micro:bit V2
本日、私たちはBBC micro:bit の新バージョンを発表します。これにより、スピーカー、マイク、そして AI と機械学習のワークロードを実行できる CPU 性能が追加されます。これらの追加機能によって、初代 micro:bit の成功を支えたのと同じ協調的な設計とイノベーションを、AI と ML の世界にも広げていきます。
この記事は、microbit.org のニュース記事を、より技術的な観点から補足するものです。 micro:bit V2 の画像
最新の micro:bit はまだ購入できませんが、今この段階でこれについてお話ししているのは、micro:bit が一つの組織や公式エディター、さらには一つのデバイスだけのものではないからです。
micro:bit が他に類を見ない存在として際立っているのは、それが協調的な形で開発されたからです。それは、多様な学生が参加できるようにし、教室における教師と学習者のニーズに応えるために、分野横断的な組織連携によって丁寧に設計されたツールです。
この革新的なデバイスは、非常に利用しやすく、プログラミングしやすく、すぐにインタラクティブに使え、しかも美しさも備えています。これにより、教育テクノロジーにおけるイノベーションの波が始まりました。リリースから 5 年後の今、micro:bit は 8〜15 歳の子どもたちにコンピュテーショナルシンキングを教えるための最も愛されているツールの 1 つとなっており、現在では世界中で推定 2,500 万人の教師と生徒によって 500 万台の micro:bit が使われています。
手頃な価格で、開発者向け品質のハードウェアを提供し、生徒がそれを使うための洗練されたシンプルな方法を生み出すことで、AI や ML のような変革的技術が自分たちの周囲の世界をどのように形作っているのかを理解する世代の育成を後押しできます。
パートナーシップのもとで取り組む
micro:bit 体験を生み出すために結集した多くの声こそが、多様な人々が技術に関わり、積極的に受け入れるようになるうえでの成功の鍵となっています。
私たちは、その同じパートナーシップと協力の精神のもとでデバイスを進化させ、最新の micro:bit を作り上げてきました。これにより、世界中の人々がこのデバイスを教育の中核として頼りにしてこられた安定性と信頼性を維持しつつ、この先何年にもわたるデジタル探究の土台を築いています。
Micro:bit Educational Foundation では、Lancaster University、Microsoft、NXP、そして MicroPython と協力し、micro:bit の中核となる体験が、これまでと変わらず創造的で魅力的かつ一貫したものであるよう取り組んでいます。しかし、新しい micro:bit の展開は、エディター開発者、アクセサリ提供者、コンテンツ制作者、そして micro:bit の支援者たちからなる素晴らしいコミュニティの意見なしには成り立ちません。
私たちは単独ではなく、みんなでこれを築いています
micro:bit アクセサリの壁 BETT で展示されたアクセサリの壁
私たちは、より広い micro:bit エコシステムがコミュニティにもたらしている大きな貢献を認識し、それを支援しています。そのため、新しい micro:bit に関する主要な技術情報と、ユーザーがこのデバイスを入手できるようになる前から容易にサポートできるようにするためのオープンソースツールを公開しています。
これらの情報はすべて、更新版の tech.microbit.org にまとめてあり、何かをテストまたは開発するためにデバイスが必要な場合に、どのように先行アクセスを取得できるかの詳細も含まれています。
- 最新の micro:bit に関するすべての技術的詳細とその使い方
- 以下の方向けの、このデバイスのサポートに関するガイダンス:
最新の micro:bit 向けのコードを作成する
最新の micro:bit は初代バージョンのすべての機能をサポートしているため、多くの場合、ユーザーは両方のデバイスを区別する必要がありません。すでに存在するすべてのチュートリアルやプログラムは、最新のハードウェアでもサポートされています。しかし、2 つのデバイス上で動作するマシンコードは異なるため、最新の micro:bit では新しい種類の hex をサポートしています。私たちはこれを「universal hex」と呼んでいます。これは、両方のバージョンの micro:bit 用のマシンコードを含んでいます。micro:bit の USB インターフェイスを実現する Arm のプロジェクト DAPLink に取り組んできた NXP の素晴らしい支援のおかげで、最新の micro:bit は universal hex から使用すべきコードを選択できます。これらのファイルは、初代 micro:bit で利用する際に更新が不要になるよう設計されています。 universal hex の作成
