JP2003132373A - 仮想表示及びコンテンツ作成のための構成素子組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、実際の対象物を表す３次元仮想モ
デルを効率的且つ費用効果的に生成可能であり、対象物
は、ユーザによって様々な構成に組立てられるシステム
及び方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 仮想モデルを再現するシステム及び方法
は、識別可能であり、物理モデルを形成するよう組立て
られる構成素子を使用する。組立てられた物理モデルの
構成素子に配置され得る少なくとも１つのコントローラ
は、組立てられた構成素子の少なくとも一部の識別を
得、且つ、識別された構成素子間の接続を検出する。コ
ントローラは、構成素子の識別と関連付けられる互いの
接続を、組立てられた物理モデルに対応する仮想モデル
を再現する命令からなるプログラムを実行するのに好適
な情報処理システムに通信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般的に、情報処理
システムを使用して仮想モデルを生成するシステム及び
方法に関り、より詳細には、互いの接続を検出可能な構
成素子から組立てられる物理モデルからの入力を使用し
て仮想モデルを生成するシステム及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータゲーム、コンピュータアニ
メーション等のメディアが普及するには、容易に使用す
ることができ、且つ、費用効果的な３次元グラフィック
を再現する方法が開発されることが必要である。今日、
３次元グラフィックを使用する仮想モデル（即ち、コン
ピュータによって生成されるモデル）は、２つの基本的
な方法を使用し再現される。

【０００３】第１の方法では、コンピュータゲームデザ
イナー、コンピュータアニメータ等といったユーザは、
専門のソフトウェアアプリケーションを使用してモデル
の各素子を手で描くことによってモデルを設計する。こ
の方法では、芸術的な自由はかなり可能となるが、特
に、多数の複雑なモデルの再現を必要とするアニメーシ
ョン映画又は複合ゲームアプリケーションといった大き
いプロジェクトにおいて、たくさんの労働力を必要とし
時間もかかる。更に、この方法を用いるほとんどの高度
なソフトアプリケーションは、リアルな動作を可能にす
る詳細なアニメーションモデルを生成することができな
い。

【０００４】第２の方法は、主に、第１の方法を使用し
て対象物を描く際の制限を解決しようとアニメータによ
って開発されたものである。第２の方法は、この技術に
おいて「デジタル化」として知られ、対象物、人物等の
３次元画像を、走査装置又は「デジタイザ」を使用して
対象物上の点の位置を測定して、コンピュータシステム
によって操作可能なその対象物のメッシュ表示を作成す
る。対象物をデジタル化することによって、第１の方法
を使用して対象物を手で描くよりも効率的に対象物の３
次元メッシュモデルを作成することができる。しかし、
作成されるモデルは、実際の対象物、人物等の現したも
のであるので、ユーザの創造性の自由はより制限されて
しまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、実際の対象
物を表す３次元仮想モデルを効率的且つ費用効果的に生
成可能であり、対象物は、ユーザによって様々な構成に
組立てられるシステム及び方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このようにすることによ
って本発明のシステム及び方法は、現在のデジタル化技
術よりも大きい芸術的な自由を提供し、物理的に作成さ
れた物が外付けの走査装置を使用することなく電子媒体
に変換され、記録ファイルとして選択的に共有すること
ができるようになる。

【０００７】例示的な実施例では、自己識別可能な構成
素子は組立てられて物理モデルを形成する。少なくとも
１つのコントローラが、組立てられた物理モデルの構成
素子内に配置され、少なくとも一部の組立てられた構成
素子の識別を得、これらの素子間の接続を検出する。コ
ントローラは次に、構成素子の識別と、他の構成素子と
の関連付けられる接続に関する情報を情報処理システム
に通信し、情報処理システムは、通信された情報を利用
して命令のプログラムを実行可能であり、組立てられた
物理モデルに対応する仮想モデルを再現する。本発明の
実施例では、内蔵型の電源が設けられて、構成素子及び
コントローラを動作させる。

【０００８】本発明のシステム及び方法の実施例は、例
えば、子供のおもちゃ又はゲームとして娯楽及び／又は
教育目的の使用に適応されることが可能である。本発明
のシステム及び方法の他の実施例は、専門的及び工業的
設計用途に適応され、複雑な３次元モデルを生成し、例
えば、コンピュータゲーム、コンピュータアニメーショ
ン等の用途に使用される。

【０００９】尚、上述した本発明の概要及び以下の詳細
な説明は例示的且つ説明的に過ぎず、本発明の特許請求
の範囲を制限するものではないことを理解すべきであ
る。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付
図面は、本発明の実施例を説明し、本発明の概要と共に
本発明の原理を説明するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、添付図面を参照するこ
とにより、当業者によってより良好に理解することがで
きるであろう。

【００１１】添付図面に説明される本発明の好適な実施
例の詳細を参照する。

【００１２】図１を参照するに、本発明の例示的な実施
例であるシステムを示す。システム１００は、複数の構
成素子１０２を含み、これは、一緒に組立てられて物理
モデル１０４を形成する。構成素子１０２は、ユーザが
容易に取り扱うことができるような寸法にされることが
好適であるが、大きな構成素子も考えられ、このこと
は、本発明の範囲及び目的から逸脱しない。少なくとも
一部の構成素子１０２は、物理モデル１０４において識
別することが可能である。例えば、各構成素子はＲＯＭ
（読出し専用メモリ）デバイス、ＰＲＯＭ（プログラム
可能な読出し専用メモリ）デバイス、ＥＰＲＯＭ（消去
可能なＰＲＯＭ）デバイス等といったメモリデバイスを
含んでもよく、これらのデバイスは、識別、また、選択
的に構成素子１０２の属性に関する情報を供給すること
ができる。

【００１３】コントローラ１０６は、物理モデル１０４
に組立てられるべき少なくとも１つの構成素子１０２の
中に配置される。コントローラ１０６は、組立てられた
構成素子１０２の少なくとも一部の識別を得、識別が得
られた構成素子１０２間の接続を検出する。例えば、コ
ントローラは、物理モデル１０４に組立てられる各構成
素子１０２のメモリデバイスに問合せし、構成素子１０
２の識別と、その構成素子１０２と隣接する構成素子１
０２との接続を得る。構成素子１０２における接続は有
線であっても無線であってもよい。例えば、本発明の実
施例では、コントローラ１０６は、互いからの最短距離
を検出するか、及び／又は、コネクタ内の機械的な移動
量を感知することによって、構成素子１０２の存在及び
接続を感知する。

【００１４】コントローラ１０６は、組立てられた構成
素子１０２の得られた識別を含む情報と、他の構成素子
１０２への接続を識別する情報を、情報処理システム１
０８に（例えば、ワイヤレス伝送、有線接続等を介し
て）定期的に通信する。例えば、コントローラ１０６
は、無線送信器を含むか又は無線送信器に接続され、情
報処理システム１０８に接続される受信器に情報を無線
で送信する（図８参照）。本発明の実施例では、無線送
信器及び無線受信器はブルートゥース（Bluetooth）、
ホームＲＦ ＳＷＡＰ（Shared Wireless Access Proto
col）、ＤＥＣＴ（digital enhanced cordless telepho
ne）等といった任意の様々な伝送規格を使用して、通信
される情報を符号化、送信、受信、及び、復号化してよ
い。情報処理システム１０８は次に、ソフトウェアアプ
リケーションの命令プログラムを実行させ、コントロー
ラ１０６によって通信される情報を使用して、組立てら
れる物理モデル１０４に対応する仮想モデル１１０を再
現させる。ソフトウェアアプリケーションによって構成
素子１０２の仮想表示は、構成素子１０２が物理モデル
１０４を組立てたように組立てられることが好適であ
る。この組立体は、構成素子１０２の仮想表示を、コン
トローラ１０６から受信した接続情報を使用して構成素
子１０２が接続されるように接続することによって達成
される。

