« 北海道機械工業会 検査部会30周年 | トップページ | ジュンク堂と検査技術研究会 »

ミニ四駆の加速度計測

 東京理科大学川村研究室に所属する学生さんである花田達彦さんから、卒業研究が終わったとの連絡をいただきました。タイトルは「Wiiリモコンを使用した慣性力教材の開発及びその効果」。Wiiリモコンを使って力学教育の教材を開発しようとする試みです。
 いくつかの実験を試みています。サイエンス夢工房に集まった小学生低学年~60代まで36人にアンケートをとって、加速度について関心・理解度とも高まったという結果が出ているようです。
 その中の一つ、ミニ四駆にWiiリモコンを搭載して加速度測定をしたときの動画を花田さんに了解をいただけましたので、公開します。

にほんブログ村 科学ブログへアイコンをクリックすると、ブログランキングの応援になります。更新をサボったらあっという間の転落でした(笑)。

 YouTubeで公開しました。
 

直線での加速、カーブでの減速と遠心力が観察できています。ただ、花田さんの実験でWiiAccでの加速度表示に0.4秒のタイムラグがあることが明らかになりました。プリウスのブレーキよりはましなようですが、昔の衛星中継のような感じでしょうか。ソフト開発の側にボールが投げられた格好です。そう簡単な事ではなさそうですが、こういうのは怠慢な気持ちに火をつけますねぇ。
 花田さんは大学院に進学して研究を継続するそうです。
 別の大学でも、WiiリモコンとWiiAccを使って理科教材開発を研究されている方がいます。この分野の研究が広がって若い頭脳から面白いアイデアと成果が生まれることを期待し、楽しみにしたいと思います。

|

« 北海道機械工業会 検査部会30周年 | トップページ | ジュンク堂と検査技術研究会 »

プログラミング」カテゴリの記事

学問・資格」カテゴリの記事

コメント

ひとつの結果を文書にして分けていただける、ということが有り難いですね。

「わかる」ところと「よくわからない」ところをどう相手に見出させてどう理解させるか。加速度という1つのテーマをとっても、きちんと理解して、心から「うん、納得」となるには、意外に大きなハードル、というより壁がある人が多いものなのだ、ということが、今回のレポートを読んで思わされたことでした。

かなうことなら、他の方の報告も読んでみたいものです。

コードについてですが、ざっと眺めて

WaitForSingleObjectというAPIが怪しいのかな?というぐらいです。

データ読み出しの手順そのものももっと整理できるのかな。今は「これから読み出すよ」「読むよ」という手順で毎回行っていますが、単純に「読むよ」だけで済まないのかな、と思ってみたり。

あとは、CWiimote.clsからUI側にデータが移って、描画されるのにかかる時間がどの程度なのか。

ひとつずつ、試してみないときちんと特定できないですね。

投稿: 平田敦 | 2010年3月 4日 (木) 05時56分

SUBALさん、おはようございます。

 ミニ四駆が回る様子を見ていたら、このあいだのオリンピック、スピードスケートを思い出しました。選手の体に加速度計をつけたら面白いなあと思いました。それよりフィギュアスケートの方がなお面白そうですね。
 昨日は同室のメンバーが地下温度計を作っている傍で、その素材になるステンレスのパイプ、長さ1m余、直径1cmくらいですが、その一本を取り上げて吹き矢を作って遊びました。紙を細長い円錐状に丸めて矢です。良く飛びましたが、この加速度を測るのは難儀でしょうね。

 0.4秒の遅れですか。データに欠落がないなら、バッファのための遅延でしょうか。

投稿: Husigidou | 2010年3月 4日 (木) 09時31分

プロトコルがどんなものかわかりませんが、通信にハンドシェークをつかっているならタイムラグがここで生じる可能性があります。
確実性をとるのなら必要ですが、一方的にデータを送りつけるだけならば、もっと単純なやり取りをすべきでしょうね。

タイムラグが縮まらないのなら、bluetoothの通信を行うコードを見直してみるのも手だと思います。

投稿: たけひろ | 2010年3月 4日 (木) 12時36分

平田さん

礼儀正しい律儀な学生さんで、論文を送ってくれました。私も論文を読ませてもらって刺激を受けています。
こういう論文はドンドン公開していって、前向きな議論がおきてくれば面白いと思います。

力や加速度というのは理解するのがそう簡単ではない概念だと私は感じてきていました。

私は、このミニ四駆の実験は、確かにタイムラグはあるもののデータの欠損はなさそうなので、「使えない」とするのではなく、十分活用方法を考えられる素材だと思っています。

また、こうした教材は示す事のできる現象と、それを受け手の思考実験にいかに絡めるかの「説明」がうまく組み合わされて優れた教材になるのだろうと思っています。つまり、0.4秒のタイムラグがあることが致命的な欠陥ではないと思っています。慣性運動を実験的に示すときに摩擦抵抗や空気抵抗があると理解させる事ができないかというとそうでもないというような・・・。

