JP6176870B2 - コーディング玩具、ブロック、ステージ、形象体玩具及びコーディング方法 - Google Patents

コーディング玩具、ブロック、ステージ、形象体玩具及びコーディング方法 Download PDF

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Description

本発明は、コーディング玩具、コーディング玩具のブロック、ステージ並びに形象体玩具、及びコーディング方法に関する。
従来より、子供向けの知育玩具や教習玩具が提案されている。これらの教材は、その教習対象に応じて様々な形態で提供される。例えば、プログラムのコーディング教材として、非特許文献１に、子供たちに創ることの楽しさと方法論を提供することを目的とした、ウェブ教材が開示されている。このウェブ教材では、ユーザは制御対象物である絵を描くことができ、役割の違うアイコンを、動かしたい絵の上に動かしたい順番で積むと、その通りに絵を動かすことができる。したがって、プログラムの学習においては本来プログラム言語の複雑な文法を理解する必要があるが、非特許文献１のウェブ教材ではそれらの学習工程を省き、手軽にコーディング（プログラミング）の考え方を学ぶことができる。
文部科学省、"プログラミン"、［online］、［平成２７年１０月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mext.go.jp/programin＞
しかしながら、非特許文献１のウェブ教材は、制御内容の設計を画面操作により行っているため、コーディング作業の場所は限られ、さらにその制御対象物は画面内に描かれた絵の動作に限られている。したがって、設計場所や制御対象物の自由度が少ない。
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な方法で自由度の高いコーディングが可能なコーディング玩具、コーディング玩具のブロック、ステージ並びに形象体玩具、及びコーディング方法を提供することを目的とする。
本発明のコーディング玩具は、制御部と入力部と出力部とを有する制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するブロックと、を備え、前記制御部は、所定位置に配置された前記ブロックが示す前記コード識別子及び前記ブロックの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、ことを特徴とする。
また、本発明のブロックは、制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有し、所定位置に配置されて示された前記コード識別子及び位置により、コード識別子情報及び位置情報を前記制御対象物に取得させ、前記制御対象物に前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御させる、ことを特徴とする。
また、本発明の形象体玩具は、制御部と入力部と出力部とを有し、前記制御部は、所定位置に配置されたパーツが示す制御対象物の制御内容に対応したコード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、ことを特徴とする。
また、本発明のステージは、板状に形成され、制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するパーツを所定位置に配置させ、配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記制御対象物に取得させ、前記制御対象物に前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御させる、ことを特徴とする。
また、本発明のコーディング方法は、制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するブロック又はカードであるパーツと、を備えたコーディング玩具におけるコーディング方法であって、前記制御対象物が、所定位置に配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を取得し、前記制御対象物が、前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御される、ことを特徴とする。
また、本発明のコーディング玩具は、制御部と入力部と出力部とを有する制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するカードと、を備え、前記制御部は、所定位置に配置された前記カードが示す前記コード識別子及び前記カードの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、ことを特徴とする。
また、本発明のコーディング玩具は、制御部と入力部と出力部とを有する形象体と、前記形象体の制御内容に対応するコード識別子を有するパーツと、を備え、前記制御部は、所定位置に配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、ことを特徴とする。