【００１５】一部の場合において、コントローラ１０６
によって物理モデル１０４に関し不完全な又は矛盾する
情報が供給される場合がある。例えば、コントローラ１
０６によって供給される情報は、物理モデル１０４内の
構成素子１０２の物理的な配置について幾らかの曖昧さ
を残す場合がある（例えば、構成素子１０２が適切に作
動しておらず、従って、その識別が供給されない場合
や、物理モデルに組立てられる１つ以上の構成素子が
「ダム（dumb）」構成素子、即ち、メモリデバイス、コ
ントローラ等を含まない構成素子である場合や、コント
ローラ１０６によって供給される接続情報が適切に解釈
されない場合）。このような場合において、ソフトウェ
アアプリケーションは、仮想モデルを完全にする為のオ
プションを提供する。例えば、アプリケーションは、受
信した情報に基づいて、単純に最も可能性の高い構成素
子１０２の構成を選択してもよい。アプリケーションは
更に、ユーザに情報が正しいか否かを問合せし、例え
ば、異なる構成素子１０２を使用して物理モデル１０４
を再度組立てするよう命令するか、又は、同様の機能を
行って受信した情報を訂正し、それにより、仮想モデル
１１２が正確に再現される。

【００１６】図２Ａ及び図２Ｂに示すように、仮想モデ
ル１１０は、情報処理システム１０８のディスプレイ１
１２に表示され得る。仮想モデル１１０は更に、情報処
理システム１０８のメモリに格納されても、情報処理シ
ステム１０８によって着脱可能な媒体に格納されても、
ネットワークを介し他の情報処理システムに通信されて
もよく、それにより、ユーザ又は第３者が後から使用で
きるようにする（図８参照）。例えば、ＣＡＤ（コンピ
ュータ支援製図）ファイルと似たような電子ファイルが
メモリに保存されてもよく、そのメモリにはコントロー
ラ１０６から受信した情報と、更に、選択的に、仮想モ
デル１１２が再現された後にユーザによって仮想モデル
１１２に対し行われた訂正又は変更を描写する情報とが
格納される。本発明の実施例では、このファイルは製造
業者に供給され（例えば、システム１００をユーザに提
供する会社）、そこで、製造業者は仮想モデル１１２を
製造用テンプレートとして使用することができる。この
ような製造には、コンピュータ支援機械加工といったコ
ンピュータ支援製造技術が用いられ、所望のアイテムが
効率よく製造される。このような方法で製造されうるア
イテムの例としては、カスタム設計のおもちゃ、家具、
衣類等、また、工学プロトタイプ作成又試験に使用され
るモデル、建築モデル等が挙げられる。１つのビジネス
モデルとしては、ユーザが仮想モデル１１２からアイテ
ムを製造するのに対し料金を支払い、それにより、一般
には市販されないカスタム設計アイテムを製造する能率
的な方法が提供される。

【００１７】本発明の実施例では、内蔵型電源が設けら
れて、構成素子１０２（例えば、構成素子１０２内のメ
モリデバイスに動作させるために）、及び、コントロー
ラ１０６が給電される。電源は、電池等といった蓄電デ
バイス１１４を使用し、これは、１つ以上の構成素子１
０２内に配置される。電力は、組立てられた際には、構
成素子間の接続を介し他の構成素子１０２に伝達される
（図４参照）。或いは、１つ以上の構成素子１０２は、
ＡＣ（交流）変換器を含むか又は交流変換器に接続され
てもよいので、電源として外部のＡＣ電源を使用しても
よい。

【００１８】図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ソフトウ
ェアアプリケーションは、コントローラ１０６から情報
を受信するとすぐに仮想モデル１１２をリアルタイムで
再現する場合がある。ソフトウェアアプリケーション
は、物理モデル１０４が完成される又は訂正されること
によって、コントローラ１０６から追加情報を受信する
と仮想モデル１１２を訂正又は更新する。このようにし
て、ユーザは仮想モデル１１０を、構成素子１０２を物
理モデル１０４に組立てる際に見ることができる。或い
は、ソフトウェアアプリケーションは、コンピュータに
よって通信される情報を格納し、物理モデル１０４が完
全に組立てられた後にのみ仮想モデル１１０を再現して
もよい。

【００１９】本発明の実施例では、各構成素子１０２
は、メモリデバイス（図４乃至６を参照）を含み、その
構成素子の識別が格納される。メモリデバイスは更に、
その構成素子の実際の属性（例えば、寸法、色、コネク
タの数等）を格納し、また、選択的に、仮想モデル１１
０の構成素子の表示に割当てられるべき属性（例えば、
仮想寸法、仮想形状、色、形状、表面テクスチャ、重
量、電気特性、熱特性、機械特性、及び、動的特性等）
を格納する。或いは、ソフトウェアアプリケーション
は、システム１００内の各構成素子１０２の属性、ま
た、選択的に仮想属性を含むデータベースを有してもよ
い。ソフトウェアアプリケーションは、コントローラ１
０６によって通信される識別情報を使用して、このデー
タベースに問合せし、物理モデル１０４に組立てられた
それぞれ識別される構成素子１０２の仮想リプリゼンテ
ーションに対し適切な属性を割当てる。

【００２０】仮想モデル１１２の機能及び動作は、使用
される構成素子１０２に基づいて可能にされるか又は無
効にされる。１つの実施例では、構成素子１０２は電子
符号化された特性を有し、それによりユーザは、構成素
子の仮想モデル１１２における外観の特性を選択するこ
とができる。例えば、ユーザは、物理モデル１０４に対
し所望の特性を有する構成素子１０２を選択することに
よって、仮想モデル１１２の構成素子に対し色と材料の
特性を選択することができる。従って、第１の構成素子
１０２は、仮想モデル１１２では黒いゴムの表面を有す
るよう再現され、第２の構成素子１０２は、クロムの表
面を有するよう再現され得、これらの表面特性は、使用
される構成素子１０２によって与えられるものである。
同様に、非電動即ち不動の構成素子１０２は、構成素子
１０２の仮想表示では電動即ち動作を有するものとして
符号化されてもよい。例えば、構成素子１０２は「電動
式車軸」の動作が与えられるものとする。この構成素子
に車輪の構成素子が取付けられると、再現される車両の
仮想モデルには、動作のための原動力が設けられる。構
成素子１０２の更なる符号化がソフトウェアアプリケー
ションによって解釈されることによって、仮想モデル１
１２に対し特別な効果が与えられる（例えば、ホーンを
含む構成素子が音声を供給し、翼を含む構成素子は飛行
を供給し、ロケットエンジンを含む構成素子は音声、動
作、及び、スモーク効果などを供給する）。このように
して仮想モデル１１２は、仮想モデル１１２が再現され
る基礎となる物理モデル１０４の能力を、仮想セッティ
ングにおいて超え得る（例えば、再現される仮想モデル
１１２は飛行しているものとして示されるが、それを支
持する手段が見えなくてもよい）。

【００２１】或いは、各構成素子１０２の仮想表示の特
性は、ソフトウェアアプリケーションによって表示され
るオプションからユーザによって選択されてもよい。従
って、仮想モデル１１２は、最初は表面特性無しで再現
され、ユーザは、各構成素子の仮想表示又は仮想モデル
１１２全体の表面特性を、システム１００内の構成素子
に対し可能な表面特性のリストを提供するスタイルシー
トから選択するよう促される。

