モジュラー

マサチューセッツ工科大学 (MIT) のビットとアトムセンターの研究者は、Hack Club と協力して、単一目的のビルディング ブロックを使用して物理コンピューティング システムを簡単に組み立てることを目的としたツールセットを考案しました。 Modular-Things 。

「私たちは、Modular-Things と呼ぶ、プラグアンドプレイのモジュラー物理コンピューティング システムを構築するためのツールのコレクションを紹介します」とチームはその取り組みについて説明します。 「私たちのツールは、単一目的の組み込みデバイスのセット、デバイス間の通信のためのリンク層に依存しないメッセージ パッシング システム、および Web ベースのプログラミング環境で構成されています。デバイスは動的に検出され、Web でプログラムできるソフトウェア オブジェクトに仮想化されます。」 IDE。」

このアイデアはシンプルで、複雑な目標を達成するために小さな単一目的のツールを連鎖させるという UNIX の哲学によく似ています。 ただし、Modular-Things はソフトウェアではなくハードウェアです。ステッピング モーターや LED からボタン、加速度計、タッチ センサーに至るまで、プラグ アンド プレイの単一目的ガジェットです。

これらのプラグ アンド プレイ モジュールの背後にあるフレームワークは 2 つの層に分割されています。 1 つ目は Arduino ライブラリで、モジュールを検出し、モジュール間のメッセージの受け渡しを処理します。 2 つ目は Web ベースの開発環境で、ユーザーは JavaScript でモジュールをプログラムできますが、これは Modular-Things 自体ではなく、ユーザーのブラウザ内で実行されます。 「高級言語をハードウェアに『埋め込む』のではなく、ハードウェアモジュールを高級言語に『持ち上げる』のです」とチームは説明する。

プロジェクトをテストするために、チームは 60 人の学生がチームを組んで、サンド アート描画マシン、パンケーキ プロッター、ペン プロッターなどの Modular-Things コンポーネントからマシンを構築する 5 日間のワークショップを設定しました。 — コンピュータビジョンライブラリを使用して顔を検出し、自動的に狙いを定めるトイレットペーパー投げ機。

「一部の学生は Modular-Things が直感的に使えると感じ、授業の最終プロジェクトに再利用することを選択しました」と研究者らは述べています。 「ユーザーがコードをコピーし、必要なモジュールを接続し、サンプル スニペットの命名スキームに合わせてデバイスの名前を変更することで、他のユーザーの作業を簡単に複製できることがわかりました。ユーザーはこれを実行して、これまで困難だったモーション システムを迅速に再作成しました。」ファームウェアレベルで再作成してください。」

ただし、このフレームワークには現在の形式ではいくつかの制限があります。 研究者らは、ハードウェアと通信環境間の通信が USB に依存していること、および各モジュールに独自のマイクロコントローラーが必要なためコストが跳ね上がる一方、Modular-Things を使用して作成されたハードウェアは、デスクトップまたはラップトップ コンピュータが実行していなければ役に立たないことを認めています。開発ソフトウェア — チームがすでに解決に取り組んでいる問題。

チームの成果は、オープンアクセス条件に基づいて、2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '23) の拡張抄録に掲載されました。