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踊らせてみた!教育用レゴ®エデュケーションSPIKE™ を使い倒す | 試用レポート

教育用ロボットプログラミングキットを世界中の子どもたちに提供してきたレゴ社。

マインドストーム®EV3やWeDo2.0はロボットプログラミング教室でもスタンダードになっています。

そして、この冬に発売された新製品が「SPIKE™ プライム」です。

小学校高学年から中学生、高校生のためのSTEAM(S:Science、T:Technology、E:Engineering、A:Art、M:Mechanism)教材……と聞いたら、じっとしてはいられません!

試してみるのがコエテコライターの信条!

さっそく、新製品を入手して使い倒した試用レポートをお送りします!

レゴ®SPIKE™ プライムセットとは?

レゴ社では、これまでに低年齢層向けの「レゴ®WeDo2.0」と上級者向け「レゴ®マインドストーム®EV3」の2種類のロボット教材を提供してきました。

従来の2製品はいずれも個人使用が前提で、子どもが1人で考えてつくって遊ぶためのロボットプログラミングキットとして販売され、多くのロボットプログラミング教室で使用されてきました。

いまSTEAM教育に注目が集まっているなか「教室で使用する」ためのロボットプログラミング教材へのニーズは日本でも高まっています。

レゴ®SPIKE™ プライムは「教育現場に特化した」教材として開発され、2020年1月にリリースされました。

レゴ®が提供するカリキュラムとScrach(スクラッチ)ベースのビジュアルプログラミング言語、そして、何十通りものバリエーションが考えられるロボットキットが一体となり「モノづくり」と「プログラミング」の両方が学べるようになっています。

すでにあるカリキュラムのなかにも「義足など人の役に立つモノづくりの考え方を学ぶ」「品質管理ロボットの仕組みを学ぶ」など、社会的な視点を持つ内容は含まれています。

カリキュラムは、STEAM教育を大いに意識した内容になっているようです。

レゴ®マインドストーム®EV3やレゴ®WeDo2.0とは「よく似ているけど、ちょっと違う」子どもたちのためのSTEAM教育を目的に生まれたロボットプログラミングキットです。

開封してみた!

到着!段ボール箱を開けてみると現れたのが、黄色と白の見覚えあるボックス。


このボックスだけで「おお、レゴだ!」と実感させられるブランド力はさすがです。

さらに開封してみると……。



参考までに今回担当するライターのステータスをご紹介します。
手先 非常に不器用!
プログラミング経験 ほぼゼロ
ロボットプログラミング経験 まったくゼロ
レゴ®ブロックの組み立て経験 50数年前(じぶんのため)と20数年前(娘のため)に少し
パソコン経験 30年ぐらい
機械 コワイ!
好奇心 ……だけは旺盛

さて、そんなライターは最新のSTEAM教育ツールに対応できたのでしょうか?

以下に、すべてSPIKE™ アプリだけの助けを借りて自力で試したロボットプログラミング体験をお送りします。

まず、最初のステップはSPIKE™ アプリのインストールからはじまりますよ。

ファーストステップはチュートリアルに合わせて理解する

レゴ®SPIKE™ でロボットプログラミングを学習する第一歩。

SPIKE™ アプリを立ち上げると、こんな画面があらわれます。


SPIKE™ アプリにはマニュアル+テキスト+プログラミングツール+学習記録が一つにまとめられています。

これに従って組み立てて学び、アプリ上でプログラミングしてロボットに転送できる……というわけで、このアプリとSPIKE™ プライムさえあれば、学習はすべて完了するようになっています。

また、起動画面には学習した内容も表示されています。

ここをクリックすれば学習した内容の復習がすぐできます。


レゴ®からのお知らせなども、このアプリから提供されるようです。

今回は、こんな告知がありました。


それでは、SPIKE™ アプリの指示どおりにファーストステップをはじめてみます。

ここでは3つのステップでSPIKE™ プライムの基本が理解できるようになっています。


インストールして最初は英語仕様になっているかもしれませんが、歯車のアイコンをクリックして「言語」から日本語に変更できます。


では「はじめに」のチュートリアルに挑戦しましょう。

SPIKE™ プライムは教室の授業を前提にしていますので1つのカリキュラムが大体1時間ぐらいで完了する内容になっているようです。

1.ここからスタート

「ここからスタート」では、SPIKE™ プライムの心臓部と呼ぶべきプログラマブルマイコン「ハブ」について理解します。



そして、SPIKE™ アプリの指示に従い実際にハブを接続します。


プログラミングはパソコンで行いますが、接続は付属のケーブルまたはBluetoothで無線接続します。

画面はScratch(スクラッチ)を使ってのプログラミング画面に変わり、子どもによっては人生最初のプログラムを組みます。


指示どおりにカードを並べ実行をクリックすると・・・。


いい笑顔!