【００２２】例示的な実施例では、構成素子１０２の能
力又は特性は定期的に訂正又は更新される。例えば、飛
行機モデルのエンジンに対応する構成素子１０２は、ピ
ストンエンジンからタービンエンジンに更新される場合
がある。１つのビジネスモデルとして、ユーザは、ユー
ザのシステム１００の構成素子１０２を更新するために
料金を支払い、より複雑な動作が与えられる、又は、新
しく作成されるソフトウェアを使用することができるよ
うになる。各構成素子１０２の特性又は動作は、構成素
子の表面にある印によって指示される。特性又は動作が
変更されると、その印も適宜訂正される。

【００２３】仮想モデルは、一旦再現された後に、ユー
ザによって操作又は変更されてもよい。例えば、各構成
素子１０２の仮想表示の特性は、ソフトウェアアプリケ
ーションによって表示されるオプションからユーザによ
って選択され得る。従って、仮想モデル１１２は、最初
は表面特性無しで再現され、ユーザは、各構成素子又は
仮想モデル１１２全体の仮想表示の表面特性を、システ
ム１００内の構成素子に対し可能な表面特性のリストを
提供するスタイルシートから選択するよう促される。

【００２４】本発明の実施例では、ユーザは更に、仮想
モデル１１２全体の外観に影響を及ぼす特性を選択して
もよい。例えば、スライディングスケールを使用して構
成素子１０２の仮想表示を補間することによって、ユー
ザは仮想モデル１１２にモダンな外観、湾曲した「アー
ルヌーボ調」の外観、アンティークの外観等を与えるこ
とができる。同様に、ユーザは、３次元グラフィックの
技術において既知である様々な技術を使用して仮想モデ
ルに効果を与えることができる。このような効果には以
下のものが含まれるが、以下に制限されるものではな
い。例えば、モデルの色を変える、モデルの表面のテク
スチャを変える、モデルの形状を変更する（例えば、矩
形を滑らかな湾曲に形成する等）、モデルにグラフィッ
クを加える、モデルに動きを与える、モデルが表示され
る背景を与える等である。

【００２５】情報処理システム１０８によって実行され
るソフトウェアアプリケーションは、仮想モデル１１２
が再現される際に背後に現れる背景を、ユーザが割当て
ることを可能にする。例えば、構成されるモデルの種類
に基づいてユーザが利用可能な環境のグループ（例え
ば、自動車用のレーストラック、建物用の都市風景、動
物用の自然環境セッティング等）がある。仮想モデル１
１２がアニメーション化されると、これらの背景も、仮
想モデルのアニメーション化される動作に応じて変化す
る。更に、本発明では、一旦、仮想モデル１１２が再現
されると、これらのモデルは互いに作用しアニメーショ
ン映画、ビデオゲーム等が作成される。このようなアニ
メーション化される映画又はビデオゲームには、吹き替
え、音声効果を含んでもよく、これは、今日、コンピュ
ータアニメーションの当業者に周知である技術を使用し
て加えられる。更に、ユーザは、仮想モデル１１２が互
いに作用することを可能にし、その相互作用の仮想表示
を作成する。例えば、ユーザは様々な属性と能力を有す
るキャラクタの仮想モデルを、使用した部分、及び、使
用した部分の属性との相互作用に基づいて作成する。こ
れらのキャラクタは、インターネット等のネットワーク
を介し、他の人が作成したキャラクタとやりとりしても
よい（即ち、オンラインゲーム）。

【００２６】構成素子１０２は更に、構成素子１０２及
び／又は物理モデル１０４の属性（例えば、向き、動
作、速度、回転、加速度、温度、歪み等）を感知し、選
択的に属性を測定するセンサを含んでもよい。例えば、
傾斜計を使用して、構成素子１０２の重力に対する向き
を検出することにより、仮想モデル１１２が正しい向き
で再現される。同様に、加速度計を設けて、構成素子１
０２及び／又は物理モデル１０４の動作を検出すること
により、仮想モデル１１２は仮想背景に対する動作で再
現される。更に、構成素子１０２は、互いに対し動作す
ることができる２つ以上の関着する素子を含んでもよ
い。例えば、構成素子１０２は、蝶番（例えば、ドア）
でつながれる２つの素子、車軸の車輪を支持する素子、
互いに対し摺動する２つの素子（例えば、上げ下げ窓）
等を含む。例えば、線形可変差動変圧器（ＲＶＤＴ）、
回転可変差動変圧器（ＲＶＤＴ）等といったセンサを使
用して、１つの構成素子の別の構成素子に対する相対位
置、向き、速度、加速等を感知及び選択的に測定する。

【００２７】例示的な実施例では、センサはコントロー
ラ１０６によって定期的に問合せされ、感知された属性
に関する情報が得られる。或いは、センサは、コントロ
ーラ１０６に供給される属性測定値を連続的に更新す
る。コントローラ１０６は次にこの情報を情報処理シス
テムに通信し、情報はシステムにおいて使用されて仮想
モデル１１２を再現し、それにより、仮想モデルは感知
された属性を表す。

【００２８】図３では、物理モデルの対応する動作に応
答して再現される仮想モデルの動作を示す。１つ以上の
構成素子１０２がセンサ１１８を含み、このセンサは構
成素子１０２又は組立てられた物理モデル１０４の動作
を検出することができる。センサ１１８は、コントロー
ラ１０６によって定期的に問合せされ、構成素子１０２
の動作に関する情報が得られる。この場合は、構成素子
１０２に関する動作は、構成素子１０２の第１の位置１
２０から第２の位置１２２への平行移動を示す。コント
ローラ１０６はこの情報を情報処理システム１０８に通
信し、仮想モデル１１２は、情報を受信すると物理モデ
ル１０４の第１の位置１２０に対応する第１の位置１２
４から物理モデル１０４の第２の位置１２２に対応する
第２の位置１２６に平行移動される。仮想モデル１１２
の動作は、ユーザの希望に応じて、又は、仮想モデル１
１２をディスプレイ１１４に表示するのに必要であると
思われる場合は、物理モデル１０４の動作と比較して縮
尺されてもよい。

【００２９】尚、本発明の実施例では、構成素子１０２
に組み込まれるセンサ１１８が仮想モデル１１２をアニ
メーション化するための情報を供給することを理解する
ものとする。例えば、自動車の車輪を表す構成素子の回
転は、自動車の仮想モデルの動作を指示するものとして
ソフトウェアアプリケーションによって検出且つ解釈さ
れる。同様に、プロペラを表す構成素子の回転を感知す
るのに好適なセンサ１１８は、検出且つ解釈され、飛行
機の仮想モデルの飛行を指示する。

【００３０】図４を参照するに、本発明の例示的な実施
例によるシステムは、ここでは、マスタ構成素子がメイ
ンシステムコントローラを供給するものとして説明す
る。システム４００は構成素子４０２を含み、これら
は、図１乃至３において説明したように物理モデルを組
立てるためにマスタ又はベース構成素子４０４に組立て
られる。マスタ構成素子４０４は、システムコントロー
ラ４０６（例えば、マイクロコントローラ、マイクロプ
ロセッサ等）を含み、一方、各構成素子４０２はメモリ
デバイス又はサブコントローラ４０８（例えば、マイク
ロコントローラ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ等）を
含み、これらのメモリデバイス又はサブコントローラ
は、構成素子４０２の識別と、選択的に、構成素子４０
２に所望の属性を割当てる情報とを格納する。メモリデ
バイス４０８は、そのメモリデバイスが配置される構成
素子４０２のコネクタへの他の構成素子４０２の接続を
感知し、その接続を形成するのに使用されるコネクタを
識別することができることが好適であり、この接続情報
はメモリに格納される。メモリデバイス４０２がコント
ローラ４０６と通信可能となるのは、構成素子４０２が
マスタ構成素子４０４に組立てられたときである。例え
ば、コントローラ４０６は、マスタ構成素子４０４に組
立てられる構成素子４０２との相互接続間に確立される
有線バス接続を介しメモリに通信することができる。或
いは、各構成素子４０２のメモリデバイス４０８は、ブ
ルートゥース無線機といった送信器又は送受信器を含む
か又は接続され、システムコントローラ４０６内の受信
器又は第２の送受信器と短距離無線通信を行うことが好
適である。

