株式会社 車輪の再発見

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Scratchプログラミングによるミニドローンの飛行制御体験授業 箕面市立北小学校

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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シミュレーターと実機を使った講習会

今年の夏にScratch用ドローン3D飛行シミュレータ「DroneSimulator2」とドローン実機を使い行なった講習会です。

その1
「プログラミングワークショップ ドローンを飛ばそう!」
ネットアップ合同会社 ファミリーデー2018
ネットアップ合同会社さんからの記事の提供-

2018/08/22にネットアップ合同会社の京橋オフィスでファミリーデー2018が開催されました。
107名のファミリーデー参加者から、30名ほどの親子が講座に参加されました。最初に講師による実機によるデモ飛行を披露し、縦横無尽に飛び回るドローンに子供たちは興味津々でした。

今回はScratchを使ったことのある子が多く、簡単な説明でドローンプログラミングを始めることができました。
どんな操作コマンドがあるかを説明した後は、子供たちに自由にプログラムを組んでもらい、まずはシミュレータで動作確認。

次にいよいよドローンと接続すると、シミュレータと同じ動き方をするドローンに子供たちだけでなく、大人も一緒になって大興奮でした。
来年のファミリーデーでもドローンプログラミング講座を開催する予定です。

【講座の流れ】
Step1.
講師によるデモ飛行。
Scratchにどんなドローン操作コマンドがあるか学習。
Step2.
Scratchで自由にプログラミングし、シミュレータで動作を確認。
Step.3
いよいよ、ミニドローンを飛ばします。

その2
「小学校プログラミング教育について考えてみる」
対象:和歌山市宮前小学校、教員40名内容:
・Scratchのインストール方法
・Scratchの拡張と周辺機器への接続
・第5学年算数で学ぶ単元を発展させて三角形、四角形の内角の和が180°である性格に基づき
ドローンをプログラミング飛行させてみる。
・教材に生かせるのかの考査
参考資料:
「小学校プログラミング教育の手引(第一版)」(文部科学省 平成30年3月30日)

その3
「ドローン・プログラミング教室」
神戸国際大学 経済学部国際文化ビジネス・観光学科
白砂伸夫教授2・3年次生合同授業
対象:学生20名内容:
・プログラミングによらない飛行
・プログラミングによる飛行
・ドローンビジネスについて

その4
「ドローン・プログラミング教室」
まちラボ「夏の学校 2018」夏休み自由研究大作戦
対象:小学生12名内容:
・Scratchの使い方
・三形の内角の和
・多角形や正多角形
・飛行による縮図、拡大図の概念の理解

ミニドローンをプログラミング飛行させる「kidsdrone」配布中(無料)

「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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“Scratch”のプログラミングでドローンの動きをシミュレートできる「DroneSimulator2」/無料配布中

【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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