ロボット「toio」をUnityで自在に制御！「toio SDK for Unity 」の紹介

Unity道場ロボティクススペシャル龍の巻 2020/10/10
ソニー・インタラクティブエンタテインメント
toio開発者田中章愛
モリカトロン株式会社
AIエンジニア本間翔太／銭起揚
ロボットトイ「toio（トイオ）」
とUnityでの開発事例のご紹介
© 2020 Sony Interactive Entertainment
1
新公開の開発環境
「toio SDK for Unity」
をご紹介！

本日のお題
・ロボットトイ「toio™（トイオ）」の紹介
・新開発環境「toio SDK for Unity」
© 2020 Sony Interactive Entertainment 4

創意工夫を引き出す
ロボットトイ
カートリッジであそぶ、プログラミングでつくる
「つくって、あそんで、ひらめいて」
好きな形や動きをつくって
エンタメ的体験であそべるロボット
New! Coming Soon
5

自己紹介：田中章愛（たなかあきちか）
6
2002年佐世保高専卒業（NHKロボコン全国大会出場）
2006年筑波大学大学院修了（RoboCup Rescue世界大会出場）
同年ソニー(株)入社、ロボットの研究開発に従事
2013年スタンフォード大学訪問研究員
2014年スタートアップ創出と事業運営を支援する
「Seed Acceleration Program(SAP)」や
「Creative Lounge」の企画運営
2016年 SAPの新規事業としてロボットトイ「toio」提案
以降、商品化・事業化に従事
2018年～ソニー・インタラクティブエンタテインメント
にて「toio」の商品企画と事業開発を担当
ソニー・インタラクティブエンタテインメント
toio事業推進室課長（事業開発担当）/ toio開発者
ロボコン三昧
ロボット研究者
社内スタートアップ
のリーダー
現在PlayStation®
でおなじみのSIEで
「toio」を企画
6

触って夢中になれるデジタル体験が目の前に
カートリッジで様々な
あそびのテーマを提供
工作生物
ドライブ・自動運転
“クラフトファイター”
金賞
自由な発想を投影 → 夢中になる → 工夫したくなる
7

ユーザーテスト技術開発
「実世界インタラクティブエンタテインメント」をつくろう！
“絶対位置検出”
正確な動き・高いゲーム性
特殊パターン光学式センサー
ユーザーテスト
企画⇒試作⇒改善…
開発姿勢：2012年からの夢が徐々に現実に
toioTM 開発者

https://www.youtube.com/watch?v=0-QrT1PtKY4&t=113s

“あそび感覚でプログラミング”
～3段階にステップアップ～
ビジュアルプログラミング
（Windows10/Mac対応）
小学生(高)～：創作
多角形・アルゴリズム・ゲーム JavaScriptライブラリ
＆技術仕様公開
中学生～大人：本格
ロボット/AI/インタラクション
プログラミングもあそびになる
アンプラグド
（パソコン不要・カード式）
小学生(低)～：基本
「順次・分岐・反復」を体感
敷居は低く、壁は広く、
天井は高く
by ミッチェル・レズニック MIT教授

“あそび感覚でプログラミング”
～3段階にステップアップ～
ビジュアルプログラミング
（Windows10/Mac対応）
小学生(高)～：創作
多角形・アルゴリズム・ゲーム JavaScriptライブラリ
＆技術仕様公開
中学生～大人：本格
ロボット/AI/インタラクション
プログラミングもあそびになる
アンプラグド
（パソコン不要・カード式）
小学生(低)～：基本
「順次・分岐・反復」を体感
敷居は低く、壁は広く、
天井は高く
by ミッチェル・レズニック MIT教授
New!

本日のお題
・ロボットトイ「toio™（トイオ）」の紹介
・新開発環境「toio SDK for Unity」

Developed by
New!

ゲームエンジンUnityを使ってロボット「toio」のスマホアプリやゲーム開発が手軽に
• 豊富なライブラリやアセットを活用し、ARや機械学習も統合できる
• ロボット工学やインタラクション、メディアアートなど多彩な活用が可能
スマホアプリ(iOS)からtoioが動く！Unity上シミュレーターで開発
Developed by
「ウロチョロス」
のような実世界
ゲームが開発可能
New!

ここからは・・・
「toio SDK for Unity」の深い話
開発：モリカトロン株式会社

https://morikatron.com/t4u/
（※モリカトロン本間様・銭様のプレゼンテーションをご覧下さい)

α版モニター事例紹介（個人作品）
New!
「AR Touch」 by 橋本直（明治大学／工学ナビ）
「ミニチュアムービーメーカー」by tokyoamado
「リモートすごろく」
by 高友康、藤波秀麿（東京大学筧研究室）
ビジュアルスクリプティングBoltでの開発も！
「Bolt with toio」 by comoc
「トイオで徒競走」 by kawachin, numachin

toio SDK for Unityの感想
「Bolt with toio」 by comoc https://note.com/unityjapan/n/nf9ca97d3d472
ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン小森顕博様

作品動画コンテスト
「ロボやろ」
#toio #Unity #ロボやろ
New!

#toio #Unity #ロボやろ
エントリー・作品募集期間：10/10-11/4
審査発表日：11/6
※日程や内容は状況により変更になる場合があります。
作品動画コンテスト「ロボやろ」
• 開催概要
– toioやUnityのオリジナル作品動画オンラインコンテスト
（シミュレーター参加もOK！）
– YouTube＆Twitter・ブログで作品動画投稿し、応募フォームに記入
• 賞＆リワード
– View数や内容にインパクトのあるものを表彰＆リワード進呈
– toio & Unity大賞リワード：Unity推奨PC＋toio特別セット
ほか賞・リワード多数
• 審査員
– ソニー・インタラクティブエンタテインメント田中章愛
– ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン小森様
※他ゲスト審査員追加次第告知予定
主催：ソニー・インタラクティブエンタテインメント
協賛：ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン
協力：モリカトロン株式会社、株式会社スイッチサイエンス
New!