本発明によると、制御対象物は、所定位置に配置されたパーツが示すコード識別子及びパーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を取得し、コード識別子情報及び位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御される。よって、パーツを配置してプログラムのコーディング作業を行うことができるため、簡単な方法で自由度の高いコーディングが可能なコーディング玩具、コーディング玩具のブロック、コーディングステージ並びに形象体玩具、及びコーディング方法を提供することができる。
本発明の実施形態１に係るコーディング玩具の構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る形象体の構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係るアイコンブロックの構成を示す図であり、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は展開図を示している。 本発明の実施形態１に係るアイコンテーブルの構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係るアイコンの種類の例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るアイコンの種類の例を示す図である 本発明の実施形態１に係るコーディングカードの構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る形象体の処理フローチャート図である。 本発明の実施形態１に係るアイコンにより形象体が生成した処理フローチャート図である。 本発明の実施形態１に係る形象体の制御例を示す図であり、（ａ）は形象体が右腕を上げる動作制御、（ｂ）は形象体が右を向く動作制御、（ｃ）は形象体が右足を上げる動作制御、及び（ｄ）は形象体が走行体を運転する動作制御、を示す。 本発明の実施形態２に係るコーディングボードの構成を示す図である。 本発明の実施形態２に係るコーディングボードの内部構成を示す図である。 本発明の実施形態２に係る形象体及びコーディングボードのシーケンス図である。
（実施形態１）
以下、図に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は、コーディング（プログラミング）玩具１０の構成を示す図である。コーディング玩具１０には、制御対象物である形象体２０、コーディングカード（ステージ）３０及びアイコンブロック（パーツ）４０が含まれる。アイコンブロック４０は、コーディングカード３０上に配置される。本実施形態の形象体２０は、人型を模しているが動物を模して形成してもよい。また、制御対象物は、形象体２０に限らず、家電、テレビやパソコン等の表示画像、走行体のような他の玩具、等とすることができる。形象体２０は、入力部である撮像部２３１によりコーディングカード３０の所定の撮像範囲３３を撮像して（Ｓ２３）、コーディングカード３０上に配置された一つ又は複数のアイコンブロック４０を読み取る。形象体２０は、読み取ったアイコンブロック４０の種類及び配置に従い動作を行う。
図２は、形象体２０の構成を示す図である。形象体２０は、制御部２１、記憶部２２、入力部２３、出力部２４、通信部２５を備える。記憶部２２には、図４で後述するアイコンテーブル２２０が記憶される。入力部２３は、撮像部２３１及び収音部２３２を有する。また、出力部２４は、駆動部２４１、放音部２４２、表示部２４３を有する。
撮像部２３１は、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備えたカメラであり、図１の形象体２０の目２０２の位置等に設けられる。撮像部２３１は、コーディングカード３０の所定の範囲を撮像して画像データを取得する機能を有し、可視光波長帯域、紫外及び赤外等の不可視光波長帯域、あるいは一つ又は複数の特定色の光を検出することができる。収音部２３２は、形象体２０の頭２０１の耳部等に設けられた収音マイクであり、音声を収音することができる。
駆動部２４１は、制御部２１の指示により制御対象物の形状や機能に応じて駆動可能な一つ又は複数の部位であり、本実施形態の形象体２０は、駆動部２４１として図１に示す頭２０１、目２０２、口２０３、首２０４、腕２０５、手２０６、胴２０７及び脚２０８を駆動対象としている。
放音部２４２は、形象体２０の口２０３の位置等に設けられたスピーカである。放音部２４２からは、音声が発せられ、ユーザは形象体２０と会話を行うことができる。あるいは、放音部２４２は、音楽を発音してもよい。表示部２４３は、図１に示したように目２０２の位置等に発光部として設けることができる。表示部２４３として、例えば、ＬＥＤ、液晶パネル、有機ＥＬパネル等の表示素子を用いることができる。また、表示部２４３は、文字や絵等の表示を行うディスプレイやインジケータとして、その他の位置に設けてもよい。
通信部２５は、赤外線や特定周波数の電波を送受信し、外部の機器やネットワークと通信を行う、入力部又は出力部として機能する。また、形象体２０は、内部に時計部を備えてもよい。制御部２１は、この時計部により、現在時刻を取得し、放音部２４２や表示部２４３により出力させることができる。さらに、形象体２０は、単体で動作するためのスイッチ（ＯＮ／ＯＦＦ）や音量設定を行うためのスイッチを備えることができる。なお、本図に示した形象体２０の構成は一例であり、実施の形態に合わせて一部を設けない構成としてもよいし、他の構成を付加してもよい。