これらの universal hex 向けにプログラムを開発する体験を可能な限りシームレスにするため、私たちは Arm、Lancaster University、そして Microsoft Research との連携をさらに深めました。これらはいずれも初代 micro:bit の共同開発者です。初代 microbit-dal を発展させたオープンソースの Lancaster の CODAL があったおかげで、私たちは最新の micro:bit を動かすためのすぐに使えるプラットフォームを手にしていました。さらに、既存のプロジェクトや環境が容易に再コンパイルされて最新のボードで動作するよう、microbit-dal 用の完全な互換レイヤーも含めています。こうした慎重な互換性対応に加えて、高度な SoundExpressions シンセサイザーやオーディオパイプラインアーキテクチャなど、最新のハードウェア向けに設計された魅力的な新機能も数多く用意されています。 CODAL を用いた micro:bit ソフトウェアアーキテクチャ MakeCode、MicroPython、Scratch は新しいデバイスのサポートに CODAL を使用しており、micro:bit 上で動作するソフトウェアを構築するすべての人にも、micro:bit エディター間で一貫した体験を確保するために同じ方法を採用することを推奨しています。これにより、新機能が追加されたときにも、それらを容易に取り込み、ユーザーに提供できるようになります（micro:bit の無線機能が初代 micro:bit のリリース時には搭載されていなかったことは、つい忘れがちです！）
天井を引き上げる
2015 年の登場時、初代 micro:bit の主要な目標のひとつは、高い能力を備えながらも、即座に反応し、すぐに触れられる使いやすさによって新しい層の人々を引き込めるものを作ることでした。私たちは常に「低い敷居と高い天井」を目指してきました。つまり、始めるのはとても簡単でありながら、プロジェクトが複雑になり、デバイスそのものを超えて広がっていっても、壁にぶつかることがないようにするということです。
これを実現するうえで重要だったのは、当時実際の開発者が使っていたのと同じハードウェアを学生たちの手に届けることでした。これによって、micro:bit のより驚くべき活用例が可能になりました。光学式マウスセンサーを使った手書き認識、BLE メッシュでの利用、プレゼンテーション用リモコン、あるいはカスタムの支援技術デバイスなどです。
Universal Hex の作成
最新の micro:bit では、私たちは再びこれを実現しようとしています。nRF52833 は Nordic が最近リリースした、現代的で魅力的な部品であり、業界全体で新しい設計に採用されています。これは機械学習のワークロードを実行できる能力を持っており、デバイスの応用において新たな可能性の領域を切り開くだけでなく、特に機械学習とは実際には何なのかを明らかにし、示す助けにもなります。つまり、それは魔法ではなく、十分に高度なテクノロジーの応用なのです。
初代 micro:bit は、スマートフォンの中にあるテクノロジー（画面、ボタン、無線通信、モーションセンサー、それらすべてを制御するプロセッサー）を巧みに示し、若い人たちがこうしたデバイスを理解し、自分で制御できるという自信を持つ助けとなりました。新しい BBC micro:bit は、音を出したり音に反応したりする機能をハードウェアに加えることでその能力を拡張し、AI スマートスピーカーやデジタルアシスタントを含む最新の消費者向けテクノロジーを、より身近で分かりやすいものにしています。
新しい創造の可能性
micro:bit 上の音楽とサウンドは、BBC micro:bit をめぐる当初のコミュニティ活動の一環として MicroPython で先駆的に実現されました。とりわけ 音声合成器 のようなものを導入してくれた Nicholas Tollervey と Mark Shannon の功績は大きなものでした。最新の micro:bit にスピーカーが追加されたことで、いままさにその真価が発揮されつつあります。ヘッドホンやアンプ付きスピーカーを接続すれば、さらに高音質なサウンドが得られます。micro:bit の 5x5 ディスプレイが入門には最適でありながら、カラー LCD がプロジェクトを拡張する歓迎すべき手段であるのと同じように、Lancaster University が書いたサウンドドライバーは、エッジコネクタ上で高品質なサウンドを再生できます。ヘッドホンジャックソケットにつながるワニ口クリップが消えてしまうのは、まだ少し先になりそうです！
micro:bit ギター
