株式会社 車輪の再発見

大阪府箕面市立北小学校パソコンクラブ　4,5,6年生の計22名
ドローンを使ったScratchプログラミングも今年で2年目となりました。
1回目　2018/10/31（水）
2回目　2018/11/28（水）
3回目　2019/1/21（月）の全3回を予定しています。

未来の学びのコンソーシアムさま、一般社団法人日本ドローン協会さまから後援名義を頂戴しました。
本当にありがとうございました！

第1回目　2018/10/31（水）ミッションコンプリート！

ミッション：ドローンをコントロールせよ
Scratchでシミュレーターを使いドローンに図形を描かいてみよう。
次に本物のドローンに空中に図形を描かせてみよう。
1.ドローンを離陸させ着陸させよう。
2.ヒント図を見て正方形の描き方を考えよう。
3.ヒント図を見て正三角形の描き方を考えよう。
大阪大学大学院 人間科学研究科 臨床教育学講座 教育工学分野の高堂さん、中川さんに講師をしていただきます。
ことしはScratchSumilator2があるのでドローン実機は1台でも、子供達は自分が作ったプログラミングの成果をすぐに確認できます。
分かりやすく達成感があるのかとても集中していました。
小さくても力強い風を浴びて、あっという間に笑顔になってしまうのが印象的です。空間を自在に飛び回るドローンと地面を這うロボットでは子供たちの反応は全く異なります。

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「Kidsdrone」はMITで開発されたプログラミング学習アプリケーション「Scratch 2 Offline Editor」と連携しParrot社のミニドローンをプログラミング飛行させるAndroid端末用のアプリケーションです。【アプリケーションの概要】
・WindowsPCにドローン3Dシミュレーター「DroneSimulator2」がインストールされている必要があります。
・「DroneSimulator2」の3Dシミュレーション画面とシンクロしてParrot社のミニドローンが飛行します。
・Mambo、Swing、Airborne Night/Cargo、Rolling Spider、Hydrofoil Orakに対応しています。
(2019年1月にはDJIのtelloにも対応した、動画のリアルタイム解析で自律飛行できるような拡張したScratch3.0をWebベースで公開します。)
・WindowsPCと同一のWiFiネットワークに接続してください。（インターネット接続は不要です）
・プログラミング飛行中でも処理に割り込んで飛行をキャンセルすることができます。
・Parrot FLYPADの代わりに殆どの廉価なUSBゲームパッドで操縦できます。
・画面タッチでも操縦できます。
・モード１およびモード２に対応しています。

【システム概略図と接続】

【設定】（インストールと機器の通信設定）
1.「Kidsdrone」をAndroid端末にインストールします。
（Amazon Kindle Fire HD 8,10タブレットで「Kidsdrone」を使う方法。）
2.WindowPCとAndroid端末を同じWiFiネットワークに接続してください。
※市販の安価なブロードバンドルーターで接続できます。（インターネット接続は不要です）
3.ミニドローンとAndroid端末はBluetoothで接続してください。
ミニドローンとのAndroid端末との接続方法については機体添付の取扱説明書を参照してください。
※安全の為にAndroid端末のモバイルネットワークはOFFにしてください。

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【DroneSimulator2】はプログラミング学習アプリケーション“Scratch”と連携し仮想3D空間をキャンパスにするドローン飛行シミュレーターです。“Scratch”でドローン飛行プログラミングに夢中になるかも。Windows7,8,8.1,10用

このシミュレーターは「ドローンの操縦の上達」が目的ではありません。
ドローン操縦技術の上達のための教習所やシミュレーションソフトは沢山ありますが、ドローンをプログラミング制御する方法を教えてくれる教室、プログラミングで飛行をシミュレーションできるソフトは見かけません。
ドローンは自動・自律制御技術が発達し、より精密により安全に飛行できるようになり人間が操縦するよりも、プログラミングで飛行させる技術をもつ人が有利になると考えられます。
ドローン操縦に熟知した大人よりも、様々な科学や工学や数学を駆使し圧倒的にドローンを制御できる子供達の姿を想像してみてください。
プログラミング言語学習ソフトと連携できるシミュレーターソフトは空中を飛行するための科学（Science）、科学を利用する技術（Technology）、技術を適切につたえる工学（Engineering）、それらの根幹をなす数学（Mathematics）を学ぶSTEM教育の教材に最適です。
教育現場への教材としてドローンの導入は費用もさることならが、安全面でもしっかりと対策をする必要があり、その点でもシミュレーターソフトは導入にリスクがありません。
プログラミング授業だけでなく、Scratchを基本に教育分野だけではなく農業、建設、工業、映像芸術といった様々な分野で簡単に安全にシミュレーションできるようなソフトにアップグレードしていきます。

Androidアプリ「キッズ・ドローン」（無料）と連携すれば本物のParrot社製ミニドローンとのシンクロ飛行も可能です。
人間の操縦では到底不可能な正確な幾何学軌道、自動飛行を楽しんでください。
（Amazon Fire HD 8インチ、10インチ タブレットでミニドローンが飛ばせる！）

【アプリケーションの概要】
「DroneSimulator2」は、MIT（マサチューセッツ工科大学）が開発した「Scratch 2.0 オフラインエディター」とWindowsPC上で連携し、作成したドローン飛行プログラミングを驚くほど簡単に3Dシミュレーションすることができます。「Scratch 2 Offline Editor」と「DroneSimulator2」の構成です。

【構成アプリケーションとサンプルプログラミングファイル】
Windows用とAndroid用のアプリケーションで提供されます。（3Dシミュレーションのみの場合はAndroid端末は不要です）
「DroneSimulator2」はWindows OSで動作するプログラミング言語学習「Scratch 2 Offline Editor」の機能を拡張するドローン飛行3Dシミュレーターです。
開発環境はUnityでDroneSimulator2.exeが実行ファイルです。

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ドローンプログラミングは教室では少し狭いかもしれません。
夏休み天体観測することもあったりしますので、夜空に図形でドローンアートを描いてみたいです。DroneSimulator2のダウンロード
頑張れば、はくちょう座α星 デネブ、わし座α星アルタイル、こと座α星ベガを結んで夏の大三角形だって夜空に描けるかもしれません。

IntelやEhangの自律型ドローンも高度な通信機器も必要ありませんミニドローンとLED電球とScratchとシミュレーションアプリとノートPCでＯＫです。
材料
Prrot社のミニドローン
LED（風船に入れる電池式豆LEDタイプ、一個50円ぐらい）
WindowsPC（Scratch2+弊社シミュレーションソフト（フリー））
Android端末+弊社アプリ（フリー）
WiFiルーター
カメラ（バルブ撮影可能なもの）

Scratchで六角形→五角形→四角形→三角形と飛行するようにプログラミングします。
三角形の内角の和[180×（ｎ-2）]を辺の数で割ってその値を180°から引くと多角形を構成する旋回角度ができます。
注意したいのは、辺の長さにあたる移動時間を一定にしてしまうと頂点の数が増えれば図形がどんどん大きくなってしまいます。
ですので、円に内接する正多角形の辺の長さ：a=2 r x sin (π/n)の公式を使い、辺の長さに合わせて移動する速度または移動時間を変更するようにします。

シミュレーターでの画面です。

そしてドローンにLEDの豆電球を取り付けてプログラミング飛行させバルブ撮影します。
暗い場所だとGPSのないドローンは、画像認識が暗くて解析できず自分の場所を見失うので地面にライトなどを置いておく方がいいです。

DroneSimulator2のダウンロード