ハブの表示がニッコリ笑った絵文字になります!

とりあえず、部品の名前とハブの機能を理解して1時間目は終了!

2. モーターとセンサー

SPIKE™ プライムには2種類3体のモーターと2種類のセンサー(カラーセンサーとフォースセンサー)が収納されています。

まず、組み立てる

実際に組み立ててみて機能を確認します。


組み立て画面は、こんな感じ。文章なしで絵だけを見ながらサクサク組み立ては進みます。


こんな感じでできあがります。

プログラムを組む

モーターを回すプログラム

この3行のプログラムの意味は、
1.実行(プログラムをスタート)したときハブのポートCに接続されたモーターを75%の速度に設定する。
2.Cのモーターを右回りに5回転する。

そのままですね(笑)。
実行すると、こんな感じになります。



試しにスピードを25%、回転数を3回転にしてみます。


こうなります。
センサーを押すとモーターが動くプログラム
ポートBにフォースセンサーを接続して下のプログラムを実行します。


黄色のカードで「フォースセンサーが押されたとき」と条件が与えられました。

プログラムを実行してフォースセンサーを押してみると……。
手をかざすと回転が止まるプログラム
今度は、ポートDに距離センサーを接続して↓のプログラム実行します。


黄色いカードに書かれているのはセンサーにモノが近づいたり離れたりするとの意味ですね。
(レンズが二つある空距離が測定できます)
実行してみますと……。
色を読みとるプログラム
最後のセンサーは色を読み取ります。

2つのMモーターと1つのカラーセンサーをハブに接続して以下のプログラムを実行します。


Scratch(スクラッチ)によるプログラミングが少しずつわかってきた気がしますよね。

今回、黄色いカードは読みとった色を条件にしてモーターの動作を指示しています。

実行して紫と黄色のブロックを近づけてみると……。


3つのセンサーと3つのモーターの組み立て開始から大体1時間。

ふと気がつくと、Scratch(スクラッチ)プログラムの基本とセンサー/モーターの機能が理解できていると気づきます。

学校やプログラミング教室の授業の2時間目に最適だろうなと思いました。

3.初のロボットづくりに挑戦するぞ!

1時間目にハブの役割を、2間目にセンサーとプログラムの仕組みを理解しました。

しかし、残念ながらまだロボットをつくったとは言えません。

いよいよ3時間目には人生最初の!ロボットづくりを体験できます。


図示された指示どおりに組み立てていくと、大体15分ぐらいで……。


こういうモノができあがります!

おお!これは!ほとんど見た目はロボットといっても過言ではない?????

問題はプログラムできるかですよね!やってみましょう!

SPIKE™ アプリが例示しているのは、こういうプログラム。

30%のスピードで2秒前に進む


EとFにつないだモーターを30%のスピードで2秒間移動するとの意味。

かんたんですよね。

これを実行してみると……。
(*実際は「脚をオリジナルポジションに戻す」との命令が最終行に加わっています)


大理石(もどき!)のテーブルなのですべってしまいましたが(ホッパー君ごめんなさい!)2秒間前進するのには、成功しました。

10%のスピードで20秒前に進む

今度はスピードを遅くしてみました。

10%のスピードで20秒進むとどうなるか?


なんかユルくていーですねー!(笑)

30%のスピードで50cm進む

ちなみにモーターの移動距離は秒数以外にもcm、インチ、回転、度、秒で設定できます。


最初のスピードに戻して50cm前進するようにプログラムしましょう。

ちょっと変化球「いやだいやだの舞!」

ここまでのプログラムは皆、モーターを同じ前方向(回転方向としては逆ですが)に回していました。

これを反対向きにしたら、どうなるか?

プログラミングカードのリスト下にある「すべて表示」をクリックすると現れるカードを使ってモーターを二ついっしょではなく一つずつ動かすようにしてみると……。


「いやだいやだの舞!」と名付けてみました(笑)。

と、3時間目には初歩的なロボットをつくり進む距離や時間をプログラミングするところまで進みました。

今回は一つずつの動きしかプログラミングできませんでしたが、時間などを調整し各モーターやセンサーを順番に稼働させればかなり複雑な動きもできそうです。

上の方でも書きましたが、この原稿を書いているライターはプログラミングをした経験はほぼゼロです。

それがスピードや移動距離の数字をいろいろと動かしていくうちに「あー、そーゆー仕組みか」とわかってきた気がしています。

ひとつ気になったのはホッパー君は両脚同時に動くので一歩歩くごとにバタンと大きな音を立てて胴体が床にぶつかる点。

硬いテーブルの上で動かすと、こわれないか心配なくらいの音がしました。

(もちろん、レゴ®なので十分な強度はあるの思うのですが、安い商品ではないのでやっぱりちょっと心配になりました)

ブレイクダンサーを踊らせてみた!