その上で、やはりタイムラグは少ないほうがすっきりするので、挑戦すべき課題にはなるでしょう。

地道な確認行為の繰り返しになるでしょうが、時間を見つけてやっていきましょう。よろしくお願いします。

投稿: SUBAL | 2010年3月 4日 (木) 20時52分

Husigidou さん

吹き矢の観察でしたら、お友達の遊具屋さんが持っている高速撮影ができるカメラで撮ると、解析できるでしょうね。

Wiiリモコンでとる加速度は、たとえば野球のバットスウィングで試してみるとか、スポーツ系では上手な選手とそうではない選手の違いを明確にして、練習の成果を定量的に評価する、なんて使い方ができると一気に広がるのではと思っています。理科教材とは方向が違う使い方ですけれど・・・。

投稿: SUBAL | 2010年3月 4日 (木) 20時59分

たけひろ さん

開発言語はVBなので、その制約もあるのかもしれません。ないものねだりをしてもしょうがありませんので、自分たちの力量の範囲で、知恵を絞り汗をかいてみるということになるでしょう。

投稿: SUBAL | 2010年3月 4日 (木) 21時02分

SUBALさん

 見えない、見難い空間を高速で移動するちっぽけなものの動きを、簡便に観測する方法はあるかなと思ったのです。思いつきませんが。遊具屋さん自慢のカメラでも、透視の術は使えません。
 Wiiから少し逸れてしまいました。移動体の非破壊観測です。私の仕事、レーザスキャナの地形観測も、地面に穴をあけるでもなく、掘るでもなく、地べたの非破壊検査です。

投稿: Husigidou | 2010年3月 5日 (金) 08時29分

パイプの中での加速を見たいということなのですね。
単純な発想の私は、ステンレスのパイプをアクリルに変えたら見えるのかなと思いました。摩擦係数が違うかもしれませんが、パイプから飛び出す初速の差から換算できそうな気がします。やってみなければわかりませんが・・・。
Husigidouさんのレーザスキャナは興味深く拝見していました。ものの立体形状の記録はいくつかの方法がありますが、画期的だと思うのです。
鋼板の孔食(腐食)をデプスゲージを持ちながらひとつひとつ記録していたとき、面倒くさくて、これを一発で撮影して記録する方法はないものかとあれこれ工夫した事がありました。レーザスキャナのパフォーマンスをHP上で見て、レーザスキャナのような装置があれば一発だよな、と思っていました。距離分解能とコストパフォーマンスの問題はあるでしょうけれどね。

投稿: SUBAL | 2010年3月 5日 (金) 08時53分

レーザスキャナでむやみに何度も測ればデータが高密度になって、精度が一桁上がるのも稀ではない、などということは置いて。

 スイカをたたいて中身を推し量るように、飛行機に乗ればビニールで風を測るように、見えないパイプの中ながら、ちょっとした工夫で吹き矢が飛び出す前の様子が分からないかな、と思ったのです。実験というのは重宝なもので、やり方次第でいろんな事がわかります。でも実物と本当に合っているのかは、いつも疑いが挟まります。というわけで「実際を知る方法」と「いたずらゴコロ」を噛み合わせるのが得意なこちらに書いてみました。

投稿: Husigidou | 2010年3月 5日 (金) 19時25分

私のやっている「実験」は、ガキのころのいたずらの延長で、“見てみたい、覗いてみた、知りたい、やりたい”のプールにヘドロのように貯めてあるものから、あるときふっと思いついてやる、という類ですから、計画性とはほとんど無縁なのです。ヘドロのプールの中に入れておくことにしましょう。
 昨日の検査技術研究会で、ある検査会社が配管の中の腐食をレーザーで記録する装置を作ったという報告をしていました。

投稿: SUBAL | 2010年3月 6日 (土) 11時37分

SUBAL様
コメント欄より失礼致します。
先程プロフィール欄のアドレス宛に
メールを送信させていただきました。
お忙しいところ恐縮ですが、
ご一読頂ければ幸いに存じます。

投稿: 加藤 | 2011年1月31日 (月) 14時29分

加藤さん

お問い合わせの件は、ご本人にメールを転送して確認しています。もうしばらくお待ちください。

投稿: SUBAL | 2011年1月31日 (月) 19時10分

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)


コメントは記事投稿者が公開するまで表示されません。



トラックバック

この記事のトラックバックURL:
http://app.cocolog-nifty.com/t/trackback/222291/47720216

この記事へのトラックバック一覧です: ミニ四駆の加速度計測:

« 北海道機械工業会 検査部会30周年 | トップページ | ジュンク堂と検査技術研究会 »