【００３１】システム４００は更に、内蔵型電源を含
み、構成素子４０２に給電してメモリデバイス４０８を
動作させ、且つ、マスタ構成素子に給電してコントロー
ラ４０６を動作させる。図４に示す実施例では、電源
は、電池といった蓄電デバイス４１０を含み、これは、
マスタ構成素子４０４内に配置される。蓄電デバイス４
１からの電力は、組立てられた構成素子間の接続を介
し、マスタ構成素子４０４に組立てられる構成素子４０
２に供給される（図６参照）。

【００３２】コントローラ４０６は、各構成素子４０２
のメモリデバイス４０８に問合せをし、構成素子４０２
の識別、及び、隣接する構成素子４０２との接続を得
る。例えば、構成素子４０２が、組立てられた物理モデ
ル内で互いに接続されていると、各構成素子４０２内の
メモリデバイス４０８は、それが接続される別の構成素
子４０２の識別と、それらの構成素子４０２間の接続を
形成するよう使用されるコネクタの識別とを決定する。
次に、コントローラ４０６は周期的にメモリデバイス４
０８を問合せし、組立てられた構成素子４０２の識別
と、それらの構成素子４０２間の接続に使用されるコネ
クタに関連付けられる識別を得る。コントローラ４０６
は次に、物理モデル用の構成素子マップを組立て、これ
は、情報処理システムに送信され、それにより、構成素
子４０２及び４０４から組立てられた物理モデルに対応
する仮想モデルが再現される。構成素子４０２は、その
構成時に物理モデルに追加される、動かされる、又は、
取り除かれ、コントローラは定期的に構成素子マップを
更新して変更を反映するので、情報処理システムは自動
的に再現された仮想モデルを更新する。

【００３３】図５を参照するに、本発明の第２の実施例
によるシステムを示し、ここでは、システム内の複数の
構成素子にはコントローラが設けられる。システム５０
０は、図１乃至３に説明したように物理モデルを形成す
るよう組立てられる構成素子５０２を含む。図示するよ
うに、システム５００の各構成素子５０２は、例えば、
マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等から構成
されるコントローラ５０４と、構成素子５０２の識別
と、選択的に、構成素子５０２に対し所望の属性を割当
する情報とを格納するメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＰＲＯ
Ｍ、ＥＰＲＯＭ等）とを含む。各コントローラ５０４は
更に、情報処理システム、センサ１１８（図１参照）と
いったセンサ、及び、選択的に、他の構成素子５０２の
コントローラ５０４と通信するためのブルートゥース無
線機等といった送信器又は送受信器を含む。

【００３４】システム５００は更に、内蔵型電源を含
み、構成素子５０２に給電し、コントローラ５０４及び
コントローラ５０４に接続される任意の関連付けられる
メモリ、送信器、受信器、バスコントローラ等を動作さ
せる。電源は、電池等の蓄電デバイスを含み、これは、
１つ以上の構成素子５０２内に配置される。蓄電デバイ
スからの電力は、組立てられた構成素子間の接続を介し
蓄電デバイスを有さない構成素子５０２の供給されるこ
とが好適である（図６参照）。

【００３５】コントローラ５０４は、コントローラが配
置される構成素子５０２のコネクタ５０６及び５０８へ
の他の構成素子５０２の接続を感知し、接続を形成する
ために使用されるこれらのコネクタ５０６及び５０８を
識別することができ、この接続情報はメモリに格納され
る及び／又はシステム５００に接続される情報処理シス
テムに通信される。同様に、各コントローラ５０４は他
の構成素子のコントローラに問合せをし、他の構成素子
５０２の識別を得ることができる。この識別情報は次
に、メモリ内に格納されるか又は情報処理システムに通
信される接続情報と相関され、物理モデルの構成素子マ
ップを生成するために使用される。この構成素子マップ
は、組立てられた物理モデルに対応する仮想モデルを再
現するために使用される。ここでも、構成素子５０２
は、その構成の際に物理モデルに追加される、動かされ
る、又は、取り除かれるので、構成素子５０２内のコン
トローラは定期的に識別及び接続情報を更新し、それに
より、情報処理システムは再現される仮想モデルを自動
的に更新することができる。

【００３６】コントローラ５０４は更に、接続してない
構成素子５０２の近接性、即ち、相対位置を検出するこ
とができる。例えば、１つ以上のコントローラ５０４は
送受信器を含み（又は、選択的に接続され）、この送受
信器は、定期的に無線周波数パルス又はピングを放送す
ることができ、これらのパルス又はピングは、他の構成
素子５０２のコントローラによって受信される。ピング
送信及びピング受信の間に経過した時間は、送信したコ
ントローラ５０４と受信したコントローラ５０４との間
の距離を決定するために使用される。ピングが多数の構
成素子のコントローラ５０４によって受信される場合、
三角測量技術を使用して構成素子５０２の相対位置が決
定され、このことは、仮想モデルに表される。

【００３７】図６を参照するに、本発明の例示的な実施
例による２つの構成素子が一緒にされる組立体を示す。
システム６００は、構成素子６０２及び６０４を含み、
図１乃至５に説明したように物理モデルを形成する。各
構成素子６０２及び６０４は、メモリデバイス６０６、
或いは、図４及び図５にて説明したようなコントロー
ラ、サブコントローラ等を含む。メモリデバイス６０６
は、ワイヤ６１８を介しそれぞれポストコネクタ及びレ
セプタクルコネクタとして配置される電気コネクタ６１
０及び６１２に接続される。例示的な実施例では、１つ
の構成素子６０４のポストコネクタ６１４が他方の構成
素子６０２のレセプタクルコネクタ６１６に挿入される
ことにより、構成素子６０２及び６０４が互いに接続さ
れると、電気コネクタ６１０及び６１２は互いに接続さ
れて、構成素子６０２及び６０４のメモリデバイス６０
６及び６０８間に電気回路を形成する。このようにして
メモリデバイス（又は、コントローラ、サブコントロー
ラ等）６０６は互いに通信して、識別及び接続情報、ま
た、電力等を共有する。多数の構成素子を有するシステ
ムを考える場合は、物理モデル内の組立てられた構成素
子の電気コネクタ６１０及び６１２とワイヤ６１８の相
互接続は、システムバスとして使用され、マスタ構成素
子の中央コントローラと識別及び接続情報を通信し、ま
た、電力を供給する。