最後に・・・
開発に役立つ新商品ご紹介

toio™開発用プレイマット
開発者向けtoio専⽤マット、A3サイズ12枚セット
• toioの絶対位置が印刷され、高度なロボット開発やプログラミングに最適
• 裏面は最⼤12枚まで並べることで、⼤きなプレイエリアとして利⽤可
• 表⾯は簡易プレイマット（６枚）、簡易カード（6枚）としても使⽤可
Distributed by
12枚並べると約1.2ｍ角の正方形に
New!

toio™開発用プレイマット
https://mag.switch-science.com/2020/05/19/toio-posts/
https://mag.switch-science.com/2020/07/01/toio-posts-2/
SwitchScience「「toio」ではじめよう、おうちでロボット開発キャンペーン」より
New!

工作も、ゲームも、プログラミングも、創意工夫で楽しもう。
「toio」のあそびはどんどん広がります。

ぜひ一緒にtoioTMで
「実世界インタラクティブエンタテインメント」
をつくりましょう！

“Sony”はソニー株式会社の商標です。
各ソニー製品の商品名・サービス名はソニー株式会社またはグループ各社の登録商標です。その他の製品および会社名は、各社の商号、登録商標または商標です。

Unity道場ロボティクススペシャル
龍の巻
1

自己紹介
講演者
本間翔太
AIエンジニア
銭起揚
AIエンジニア
ゲーム会社でエンジニア
として従事。その後東京
工科大学でゲームと認知
心理の研究に取り組む。
修士卒業後、AIエンジニ
アとしてモリカトロン株
式会社へ入社。
東京大学機械工学専攻で自
動運転と強化学習の研究を
行い、修士卒業後、AIエン
ジニアとしてモリカトロン
株式会社に入社。

概要
toio SDK for Unity は、Unityエンジンで toio™コアキューブ（以降キューブ）を制御するための開発環境です。
3

一通りの流れ
4
1. Unityプロジェクトを作ります

一通りの流れ
5
2. SDKを導入します
※その他の手順は導入ドキュメントをご参考下さい。

一通りの流れ
6
3. コードを書いて、シミュレータで動かします
https://youtu.be/rCKu6J3MggA

一通りの流れ
7
4. iOSアプリを作ります
プラットフォームに応じて、通信システム自動切り替え

機能一覧
● Cubeクラス
キューブをプログラム制御するモジュール
● Bluetooth
デバイスを通信制御するモジュール
● Simulator
UnityEditor で toio のシミュレーションをするモジュール
● 制御モジュール
Cube を単体及び群集として動かすモジュール

スキャン
12
接続
Cubeクラス

スキャン
13
接続
命令
Cubeクラス

14
Cube
CubeUnity
CubeReal
Cubeクラス

Bluetooth
17
通信インターフェイスCube
iOS
Web

18
iOS
Web
Bluetooth
多台数動かせる開発者登録が必要

19
iOS
Web
Bluetooth
シェアできる台数制限がある

20
通信インターフェイス
iOS
Web
Mac
Android
Cube
Bluetooth

Simulator
22
Bug
Build
Simulator が生まれる前には…
(数十秒~数分)

Simulator
23
Bug
Build
Simulator を加えることで…
Play
少ない Bug
(1秒で)
(数十秒~数分)

Simulator
24
● Mat
マットオブジェクト
● Standard ID
カード・シート
オブジェクト
● Cube
コアキューブ
オブジェクト
※Simulatorの画面キャプチャーです

Simulator
25
*数が多いので省略
● Mat
マットオブジェクト
● Standard ID
カード・シート
オブジェクト
● Cube
コアキューブ
オブジェクト

Simulator
26
● Cube
○ toio™コアキューブ仕様2.0.0に対応
しています。
○ 物理、通信遅延のシミュレーショ
ンも実装しています。
○ マウスとキーボードで、Drag&Drop
などの操作ができます。

Simulator
27※Simulatorの画面キャプチャーです

単体制御
29
CubeHandle
● メソッド
○ 指定距離・角度で前進・回転
(open-loop)
○ 目標座標・角度に到達
(closed-loop)

単体制御
30
CubeHandle
● 予測によるボーダー制限
単発の指令でも、それによる軌跡を予測して、マットを出る前に
止まれるように、指令の継続時間をカットします。
同じ指令（速度&継続時間）を違うAPI
で出しています。
● 緑：CubeHandle.Move
● 赤：Cube.Move

群制御
31
CubeHandleを多台数の場合に使うと…
互いに意識していないので、当然ぶつかります。
*対角に移動するタスク

群制御
32
Navigator
● 自然に他個体を避ける
Human-like 衝突回避（改良版）
● 群がり
Boids (魚のような集団行動を作れるアルゴリズム)

群制御
33
Navigator
● 群がりながら、自然に移動できます
Human-like 衝突回避（改良版）× Boids
*台数が多いためパケロスで少しカクつきます
*弊社の技術解説ブログ
https://tech.morikatron.ai/entry/2020/03/04/100000

群制御
34https://www.youtube.com/watch?v=mKl3XM30b00
デモ「鬼ごっこ」

ご静聴、ありがとうございました。
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