タイの大学の学習教材向けに、動物の人形5体に組み込んだ音声システムとタッチセンサー
機関: Rajamangala University of Technology Thanyaburi
この事例の話す動物の人形は、音声ボードセットとタッチセンサーを内蔵したゾウ、キリン、パンダ、イヌ、ネコの人形です。学習者が人形の体にある5–8か所のポイントのいずれかを押すと、動物の鳴き声またはその部位のタイ語ナレーションが聞こえます。当社は2023年に、学習教材として使用していただくため、5体すべての人形をRajamangala University of Technology Thanyaburiに納品しました。
- 業界
- 行政
- 年
- 2023
- 業務範囲
- 動物の人形5体向けに、人形ごとに5–8ポイントのタッチセンサーパッドを備えた音声ボードセットの設計と組立、押されたポイントに応じて人形ごとに5種類の音声を再生するプログラムの作成、取扱説明書と個体別のデモ動画の作成
要約
- 当社は2023年に、学習教材として使用していただくため、話す動物の人形5体（ゾウ、キリン、パンダ、イヌ、ネコ）をRajamangala University of Technology Thanyaburiに納品しました。
- 各人形には5–8か所のタッチポイントと5種類の音声があります。音声は、鳴き声、全体像のナレーション、体の特徴に関するナレーション3件で、ナレーションはタイ語です。
- すべての人形で同じ機器一式を使用しています。構成はLichee RV Dock制御ボード（RISC-V）、スピーカー、タッチセンサーパッド、スイッチ付きバッテリーセットで、すべて人形の内部に収めています。
- 人形はスイッチを入れるとすぐに使え、コンピューターやインターネットへの接続は不要です。
- センサー位置と全ポイントのナレーション原稿を記載した取扱説明書、および個体別のデモ動画を併せて納品しました。
現場の課題
大学は、学習者が押した部位について、鳴き声を出すか、その特徴をタイ語で説明する動物の人形を求めていました。機器一式はすべて人形の中に収めてバッテリーで給電し、人形を縫い閉じる前に大学がテストできる必要がありました。
当社の取り組み
当社は、すべての人形で同じ部品を使う音声ボードセットを設計しました。構成は、Lichee RV Dock制御ボード（RISC-Vの小型コンピューターボード）、スピーカー、タッチセンサーパッド、電源スイッチ付きバッテリーセットです。学習者がいずれかのポイントを押すと、ボードがそのポイントの音声ファイルをスピーカーから再生します。各人形には5種類の音声があり、鳴き声、全体像のナレーション、体の特徴に関するナレーション3件で構成されます。
- 学習者が人形の体のポイントを押すお腹、目、ゾウの鼻、脚、胴体など
- タッチセンサーパッド人形ごとに5–8ポイント
- Lichee RV Dock制御ボードバッテリーセットから給電
- スピーカーからタイ語ナレーション音声ファイルを再生鳴き声 / ナレーション
成果
当社は2023年に5体すべての人形を納品しました。併せて、センサー位置と全ポイントのナレーション原稿を記載した取扱説明書と、個体別のデモ動画も納品しました。利用者はバッテリーセットのスイッチを入れるだけで、コンピューターやインターネットに接続せず、すぐに押して使えます。
課題の背景
この事例の課題は、学習者が押した部位の情報を動物の人形が音声で伝えられるようにすることでした。Rajamangala University of Technology Thanyaburiは、学習教材として使うゾウ、キリン、パンダ、イヌ、ネコの人形を必要としていました。学習者がゾウの鼻、首、脚、胴体などの部位を押すと、人形は動物の鳴き声を出すか、その部位の特徴をタイ語で説明する必要がありました。
大学の代表者が作業範囲を定め、当社は回路設計、プログラミングから取扱説明書まで、音声ボードセットを担当しました。
要件と制約
主な要件は、機器一式をすべて人形の中に収め、単独で動作することです。詳細は次のとおりです。