図３は、アイコンブロック４０の構成を示す図である。図３（ａ）は、アイコンブロック４０の斜視図である。また、図３（ｂ）はアイコンブロック４０の展開図である。本実施形態のアイコンブロック４０は、一辺が約２ｃｍの六面体形状に形成され、各面には、コード識別子としてそれぞれ異なるアイコン４１（４１ａ〜４１ｆ）が描かれている。例えば、図３（ｂ）のアイコンブロック４０の展開図で、第一面のアイコン４１ａは「腕２０５を上に上げる」制御内容を、第二面のアイコン４１ｂは「腕２０５を上に曲げる」制御内容を、第三面のアイコン４１ｃは「腕２０５を下に下げる」制御内容を、第四面のアイコン４１ｄは「腕２０５を上に上げる動作と伸ばす動作を繰り返す」制御内容を、第五面のアイコン４１ｅは「腕２０５を伸ばす」制御内容を、そして、第六面のアイコン４１ｆは「腕２０５を下に曲げる」制御内容を、それぞれ対応する絵文字により表している。なお、アイコン４１と制御内容との対応関係は、図４で後述するアイコンテーブル２２０で予め定義することができる。
アイコン４１は、制御対象物の機能や形状に併せて適宜定義することができる。他の例として、例えば、本実施形態の制御対象物は図１に示した人型の形象体２０であるため、目２０２の動作として「まぶたの開閉動作」及び「目２０２に設けられたＬＥＤ等の表示部２４３の点灯、点滅動作」を、口２０３の動作として「放音部２４２による発音」及び「発音と連動した口２０３の開閉動作」を、首２０４の動作として「首２０４を曲げる、伸ばす又は振る動作」を、手２０６の動作として「手２０６を開く、結ぶ、叩く動作」及び「手２０６を開いて閉じる開閉動作」を、胴２０７の動作として「腰を曲げる動作」及び「おしりを振る動作」を、脚２０８の動作として「脚２０８を曲げる、伸ばす、歩く動作」を、対応するアイコン４１により予め定義することができる。
また、アイコンブロック４０は、テーマに合わせて異なる色で場合分けすることができる。形象体２０は、色違いのアイコン４１を区別し、アイコンに多数のバリエーションを持たせることができる。このように、アイコンブロック４０は、アイコン４１の色（テーマ）、面の数（６面）、及び形象体２０のアクション数により、複数の種類が用いられる。なお、アイコン４１は、テーマや言葉に合わせたイラスト、言葉、記号等の表示を、アイコンブロック４０の各面に印刷することにより表示することができる。
図４は、アイコンテーブル２２０の構成を示す図である。アイコンテーブル２２０は、アイコン２２１と制御内容２２２を対応して記憶する。アイコン２２１には、「腕（右）を斜め上に上げる」や「腕（右）を上げる／伸ばすを繰り返す」等の、出力部２４の駆動に関する動作アイコン２２３、時間に関する時間アイコン２２４、プログラムのフロー制御に関する制御アイコン２２５等の種類が含まれる。
図５及び図６は、アイコンの種類の例を示す図である。アイコンブロック４０には、アイコン種別２２６，２２８の項目毎、又はアイコン種別２２６，２２８の分類２２７，２２９の項目毎に対応して定義されたアイコン４１が描かれる。なお、本図のアイコン種別２２６，２２８及び分類２２７，２２９に示した項目は、一例として示したものであり、操作対象物の種類に応じて適宜定めることができる。以下、各項目について説明する。
図５で、アイコン種別２２６「頭」、「首」、「目」、「腕（右）」、「腕（左）」、「肘（右）」、「肘（左）」、「足（右）」、「足（左）」は、形象体２０の各部位の動作の指定に用いることができる。動作の具体的な内容は、さらに分類２２７に定められる。例えば、アイコン種別２２６「首」の動作に対しては、分類２２７として「右を向く」、「左を向く」動作が定められる。
アイコン種別２２６「顔文字」は、分類２２７に「おはよう」、「おやすみ」、「げんき？」等に関するアイコン４１を定めることができ、形象体２０の感情等を表した動作や会話の指定に用いることができる。
アイコン種別２２６「その他絵文字」は、分類２２７に「天気」、「動物」、「アイテム」、「スポーツ」等に関するアイコン４１を定めることができ、形象体２０の動作や会話等において扱うテーマの指定に用いることができる。例えば、分類２２７「アイテム」は、カメラ、かばん、お金、携帯、テレビ、音楽等とすることができる。また、分類２２７「スポーツ」は、サッカー、オリンピック等とすることができる。分類２２７「学校」は、勉強、塾、先生等とすることができる。分類２２７「おでかけ」は、海、遊園地、病院等とすることができる。分類２２７「植物」は、木、花等とすることができる。分類２２７「ファミリー」は、パパ、ママ等とすることができる。分類２２７「生活」は、歯磨き、お風呂、着替え、ご飯を食べる、トイレ等とすることができる。分類２２７「遊び」は、じゃんけん、さいころ等とすることができる。分類２２７「その他」は、月、秘密、ダイエット、泥棒、おばけ、喧嘩等とすることができる。
アイコン種別２２６「会話」は、形象体２０がユーザと会話を行うため、予め定義した複数種類のテーマや台詞等の指定に用いることができる。形象体２０は、ユーザが発した言葉を認識して双方向に会話を行うことができる。アイコン種別２２６「走行体」は、形象体２０と連動する別体の制御対象物である走行体の制御を定めることができる。例えば、形象体２０は、図１０（ｄ）に示す走行体５０に乗車させることができる。走行体５０は、形象体２０からの指示を受けて、分類２２７に示した「前進」、「後退」等の動作を行うことができる。走行体５０の制御例の詳細については、図１０（ｄ）の説明で後述する。