しかし、音の可能性は音楽だけにとどまりません。音は、私たちの多くにとってコミュニケーションの手段です。声やアクセントは、私たちのアイデンティティや個性の一部です。micro:bit に「音」を機能として追加するにあたり、私たちはそれに個性も持たせたいと考えました。2015 年に Technology Will Save Us が主導して micro:bit の視覚的・構造的要素に慎重に配慮したことで、デバイスのデザインに丁寧に注意を払うことが、その親しみやすさや、人々がハードウェアに感情的なつながりを持ちやすくなることに大きな影響を与えると示されました。micro:bit のサウンドはこの考え方を受け継ぎ、micro:bit の声を親しみやすく、近づきやすいものにするために用意されています。私たちは、このすばらしい音を作り出すためのシンセサイザーに取り組んでおり、サウンドデザイナーから多くの意見をもらいながら調整を重ね、実用的なものに仕上げています。
マイクは、スマートスピーカーやデジタルアシスタントのマイクと同じように、デバイスが音に反応し、micro:bit の周囲のノイズを感知できるようにします。新しい micro:bit の高い能力と組み合わせることで、これは音を使った AI や機械学習に関して非常に大きな可能性を開きつつあります。教育環境への配慮を象徴するように、マイク専用の「動作中」インジケーターは、オフのときには基板の視覚的デザインを損なわず、それでいてマイクがオンになって音を感知しているときには明確にそれと分かるようになっています。これにより、教師は生徒たちとプライバシーの問題や、聞き取りを行うデバイスの影響について話し合うことができます。
AI と ML を探る
Tensorflow ロゴ
デバイスを手にしてから数日のうちに、Espruino のリード開発者である Gordon Williams は、micro:bit を自社のオンラインプラットフォームでサポートしました。これにより、Espruino のジェスチャー認識ライブラリを含む JavaScript プログラムをデバイス上で動かせるようになりました。このライブラリはもともと bangle.js 向けに設計されており、Tensorflow Lite を使用しています。micro:bit で慣れ親しんでいるかもしれない「shake」のような「ジェスチャー」とは異なり、このデモでは、データを収集できるあらゆるジェスチャーを認識する機械学習モデルを訓練できます。ジェスチャーを実行している記録を取り、それを認識できるモデルを構築するのです。つまり、より複雑で繊細なジェスチャーを扱えるだけでなく、自分自身や micro:bit に取り付けたものに合わせてカスタマイズすることもできます。
同様に非常に素早く取り組んだ Edge Impulse は、micro:bit チームの各メンバーが「micro:bit」と 3 回言う様子を動画で記録し（毎週のチームミーティングの締めくくりとして、これ以上にふさわしい方法があるでしょうか？）、Edge Impulse のクラウドサービスを使って、「micro:bit」という言葉が発話されたことを認識できるモデルを作成しました。このデモについてはこちらで詳しく読めますが、micro:bit を訓練して固有の音を認識させられる可能性を、はっきりと示しています！
Edge Impulse の可視化
次は何でしょうか？
この新しいデバイスについては、まだ説明し掘り下げるべきことがたくさんあり、今後数日間で技術ドキュメントと公開コードの両方をさらに充実させていく予定です（きっと数週間、数か月、さらには数年にわたっても！）。micro:bit の魔法の多くは、すべての機能にシームレスにアクセスでき、しかも共存できることにあります。たとえば、静電容量式タッチ、マイク、エッジコネクタを使いながら、なおかつ低電力スリープにも入ることができます。そして、それがどのように実現されたのかについても、共有したいことがたくさんあります。micro:bit V2 向けの CODAL が成長していくにつれて、機械学習とサウンドの中核的な要素についても、同じように簡単に組み合わせられるようにしていきたいと考えています。
AI/ML の可能性、リスク、複雑さについては多くの憶測があり、しばしば誤解も見られますが、micro:bit デバイスは、フィジカルコンピューティングとコンピュテーショナル・シンキングにもたらしたのと同じ変革的なシンプルさを、これらの概念の教育にももたらせると私たちは信じています。とはいえ、これは一夜にして実現できることではありません。デバイスがリリースされた今、私たちは大学、産業界、学校、そしてメイカーと協力するプロセスを開始し、この変革的な体験を現実のものにしようとしています。現在公開しているデモは、新しいハードウェアでできることのほんの一部を示しているにすぎません。最新の micro:bit は、若い人たちが、自分たちの生活にますます大きな影響を及ぼすインテリジェントなシステムやアルゴリズムの内部の仕組みを理解し、やがてそれを作り変えていく力を与えると、私たちは確信しています。
今こそ、もう一度 micro:bit に関わり、私たちとともにこのプロジェクトの次の段階を築いていくときです。