- ボード、スピーカー、センサーパッド、バッテリーを人形の中に収めること
- バッテリーで給電し、コンピューター、サーバー、インターネットには接続しないこと
- 各音声ファイルは動物の体の位置に紐付いているため、人形の種類ごとにタッチポイントとナレーションのテーマが異なること
- 人形を縫い閉じる前に、大学がボードセットをテストできること
コンピューターに接続せずに、人形はどのように話すのですか
各人形が話せるのは、専用の音声ボードセットを内部に備えているからです。Lichee RV Dock制御ボードがタッチセンサーパッドからの信号を受け取り、押されたポイントの音声ファイルをスピーカーから再生します。これらはすべてバッテリーセットから給電されます。
作業の要件は外部システムに接続しないことでした。そのためボードセットは単体で音声を再生できる必要があり、すべての人形で同じ部品を使用しています。人形の種類による違いは、センサーパッドの位置と音声ファイルだけです。センサーパッドからの配線にはすべてコードラベルを付け、どのポイントがどの音声を再生するかわかるようにしています。
組み込みシステム（Embedded System）とは何ですか
組み込みシステムとは、機器に組み込まれ、特定の処理を行う小型コンピューターです。この事例では人形内部の制御ボードがこれにあたり、センサーからの信号を受け取って、押されたポイントの音声ファイルを再生します。画面や外部コンピューターは必要ありません。
- 1
バッテリーセットのスイッチを入れる
バッテリーセットの電源スイッチを「on」にします。人形内部の制御ボードが起動し、押されるのを待ちます。
- 2
お腹を押して鳴き声を聞く
すべての人形で、お腹の下側のポイントはその動物の鳴き声を再生します。
- 3
目または鼻に触れて全体像のナレーションを聞く
人形がタイ語で自己紹介をします。たとえばゾウの人形は「私はゾウ。耳は大きく広がり、尾の先は房のよう。体は高く大きく立派で、長い鼻と一対の牙…」と説明します。
- 4
体の他の部位を押してその部位のナレーションを聞く
たとえば、ゾウの鼻の中央を押すと鼻と牙のナレーション、脚を押すと脚と足のナレーション、胴体の側面を押すと皮膚のナレーションが聞こえます。
- 5
使用後はスイッチを切る
バッテリーセットの電源スイッチを「off」にして、動作を停止します。
納入物
当社は、押して使える音声ボードセットを備えた動物の人形5体を、利用者向けの資料と動画とともに納品しました。納品物は次のとおりです。
- 音声ボードセット5セット（ゾウ、キリン、パンダ、イヌ、ネコの人形用）。各セットはLichee RV Dock制御ボード、スピーカー、5–8ポイントのタッチセンサーパッド、電源スイッチ付きバッテリーセットで構成されます
- 押されたポイントに応じて人形ごとに5種類の音声を再生するプログラム
- センサー位置と全ポイントのナレーション原稿を記載した取扱説明書
- 個体別のデモ動画
各人形が説明する内容（取扱説明書による）
| 人形 | 内蔵の音声 |
|---|---|
| ゾウ | 鳴き声 · 全体像 · 鼻と牙 · 脚と足 · 皮膚 |
| キリン | 鳴き声 · 全体像 · 首 · 脚と足 · 皮膚 |
| パンダ | 鳴き声 · 全体像 · 頭 · 脚と足 · 皮膚 |
| イヌ | 鳴き声 · 全体像 · 体つき · 尾 · 皮膚 |
| ネコ | 鳴き声 · 全体像 · 体つき · 脚と足 · 皮膚 |
ゾウ、キリン、パンダ、ネコはすべての脚にセンサーがあり、どの脚を押しても同じ脚と足のナレーションが聞こえます。イヌは代わりに背中と尾にタッチポイントがあります。
確認できた成果
確認できた成果は、5体すべての人形を取扱説明書とデモ動画とともに納品したことです。当社は2023年に、話す動物の人形5体すべてをRajamangala University of Technology Thanyaburiに納品しました。取扱説明書にはセンサー位置と全ポイントのナレーション原稿を記載し、デモ動画は個体別に用意しています。