図６で、アイコン種別２２８「メモリ」は、コーディングのデータの保存に用いることができる。例えば、「メモリ」アイコンは、他のアイコンブロック４０の「メモリ」アイコンと識別可能な固有の図柄や色で形成される。「メモリ」アイコンを認識した形象体２０は、それまでに読み込んだアイコンの内容や同時に読み込まれたアイコン４１の内容を記憶部２２に記憶させる。このとき、アイコン４１の内容としては、いずれのアイコン４１であるかを示すアイコン情報と、各アイコン４１の位置である位置情報が対応して記憶部２２に記憶される。形象体２０は、通信部２５からネットワークを介して所定のサーバに読み込んだアイコン情報と位置情報を保存させる。そして、他の形象体２０は、当該「メモリ」アイコンを読み込むと、その「メモリ」アイコンの固有な図柄や色に従い、サーバに保存されたデータを特定し、アイコン情報と位置情報を通信部２５により取得することができる。位置情報は、コーディングカード３０上の位置や配置されたアイコンブロック４０同士の相対位置として定義することができる。
また、別の例として、形象体２０の記憶部２２に記憶されたアイコン情報や位置情報を有線又は無線で読み取って記憶する、メモリ用のアイコンブロック４０を別途使用してもよい。他の形象体２０は、このメモリ用のアイコンブロック４０から有線又は無線でアイコン情報や位置情報を取得することができる。このように、「メモリ」アイコンを有するアイコンブロック４０を用いて友達や親等とコーディングデータを共有することで、そのデータを交換したり、データに対して変更又は追加を加えて新たなプログラムコードとして使用することができる。
アイコン種別２２８の「時間」は、形象体２０に動作等を行わせる他のアイコン４１と組み合わせて、その動作に関する時間、期間等の指定に用いることができる。時間又は期間の長さは、例えば、分類２２９に示した「０秒」、「５秒」、「１０秒」等の値を用いることができる。また、「時間」アイコンは、処理の待ち時間等をカウントする制御カウンタとして用いることもできる。アイコン種別２２８「スタート／エンド」は、コードの開始又は終わりの指定に用いることができる。例えば、コーディングした複数のアイコン４１の前後に「スタート／エンド」アイコンを配置すると、複数のアイコン４１により組み合わされたコード群を一つの命令又は一連のプログラムと認識させることができる。あるいは、「スタート／エンド」で囲われた一連のプログラムに対して、他のプログラムから参照が可能なラベルを付することができる。
アイコン種別２２８の「回数」は、例えば、形象体２０に動作を行わせる他のアイコン４１と組み合わせて、その動作を行う回数等の指定に用いることができる。また、「回数」アイコンは、一定量の処理の回数をカウントするカウンタとして用いることもできる。アイコン種別２２８「ＢＧＭ」は、複数種類の音楽（ＢＧＭ）の指定に用いることができる。アイコン種別２２８「ＳＥ」は、「ＢＧＭ」と同様、複数種類の効果音や音声等の音（ＳＥ）の指定に用いることができる。なお、「ＢＧＭ」及び「ＳＥ」の各アイコンは、複数の音楽又は効果音による一連の放音制御の指定に用いてもよい。
アイコン種別２２８「ストップ／ゴー」は、処理の停止や開始の指定に用いることができる。アイコン種別２２８「待つ」は、処理を所定の条件が満たされるまで停止させる動作の指定に用いることができる。アイコン種別２２８「元に戻る」は、形象体２０を初期位置や初期動作に戻すような処理の指定に用いることができる。アイコン種別２２８「角度」は、所定の動作を行わせる他のアイコン４１と組み合わせて、形象体２０の動作の指定に用いることができる。例えば、「４５度」の「角度」アイコンと、「斜め上に上げる」の「腕（右）」アイコンを組み合わせると、形象体２０に「腕（右）２０５を斜め上に４５度上げる」動作を指定することができる。
アイコン種別２２８「数字」、「ひらがな」、「アルファベット」、「記号」は、それぞれ文字の指定に用いることができる。例えば、形象体２０は、配置された「数字」、「ひらがな」、「アルファベット」、「記号」の文字を読み込むことにより、ユーザや形象体２０の名前の登録等を行わせることができる。
アイコン種別２２８「その他」の分類２２９「ｉｆ」は、分岐処理の指定に用いることができる。「ｉｆ」は、適宜他のアイコン４１と組み合わせて処理の分岐条件を定め、条件を満たした場合又は条件を満たさない場合に、いずれの処理を行わせるか予め定めることができる。例えば、「ｉｆ」とともに「顔文字」の「おはよう」アイコン及び「会話」アイコンを用いると、形象体２０の放音部２４２からあいさつを発音させ、ユーザが応答したと形象体２０が判断した場合に、「会話」アイコンに従った会話を行わせることができる。
図７は、コーディングカード３０の構成を示す図である。本図は、コーディングカード３０の平面図である。コーディングカード３０は、板状に形成され、表面にアイコンブロック４０を配置させるための複数のガイド３１と、コーディングカード３０毎のコーディングテーマを表示するテーマ表示部３２とを有する。本実施形態のガイド３１は、行及び列を成すマトリクス状に配置され、２行４列の合計８個が設けられている。ユーザは、アイコンブロック４０をガイド３１の位置に合わせて配置する。また、形象体２０に読み込ませたいアイコン４１が表示される面は、上方に向けて（図の手前側に向けて）配置される。形象体２０は、これらのガイド３１を含む領域を撮像範囲３３として撮像部２３１により撮像し、アイコンブロック４０の載置向きに応じた画像データを取得する。
