーションを使いこなす必要があり，習得には多大な時間と労力が掛かる．本研究では，先行研究として提案した「可変抵抗に操作感を付与する外骨格機構 」に焦点を当てた，インタラクティブな機構モデリング支援ツールを作成する．
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作成した支援ツール（スライダー型可変抵抗バージョン）．先行研究では，3Dモデルを作成するためにスクリプト言語（OpenSCAD）で記述する必要があった．本ツールは触覚パーツのパラメータ（位置や数，種類等）をGUIで入力するため，手軽に設計できる．
発表
山本 侑吾，塚田 浩二．可変抵抗に操作感を付与するためのインタラクティブな機構モデリング支援ツール．インタラクション2022論文集，インタラクティブ発表，1D-07，pp.160-163，2022-02-28．[PDF]
3Dプリンターの普及によって，個人でも利用可能なモデリングツールが多数登場しつつある．例えば，2Dスケッチやプリミティブな3Dモデルを組み合わせてモデルを生成できるツール（例：Autodesk社 Fusion 360）や，独自のプログラミング言語によってコードを記述してモデルを生成できるツール（例：OpenSCAD）等がある．こうしたツールに習熟することで，単純なケース等はもちろん，歯車やスライドといった機構部品を設計し，3Dプリンターで出力することができる．しかし，こうしたツールの習熟には時間と労力が必要である．特に，複数の機構部品を組み合わせて実用的な機構設計を行うことは，部品の噛み合わせや組み立てを考慮する必要があり，一層困難であった．
そこで本研究では，こうした機構の例としてギアボックスに着目し，ユーザーにとって分かりやすいパラメータ（例：ギア比，外径サイズ，固定方法等）を入力として，カスタマイズしたギアボックスを手軽に設計し，3Dプリンターで一体造形可能な支援システムを提案する．今回は，遊星ギアを対象とした3Dモデル作成システムをOpenJSCADをベースで作成し，出力・組立ができることを確認した．
本システムで作成した遊星ギアの作成例
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発表
中川 瑠星，新山 大翔，塚田 浩二，3Dプリンターを用いたギアボックス造形支援システム，インタラクション2020論文集，インタラクティブ発表，1B-39，pp.330-334, 2020-03-09. [PDF]
3D プリンターを活用したモノづくりの中で，複数の部品が組み合わさって動く立体物を一回でプリントする「一体造形手法」が用いられることがある．これは，組立作業が不要なため，「時間／手間のコストを抑えながら試作検証ができる」，「入れ子構造のような複雑な形状を制作できる」等のメリットがある．しかし，造形を成功させるためには，部品間の隙間を適切に設けたり，サポート材を除去しやすい形状や出力設定を模索したりと，設計／出力時に配慮すべき点が多い．この試行錯誤には手間と時間を要するため，初心者には難しい手法であった．そこで本研究では，3D プリンターを用いた一体造形に適する機構設計を試みる．
発表
新山 大翔，沖 真帆，塚田 浩二, 3Dプリンターによる一体造形式回転機構の提案, WISS2019論文集，登壇／デモ発表，pp.31-36，Sep，2019. [PDF] 新山 大翔，沖 真帆，塚田 浩二，3Dプリンターにおける組立不要な一体造形手法の提案，インタラクション2019論文集，インタラクティブ発表（プレミアム発表），2B-25，pp.559-561，2019．【インタラクティブ発表賞 PC推薦 】[PDF]
FabLab では，ユーザが機材を用いて作品制作を行う際，簡単な「制作ノート」を記録することが多い．制作ノートには，作品名，制作時間，使用した機材とその設定，補足や注意点などのメモを記録することができる．こうした制作ノートは，紙ベースで情報量が少ないことが多く，スキャンしてデジタル化するだけでは検索性や再利用性に欠ける問題があった．
謝辞
本研究を進めるにあたり，FabLabSENDAI – FLAT にご協力いただきました．ありがとうございました．
発表
及川 遼，塚田 浩二，FabLabの制作ノート振り返り支援システム，インタラクション2019論文集，インタラクティブ発表，2B-28，pp.568-571，2019．[PDF]