【００３８】図１乃至６に示す本発明の実施例では、本
発明の構成素子は小さな連動結合ビルディングブロック
からなる。例えば、１つの特定の実施例では、構成素子
は、複数のポストとレセプタクルが形成されたビルディ
ングブロックから構成され得、このとき、１つのブロッ
クのポストは別のブロックのリセプタクルに受容され、
ブロックを互いに固定し、ブロックを物理モデルに組立
てられる。このようなビルディングブロックは一般的に
子供のおもちゃとして使用され、このようなビルディン
グブロックの人気のあるブランドはInterlego AG（Baa
r, Switzerland）によってＬＥＧＯの商標で市販されて
いるものである。しかし、本発明の構成素子は、そのよ
うなビルディングブロック構成に制限されるものではな
いことを理解するものとする。その代わり、本発明の構
成素子は、様々な形状及び寸法を有し、様々な接続技術
が使用されることが考えられる。例えば、本発明の別の
実施例では、構成素子は、ハブレシーバ（hub receive
r）によって接合されるロッド又はテンドンから構成さ
れてもよく、ハブレシーバにはテンドンを受容する孔が
形成される。ハブは多数の電気接触を有し、それによ
り、レシーバにおけるテンドンの向きが検出される。こ
のようなテンドン及びハブシステムも広く子供のおもち
ゃとして使用され、このようなシステムの人気のあるブ
ランドは、Playschool, Inc.（Pawtucket, Rhode Islan
d）からＴＩＮＫＥＲＴＯＹの商標で市販されているも
のである。このような実施例において、構成素子１０２
は多数の形状及び寸法を有し、それにより、ユーザは様
々な物理モデルを組立てることができる。更に、構成素
子は、モデル化される対象物の特別の部分を含んでもよ
い。従って、例えば、自動車をモデル化するのに好適な
システムは、自動車のフェンダ、ドア、ボンネット、エ
ンジン、車輪等からなる構成素子を含み、飛行機をモデ
ル化するのに好適なシステムは、翼、機体、エンジン、
着地装置等からなる構成素子を含み、コンピュータシス
テムをモデル化するのに好適なシステムは、マザーボー
ド、回路基板、キーボード、モニタ、シャーシ、拡張ボ
ード等からなる構成素子を含む。

【００３９】本発明のシステムは更に、対応する数の物
理モデルを作成することにより多数の仮想モデルを再現
することを可能にする。本発明の実施例では、これらの
仮想モデルは、仮想環境において互いとやり取りするよ
う形成されるが、これは、対応する物理モデルの相互作
用を測定し再現することにより可能となる。例えば、１
つの実施例では、各物理モデルは、トランスポンダ、送
受信器等を含む１つ以上の構成素子を含み、これらは、
無線周波数パルス又はピングを定期的に放送することが
でき、これらの無線周波数パルス又はピングは別の物理
モデルに組立てられる構成素子のトランスポンダ、送受
信器等によって受信される。ピング送信及びピング受信
の間の経過した時間は、無線周波数遅延技術を使用して
物理モデル間の距離を決定するために使用される。ピン
グが多数の構成素子のトランスポンダによって受信され
る場合、三角測定技術が使用されて、様々な物理モデル
の相対位置が決定される。更に、物理モデルの相対向き
は、互いから離間される少なくとも２つのトランスポン
ダを各物理モデルに設けることにより決定される。中央
構成素子（例えば、ベース構成素子）が設けられて、多
数の物理モデルからの信号を受信且つ同期させ、それに
より、信号を調整し、様々な物理モデルの相対距離、位
置、及び、選択的に向きを追跡することができる。この
ようにして、距離、位置、及び、向きが定期的にサンプ
リングされ（例えば、定期的なピングを使用することに
より）、物理モデルの互いとの相対動作を記録すること
ができる。このようにして、相互にやり取り可能な多数
の仮想モデルを再現することができる。

【００４０】本発明の実施例では、仮想モデルは、物理
モデルが分解される又は破壊されるに応じて再現され
る。例えば、１つの実施例では、物理モデルは、それが
表す対象物（例えば、橋、建物、飛行機の部品、自動車
等）の故障メカニズムをモデル化するために作成される
場合がある。物理モデルを構築するのに使用される構成
素子内のセンサは、故障時の物理モデル内の物理的状態
（例えば、力、動作、温度等）を検出する。１つの特定
の実施例では、子供のおもちゃとして使用される自動車
の物理モデルが静止した対象物に衝突し、本発明の構成
素子によって具現化されるドア、ボンネット、バンパ
ー、ホイール等といった部品が外れる場合がある。自動
車の部品を形成する構成素子には、例えば、速度、加速
度、位置、向き等といったその部品の物理的状態を検出
するセンサが設けられることが好適である。このように
して、様々な構成素子によって表される部品の動作が記
録され、自動車の衝突事故、又は、コンピュータアニメ
ーションの「スタントカーレース」等を表し、爆発、音
声等といった効果も含む衝突のアニメーション化される
仮想モデルを生成することができる。

【００４１】図７を参照するに、本発明の例示的な実施
例に従って、物理モデルに組立てられる構成素子からの
入力を使用して仮想モデルを生成する方法７００を説明
する。図示するように、ユーザは、ステップ７０２にお
いて構成素子を組立て、物理モデルを形成する。構成を
支援するために、構成ファイルマップを相互作用的に使
用し、モデルを構成する方法がユーザに伝えられる。

【００４２】ステップ７０４において、ユーザによって
組立てられた物理モデルを表す仮想モデルが生成され
る。例示的な実施例では、ステップ７０６において、仮
想モデルは、物理モデルに組立てられる構成素子の識
別、及び、選択的に属性を得ることにより生成される。
ステップ７０８では、物理モデル内の各識別された構成
素子間の接続が検出され、識別される構成素子と関連付
けられる。図１乃至６に示すシステムで説明したよう
に、ステップ７０６及びステップ７０８は、構成素子内
に配置されるメモリデバイス、コントローラ等といった
デバイスに問合せして、構成素子の識別、属性、及び接
続情報を得ることにより達成される。これらの情報は次
に、情報処理システムに通信され、そこで、仮想モデル
を再現するために使用される（ステップ７１０）。仮想
モデルは、一旦再現された後に、ユーザによって操作又
は変更されることができる（ステップ７１２）。例え
ば、ユーザは、３次元技術において周知である様々な技
術を使用して仮想モデルに対し効果を与えてもよい。こ
のような効果には、以下に制限されないが、モデルの色
を変更する、モデルの表面のテクスチャを変更する、モ
デルの形状を変更する（例えば、矩形を滑らかな曲線に
変換する等）、モデルにグラフィックを加える、モデル
に動きを与える、及び、モデルが表示される背景を与え
る等がある。更に、ステップ７０２乃至７１２は、構成
素子が物理モデルに追加される、物理モデルから動かさ
れる、又は、取り除かれることによって必要に応じて繰
り返され、それにより、仮想モデルは訂正される。

【００４３】尚、開示される方法におけるステップの特
定の順序又は序列は、例示的な取り組み方法の例である
ことを理解するものとする。設計の好みに応じて、方法
におけるステップの特定の順序又は序列は、本発明の範
囲から逸脱することなくリアレンジすることが可能であ
る。本願における方法請求項は、サンプリングの順序で
様々なステップの構成要素を表すが、示される特定の順
序又は序列に制限されるものではない。更に、本発明の
方法７００はある程度の特異性を持って説明したが、本
発明の方法の構成要素は、本発明の目的及び範囲から逸
脱することなく当業者によって変更できることを認識す
べきである。本発明の１つの実施例は、図８に説明する
ように構成される１つ以上の情報処理システムのメイン
メモリ内にある一連の命令として実行可能である。一連
の命令は、情報処理システムに要求されるまで、例え
ば、ハードディスクドライブに使用する図８に示す補助
メモリといった別のコンピュータ読出し可能なメモリ、
又は、ＣＤ−ＲＯＭドライブに使用する光ディスク、フ
ロッピー（登録商標）ディスクドライブに使用するフロ
ッピー（登録商標）ディスク、フロプティカルドライブ
に使用するフロプティカルディスクといった着脱可能な
メモリ、又は、パーソナルコンピュータカードスロット
に使用するパーソナルコンピュータメモリに格納されて
もよい。更に、一連の命令は、別の情報処理システムの
メモリ内に格納可能であり、ユーザに所望されるとき
に、ローカルエリアネットワーク又はインターネットと
いったワイドエリアネットワークを介し送信されてもよ
い。更に、命令は、アプレットの形式でネットワークを
介し送信されてもよく、アプレットはコンピュータシス
テムへの送信の前ではなく送信の後に解釈される。当業
者は、一連の命令又はアプレットの物理的な記憶は、そ
れが電気的、磁気的、化学的、物理的、光学的、又は、
ホログラフ的に格納される媒体を物理的に変え、それに
より、媒体はコンピュータ読出し可能な情報を担持する
ことを理解するものとする。