テーマ表示部３２には、コーディングテーマをテキストや図により表示させることができる。形象体２０は、撮像範囲３３にテーマ表示部３２を含めて、テーマ表示部３２に記載されたコーディングテーマを取得してもよい。この場合、制御部２１は、取得したコーディングテーマと配置されたアイコン４１の組み合わせに応じて、指定された制御内容を解析してもよい。さらに、コーディングカード３０は、撮像範囲３３内に複数の傾き補正用のマーカを設けることができる。アイコンとともにマーカを撮像することにより、形象体２０がコーディングカード３０を斜め方向から撮像した場合であっても、制御部２１はマーカの位置から画像の傾きを補正する画像処理等を行い、適切にガイド３１の位置を把握して、アイコン４１を認識することができる。
本図では、コーディングカード３０の三か所のガイド３１位置に、左上から右に向かって順に「腕（右）を斜め上に上げる」、「１５秒間同じ動作を続ける」、「元に戻る」を表すアイコン４１が配置される。
このように、ガイド３１を有したコーディングカード３０を用いることにより、所定間隔及び所定位置に容易にアイコンブロック４０の配置を行うことができる。
図８は、形象体２０の処理フローチャート図である。図９は、取得したアイコン４１により形象体２０が生成した処理フローチャート図である。また、図１０は、形象体２０の制御例を示す図である。
図８において、処理が開始されると、ステップＳ１００で、制御部２１は、撮像部２３１によりコーディングカード３０の所定の撮像範囲３３を撮像して、画像を取り込む。ステップＳ１１０で、制御部２１は、取り込まれた画像にいずれのアイコン４１が含まれているかを画像解析する。具体的には、例えば、制御部２１は、ステップＳ１００で取り込んだ画像のうち、ガイド３１がいずれの箇所に位置するかを認識する。制御部２１は、アイコンテーブル２２０を参照して、ガイド３１位置の画像が、いずれのアイコン２２１の画像に一致するか画像判定する。図７で示したコーディングカード３０を撮像する例では、制御部２１は、複数のガイド３１のうち左上から順に右に向かって三つのアイコン４１ｂ，４１ｇ，４１ｈが配置されていることを認識する。
ステップＳ１２０で、制御部２１は、ステップＳ１１０の解析で取得した、アイコン４１の識別データであるアイコン情報（コード識別子情報）及びその各アイコン４１の位置情報に従い構文解析を行う。この位置情報は、コーディングカード３０上において、行及び列により定まるガイド３１位置で定義される情報とすることができる。構文解析は予め定められた構文ルールに従って行われる。例えば、アイコン４１で表されるコードは、ガイド３１位置に応じて、読み込まれる順番が定められており、各行内では左の列から右の列に向かって読み込まれ、行間では上の行から下の行に向かって読み込まれる。制御部２１は、一つ目のアイコン４１ａが「腕（右）を斜め上に上げる」であり、二つ目のアイコン４１ｂが「１５秒間同じ動作を続ける」であり、三つ目のアイコン４１ｃが「元に戻る」であることから、図９のステップＳ１４１〜Ｓ１４５に示す処理フローのプログラムＳ１４０を生成して、記憶部２２に記憶する。
なお、ガイド３１の読み込む順番は、列内の個々には定めずに、一つのグループとされた行ごとに、上の行から下の行に向かって読み込むように定めてもよい。この場合、本実施形態では、一つ目の行に動作アイコン２２３である「腕（右）を斜め上に上げる」、時間アイコン２２４である「１５秒間同じ動作を続ける」、及び制御アイコン２２５である「元に戻る」の別属性のアイコン４１が組み合わされているため、制御部２１は、一連の動作処理の内容であると判断し、グループ内に配置されるこれらのアイコン４１の組み合わせに基づいて図９のステップＳ１４１〜Ｓ１４５の処理フローのプログラムＳ１４０を生成することができる。
ステップＳ１３０で、制御部２１は、ステップＳ１２０の構文解析により生成したプログラムＳ１４０に従い制御内容を出力部２４に指示する。ステップＳ１４１で、制御部２１は、駆動部２４１である右腕２０５ａを斜め上に上げる。ステップＳ１４１の駆動の様子は図１０（ａ）に示される。ステップＳ１４３で、制御部２１は、ステップＳ１４１の右腕２０５ａを上げる動作を１５秒間続ける。ステップＳ１４５で、制御部２１は、右腕２０５ａを下げて、処理を終了する。図８に戻り、ステップＳ１３０の処理が終わると、形象体２０の処理は終了する。
なお、制御部２１は、ステップＳ１２０で生成したプログラムＳ１４０に従い、駆動部２４１の他に、放音部２４２、表示部２４３又は通信部２５を制御してもよい。また、ステップＳ１３０で、制御部２１は、音声や表示によりユーザに対して入力部２３による入力動作を促し、ユーザからの入力内容に従った出力処理を行ってもよい。また、制御部２１は、入力部２３に入力させたデータや処理内容を記憶部２２に記憶させてもよい。
つぎに、形象体２０の他の動作形態について説明する。図１０（ｂ）では、形象体２０は、首２０４を駆動させて右を向く動作を行っている。また、図１０（ｃ）では、形象体２０は、右足２０８ａを上に上げる動作を行っている。このように、形象体２０は、体の部位を動かすことによって感情を体現することができる。また、図１の目２０２や口２０３等の動作を制御することにより表情を楽しむことができる。
