エージェントキューブ

エージェントキューブ

ルールベースのビジュアルプログラミング
パラダイム	オブジェクト指向、教育、会話型プログラミング
デザイン：	アレクサンダー・レペニング
初登場	2006年; 18年前 （2006年）
安定リリース	3.0 / 2020年3月18日; 4年前 ( 2020-03-18 )
プラットフォーム	HTML5
ライセンス	独自の
Webサイト	エージェントシート
影響を受けた
AgentSheets、Lisp、ロゴ、Smalltalk
影響を受けた
傷

AgentCubesは、子供たちが3Dおよび2Dのオンラインゲームやシミュレーションを作成するための教育用プログラミング言語です。AgentCubesの主な用途は、スケーラブルゲームデザインのカリキュラムに基づいたゲームやシミュレーションのデザインを通じて子供たちに計算的思考を教える計算的思考ツールです。^[1]

スプレッドシートと同様に、エージェントキューブはグリッドベースの構成です。エージェントキューブは、プログラム可能なエージェントのスタックを含む行、列、レイヤーのキューブで構成される 4 次元構成です。このグリッドベースの構成は、パックマンなどの 1980 年代風のアーケード ゲームから 3D ゲーム、単純なエージェントベース モデルに至るまで、幅広いアプリケーションを作成するのに役立ちます。エージェントには、ユーザーが作成した 3D シェイプを与えることができ、エージェントは数式を計算したり、グリッド内を移動したり、外観を変更したり、サウンドを再生したり、アニメーション化したり、互いにメッセージを送信したりできます。

AgentCubes は、国立科学財団の支援を受けて開発されました。研究では、K-12 の生徒がゲームを設計する際に計算思考パターンを習得できるかどうか、また、その後、生徒がその計算思考パターンを活用して STEM シミュレーションを作成するスキルを移転できるかどうかが調査されました。

AgentCubes は、1995 年に最新のドラッグ アンド ドロップ ブロック プログラミングを導入したAgentSheetsに触発されています。 ^[2]最も注目すべきは、AgentCubes が 2D から 3D デザインに移行し、Inflatable Icons と呼ばれる非常にアクセスしやすい 3D モデリング技術が採用されたことです。歴史的には、AgentSheets と AgentCubes はどちらも、超並列スーパーコンピューターである Connection Machine 2 で実行される子供向けの並列プログラミングの初期のプロトタイプに根ざしています。超並列コンピューティングの概念はAgentCubes にも引き継がれましたが、スーパーコンピューター ハードウェアの必要性は排除されました。

• AgentCubes Desktop (2006)。最初のAgentCubes実装はMacOS/Windowsデスクトップアプリケーションでした。
• AgentCubes Online (2012)。AgentCubes online は同じユーザーインターフェイスを共有していますが、HTML5、JavaScript、WebGL などの Web テクノロジに基づいて完全に書き直されています。

AgentCubes Online は、米国全土で、またメキシコやスイスなどの国で民間財団の支援を通じて、大規模な国立科学財団の教師専門能力開発拡大プロジェクトで使用されています。2017 年には 100 万件のプロジェクトが作成されました。AgentCubes Online は現在、英語、スペイン語、ドイツ語、イタリア語、フランス語で利用できます。

計算思考者を育成することを目標とし、必ずしもプログラマーを育成するのではなく、計算思考者を育成することを目標とする AgentCubes とその前の AgentSheets は、プログラミング ツールではなく、計算思考ツールとなることを目標としています。計算思考ツールは、プログラミング サポート ツールと創造性サポート ツールを組み合わせることで、K-12 でのコンピュータ サイエンス教育を実践的なものにします。

• プログラミング支援ツール: ドラッグ アンド ドロップ ブロック プログラミングで対処される構文上の課題をサポートするだけでなく、プログラミング支援ツールは意味論的および実用的な課題にも対処します。たとえば、AgentCubes は実用的な課題をサポートし、特定の状況でのプログラムの意味の調査をサポートすることでデバッグ プロセスを支援します。
• 創造性サポート ツール: 調査により、学生のプログラミング意欲と独自のデザインを作成する能力との間には密接な関係があることが示されました。AgentCubes は、3D モデリングをアクセス可能にするツールや、作成したオブジェクトを 3D 印刷する機能まで含めることで、この概念を拡張しました。

AgentCubesでのプログラミングは、IF/THEN並列条件ルール形式に基づいています。^[3]条件とアクションのリストはルールにまとめることができます。ルールは、他のルールから呼び出すことができる名前付きのメソッドとしてラップできます。計算的思考ツールの精神では、通常、少数のルールでゲームやシミュレーションを実装できます。たとえば、ゴーストが協力してパックマンを追跡できるようにする高度なAIを含む完全なパックマンのようなゲームは、わずか10のルールで記述できます。同様のルールベースのツールには、ToonTalkやMicrosoftのKoduがあります。