【００４４】図８を参照するに、例示的なハードウェア
システムを示し、これは、図１乃至３において説明した
情報処理システム１０８を略表すものである。ハードウ
ェアシステム８００は、中央処理システム８０２によっ
て制御される。中央処理システム８０２は、マイクロプ
ロセッサ又はマイクロコントローラといったプログラム
を実行する中央演算処理ユニットを含み、ハードウェア
システム８００のデータを操作し、システムのタスクを
制御する。中央プロセッサ８０２との通信は、システム
バス８１０を介し行われ、ハードウェアシステム８００
の構成要素間で情報が転送される。バス８１０は、デー
タチャネルを含み、記憶装置とハードウェアシステムの
他の周辺構成要素との間での情報の転送を容易にする。
バス８１０は更に、データバス、アドレスバス、及び、
制御バスを含み、中央処理システム８０２との通信に必
要な信号のセットを供給する。バス８１０は更に、普及
している規格に従った任意の最新のバスアーキテクチャ
を含んでもよく、例えば、業界標準アーキテクチャ（Ｉ
ＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、マイクロ・チャネル
・アーキテクチャ（ＭＣＡ）、ペリフェラル・コンポー
ネント・インターコネクト（ＰＣＩ）ローカルバス、Ｉ
ＥＥＥ４８８汎用インタフェースバス（ＧＰＩＢ）、Ｉ
ＥＥＥ６９６／Ｓ−１００を含む電気電子技術者協会
（ＩＥＥＥ）によって公表される規格等が挙げられる。
ハードウェアシステム８００の他の構成要素としては、
メインメモリ８０４、及び、補助メモリ８０６を含む。
ハードウェアシステム８００は更に、必要に応じて補助
処理システム８０８を含む。メインメモリ８０４は、中
央処理システム８０２上で実行されるプログラムの命令
及びデータを格納する。メインメモリ８０４は一般的に
半導体に基づくメモリであり、例えば、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）及び／又はス
タティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）
が挙げられる。他の半導体に基づくメモリの種類には、
例えば、シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）、ラムバス・ダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリ（ＲＤＲＡＭ）、フェリ
ック・ランダム・アクセス・メモリ（ＦＲＡＭ）等が含
まれる。補助メモリ８０６は、実行の前にメインメモリ
８０４にロードされる命令及びデータを記憶する。補助
メモリ８０６は更に、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プ
ログラム可能な読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可
能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲ
ＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又は、フラッシュメモリ（ＥＥ
ＰＲＯＭに類似するブロック指向型メモリ）といった半
導体に基づくメモリを含む。補助メモリ８０６は更に、
様々な非半導体ベースのメモリを含んでもよく、以下に
制限されないが、例えば、磁気テープ、ドラム、フロッ
ピーディスク、ハードディスク、オプティカル、レーザ
ディスク（登録商標）、コンパクトディスク読出し専用
メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、書込み可能なコンパクトディ
スク（ＣＤ−Ｒ）、書換え可能なコンパクトディスク
（ＣＤ−ＲＷ）、デジタル・バーサトル・ディスク（Ｄ
ＶＤ−ＲＡＭ）等を含む。他の種類のメモリデバイスも
考えることが可能である。ハードウェアシステム８００
は選択的に、補助処理システム８０８を含み、これは、
入力／出力を管理する補助プロセッサ、浮動小数点演算
を行う補助プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ
（特殊用途用マイクロプロセッサであって、信号処理ア
ルゴリズムの高速実行に好適なアーキテクチャを有す
る）、バックエンドプロセッサ（メイン処理システムに
従属するスレーブプロセッサ）、デュアル又はマルチプ
ルプロセッサシステム用の追加のマイクロプロセッサ又
はコントローラ、又は、コプロセッサである。尚、この
ような補助プロセッサは、別個のプロセッサであって
も、メインプロセッサに組み込まれてもよい。

【００４５】ハードウェアシステム８００は更に、表示
デバイス８１４に接続するための表示システム８１２
と、１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス８１８、
８２０（最大Ｎ個のＩ／Ｏデバイス８２２）に接続する
ためのＩ／Ｏシステム８１６を含む。表示システム８１
２は、表示デバイスを駆動させる全ての構成要素を有す
るビデオ表示アダプタを含んでもよく、構成要素には例
えば、ビデオメモリ、バッファ、及び、必要に応じてグ
ラフィックエンジンを含む。ビデオメモリは、例えば、
ビデオ・ランダム・アクセス・メモリ（ＶＲＡＭ）、シ
ンクロナス・グラフィックス・ランダム・アクセス・メ
モリ（ＳＧＲＡＭ）、ウィンドウ・ランダム・アクセス
・メモリ（ＷＲＡＭ）等である。表示デバイス８１４
は、モニタ又はテレビジョンといった陰極線管（ＣＲ
Ｔ）タイプのディスプレイを含むか、或いは、投写型Ｃ
ＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、オー
バヘッドプロジェクタディスプレイ、ＬＣＤディスプレ
イ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、ガス又は
プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンスディス
プレイ、真空蛍光ディスプレイ、カソードルミネセント
（電界放出）ディスプレイ、プラズマアドレス液晶（Ｐ
ＡＬＣ）ディスプレイ、ハイ・ゲイン・エミッシブ・デ
ィスプレイ（ＨＧＥＤ）等といった別の種類のディスプ
レイ技術を含んでよい。入力／出力システム８１６は、
１つ以上のコントローラ又はアダプタを含み、１つ以上
のＩ／Ｏデバイス８１８乃至８２２間にインタフェース
機能を供給する。例えば、入力／出力システム８１６
は、シリアルポート、パラレルポート、ユニバーサルシ
リアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４シリア
ルバスポート、赤外線ポート、ネットワークアダプタ、
プリンタアダプタ、無線周波数（ＲＦ）通信アダプタ、
万能非同期送受信器（ＵＡＲＴ）ポート等を含み、例え
ば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッ
ド、ジョイスティック、トラックステッキ、赤外線トラ
ンスデューサ、プリンタ、モデム、ＲＦモデム、バーコ
ード読取り器、電荷結合素子（ＣＣＤ）読出し器、スキ
ャナ、コンパクトディスク（ＣＤ）、コンパクトディス
ク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル・バー
サトル・ディスク（ＤＶＤ）、ビデオキャプチャデバイ
ス、ＴＶチューナカード、タッチスクリーン、スタイラ
ス、電子音響トランスデューサ、マイクロホン、スピー
カ、オーディオアンプ等といった対応するＩ／Ｏデバイ
スとやり取りを行う。入力／出力システム８１６及びＩ
／Ｏデバイス８１８乃至８２２は、アナログ又はデジタ
ル信号を供給又は受信し、本発明のハードウェアシステ
ム８００と外部のデバイス、ネットワーク、又は、情報
源との間で通信する。入力／出力システム８１６及びＩ
／Ｏデバイス８１８乃至８２２は、イーサネット（登録
商標）ＩＥＥＥ８０２規格（例えば、ブロードバンド及
びベースバンドネットワーク用のＩＥＥＥ８０２．３、
ギガビット・イーサネット（登録商標）用のＩＥＥＥ８
０２．３ｚ、トークン・パッシング・バスネットワーク
用のＩＥＥＥ８０２．４、トークン・リング・ネットワ
ーク用のＩＥＥＥ８０２．５、メトロポリタン・エリア
ネットワーク用のＩＥＥＥ８０２．６等）、ファイバー
チャネル（Fiber Channel）、デジタル加入者線（ＤＳ
Ｌ）、非同期デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）、フレーム
リレー、非同期転送モード（ＡＴＭ）、総合デジタルサ
ービスネットワーク（ＩＳＤＮ）、パーソナル通信サー
ビス（ＰＣＳ）、伝送制御プロトコル／インターネット
プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、シリアル回線インターネ
ットプロトコル／ポイントトゥポイントプロトコル（Ｓ
ＬＩＰ／ＰＰＰ）等を含む業界において発表されたアー
キテクチャを実施することが好適である。尚、当業者に
よる図８のハードウェアシステム８００の変更及び再構
成は、本発明の範囲及び目的から逸脱しないことを理解
すべきである。