この人形は学習教材として使用するために納品したものです。学習者の学習成果を測定したデータや、他の学習教材との比較結果はまだありません。
私たちが学んだこと
この案件から、密閉される製作物に電子機器を組み込む作業について3つの原則が得られました。
- タッチポイント表から始めます。各ポイントが製作物のどこにあり、どの音声を再生するかを示す表は、回路設計、配線、取扱説明書の作成に使うデータです。
- 密閉する製作物は、閉じる前にテストする必要があります。本件では、人形を縫い閉じる前に大学がボードセットをテストできることが作業の要件でした。また、すべての配線にコードラベルを付けているため、どのポイントがどの音声につながっているかをさかのぼって確認できます。
- 回路の安定性は、製作物に組み込む前に実証する必要があります。そのため計画には、納品日より前に回路の安定性をテストする時間を見込んでおくべきです。
このアプローチをお客様の学習教材にどのように活用できますか
押すとナレーションが流れるタッチ式教材で、コンピューターに接続せずに使えるものが必要な場合は、この事例と同じアプローチを利用できます。つまり、音声ボードを製作物に組み込み、音声ファイルをセンサーの位置に紐付け、バッテリーで給電します。調整が必要なのは、製作物のサイズ、タッチポイントの数、音声の内容です。
再利用できる部分と調整が必要な部分
| システムの部分 | 再利用可能 | 調整が必要になる場合 |
|---|---|---|
| 音声ボードセット | すべての製作物で共通の制御ボード、スピーカー、バッテリーセット | 製作物が布製の人形より小さい、または硬い場合は、設置スペースとスピーカー位置を改めて確認する必要があります |
| タッチポイント | 音声ファイルと位置を一対一で紐付ける方法と、配線コードラベルの貼付 | ポイントの数や位置がこの事例と異なる場合は、回路設計の前にタッチポイント表を作り直す必要があります |
| 音声の内容 | 鳴き声、全体像のナレーション、部位別ナレーションの構成 | 内容が他の言語やテーマの場合は、原稿と音声ファイルをすべて新たに用意する必要があります |
| 使用 | スイッチを入れれば、外部システムに接続せずに押して使えること | 利用状況のデータ保存や音声の遠隔更新が必要な場合は、接続の設計を追加する必要があります |
- 全ポイントのナレーション原稿と音声ファイルをそろえ、どのポイントでどの音声を再生するかを決めます
- 縫製担当者または製作物本体の製造者と作業順序を調整し、製作物を閉じる前にボードセットをテストする期間を設けます
- 機器一式が製作物の内部にあるため、スイッチのオン・オフの方法と、バッテリーの交換または充電の方法を決めます
- 後から機能を追加したい場合は、回路、プログラム、製作物内の設置位置のすべてに影響するため、開始前に範囲を明確に合意します
使用する技術
よくある質問
人形にはコンピューターやインターネットへの接続が必要ですか
いいえ、必要ありません。音声ボードセットは人形内部のバッテリーで動作します。バッテリーセットのスイッチを入れれば、すぐに人形の体のポイントを押して使えます。
各人形は何を話せますか
各人形には5種類の音声があり、動物の鳴き声、全体像のナレーション、体の特徴に関するナレーション3件で構成されます。たとえばゾウの人形には鼻と牙、脚と足、皮膚のナレーションがあり、キリンの人形にはゾウの鼻の代わりに首のナレーションがあります。
納品物は何ですか。
押して使える音声ボードセットを備えた人形5体すべて、センサー位置と全ポイントのナレーション原稿を記載した取扱説明書、個体別のデモ動画です。
おもちゃや他の種類の教材でも同じことができますか
はい、カスタムシステム開発として対応できます。回路設計と作業範囲を確定する前に、製作物のサイズ、タッチポイントの数、音声の内容、使用方法を確認する必要があります。
価格と開発期間はどのくらいですか
価格と期間に標準値はありません。どちらも製作物の数、製作物あたりのタッチポイント数、音声ファイルの準備状況によって異なります。見積書と作業計画については当社にお問い合わせください。
