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中高生ロボットコンテスト「ロボットを作ろう、動かそう」が開催 |
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● 普通中学・高校生たちによるプログラミング学習の成果
本コンテストは、ベネッセコーポレーションの「キャリア・エデュケーション・プログラム」(CEP)という体験型学習の研究事業の一環として、マイクロソフトと共同で実施したもの。両者で開発したロボット教材をベースに、体験型プログラミング学習を受けたトライアル校の生徒約70名が参加した。各チームの生徒は、自分たちが製作したロボットの特徴を発表したり、ロボットの動作を競うレースに参加することで、コミュニケーション力やチームワーク力を高め、学習効果の向上を図っていく【写真2】。 このコンテストの大きな特徴は、参加校がいわゆる工業高等専門学校ではなく、首都圏を中心とする普通中学・高校が対象だったこと。麻布中学・高等学校、聖光学院中学・高等学校、鴎友学園女子中学校・高等学校、実践女子学園中学・高等学校、田園調布雙葉中学・高等学校、大森学園高等学校、西武学園文理中学・高等学校、宝仙学園中学・高等学校共学部理数インターの私立8校が参加。 また女子はロボットにあまり興味を示さないのでは? というイメージもあるが、本コンテストは従来よりかなり多くの女子生徒が参加している点も目を引いた【写真3】。関係者によれば、女子生徒の参加を意識していたわけではなく、結果的に多くなったそうだが、昨今のように理科系離れが叫ばれる中で、技術に興味を持ってくれる女子が増えることは大変よいことだろう。
● チーム学習による意外な効果、女子のリーダーシップ コンテストのレポートの前に、各学校において事前に実施された体験学習について触れておこう。この体験学習は2007年末に西武文理中学・高等学校を皮切りに、これまで9校で行なわれている。基本的には3人1組のチームで実習に取り組むが、チーム編成については学校によってさまざま。メンバーは同じクラスや学年とは限らない。たとえば麻布中学・高等学校では、学年の垣根を取り払ったチーム構成にしたそうだ。また西武学園文理中学・高等学校の場合は、男子2人と女子1人という混成チームを組んだ。このような構成にすることで、従来とは異なるチームワークやコミュニケーションが生まれるようだ。「普段は目立たない子や女子が司令官となり、リーダーシップを発揮することも多かった」というように、学習効果として興味深い一面も見られたという。 具体的なカリキュラムの内容だが、たとえば2日間コースでは「ロボットの組み立て」(ハードウェア実習)、「ロボット動作プログラミング」(ソフトウェア実習)、「ロボットデザイン」、「ロボット競技・プレゼンテーション」の4部構成で実施したという。 使用したロボットのハードウェアは、共立電子の変形・拡張自在ロボットベースキット「プチロボMS5」を基にしたもので、四脚型やアーム型ロボットを製作することができる。このキットにブラケットやアルミパーツを追加すれば、さらに複雑なモーションや人型ロボットに発展させることが可能だ【写真4】【写真5】。
一方、ソフトウェアの開発環境には「Visual Basic 2008 Express Edition」(Web無償提供版)を利用。プログラミング言語は「Microsoft Visual Basic」(VB)だ。もちろんロボットのプログラムはC++、C#などの言語でも開発できるが、プログラミング入門用として最適な言語として、まずVBを選んだという【写真6】。 プログラミングの講師として各学校をまわったマイクロソフトの斉藤仁氏(デベロッパー&プラットフォーム統括本部)は「子供たちにプログラムを教えることは大人が思っているより難しいことではありません。基本的な操作を教えるだけで、あとは子供たちが自分たちで触って自然に覚えていきました。難しいアルゴリズムなどは一切教えていません。まずはロボットが目の前で動くことが重要で、そういった体験がやる気を引き出すようです」と説明する。 実際に、生徒たちは自らフォームやボタンなどのプロパティ設定を変更し、積極的にインターフェイスを作り込んでいたようだ。それぞれのチームによって、インターフェイスに個性が出ていたことからも分かる【写真7】【写真8】。やはりプログラミング学習は自主性が大切。生徒のやる気を引き出し、モチベーションを持続させていく点で、ロボットは大きな効果があるように感じた。
