ROBOLABと教育 ROBOLABと教育 <目次>
 歴史的背景
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ROBOLABはこうして生まれました(ROBOLABの歴史的背景)
 
  ROBOLABは、レゴグループとMITの永年にわたる研究から生まれたロボット教材です。
  この研究はシーモア・パパート教授を中心にE&L研究所で行われてきました。
この研究の過程ではROBOLABのコンセプトの原型ともいえるレゴ・ロゴ(LEGOTCLOGO)やプログラマブル・ブリック、教育用プログラミング言語として今でも多数の教育者の支持を集めているロゴが生まれています。
  ROBOLABはMITでのこうした研究成果を取り込み、子供にとっての使い勝手を大幅に向上させてありますが同時に大学生レベルの使用にも供することができるようLabViewと呼ばれる本格的な制御ソフトウェアをベースとして開発されています。

  
シーモア・パパート
  シーモアパパート博士( Dr.Seymore Paper)は1954年から1958年まではケンブリッジ大学で数学を、1958年−1963年にはジェネバ大学でのジャン・ピアジェとの研究から数学を使った子供の学習と思考の研究を始めた。
  1960年代に米国MITに移りマービン・ミンスキーらと人工知能研究所を設立。
  1980年には子供とコンピュータの関わりについて、後に世界的に影響を与えた Mindstorms (1980)を発表し、The Children’s Machine(1982)ではデジタル世代における学校のあり方、子供の学びについて革新的な考えを示した。
 
MIT E&L 研究所
  E&L研究所のEは認識論(Epistemology)、Lは学び(Learning)の意味。E&L研究所ではシーモア・パパート教授の提唱するコンストラクショニズムという新しい学びの考え方を背景としたさまざまな研究が行われている。
  MITメディア・ラボでの研究ということもあり、特に学びとデジタルテクノロジーについての興味深い研究が多い。特に1980年代後半から始まったプログラマブル・ブリック(プログラム可能なブロック)の研究は、その後ROBOLABをが生まれるきっかけとなった研究プロジェクトである。
 
1987年当時のMIT E&L研究所の様子(写真)
コンストラクショニズム
プログラマブル・ブリック(Programmable Brick)
  レゴグループとNSFの財政支援を受けて、MITメディアラボ E&L研究所のFredMartinらによって研究開発されたマイクロコンピュータ埋め込み型のレゴブロック。当初はE&L研究所のレゴロゴプロジェクトの一部としてスタートした。
  1987年の6502プログラマブル・ブリック(ロゴ言語によって制御された)から、1994年の120プログラマブル・ブリックまでいくつかのモデルが設計、開発された。
  最新モデルである120型は小、中、高校の教師が実験的に授業に使用している。120型は本体上に入出力ポートや液晶画面を備え、RCXの原型ともいえるが、RCXの開発にあたっては直接的に120型がベースにはなってはおらず、レゴ社の開発グループが設計上のコンセプトをこの120型から得たものと考えられる。
  プログラマブル・ブリックの詳細については以下のサイトに詳しい情報がある。
http://el.www.media.mit.edu/groups/el/projects/programmable-brick/more.html
 
ロゴ(LOGO)
  1967年にシーモア・パパート教授がBBN(Bolt, Beranek and Newman)のチームと開発したLISPに似た教育用コンピュータ言語。ロゴは1970年代を通じてMITや他の少数の大学で研究され、ボストンのブルックライン・パフリック・スクールなどの教育現場で実験的な授業が行われた。
  現在まで数多くのロゴが販売またはフリーウェアとして流通したが、そのほとんどのインプリメンテーションでは、タートルと呼ばれる亀のアイコンが子供の作るプログラムによって画面に自由にグラフィックを描くことができる。
  ロゴの開発経緯やMITでのプロジェクトの様子などは以下のアドレスに詳しい。
http://el.www.media.mit.edu/groups/logo-foundation/Logo/Logo.html
レゴ・ロゴ プロジェクト
  レゴとロゴを使用した制御、ロボット教材。MIT E&L研究所のMitchel Resnickらによって開発された。
  モーター、ライト、センサーを組み込んだレゴでさまざまなマシンを作り、ロゴ言語で作ったプログラムによって制御することができる。実際に商品となり、世界中の学校で使われた。
  
ROBOLABのベースとなったソフト:LabView
  LabViewは米国ナショナル・インスツルメント社が開発した計測制御用のソフトウェア。全世界の大学や研究所で広く使われており、NASAの火星探査プロジェクトでは自立型探査ロボット「ソジャナー」の姿勢制御などにも利用された。
  ROBOLABの開発にあたって、レゴダクタ社はLabViewを制御用の環境として選定し、教育用にGUIなどを改良するためにタフツ大学と協力。
  この結果、ROBOLABは「小さな子供でも容易に取り組め、大学生レベルの高度なプログラムまで可能にする」という困難な設計上のゴールをクリアすることができた。
 ROBOLAB
 このレゴ・ロゴが、大きく進化して、ROBOLABとなった。

 
  レゴ・ロゴ ROBOLAB
インターフェース Interface A、Interface B RCX(CPU内蔵レゴブロック)
インターフェースとレゴブロック
の接続
ケーブル(有線)  CPU内蔵のため必要無し
プログラム転送手段  RC232C 赤外線(独自プロトコル)
プログラミング環境 ロゴ ROBOLAB
  •  レゴ・ロゴではケーブルでPC、インターフェース・ボックス、レゴブロックを常時接続しておかなければならないため、自由に動き回るロボットを作ることができなかった。この点、ROBOLABではRCXがCPU内蔵となり、PCからのプログラム転送も赤外線になったため大きく改善された。
  • また、子供たちがプログラムを作るための環境(言語)も、レゴ・ロゴではキーボード入力が必須のロゴ言語であったのに比べ、ROBOLABでは研究者用のソフトであるLabViewをベースとしながらもほとんどの操作がアイコンでできるようになったために小さな子供でも容易に取り組めるようになった。
  • 機能的にもマルチタスクなど高度な機能が直感的なプログラミングで使えるようになったため大幅にプログラミングの自由度が広がった。
  • レゴ社の教材
    LEGO educational divisionはレゴ社の中で教育を専門として取り組む部門です。ROBOLABのほかにも多数の教材を開発、販売しています。主なものとしては次のようなものがあります。
  • アーリーシンプルマシン(小学校低学年を対象とした問題解決能力育成教材)
  • シンプルアンドパワード(小学校高学年を対象とした問題解決能力育成、科学技術学習用教材)
  • イーラボ(e-Lab)(環境とエネルギーを学習するための画期的な教材。欧米での環境授業への実践例多数)
  • このほかにも小学校、中学校の総合学習、情報教育、環境教育などに利用できる多数の教材があります。詳しくは(株)ラーニングシステムまでお問い合わせください。
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