【００４６】本願に使用されるように、「物理モデル」
という用語は、２つ以上の構成素子１０２から任意に構
成されるものとして単純に定義付けされる。本発明の物
理モデル１０４は、既に存在するか又は組立てることが
可能な実際の物理的な構造（例えば、建物、車両、船
等）、人、植物、動物、想像上の生き物（例えば、ドラ
ゴン、ユニコーン、モンスター等）、又は、抽象的な創
造物（例えば、芸術的な彫刻、服飾デザイン等）等のモ
デルを含む。「仮想モデル」という用語は、コンピュー
タシステム、サーバ、情報機器等といった情報処理シス
テム（図８）によって実行される命令のプログラムによ
って再現される表示画像として定義付けされる。このよ
うな仮想モデルは、この技術において、一般的にコンピ
ュータグラフィック又はコンピュータモデルと称され、
２次元であっても３次元であってもよい。仮想モデル
は、上述したように本発明の特定の要件に応じて、物理
モデルと全く同じの複製であっても、物理モデルの抽象
化であってもよい。

【００４７】本発明のシステム及び方法、及び、多くの
それらに付随する利点は、上述した説明により理解され
るものであり、本発明の範囲及び目的から逸脱すること
なく、或いは、本発明の重要な利点を犠牲にすることな
く、その構成要素の形状、構成、及び、配置に様々な変
更を加えることが可能であることは明らかであり、ま
た、上述の説明に使用した形状は、本発明の例示的な実
施例に過ぎない。本発明の特許請求の範囲に、考えられ
る変更を全て包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の例示的な実施例に従って、物理モデル
に組立てられる構成素子からの入力を使用して仮想モデ
ルを生成するシステムを示す等角図である。

【図２Ａ】本発明の例示的な実施例に従って、構成素子
を物理モデルに組立てることにより仮想モデルの生成を
示す図である。

【図２Ｂ】本発明の例示的な実施例に従って、構成素子
を物理モデルに組立てることにより仮想モデルの生成を
示す図である。

【図３】物理モデル又は物理モデルの構成素子の動作に
応答する仮想モデルの動作を示す図である。

【図４】他の構成素子が組付けられるマスタ構成素子に
よって１つのコントローラが供給される本発明の例示的
なシステムにおける構成素子の組立体を示す等角図であ
る。

【図５】各構成素子に別個のコントローラが設けられる
本発明の例示的なシステムにおける構成素子の組立体を
示す等角図である。

【図６】図１乃至５に示す構成素子の例示的なコネクタ
を示す等角図である。

【図７】本発明の例示的な実施例に従って物理モデルに
組立てられる構成素子からの入力を使用して、仮想モデ
ルを生成する方法を示すフローチャートである。

【図８】本発明のシステム及び方法を実行するのに好適
である例示的な情報機器を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００ 本発明のシステム １０２ 構成素子 １０４ 物理モデル １０６ コントローラ １０８ 情報処理システム １１２ 仮想モデル １１４ 蓄電デバイス １１８ センサ １２０ 構成素子１０２の第１の位置 １２２ 構成素子１０２の第２の位置 １２４ 構成素子の第１の位置に対応する物理モデルの
第１の位置 １２６ 構成素子の第２の位置に対応する物理モデルの
第２の位置 ４００ 本発明のシステム ４０２ 構成素子 ４０４ マスタ構成素子 ４０６ システムコントローラ ４０８ メモリデバイス又はサブコントローラ ４１０ 蓄電デバイス ５００ 本発明のシステム ５０２ 構成素子 ５０４ コントローラ ５０６、５０８ コネクタ ６００ 本発明のシステム ６０２、６０４ 構成素子 ６０６、６０８ メモリデバイス ６１０、６１２ 電気コネクタ ６１４ ポストコネクタ ６１６ レセプタクルコネクタ ６１８ ワイヤ ８００ 情報処理システムを現すハードウェアシステム ８０２ 中央処理システム ８０４ メモリ ８０６ 補助メモリ ８０８ 補助処理システム ８１０ バス ８１２ 表示システム ８１４ 表示デバイス ８１６ 入力／出力システム ８１８〜８２２ 入力／出力デバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッセル エフ マックナイト アメリカ合衆国 アイオワ州 51104 ス ー・シティ ネブラスカ・ストリート 3014 Ｆターム(参考） 5B046 FA18 5B050 AA03 AA10 BA08 BA09 BA18 CA05 EA19 EA26 FA02 FA06