● ユニークなアイデアが光ったアドバンスド部門のロボットたち
「Nuclear Weapon」チームのロボットは1台のロボットで2脚歩行と4脚歩行を使い分けられる構造になっていた。デザイン面ではガンダムのヘッドを装着。2脚ロボットの状態で各脚にモータが3個ずつ付いており、より人間に近い形になっているという【写真10】【動画1】。 一方、女子2人のチーム「NASA-A」は、マッチ売りの少女ならぬ「ロボット売りの少女」というユニークな設定で、寸劇仕立てのプレゼンを披露【写真11】。2脚でうまく立てるように重心の位置を工夫し、今後はしっかりと歩けるようにしたい、と発表を締めくくった。 「Yes We Can」も女の子たちのチーム【写真12】。チーム名どおり、米国のオバマ大統領の物まねをする「夢の中の飼い犬」という設定だ。お座りやYes We Canのモーション!? のほか、ロシアのコサックダンスも踊れる【動画2】。操作インターフェイスは使いやすくシンプルに仕上げたという。今後は2脚で立って歩き、コサックダンスも完璧に仕上げたいそうだ。
アドバンスド部門で特に印象に残ったのは、この部門で優勝した西武学園文理高等学校のロボットだ【写真13】。彼らはベース教材からスタートし、さまざまな試行錯誤を繰り返しながら、人型ロボット、尻尾が付いた海サソリ型、モータ11個の脊索動物型【写真14】、モータ16個のアメーバー型【写真15】など、より複雑なロボットを製作していった。アメーバー型では、脊索動物型ロボットをうねらせるように動かすことで、多様な地形に対応できることが分かり、脚を取ってクローラー走行に変更したそうだ。そして最終的に【写真16】【動画3】のような災害対策ロボットまで発展させたという。
同校では2008年春から2年生の正式な授業として、半期のロボット学習カリキュラムを採用。また3年生も2日間のコースを受け、その後の文化祭で新たに6脚型ロボット【写真17】などを製作したという。わずかの期間で、ここまでのロボットを作り込んでしまう潜在的な能力と豊かな発想力には本当に驚かされるものがある。このプレゼンを見て、あらためてロボットによる学習効果の威力について再認識できた【写真18】【写真19】。
● スタンダード部門の総合優勝は誰の手に?
後半戦の障害物レースはトーナメント方式で、2分間の制限時間の中で先にゴールにたどり着いたほうが勝ちとなる【写真21】。コースの途中には、ボールや固定された柱などの障害物があり、それらをうまくすり抜けるように、自作の操作インターフェイスからコントロールする【動画4】。 4脚ロボットは規定どおりにつくるため、チームごとの差はほとんどない【写真22】。ただしVisual Basic 2008 Express Editionでつくった操作インターフェイスはかなり差がある【写真23】。左右・前進・後退など、ボタンをどのように配置するかなど、各チームで細かい点を工夫していたようだ。 そして何よりチームのメンバー同士のコミュニケーションも重要なポイントの1つだろう。メンバーがロボットの動作を見ながら、進行方向に障害物があれば「右に、あるいは左に曲がれ」というように、オペレータに的確な指示を出していく【動画5】。単にロボットやプログラムの学習だけでなく、その過程で生まれたチームワークも大切なのだ。
今回初めて開催された本コンテストは、全体を通じてホノボノとした雰囲気につつまれていて、なかなかよい感じであった。これはコンテストの勝敗が最終目的ではなく、実学の中でいかに理数系に興味が持てたのか、その学習プロセスを重視しているからだろう。今後もベネッセコーポレーションとマイクロソフトは、この体験型プログラミング学習教材を各教育機関へ展開し、普及活動に努めていく方針だという。 ■URL マイクロソフト http://www.microsoft.com/ja/jp/ ニュースリリース http://www.microsoft.com/japan/presspass/detail.aspx?newsid=3627 ベネッセコーポレーション http://www.benesse.co.jp/
（ 井上猛雄 ）
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