図１０（ｄ）では、形象体２０が別体の制御対象物である走行体５０の上に乗車している例を示している。形象体２０は、走行体５０のアイコン情報を取得する。図８に示した処理フローチャート図に従い、制御部２１は、ステップＳ１００で、アイコン４１画像を撮像して取り込むと、ステップＳ１１０で画像解析を行った後、ステップＳ１２０で構文解析を行う。ステップＳ１３０で、制御部２１は、ステップＳ１２０で解析を行って生成したプログラムＳ１４０の情報を、通信部２５を介して走行体５０に送信する。走行体５０は、適宜の受信部により受信した生成されたプログラムＳ１４０の情報に従い制御される。あるいは、ステップＳ１３０で、制御部２１は、走行体５０に対して直接制御指示を行い、走行体５０を制御してもよい。制御の例として、例えば三輪で動く走行体５０は、前輪５１や後輪５２を駆動させて、図５のアイコン種別２２６「走行体」の分類２２７に示したような「前進」、「後退」、「右に進む」、「左に進む」といった動作を行うことができる。
形象体２０と走行体５０との通信手段としては、形象体２０が走行体５０の上に載置させる際に、互いの接触部分に設けられた端子を介して有線通信としてもよいし、赤外線や所定周波数の電波を用いて無線通信としてもよい。なお、走行体５０自身が、アイコン４１を撮像する撮像部を有しており、アイコン４１画像を取得してもよい。
以上のように、本実施形態では、アイコン４１が形成されたアイコンブロック４０を用いてコーディングをし、制御対象物である形象体２０がアイコン４１とそのアイコン４１の配置を撮像して取得する例を示した。また、アイコン情報と位置情報とを取得する手段は、形象体２０側に設けた。したがって、アイコンブロック４０やコーディングカード３０に電源等を設ける必要がなく、アイコンブロック４０及びコーディングカード３０を簡易に構成することができるため、コーディング玩具１０全体を安価で簡易に構成することができる。
（実施形態２）
つぎに、実施形態２について説明する。図１１は、コーディングボード６０の構成を示す図である。本実施形態では、アイコンブロック４０を配置するために、実施形態１のコーディングカード３０の代わりにコーディングボード（ステージ）６０を用いる。また、アイコンブロック４０のアイコン４１の情報とそのアイコン４１の位置情報の取得を、コーディングボード６０により行う。
コーディングボード６０は、板状に形成され、複数の取付部６１を有している。取付部６１は、行及び列を成すマトリクス状に配置され、本実施形態では４行８列の合計３２個が設けられている。取付部６１の行及び列には、それぞれ対応する位置に行番号６２及び列番号６３として大文字及び小文字のアルファベットが表記される。ユーザは、コーディングを行う際、選択したアイコンブロック４０を取付部６１の位置に合わせて配置する。また、形象体２０に読み込ませたいアイコン４１が表示される面は、上方に向けて（図の手前側に向けて）配置される。
取付部６１は、アイコンブロック４０の載置位置をガイドするための枠線を描いて構成してもよいし、アイコンブロック４０の面よりやや大きい四角形状の窪みにより構成してもよい。取付部６１を窪みとした場合、アイコンブロック４０は、その窪みに嵌ることで位置が固定される。こうすることで、アイコンブロック４０に描かれたアイコン４１を所定間隔及び所定位置に容易に配置させることができる。
図１２は、本実施形態におけるコーディングボード６０の内部構成を示す図である。本実施形態のコーディングボード６０は、取付部６１、ボード制御部６４、記憶部６５、検出部６６、通信部６７を備える。検出部６６は、図１１に示した各取付部６１におけるアイコンブロック４０の有無を検出し、アイコンブロック４０がある場合は、その位置においてアイコンブロック４０が示すアイコン４１を検出する。通信部６７は、有線又は無線により外部の機器とデータの送受信を行う、入力部又は出力部として機能する。
本実施形態のアイコンブロック４０の検出方法について説明する。例えば、アイコンブロック４０は、各面のアイコン４１に対応する識別子である複数の凹凸部を、当該アイコン４１の反対面側に有する。つまり、表示させたいアイコン４１を上方に向けて載置すると、対応する凹凸部は、アイコンブロックの載置面側に配置される。ボード制御部６４は、取付部６１側に設けられた物理スイッチにより凹凸部の凹凸パターンを検出する。これにより、載置されたアイコンブロック４０がいずれの位置においていずれのアイコン４１を示しているかを検出することができる。
あるいは、アイコンブロック４０は、各面のアイコン４１に対応した電気的な固有値を示す素子を備えており、ボード制御部６４がこの固有値を読み取ることにより、いずれの位置にあるアイコンブロック４０がいずれのアイコン４１を示しているかを読み取るように構成してもよい。例えば、アイコンブロック４０は、各面のアイコン４１毎に対応した受動素子を、両端子が外部に露出した状態で内蔵している。また、取付部６１には、図示しない固有値の検出用の端子が設けられている。アイコンブロック４０が取付部６１に載置されると、アイコンブロック４０と取付部６１は互いの端子が電気的に接続され、検出部６６はアイコン４１に対応する固有値を測定して、いずれの位置にいずれのアイコン４１が配置されているかを検出することができる。例えば、受動素子が抵抗であれば、ボード制御部６４は、固有値として抵抗値を測定する。
図１３は、本実施形態における形象体２０及びコーディングボード６０のシーケンス図である。処理が開始されると、ステップＳ２００で、ボード制御部６４は、検出部６６により、コーディングボード６０上の各取付部６１にアイコンブロック４０が配置されているかを検出する。そして、ボード制御部６４は、検出されたアイコンブロック４０のアイコン４１を検出する。
ステップＳ２１０で、ボード制御部６４は、検出した各アイコン４１の識別データであるアイコン情報３０１と、その各アイコン４１の対応する位置である位置情報３０２を、通信部６７を介して形象体２０へ向けて送信する。位置情報３０２は、例えば、コーディングボード６０上において、行番号６２及び列番号６３で定まる取付部６１の位置により定義することができる。
