ロボットプログラミングとは？注目される理由やおすすめ教材を解説

小学校でのプログラミング教育が必須化され、とくにロボットプログラミングは注目を集めています。今回は、ロボットプログラミング教材の種類や特徴を紹介します。

小学校でのプログラミング教育が必修化され、教育の一環として、家庭でもプログラミング教材を導入したいと考える方もいらっしゃることでしょう。子ども向けの家庭学習におけるプログラミング教材の中でも、とくに注目を集めているのがロボットプログラミングです。

ロボットプログラミングを通じて、子どもが学習と遊びを同時に楽しめるため、保護者からも高い関心が寄せられています。本記事では、ロボットプログラミング教材の種類や特徴を詳しく紹介します。

ロボットプログラミングとは？

ロボットプログラミングとは、プログラミングの技術を用いてロボットを動かすことを指します。

ロボットプログラミングは、自分が作成したプログラムによってロボットを動かしながら直接的な結果が見られるため、他のプログラミング学習とは違った学習の魅力があります。自分の思考をコードに落とし込み、ロボットの動きとなって具現化されることは、大きな達成感とやりがいにつながるでしょう。

そのため、ロボットプログラミングは子どもたちだけでなく、大人にも人気があります。

ロボットプログラミングが注目される理由

プログラミングやロボットプログラミングが注目を集める背景には、社会的な要因が大きく関与しています。

経済産業省の調査結果によると、IT人材の需要は増加しており、供給が追いついていないという状況です。

引用：ＩＴ人材需給に関する調査（概要）｜経済産業省

IT業界の人材不足に対する解決策として、教育の現場でプログラミング教育が推進されるようになりました。2020年には全国の小学校でプログラミング教育が開始され、2022年には高校で共通必履修科目として「情報I」教育が導入されました。この「情報I」教育にはプログラミングが含まれており、その一部としてロボットプログラミングも取り入れられています。

このような背景から、ロボットプログラミングは注目を集め重要性も高まっているのです。

ロボットプログラミングによく用いられる言語

ここからは、ロボットプログラミングにおいてよく用いられる言語を解説します。

• Python
• C/C++
• C/C++
• MATLAB

これらのプログラミング言語はそれぞれ異なる特性を持ち、ロボットプログラミングの多様なニーズに対応しているため、可能な範囲で習得することをおすすめします。

Python

「Python」はわかりやすい文法と豊富なライブラリにより、人工知能や機械学習の分野で広く使われているプログラミング言語です。ロボットプログラミングにおいて有効なことから、「Python」はこの領域でも重要な役割を果たしています。

「Python」を用いることで、ロボット動作の制御やセンサーからのデータ処理が可能です。

ただし、実際のロボットプログラミング教育では、子どもたちが直接「Python」でコードを書くことはほとんどありません。それでも「Python」の基本的な知識は、ロボットの動きやセンサーの働きを理解するための重要なステップとなります。

C/C++

「C言語」と「C++」は、効率性とパフォーマンスの高さから組み込みシステムの開発に広く用いられています。

「C言語」と「C++」は、産業用から教育用まで多種多様なロボットのプログラミングに活用されています。

「C言語」や「C++」の豊富なライブラリは、開発者が独自にコードを作成する必要を減らした開発が容易です。しかし、「C言語」や「C++」はシステムレベルでの制御が可能かつ、高速な動作を可能にする一方で、文法やメモリ管理の複雑さから初心者には学習が難しい面があります。

それでもロボットプログラミングを始める人の中には、パフォーマンスや制御の精度といった面で「C言語」や「C++」を選択する方もいます。

MATLAB

「MATLAB」は、数値解析が主な用途のプログラミング言語で、その機能はロボットプログラミングにも拡張されています。

「MATLAB」の特徴は、ロボットの動作制御システムの開発が可能なことや、ロボットプログラミングに適した関数とアルゴリズムがすでに組み込まれていることです。これらの特性により、「MATLAB」はロボットプログラミングにおける強力なツールとなります。

そのため、「MATLAB」はとくに学術研究や教育分野のロボットプログラミングにおいて頻繁に使用される言語のひとつとなっています。

ロボットプログラミングが子どもの教育に活かせる3つの理由

現代の教育においてロボットプログラミングは、子どもたちの学習体験を豊かにし新たな視点を提供するものです。ロボットプログラミングの活用法の中でも、ここではとくに重要と考えられる3つの理由を紹介します。