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物理モデルを表す仮想モデルを再現する
   システムであって、 上記物理モデルに組立てるのに好適な第１の構成素子
   と、 上記第１の構成素子の第２の構成素子との接続を検出す
   るコントローラとを含み、 上記第１の構成素子は、上記第１の構成素子の識別を格
   納するメモリを含み、 上記コントローラは、上記第１の構成素子の上記識別
   と、上記第１の構成素子の上記第２の構成素子との上記
   関連付けられる接続とを、情報処理システムに通信し、 上記情報処理システムは、通信された上記第１の構成素
   子の上記識別と、上記第１の構成素子の上記第２の構成
   素子との上記関連付けられる接続とを使用して、命令か
   らなるプログラムを実行し、上記仮想モデルを生成でき
   るシステム。
2. 【請求項２】 上記第１の構成素子は、上記第１の構成
   素子と上記第２の構成素子との接続するコネクタを含
   み、 上記コネクタは、上記コントローラによって接続が識別
   されるよう符号化される請求項１記載のシステム。
3. 【請求項３】 上記第１の構成素子の上記メモリ及び上
   記コントローラに給電する電源を更に含む請求項１記載
   のシステム。
4. 【請求項４】 上記第１の構成素子の上記識別と、上記
   第１の構成素子の上記第２の構成素子との上記関連付け
   られる接続とを上記情報処理システムに通信するための
   送信器を更に含む請求項１記載のシステム。
5. 【請求項５】 上記コントローラは、上記第１の構成素
   子内に配置される請求項１記載のシステム。
6. 【請求項６】 上記第１の構成素子は、上記メモリ及び
   上記コントローラに給電する電源を更に含む請求項５記
   載のシステム。
7. 【請求項７】 上記コントローラは、上記第１の構成素
   子及び上記第２の構成素子のうちの少なくとも１つが接
   続されるバス構成素子内に配置される請求項１記載のシ
   ステム。
8. 【請求項８】 上記第１の構成素子は、上記第１の構成
   素子と上記第２の構成素子とを接続するコネクタを含
   み、 上記コネクタは、上記コントローラによって接続が識別
   されるよう符号化される請求項７記載のシステム。
9. 【請求項９】 上記バス構成素子内に配置され、上記コ
   ントローラに接続される送信器と、 上記情報処理システムに接続される受信器とを更に含
   み、 上記送信器及び上記受信器は、上記第１の構成素子の上
   記識別と、上記第１の構成素子の上記第２の構成素子と
   の上記関連付けられる接続とを上記情報処理システムに
   通信するのに好適である請求項７記載のシステム。
10. 【請求項１０】 上記バス構成素子は、上記第１の構成
    素子の上記メモリ、上記コントローラ、及び、上記送信
    器に給電する電源を更に含む請求項９記載のシステム。
11. 【請求項１１】 上記第１の構成素子は、上記第１の構
    成素子の向き、動作、速度、及び、加速度のうち少なく
    とも１つを感知するセンサを含み、 上記コントローラは、上記第１の構成素子の感知された
    向き、動作、速度、又は、加速度を上記情報処理システ
    ムに通信し、上記仮想モデルをアニメーション化する請
    求項１記載のシステム。
12. 【請求項１２】 上記第１の構成素子は、第１のコンポ
    ーネントと、上記第１のコンポーネントに可動式に接続
    され、上記第１のコンポーネントに対し動くことができ
    る第２のコンポーネントと、上記第２のコンポーネント
    の上記第１のコンポーネントに対する向き、動作、速
    度、及び、加速度のうちの少なくとも１つを感知するセ
    ンサとを含み、 上記コントローラは、上記第２のコンポーネントの上記
    第１のコンポーネントに対する感知された向き、動作、
    速度、又は、加速度を上記処理システムに通信し、上記
    仮想モデルをアニメーション化する請求項１記載のシス
    テム。
13. 【請求項１３】 上記第１の構成素子の上記メモリは更
    に、上記仮想モデルにおける上記第１の構成素子に関連
    付けられるべき属性を格納する請求項１記載のシステ
    ム。
14. 【請求項１４】 物理モデルに組立てるのに好適な構成
    素子であって、 上記第１の構成素子の識別を格納するメモリデバイス
    と、 上記第１の構成素子を第２の構成素子に接続するコネク
    タとを含み、 上記第１の構成素子と上記第２の構成素子との接続は検
    出され、 上記第１の構成素子の上記識別と、上記第１の構成素子
    と上記第２の構成素子の上記関連付けられる接続は、情
    報処理システムに通信され、 上記情報処理システムは、通信された上記第１の構成素
    子の上記識別と、上記第１の構成素子と上記第２の構成
    素子の上記関連付けられる接続とを使用して、命令から
    なるプログラムを実行し、上記物理モデルを表す仮想モ
    デルを生成できる構成素子。
15. 【請求項１５】 上記第１の構成素子と上記第２の構成
    素子の接続を検出するコントローラを更に含み、 上記コントローラは、上記第１の構成素子の上記識別
    と、上記第１の構成素子と上記第２の構成素子との上記
    関連付けられる接続とを上記情報処理システムに通信す
    る請求項１４記載の構成素子。
16. 【請求項１６】 上記第１の構成素子の上記識別と、上
    記第１の構成素子と上記第２の構成素子との上記関連付
    けられる接続とを上記情報処理システムに通信する送信
    器を更に含む請求項１５記載の構成素子。
17. 【請求項１７】 上記バス構成素子は更に、上記メモ
    リ、上記コントローラ、及び、上記送信器のうちの少な
    くとも１つに給電する電源を含む請求項１６記載の構成
    素子。
18. 【請求項１８】 上記構成素子の向き、動作、速度、及
    び、加速度のうちの少なくとも１つを感知するセンサを
    更に含み、 上記構成素子の感知された向き、動作、速度、又は、加
    速度は、上記情報処理システムに通信され、上記仮想モ
    デルがアニメーション化される請求項１４記載の構成素
    子。
19. 【請求項１９】 第１のコンポーネントと、上記第１の
    コンポーネントに可動式に接続され、上記第１のコンポ
    ーネントに対し動くことができる第２のコンポーネント
    と、上記第２のコンポーネントの上記第１のコンポーネ
    ントに対する向き、動作、速度、及び、加速度のうちの
    少なくとも１つを感知するセンサとを更に含み、 上記第２のコンポーネントの上記第１のコンポーネント
    に対する感知された向き、動作、速度、又は、加速度
    は、上記処理システムに通信され、上記仮想モデルがア
    ニメーション化される請求項１４記載の構成素子。
20. 【請求項２０】 上記メモリデバイスは更に、上記仮想
    モデルにおける上記第１の構成素子に関連付けられるべ
    き属性を格納する請求項１４記載の構成素子。
21. 【請求項２１】 物理モデルを表す仮想モデルを再現す
    るシステムであって、 上記物理モデルの構成素子の識別を与える手段と、 上記構成素子の第２の構成素子との接続を検出する手段
    と、 上記構成素子の識別と、上記関連付けられる接続とを情
    報処理システムに通信する手段とを含み、 上記接続は、上記構成素子の上記識別に関連付けられ、 上記通信される上記識別及び上記関連付けられる接続
    は、上記仮想モデルを生成するのに使用されるシステ
    ム。
22. 【請求項２２】 上記構成素子に給電する手段を更に含
    む請求項２１記載のシステム。
23. 【請求項２３】 上記構成素子の向き、動作、速度、及
    び、加速度のうちの少なくとも１つを感知する手段を更
    に含み、 上記構成素子の感知された向き、動作、速度、又は、加
    速度は、上記情報処理システムに通信され、上記仮想モ
    デルがアニメーション化される請求項２１記載のシステ
    ム。
24. 【請求項２４】 上記構成素子は、第１のコンポーネン
    トと、上記第１のコンポーネントに可動式に接続され、
    上記第１のコンポーネントに対し動くことができる第２
    のコンポーネントと、上記第２のコンポーネントの上記
    第１のコンポーネントに対する向き、動作、速度、及
    び、加速度のうちの少なくとも１つを感知する手段とを
    含む請求項２１記載のシステム。
25. 【請求項２５】 上記仮想モデルにおいて上記構成素子
    に関連付けられるべき属性を格納する手段を更に含む請
    求項２１記載のシステム。
26. 【請求項２６】 物理モデルに組立てられる複数の構成
    素子を使用して仮想モデルを再現する方法であって、 上記物理モデルを構成する少なくとも１つの構成素子の
    識別を得る段階と、 上記識別される構成素子の、上記物理モデルを構成する
    第２の構成素子との接続を検出する段階と、 上記構成素子の上記識別と、上記関連付けられる接続と
    を情報処理システムに通信する段階と、 通信された上記識別と、上記関連付けられる接続とを使
    用して上記仮想モデルを生成する段階とを含み、 上記識別は上記少なくとも１つの構成素子によって与え
    られ、 上記接続は上記識別される構成素子に関連付けられる方
    法。
27. 【請求項２７】 上記少なくとも１つの構成素子の向
    き、動作、速度、及び、加速度のうちの少なくとも１つ
    を感知する段階を含み、 上記感知される向き、動作、速度、又は、加速度は、上
    記情報処理システムに通信され、上記仮想モデルがアニ
    メーション化される請求項２６記載の方法。
28. 【請求項２８】 上記仮想モデルにおいて上記構成素子
    に対し関連付けられるべき属性を上記構成素子から得る
    段階を更に含む請求項２６記載の方法。
29. 【請求項２９】 物理モデルに組立てられる複数の構成
    素子を使用して仮想モデルを再現する方法であって、 上記複数の構成素子の少なくとも選択される一部の構成
    素子を使用して物理モデルを組立てる段階と、 上記物理モデルを表す仮想モデルを生成する段階とを含
    み、 上記組立てられた構成素子の互いの接続は検出され、 上記構成素子を識別する情報と、上記関連付けられる互
    いの接続とは、情報処理システムに通信され、 上記情報処理システムは、上記通信された識別情報を使
    用して命令からなるプログラムを実行し、上記仮想モデ
    ルを生成できる方法。