ステップＳ２２０で、形象体２０の制御部２１は、形象体２０の通信部２５によりアイコン情報３０１及び位置情報３０２を受信する。ステップＳ２３０で、制御部２１は、ステップＳ２２０で受信したアイコン情報３０１及び位置情報３０２に従い構文解析を行ってプログラムを生成する。構文解析の方法としては、ステップＳ１２０に示した構文ルールと同様のルールに従って行うことができる。ステップＳ２４０で、制御部２１は、ステップＳ２３０で生成したプログラムに従った処理を出力部２４に指示し、駆動部２４１、放音部２４２や表示部２４３等を制御する。
以上、各実施形態によると、アイコンブロック４０を配置して組み合わせたコードを、形象体２０が撮像部２３１により又はコーディングボード６０が検出部６６により読み取ることで、形象体２０を制御させることができる。
また、コーディング玩具１０は、アイコンブロック４０によりコーディングしたプログラムを用いて、形象体２０を動かしたり、会話を楽しむことができる。様々なアイコンブロック４０を用いているため、コーディングパターンは多岐にわたり、繰り返しコーディング作業を行うことで想像力を発達させるだけでなく、主体性やコミュニケーション能力、持続性を育むことができる。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によって限定されることはなく、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、各実施形態では、制御識別情報が形成されたパーツとして、各面にアイコン４１が形成された６面体形状のアイコンブロック４０を用いたが、各面にアイコン４１を形成した他の多面体のブロックを用いたり、アイコン４１を両面に描いたアイコンカードを用いてもよい。
また、各実施形態において、アイコンブロック４０の各面には、バーコードのような一次元コード、ＱＲコード（登録商標）のような二次元コード、カラーにより二次元コードの一つの符号に含まれる情報を多値化したカラーバーコード等をコード識別子として表示させることができる。このようなアイコンブロック４０の載置向きに応じて変わる一次元コード、二次元コード、カラーバーコードを、実施形態１の形象体２０は撮像部２３１により、また、実施形態２のコーディングボード６０は検出部６６により取得することができる。
また、各実施形態において、形象体２０は、アイコンブロック４０が示すコード識別子をＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）によって取得してもよい。例えば、アイコンブロック４０は、載置向きに応じて読み取り値の変わるＲＦタグを備えている。このＲＦタグに固有のコード識別子情報は、実施形態１では形象体２０が入力部２３により、実施形態２ではコーディングボード６０が検出部６６により取得することができる。また、ＲＦタグにコーディングデータを読み書きさせることにより、ＲＦタグを備えたアイコンブロック４０をメモリブロックとして用いることができる。
また、形象体２０及びコーディングボード６０は、アイコンブロック４０のコード識別子に含めたＯＩＤ（Ｏｂｊｅｃｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）をコード識別子情報として取得し、構文解析や出力制御等の処理に用いてもよい。
また、実施形態１及び実施形態２は組み合わせることができる。つまり、アイコン情報及び位置情報の取得は、形象体２０がアイコン４１を撮像して行うとともに、コーディングボード（ステージ）６０がアイコン４１を検出して形象体２０に送信することにより取得してもよい。いずれの方法によりアイコン情報及び位置情報を取得するかは、ユーザによる選択により、又はコーディングカード３０やコーディングボード６０の仕様等に応じて適宜定めることができる。
また、各実施形態では、位置情報として、コーディングカード３０又はコーディングボード６０上の行及び列で定まる位置により定義したが、アイコンブロック４０同士の相対位置により定義してもよい。
また、実施形態１において、形象体２０は、撮像部２３１によりコーディングカード３０のガイド３１をすべて含む撮像範囲３３を撮像して、アイコン情報及び位置情報を取得したが、一部範囲のガイド３１に配置されるアイコンブロック４０を個別に撮像して、アイコン情報及び位置情報を取得してもよい。
１０ コーディング玩具
２０ 形象体 ２１ 制御部
２２ 記憶部 ２３ 入力部
２４ 出力部 ２５ 通信部
３０ コーディングカード ３１ ガイド
３２ テーマ表示部 ３３ 撮像範囲
４０ アイコンブロック ４１，４１ａ〜４１ｈ アイコン
５０ 走行体 ５１ 前輪
５２ 後輪
６０ コーディングボード ６１ 取付部
６２ 行番号 ６３ 列番号
６４ ボード制御部 ６５ 記憶部
６６ 検出部 ６７ 通信部
２０１ 頭 ２０２ 目
２０３ 口 ２０４ 首
２０５ 腕 ２０５ａ 右腕
２０６ 手 ２０７ 胴
２０８ 脚 ２０８ａ 右足
２２０ アイコンテーブル ２２１ アイコン
２２２ 制御内容 ２２３ 動作アイコン
２２４ 時間アイコン ２２５ 制御アイコン
２２６，２２８ アイコン種別 ２２７，２２９ 分類
２３１ 撮像部 ２３２ 収音部
２４１ 駆動部 ２４２ 放音部
２４３ 表示部 ２４４ 通信部
３０１ アイコン識別情報 ３０２ アイコン位置情報