• ロボットが実際に動くので達成感がある
• プログラムを組んだ結果がすぐわかる
• モノづくりが体験できる

上記3つの要素は、子どもたちがプログラミングの基本的な概念を理解し実際のモノづくりに応用する力を育てるための重要なステップです。

ロボットが実際に動くので達成感がある

ロボットプログラミングの魅力に、子どもたちが自分たちでつくりだしたプログラムによって、目の前のロボットが動く直接的な結果を見られる点があります。

これは単にパソコン上で抽象的なコードを書き、その結果をテキストとして確認するのとはまったく異なる体験です。

ロボットが動くことで、子どもたちは自分たちのプログラムが具体的な結果を生み出すことを直感的に理解できます。その結果は子どもたちに大きな達成感をもたらし、さらなる探求心を刺激します。

このようにロボットプログラミングは子どもたちの学習意欲を高め、新たな発見へと導く強力なツールとなるのです。

プログラムを組んだ結果がすぐわかる

子どもたちが自分で組んだプログラムの結果をロボットの動きとして視覚的に確認できる点も、ロボットプログラミングの魅力です。この即時性が子どもたちの学習意欲を刺激し、プログラミングへの興味を深める助けとなります。

プログラムがロボットの動きを制御するという直接的な結果は、子どもたちにとって理解しやすく結果がすぐに目に見えるため、飽きずに楽しみながら学習を続けることが可能です。

プログラムを組んだ結果がすぐわかる点は、子どもたちがプログラミングの基本的な概念を理解し、それを実生活の問題解決に応用する力を育てる一助にもなりえるのです。

モノづくりが体験できる

ロボットプログラミングは、子どもたちにモノづくりの体験を提供します。子どもたちがロボットを自分の手で組み立て動作をプログラムすることで、モノをつくる楽しさを実感できるでしょう。モノづくりの体験は、子どもたちにとってただ単に技術的なスキルが身につくだけでなく、創造性や問題解決能力を育む重要な機会となります。

さらにモノづくり体験は、理科など他の実践的な教科に対する興味や理解を深める効果も期待できます。したがってロボットプログラミングは、子どもたちの教育において多面的な影響を及ぼすツールとなるのです。

子どもにおすすめのロボットプログラミング教材6選

子どもたちがプログラミングの世界に触れるための最初の一歩として、ロボットプログラミング教材は理想的な選択肢です。ここでは、子どもたちが楽しみながら学べるおすすめのロボットプログラミング教材を6つ紹介します。

1. コード・A・ピラー
2. ソビーゴ RP1
3. レゴブースト
4. Sphero BOLT（ボルト）
5. little Bits STAR WARS R2-D2 Droid Inventor Kit
6. Rapiro(ラピロ)

コード・A・ピラー

引用：フィッシャープライス プログラミングロボ コード・A・ピラー

「コード・A・ピラー」は、3歳から6歳の幼児を対象としたロボットプログラミング教材です。「コード・A・ピラー」の特徴は、ユニークな芋虫型のデザインと日本語に対応している点です。

胴体パーツそれぞれには「前進」「右折」「左折」などの命令が紐づけられており、子どもたちはパーツを組み合わせることでロボットの動きをプログラムします。コード・A・ピラーの利点は、文字入力が必要ないため、初めてプログラミングに触れる幼児でも直感的に操作を学べる点です。

コード・A・ピラーは、子どもたちがプログラミングの基本的な概念を楽しみながら学べる教材となっています。

ソビーゴ RP1

引用：ソビーゴ | 遊びごころで未来をつくる

「ソビーゴ RP1」は、子ども向けパソコン「IchigoJam」を使用して操作する、ダンボール製のロボットプログラミング教材です。

「ソビーゴ RP1」の魅力は、ダンボール素材のロボットを自分で組み立てプログラミングによって動かせる点にあります。ダンボールでできているため子どもでも組み立てが容易で、ロボットのボディや頭部に自由な絵や文字も描けます。

ダンボールの特性を活かした商品企画によって、子どもたちはプログラミングの楽しさを体験しながら創造性も育てることが可能となっているのです。

レゴブースト

引用：レゴ(LEGO) ブースト

「レゴブースト」は、7歳から12歳の子どもたちを対象としたロボットプログラミング教材です。

「レゴブースト」は日本語に対応しており、ブロックを組み立てる楽しさとロボットプログラミングの基本を学ぶ機会を提供します。

「レゴブースト」の特徴は、タブレット端末を使用してプログラムを作成できる点です。子どもたちは「自由に動かせるレゴブロック」のような感覚で、自分だけのロボットをつくり上げることができます。