さて「はじめに」を通して基本をひととおりマスターしたぜ!と(笑)、うぬぼれながら応用編に挑戦していました。

SPIKE™ の広告などにも使われて、シンボル的な扱いをされているのがブレイクダンサー。

こいつ!!!!

とてもキュートでハッピーな動きのロボットを作成できるか。

素人にはとてもとても……な課題に見えますが、あえて挑戦!

果たしてどうなる?詳細レポートいたします。

SPIKE™ アプリからレッスンのページを開く

SPIKE™ アプリを起動して「ユニットプラン」→「ライフハック」→「ダンシング」→「つぎへ」


例によって最初に組み立ててロボットの形にしたのちにプログラミングを行っていきます。

組み立て編

ブレイクダンサー全部品


これがどうすればファンキーな動きになるのかちょっと不安になったりもします。

例によってSPIKE™ アプリの図にしたがって組み立てていきましょう。

ブレイクダンサーの脚

SPIKE™ アプリに従って脚の部分をつくっていきます。


最初はどの部分をつくっているのか作業する本人にもわかりません。

はじめての人はSPIKE™ アプリの組み立てページを先に最終ページまで見てからはじめた方がいいかも知れないと思いました。


土台にモーターを取り付けて、やがて脚になっていく部分に移って行きます。


2本の脚を、ハブとモーターに取り付けて脚の部分は完成しました。

ブレイクダンサーの体


つぎにブレイクダンサーの上半身部分。

と言われても脚同様に最初はどの部分かわかりません。


じつは、このモーター部分は、ブレイクダンサーの最終的には胴体になります。


このへんで組み立てているのは、両手になる部分。

ここまでで、パーツは完成、最後にそれぞれをつなげていきます。

前半でつくった、脚の部分と胴体をつなげて……。


手を取り付けて……。


頭(視覚センサー)をつけると。おお!完成形が見えてきた!


忘れちゃいけない!ケーブルをハブに接続します!


SPIKE™ アプリのチュートリアルの写真と、ほぼ同じ形のロボットができました。


ここまで、写真を撮りながらでも大体1時間。

レゴ®やプラモをつくり慣れている小学生なら半分の時間で十分でしょう。

プログラム編

SPIKE™ アプリにも基本となるプログラムが例示されていて、それをアレンジしていきます。


使うのは以下の種類のカードです。

ここに書かれているようにブレイクダンサーをスタート位置に付かせるのが、このカード。


「GO!を送る」を複数並べればで、いくつかの動きを同時にできます。

複数の動きが同期するようにタイミング調整も行います。↓


逆コの字型の間に命令カードを挟み、その動きをくり返します。↓


間にはさむカードは1枚に限らず複数の動きをくり返すのもかんたんです。

モーターの動きは、こんなカードを使います。↓


方向、回転数、スピード、位置移動、停止などが可能になります。

ライトはこんなカードでプログラミングできます。↓


5×5マスを使って、じぶんオリジナルの絵文字もできます。

点滅なども可能です。

正直言って、最初は腰がくいっと動いても全然踊っている感じではなかったのですが、あちこちいじっているうちにこんな動きができました!

なんとか4拍子!笑

今回はこれ以上複雑にすると頭が混乱してしまうため!脚と腕の動きに専念してみました。

このほかにも
  • ランプの表示をダンスとリンクさせる。
  • センサーを使ってスタート/ストップできるようにする。
……などいろいろな工夫ができそうですね。

ここまでの作業は、正直ストレスはほとんどありませんでした。

トラブルもBluetoothの無線接続でエラーが出て苦労したくらいで、部品がない組み立てられない動かないといった教材につきものの問題もありません。

かくして、プログラミング経験ほとんどゼロ、ロボットプログラミング初体験のライターですが、なんとかSTEAM学習の第一歩を踏み出せたのではないかと思います。

感想|レゴ®SPIKE™ をいじくりたおして感じた点など

SPIKE™ アプリは、すごくわかりやすい

いままでの教育用ロボットは、えてして「ロボットづくり」と「プログラミング」が別の作業になりがちでした。

このために慣れるまでの間には両方がリンクしないでとっつきにくい場面もあったようです。

その点SPIKE™ プライムは、パソコン上にSPIKE™ アプリを起動するとすべての情報がここから得られ、同時にプログラミングエディターとしても使えるのですべて順序どおりに進んでいけます。