Claims (12)

  1. 制御部と入力部と出力部とを有する制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するブロックと、を備え、
    前記制御部は、
    所定位置に配置された前記ブロックが示す前記コード識別子及び前記ブロックの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、
    前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、
    ことを特徴とするコーディング玩具。
  2. 前記ブロックは、各面が異なる前記コード識別子を有する六面体であり、
    前記ブロックが示す前記コード識別子は、前記ブロックの載置向きにより定まる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコーディング玩具。
  3. 前記コード識別子は、前記ブロックに描かれたアイコンであり、
    前記制御部は、前記入力部により前記ブロックを撮像して前記コード識別子情報及び前記位置情報を取得する、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコーディング玩具。
  4. 前記制御対象物は、形象体であり、
    前記出力部は、駆動部、放音部及び表示部のいずれか一つ又は複数を備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコーディング玩具。
  5. 前記制御部は、取得した前記コード識別子情報及び前記位置情報をもとに、所定の構文ルールに従って構文解析して、前記出力部を制御するプログラムを生成する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のコーディング玩具。
  6. 前記ブロックを所定位置に配置させるステージを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のコーディング玩具。
  7. 制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有し、
    所定位置に配置されて示された前記コード識別子及び位置により、コード識別子情報及び位置情報を前記制御対象物に取得させ、
    前記制御対象物に前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御させる、
    ことを特徴とするブロック。
  8. 制御部と入力部と出力部とを有し、
    前記制御部は、
    所定位置に配置されたパーツが示す制御対象物の制御内容に対応したコード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、
    前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、
    ことを特徴とする形象体玩具。
  9. 板状に形成され、
    制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するパーツを所定位置に配置させ、
    配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記制御対象物に取得させ、
    前記制御対象物に前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御させる、
    ことを特徴とするステージ。
  10. 制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するブロック又はカードであるパーツと、を備えたコーディング玩具におけるコーディング方法であって、
    前記制御対象物が、所定位置に配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を取得し、
    前記制御対象物が、前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御される、
    ことを特徴とするコーディング方法。
  11. 制御部と入力部と出力部とを有する制御対象物と、前記制御対象物の制御内容に対応するコード識別子を有するカードと、を備え、
    前記制御部は、
    所定位置に配置された前記カードが示す前記コード識別子及び前記カードの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、
    前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、
    ことを特徴とするコーディング玩具。
  12. 制御部と入力部と出力部とを有する形象体と、前記形象体の制御内容に対応するコード識別子を有するパーツと、を備え、
    前記制御部は、
    所定位置に配置された前記パーツが示す前記コード識別子及び前記パーツの位置から、コード識別子情報及び位置情報を前記入力部により取得し、
    前記出力部を前記コード識別子情報及び前記位置情報により定められる制御内容及び制御順に制御する、
    ことを特徴とするコーディング玩具。
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