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ひらめき☆ときめき サイエンス

プログラムの実施の様子
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プログラムの実施の様子

東洋大学

デジカメ・携帯電話・携帯ゲーム機・
ペットロボットを用いたコンピュータシミュレーション

整理番号 HT231

実施担当代表者

中林 靖(なかばやし やすし)

工学部コンピュテーショナル工学科・講師

開催日

平成 18年 9月 23日(金)

開催会場

東洋大学川越キャンパス

住所:埼玉県川越市鯨井2100

実施の様子

 コンピュータシミュレーションとは、さまざまな物理現象をコンピュータに計算させ、その結果をコンピュータグラフィックスとして表現することです。コンピュータシミュレーションを行うには、普通のパソコンを用いたり、より高性能のスーパーコンピュータを使ったりします。このように聞くと、コンピュータシミュレーションは難しいイメージを持つかもしれませんが、そんなことはありません。コンピュータシミュレーションはとても身近な物です。

 このプログラムでは、コンピュータシミュレーションを身近に感じて貰うために、みなさんの身の回りの携帯情報機器を用いてコンピュータシミュレーションを体験して貰うことを目的として実施されました。具体的には、「デジタルカメラ」、「携帯電話」、「携帯ゲーム機(PSP)」、「ペットロボット(AIBO)」などを用いて、実際に簡単なコンピュータシミュレーションを行いました。

実施の様子_写真1 実施の様子_写真2

 最初まず、最初に教室でこのプログラムの概要やスケジュールについて説明を行いました。全体を大きく2部に分けて、前半はAIBOを使ったコンピュータシミュレーション、後半はデジタルカメラやPSPを用いたコンピュータシミュレーションについて、それぞれ教室での説明及び研究室での体験演習が行われるとの説明を行いました。
 教室でこのプログラムの概要やスケジュールについて説明を行いました。全体を大きく2部に分けて、前半はAIBOを使ったコンピュータシミュレーション、後半はデジタルカメラやPSPを用いたコンピュータシミュレーションについて、それぞれ教室での説明及び研究室での体験演習予定とのスケジュール説明を行いました。

 前半のAIBOを使ったコンピュータシミュレーションでは、まず東洋大学で実施されてきた世界一速く歩くAIBOの開発という研究の内容について説明をしました。この研究はAIBOに様々な歩行パターンをさせて、AIBO自身で自分の歩行速度を計り、進化的計算法という計算手法を用いてAIBOが自ら最も速く方法を学習していくというものです。最終的に約250mm/秒というAIBOとしては最速に近い歩行パターンをAIBOが見つけたとことについて説明しました。但し、250mm/秒を超えて暫くすると、AIBOの関節が故障しやすくなるとの説明も付け加えました。

実施の様子_写真3 実施の様子_写真4

 研究室に移動してからの体験演習では、無線LANを用いてAIBOをリモートコントールするプログラムを使って、参加者全員が実際にAIBOに様々な動きをさせました。予めプログラムされた様々な動きがパソコン上のボタン一つでAIBOに伝わることや、AIBOが極めてたくさんの関節を持っていて自由度の高い動作が可能であることが、実際に操作することでよく分かりました。実際に250mm/秒以上で歩くAIBOの実演は、AIBOが故障してしまう可能性が高いため、残念ながら実施できませんでした。

 前半と後半の間にクッキータイムが設けられ、AIBOに関する話題で盛り上がりました。また、東洋大学では進化的計算法を用いて世界一強いキックを蹴るAIBOの開発という研究も行っていることについても説明しました。

 後半のデジタルカメラやPSPを用いたコンピュータシミュレーションでは、まずPSPを用いて熱伝導の物理シミュレーションを行う方法について説明しました。PSPは携帯用ゲーム機ですが、プログラミングをすることによって他にも様々なパソコンで動作するようなプログラムを動かすことが可能です。ここでは、PSPの持つ入力ボタンを使って、熱伝導の計算モデルを作成する方法や、実際に熱伝導の計算をする方法、将来的にどのようなことへ応用が可能なのかについて説明がありました。また、デジタルカメラを用いたコンピュータシミュレーションについても説明しました。これは、デジタルカメラで何かの写真を撮った瞬間に、その写真に写っている物体に加わっている力の分布をコンピュータでシミュレーションして表示するというものです。デジカメで撮った写真がすぐに無線LANで近くのパソコンに送られ、パソコン上でリアルタイムに画像処理や物理シミュレーションが行われ、結果として物体に加わっている力の分布がすぐにパソコンの画面上に表示されることが特徴です。

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 研究室に移動してからの体験演習では参加者全員がそれぞれPSPを用いたコンピュータシミュレーションや、デジタルカメラを用いたコンピュータシミュレーションについて体験しました。PSPを用いたコンピュータシミュレーションでは、様々な計算条件を実際に与えてみて、熱伝導シミュレーション結果が異なることを確認したり、デジタルカメラを用いたコンピュータシミュレーションでは、各自が好きな物の写真を撮り、その写真に写った物体に加わる力の分布がリアルタイムにパソコンの画面上に映し出されることを実際に確認しました。

 最後に教室に戻り、全体を通してのまとめの説明や質疑応答などをして、参加者に未来博士号が授与され、解散となりました。

実施の様子_写真7 実施の様子_写真8

◎ 参加者から寄せられた声の一部を紹介します ◎

  •  パソコンが身近に感じられました。
  •  分かりやすい説明で、科学に対する興味がわきました。
  •  今回学んだことは自分の知識では理解できないこともあったけど、また参加してみたいと思いました。