もともと教室で学習するために開発されたキットなので1時間のレッスンにちょうどよいカリキュラムが用意されています。

また、カリキュラムの一つ一つがたんに「つくって」→「動かす」だけでなく「この部分を工夫してみよう」と課題を与える内容になっているのも、発展的学習を容易にすると思いました。

これを一つ一つこなしていくだけでも多彩な知識が身につくでしょう。

すでに、ロボットをつくり、そのロボットを通してプログラミングやメカニズムを学ぶ、多くのカリキュラムが用意されています。

今後はさらに新しいカリキュラムが増えていき、同時に世界中のライバルたちとのコミュニケーションできるツールとしての発展にも期待しちゃいます。

さすがレゴ®!組み立て性能は大変にしっかりしている

従来の組み立て式学習キットの場合には装着性が悪くて部品が落ちたりサイズが微妙にズレていてはまらないケースがよくありました。

しかし、レゴ®!ブロックの世界で100年近く世界をリードしてきた企業だけに組み立て性能は大変にしっかりしています。

組み合わせる場所が、○(まる)でも十(十字)もぴたりとはまりズレがありません。

「うまくはまらない」原因は「部品や場所を間違えていた」がほとんどです。

一方で、細かい部品などはいったん取り付けた部品を取り外すのに苦労する場合もあります。

ぴっしりと2つの部品が密着した場合などは目を白黒させて外さねばならず、子どもの力では大変だろうと思いました。

将来は取り外しツールが標準仕様となるといいですね。

プログラミングの学習には十分。オリジナルアイデアはハードルが高いかも

SPIKE™ プライムは教室での講座への使用を前提としたキットです。

図に沿って一つ一つ組み立てていけば100%かならずロボットは完成しプログラミング学習も十分に理解できるはずです。

一方で世界コンクールに出すレベルのオリジナルロボットをつくろうとするとハードルが一気に高くなりそうです。

SPIKE™ アプリに登場するロボットの色や形を変えられても動作の仕組み自体をつくっていくのは天才レベルの子どもでなくてはむずかしそうです。

SPIKE™ プライムは、基礎的な知識を網羅するためのキットと割り切ったほうががいいかもしれません。

将来ロボットエンジニアをめざす人などは、ひととおり知識を獲得したら卒業してレゴ®マインドストーム®EV3への移行を考えるのもいいですよね。

パーツの数がもっとたくさんあるといいな

くり返し言いますがレゴ®SPIKE™ プライムは教室での授業への使用を前提に開発されています。

これまでに組み立てたロボットでも一部の部品はセット内の同型のパーツをすべて使う必要な場合がありました。

たとえば、赤い短いコネクターはモーターの軸に使われる重要な役割をになっていますがセットには3本しか入っていません。

永遠の真理である「子どもはモノをなくす」「子どもはこわす」からすれば、これはかなりきびしいです。

(なくしたパーツは、インターネットなどで購入できるようですが)

また、オリジナルなロボットをつくろうとしたときにも「イメージどおりのモノをつくるのにはパーツが不足」となるケースが起こってきそうです。

あえて希望!あえてぜいたく!予備パーツの数をもっと増やしてください、レゴ®の人!

まとめ|ロボットプログラミング教材のスタンダード登場か?

いろいろ文句も言いましたが(笑)、レゴ®SPIKE™ プライムのSTEAM教材としての「お役立ち度」玩具としての「おもしろさ」子どもの創造性への「刺激度」のいずれも非常に高いと思いました。

小学校やロボットプログラミング教室で利用するときには2~4人一組となって、パソコンを前に指示する人と、コツコツ組み立てる人がチームを組むのにちょうどいいでしょう。

小学校~中学の教室で使えるカリキュラムはこれからもどんどんリリースされていくでしょう。

「みんなで一つのテーマを考えてアウトプットしていく」ワークショップに利用するのにも大変に向いていると思われます。

推奨年齢は小学3~6年生となっていますが、図工好き・理科好き・ロボット好きなら小学1~2年生でも十分に太刀打ちできそうです。

ちなみに今回紹介したのは、SPIKE™ アプリに収められたカリキュラムの中でもほんの一部。

今回の記事がコエテコ読者の皆さんから絶大な支持をいただけたら、体験プログラミングの連載化も十分に可能なくらい何十種類のロボットが用意されています。

ライター自身は続編をかなり書きたいので(笑)どうかお声をお寄せください!

公開日:2020.03.19

いよいよスタート!

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