ブロック玩具を通じたロボットプログラミングの体験は、子どもたちの創造性を刺激し、プログラミングの楽しさを知るきっかけとなることでしょう。

Sphero BOLT（ボルト）

引用：Sphero BOLT(ボルト) プログラミングロボット

8歳以上の子ども向けに設計された「Sphero BOLT」は、ユニークなボール型のデザインが特徴的なロボットプログラミング教材です。

専用のアプリを使用してロボットをプログラムすることで、さまざまな動作ができます。本体は頑丈な構造となっているため、子どもたちでも安心して使用が可能です。さらに赤外線通信を利用して複数のロボットを連携させることにより、チームワークを養う楽しい活動もおこなえます。本体は透明で中の端子や部品が見えるため、ロボットの仕組みを視覚的にも学ぶことも可能です。

little Bits STAR WARS R2-D2 Droid Inventor Kit

引用：littleBits STAR WARS R2-D2 ドロイド・キット

「little Bits STAR WARS R2-D2 Droid Inventor Kit」は、スターウォーズの人気キャラクターのR2-D2を自分で動かせる教材です。

「little Bits STAR WARS R2-D2 Droid Inventor Kit」は、磁石を使って電子回路を組み立てる「littlebits」を使用しています。R2-D2を操作するための多様なモードがあり、子どもたちは遊びながら電子回路の基本を習得できます。また専用のアプリを使うことで、R2-D2に新たなスキルの追加も可能です。

「little Bits STAR WARS R2-D2 Droid Inventor Kit」は、楽しみながらプログラミングを学べるため、子ども向けのロボットプログラミング教材としておすすめです。

Rapiro(ラピロ)

引用：Rapiro

「Rapiro」は、15歳以上を対象としたロボットプログラミングキットです。「Rapiro」は人型模型ロボットで、機楽株式会社・株式会社ミヨシ・株式会社スイッチサイエンスの共同プロジェクトによって開発されました。

「Rapiro」を組み立てた後はメイン基板にプログラムが書き込まれていることから、新規でコードを記述する必要がないためすぐにロボットを動かせます。

「Rapiro」は、ロボットの基本的な機能や動作原理を理解するのに最適な教材です。子どもたちはRapiroを組み立てる楽しみと、プログラミングの世界に触れる喜びを体験できるでしょう。

ロボットプログラミングが活かせる分野とは

ロボットプログラミングは、子どもたちにさまざまな分野で必要とされる能力を育む機会を提供しています。ここではとくに、ロボットプログラミングが活かせる2つの分野について詳しく解説します。

• ロボット分野
• 人工知能（AI）分野

ロボット分野

ロボット分野は、プログラミングを通じてロボットを自動制御する分野のことです。

認知度が高い例に、ソフトバンク株式会社が開発したpepper君や、学生たちがつくったロボットで競われるロボコンなどがあります。手術用医療機器などの精密な作業を担うロボットも、ロボット分野に含まれます。

ロボット分野は人気があるものの、個人の学習が難しい分野です。なぜなら、ロボット分野はプログラミングの知識だけでなく、機械工学に関する知識も必要だからです。また、ロボットをどのように調達するかという問題も個人の学習を妨げる要素といえるでしょう。しかし、ロボット分野が技術と創造性を結集させる魅力的な分野であることは間違いないことから、学習する際は市販のキットの活用をおすすめします。

人工知能（AI）分野

ロボットプログラミングは、人工知能（AI）分野で非常に重要な役割を果たします。ロボットプログラミングは、AIが物理的な世界で作業を自動化するための手段です。たとえば、製造業では、AIを搭載したロボットが組み立てラインでの作業を自動化し、効率を大幅に向上させます。さらにロボットはセンサーから大量のデータを収集できるため、そのデータを機械学習アルゴリズムの訓練に使用することも可能です。これによりロボットは、新しいタスクを学習したり、環境に適応したりする能力を持つようになります。ロボットプログラミングを通じて人工知能を学ぶことは、将来性の高い産業において重要なスキルを習得する機会となるのです。

ロボットプログラミングは楽しみながらプログラミングを学べる

ロボットプログラミングは、子どもたちに楽しみながらプログラミングを学ぶ機会を提供してくれることから、多くの注目を集めています。知識を習得するだけではなく、創造性や問題解決能力を育めるため、今後ますます注目度は高まっていくことでしょう。

ロボットプログラミング教材の選択に迷っている方は、本記事で紹介した教材を利用しスキルを身につけ、自分の可能性を広げてみてはいかがでしょうか。