テーマパークで杖を振ると、目の前で魔法が起きる――あの体験を、自分の工作で再現できないか。そう考えて作られたのが、小さなマイコンと機械学習を使って「振り方」を判別する魔法の杖です。ボタンを押すのではなく、振る動きそのものを入力にすることで、ただ光るだけではない「魔法らしさ」を目指しました。
USJの杖の体験を、自作で再現する
題材になったのは、USJ（ユニバーサル・スタジオ・ジャパン）のハリー・ポッターエリアで体験できる魔法の杖です。決められた場所で杖を振ると、魔法が使えたかのように周囲の仕掛けが反応します。振るという自然な動作が、そのまま魔法の合図になる点が魅力です。
この体験を自作で再現しようとすると、課題は「どう振ったか」をどうやって読み取るかです。人の動きを精密に測る方法は世の中にありますが、大きな装置を杖に載せるわけにはいきません。そこで発想を変え、杖そのものに自分の振られ方を判断させることにしました。杖ごと、つまりマイコンそのものを振る前提で、その動きの形を見分ける仕組みです。
中身はM5StickS3とEdge Impulse
杖の中核は、小型マイコン「M5StickS3」です。ProtoPediaの作品ページ「魔法の杖」では、M5StickS3を使って魔法の杖を作り、エッジAIでモーションを判別すると説明されています。開発素材として、デバイスにM5Stack、ツールにEdge Impulseが挙げられています。
実物は、細長い杖の持ち手側に小さな画面を持つマイコンが組み込まれ、先端が光る作りになっています。テーマパークの杖らしい見た目を保ちながら、中にマイコンと、動きを捉える仕組みを収めています。振るたびにマイコン自身も一緒に動くため、杖の動きはそのままマイコン側で捉えられます。
「振り方」を覚えさせるという発想
この杖のポイントは、振り方を覚えさせたことです。動きのパターンを学習させ、実際に杖を振ったときに、その形を見分けて判別します。スイッチ操作ではなく、動きの違いそのものが入力になるため、振り方ごとに違う反応を返す「呪文」のような使い方が考えられます。
ボタンやスイッチであれば、押したかどうかは単純な信号で分かります。しかし「どう振ったか」は、動きの速さや向きが連続的に変わる情報であり、決まった条件だけで切り分けるのは難しい種類の入力です。だからこそ、例となる動きのパターンを学習させ、形の違いで見分ける機械学習の出番になります。
「動きを覚えさせる」という考え方は、その後の工作にも受け継がれました。後続の工作でも同じM5StickS3が使われ、加速度の考え方を土台に、別の対象の揺れを見分ける試みへとつながっています。杖ではマイコンそのものを振っていたのに対し、対象が変われば動きの捉え方も変わります。それでも、手元の小さなマイコンに動きのパターンを覚えさせるという芯の部分は共通しています。
エッジAIだから、杖の中で完結する
「エッジAI」とは、集めたデータを遠くのサーバーへ送って判断するのではなく、手元のデバイス側で推論を行う方式のことです。エッジは「端」を意味し、センサーのすぐそばで、その場で判断するのが特徴です。
杖の中で判別が完結すれば、振ったその場で反応を返せます。魔法の杖のように「振った瞬間に何かが起きる」体験では、外部のコンピューターや大きな装置に頼らず、杖単体で判断できることが大きな利点になります。小さなマイコンで機械学習を動かすこと自体が、この作品の面白さでもあります。
遠くのコンピューターに判断を任せる方式と比べると、通信の往復を待つ必要がなく、電波の届かない場所でも動き、動きのデータが外へ出ていかないという違いもあります。杖を振る動作は一瞬で終わるため、その場で判断が完結するエッジAIの性質とよく合っています。杖の体験を杖の中だけで成立させる――その割り切りが、この仕組みの肝です。
まとめ
USJの魔法の杖を、M5StickS3とEdge ImpulseによるエッジAIで自作したこの作品は、「動きを入力にする」という発想を小さなマイコンで形にした一作です。振り方を覚えさせ、杖の中でモーションを判別する仕組みは、魔法の再現にとどまらず、身の回りの動きを入力に変える工作全般へ応用できる考え方だと言えます。
作品の詳細はProtoPediaにも掲載されています：魔法の杖（ProtoPedia）
動画で紹介したもの（購入リンク）
この動画の概要欄には購入リンク（ショッピングリンク）は掲載されておらず、作品ページへのリンクのみが案内されています。
