名称 MIRS2503 MVP設計
番号 MIRS2503-PLAN-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2025.12.5 針山 遼大、森 悠晴 第1版
B01 2025.12.10 針山 遼大、森 悠晴 青木　悠祐 第2版
本ドキュメントは、MIRS2503「BRIDGE」プロジェクトのMVP (Minimum Viable Product)構想に基づき、を記述した設計書である。

1.目的

  • 受付をロボットが行うことによって受付時間短縮と多言語対応ができる。さらに管理者に利用者の希望をアンケートを通じて伝えることができる。
  • 子供が退屈して騒ぐ状況下では両親は複雑な日本のキャンプ場の注意事項を正しく理解できない。
    →ボードゲーム：親が受付に集中するための時間を創出する

    • 2.必要なシステム・機能

  • 受付及びアンケートシステム
    • 現在受付カウンターが2つしかなく待ち時間がある。→受付のサポートを行うことで全体の処理能力を上げる(待ち時間を少なくする)
    利用者の希望をアンケートを通じて施設側に伝えるため
    紙媒体では対応コストが高すぎる外国人観光客にとって障害となる言語の壁や、視認性を変更できるようにするため

  • 項目ごとのチェックシステム
    • 複雑なルールがある→外国人観光客は現状の対応では理解できない可能性があるため
    また、損害賠償のリスク(熱くなっている炉に水をかけないでください等)を伴う注意事項もある
    →子供に目を向けていると読み飛ばしてしまうと可能性があるため
    保護者が複雑な規約を100%理解する時間を絶対に確保するため

  • 全自動ボードゲームシステム
    • 隙間時間に子供が一人でも保護者の目の届く範囲で遊べるようにするため
    施設側は人手不足。もし、誰かが白と黒の分別を行ったり、駒をセットしたりする必要があるならスタッフの仕事が増え、本末転倒。
    全自動であることは「次の子供が来た時に、スタッフの介入なしで即座に稼働するため」の必須機能
    なぜ物理ロボットなのか
    子供はすぐに飽きてしまう
    →「アームが動く」「駒が流れる」などといった物理的な動作を見せることで子供の注意を惹く
    →キャンプ場という環境だからこそ、画面の中だけでなく「物理ロボットとの交流」体験を提供する

    3.ハード設計

    3.1必要な機構・理由

  • ガントリーユニット
    • 駒を盤の任意の位置に置くため

  • 駒の分別ユニット
    • 白駒と黒駒を分別するため ロボットが自動で同じ色の駒を置くためには黒と白が混ざらないようにする必要がある。確実性が高くエラー率が最も低い機構を採用した。

  • 駒を送り出すユニット
    • ばらばらに駒が入っている箱から1枚選んで掴むことは技術的ハードルが高い
    定位置に1枚ずつ置く機構を設けることで確実にガントリユニットで駒を掴めるようにした

    3.2各機構の設計

    全体設計を以下に示す


    ガントリの設計を以下に示す


    駒を分別する機構の設計を以下に示す


    駒を送り出す機構の設計を以下に示す

    3.3.回路図

    各機構を動かすアルディーノのシールド基盤の回路図を以下に示す

    4.ソフト設計

    4.1機体制御

    機体制御のフローを以下に示す

    4.2ボードゲーム用五目並べAI

    AIコンセプト

  • 「強いAI」ではなく「いい感じに負けてくれる、接待AI」にすることで、子供が「勝つ」という成功体験を味わえる

    • 画像認識

  • 射影変換
    • カメラ画像の歪みを補正し、盤面座標系へマッピング
  • フレーム差分
    • :輝度変化により石の色と位置をロバストに検出

    AIアルゴリズム

  • Minimax法
    • 数手先を読む探索アルゴリズムで最適解を算出
  • α-β枝刈り
    • 不要な探索を省略し、思考時間を短縮。

    評価関数

  • パターン評価
    • 石の並び（連）に重み付けを行い盤面を数値化。
  • 勝率算出
    • 評価値をシグモイド関数で確率（%）に変換して表示。

    4.3受付及びアンケートシステム

    受付システムの仕様
  • 利用者が管理者に対しての要望を発信するためのアンケート
  • 文字の大きさの変更(大・中・小)
  • 多言語対応（日本語(フリガナ付き)、英語、中国語）
    • →中国語：外国人利用客の中で中国人の割合が一番多いから
    →英語：各国から利用者がやってくるので、共通語である英語が必要
    →日本語(フリガナ付き)：日本人の利用者が一番多いため。また、日本語を勉強したい外国人が読みやすいように
  • チェックリストの重要部分は強調表示を行う

    • 5.必要購入物品

    必要購入物品を示す。

    購入予定物品
    物品名 型番 単価(税込) 数量 価格(税込) URL 購入済み
    標準ベルト S3M 100S3M1014G 1,545 1 1,545 リンク先 ☑
    標準ベルト S3M 100S3M999G 1,311 1 1,311 リンク先 ☑
    【エコノミーシリーズ】 RoHS対応 ステンレス小径玉軸受 両シールド形 軽荷重・低速回転タイプ C-SE696ZZ 121 9 1089 リンク先 ☑
    寸切ボルト 鉄/ユニクロメッキ 10101711 428 1 428 リンク先 ☑
    標準ベルト S3M 100S3M831G 1,317 1 1,317 リンク先
    電解コンデンサー 1000μF50V105℃ ルビコンPX 50PX1000MEFC12.5X25 50 7 350 リンク先
    汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007 1N4007-3485 100 1 100 リンク先
    ショートバー(Bタイプ) 端子間ピッチ10mm GB10-10 199 1 199 リンク先
    組端子台 (20A) ネジ式 極数10P T10-10PM 499 1 499 リンク先
    丸ワッシャー 特寸(鉄/ユニクロ) 厚さ2mm 1パック(38枚) 6.5×15×2.0 669 3 2,097 リンク先
    単列深溝玉軸受（開放形／シール形／シールド形） MR84ZZ 266 2 532 リンク先
    セットカラー　スリット　２ホール/２タップ タイプ SCSMA6-8 510 1 510 リンク先


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