集団行動をシミュレートする自走式玩具

ニワタ, ナギサ; 庭田, 凪沙

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アイテム

集団行動をシミュレートする自走式玩具

http://hdl.handle.net/10748/00009471

名前 / ファイル	ライセンス	アクション
T01117-001.pdf (2.9 MB)

Item type

学位論文 / Thesis or Dissertation(1)

公開日

2018-04-01

タイトル

集団行動をシミュレートする自走式玩具

言語

jpn

資源タイプ

資源タイプ識別子

http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec

資源タイプ

thesis

著者

庭田, 凪沙

著者(ヨミ)

ニワタ, ナギサ

抄録

内容記述タイプ

Abstract

内容記述

近年,技術の進歩により,日常に関わる様々な製品が高性能化している.中でも電子玩具の分野は,スマートフォンのアプリケーションを利用する等の新しい技術が取り入れられ,著しく進化している.特にラジオコントロールカーに注目すると,これまではコントローラに付けられたレバーを使って玩具を操作する方法が一般的であったが,ユーザの身体情報を利用した操作方法等も市場に発表されている.しかし,幼児を対象とした場合,ユーザビリティ面において改善が望まれる.既存のコントローラの場合,方向転換や発進といった動きと,動かすレバーやボタンの関係性を理解する必要がある.そこで,ユーザが操作モデルをなるべく事前に学習する必要がない,直感的なラジオコントロールカーを提案する.コントローラ等を使用せずに動作のきっかけを与える方法として,音声や振動を利用するものがある.それらの方法を採用している玩具の多くには,前進する,自分の体を揺らすといった単純な動作が見られる.また,より高度に音声を利用しているものとして,ペット型ロボットが挙げられる.「お手」や「おすわり」「伏せ」など,実際にペットのしつけや芸を教える際に使用する言葉を認識し,言葉に対応した動作を行う.こういった言語を利用した操作を行う場合,ユーザが言語を話すことができなければ,玩具の操作を行うことはできない.操作対象の動きが単純である程操作方法も単純であり,複雑な動作を要求する場合には,ユーザ側も複数の操作パターンを習得している必要がある.操作のために必要な能力を最小限に,玩具が複雑な動作をしているように見せられれば,新しい操作体験を得られると考えられる.この研究では,幼児を対象としている.操作のきっかけとなる動作をした結果,「こうするとあの玩具が動く」という結び付けが理解できれば,徐々に「操作をする」という目的を持つ可能性がある.本研究では,玩具にマイクを搭載し,ユーザが音を鳴らすことで走行する玩具を制作した.音を鳴らす方法としてハンドベルを採用し,「振る」という簡単な動作だけで玩具を操作する.またこの玩具は,既存のラジオコントローラのように自由に走行するのではなく,音源であるユーザの場所を目指して走行する.このユーザを探してその方向に進む動作から,ユーザが親玩具が子という親子の関係が連想される.そこで,この玩具のモチーフを鳥にすることで,親の姿や鳴き声を認識する「刷り込み」のような親子関係の演出ができると考えた.以前制作したプロトタイプでは,玩具の両目にマイクを搭載し,左右のマイクが取り込んだ音量で音源のある方向を推定した.音源の方向に体の向きを変え,聞こえた音の周波数解析をする.その音が特定の周波数であれば前進し,ユーザのいる方向に向かっていく仕組みである.このプロトタイプでは,玩具が停止している状態での操作を想定していた.今回の研究では,音源を目指して走行する玩具が複数あっても走行できることを目標としている.しかし,現状のまま複数を走行させると,仲間や障害物との距離が考えられていないため衝突をしてしまう.また,あひる型の玩具が複数あることで,鳥の親子が移動していく様子が再現できると考えるが,群らしい動きが出来ない.そこで,玩具に衝突の回避や仲間の認識をさせ,集団行動をシミュレートすることを試みた.集団行動を再現する方法は様々あるが,カメラや超音波センサを使ったものが一般的である.集団行動は,自分と仲間の位置関係を把握して行われるため,稼働する空間での座標の取得が必要となるからだ.しかし,一般家庭で遊ぶための玩具にその方法を適用することを考えると,設置のために時間やスペースが必要とされる.子供が遊びたい時にすぐに遊べることが,玩具に必要な要素の一つであると考えられる.本研究では,室内に大掛かりな装置を設置するのではなく,玩具の内部に複数の距離センサを搭載することで,1体でも複数でも集団行動ができるよう設計する.距離センサのみでは精確に実世界における絶対座標を計測することは出来ないが,鳥や魚の群集行動をアニメーションで再現する“Boid algorithm”において述べられている,「仲間に近づきすぎない」「仲間と進む向きや速度を合わせる」「仲間が大勢いる方向に向かう」の3つのルールのうち,最初の2つを達成できると想定した.距離センサによって,自分と他の物体の距離を測り,近すぎる場合には衝突を避け,それ以外の距離では接近・捜索を行う.また接近する際には,対象が遠いほど速く,近いほど速度を落として移動させる.距離に対応して走行速度を変化させることで,意思を持って行動しているように見せることができる.本研究では,複数の距離センサを搭載することで,複数の玩具に集団行動を再現させた.カメラ等で動作させる空間の全体像や,その空間での玩具の位置を取得せずとも,搭載したセンサが取得した距離のみで玩具の行動を制御することができた.現段階では対応する周波数帯が1つであるが,複数の周波数に対応させることも可能である.玩具が対応する周波数帯を個別に変えることで追走するユーザを選んだり,複数の動作を周波帯で分けたりする等,遊び方に広がりを持たせることができると考えられる.

抄録

内容記述タイプ

Abstract

内容記述

Due to advances in technology in recent years, home appliances and other products have been improved in performance, including toys. In particular, radio control cars are not operated by controllers like the past, but various operation methods have been announced on the market. However, it can not be said that anyone can play with these methods. Therefore, the author proposed a simple radio control car operation method for small children. The toy can operate with sound, and when the user generates sound, it estimates the location of the sound source and moves toward the direction where the user is. And, in order to make the toy run in plural, we installed a distance sensor in the toy. As the toy runs by measuring the distance by themselves, it is possible to reproduce behaviors like a herd without installing a large-scale apparatus.

内容記述

内容記述タイプ

Other

内容記述

首都大学東京, 2017-03-25, 修士（芸術工学）

書誌情報

p. 1-37, 発行日 2017-03-25

著者版フラグ

出版タイプ

出版タイプResource

http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa

その他のタイトル

Self-propelled Toy Simulating Collective Behavior

学位名

修士（芸術工学）

学位授与機関

学位授与機関名

首都大学東京

学位授与年月日

2017-03-25

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