画像を「音」で送る!伝送のしくみが目と耳でわかる実験アプリを作りました

画像を音で送る実験アプリ「ピクセル無線ラボ」のアイキャッチ
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こんにちは、ゆとり先生です。

「画像って、どうやって遠くに送られているの?」——この問いを、子どもが目と耳で確かめられる実験アプリを作りました。絵を「音」に変えて送り、別の端末がその音を聞き取って、絵に戻します。ブラウザだけで動くので、インストールは不要です。

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まずは触ってみてください

下のアプリはそのまま動きます。お絵かき・1マスずつ送るモード・実験ノートのほか、0と1で文字を送る「文字通信」、いろいろな圧縮で絵や文字がどう変わるかを見くらべる「ちぢめる(圧縮)」も入った「情報ラボ」になりました。「▶ 音で送信する」を押すと、ピーピロピロ…という音とともに、いま送っているマスが光ります。

▶ 全画面で開く(スマホ・授業ではこちらがおすすめ)

しくみ:明るさを「音の高さ」に置きかえる

やっていることはシンプルです。

  1. 絵を16×16〜48×48のマス(ピクセル)に分ける
  2. 各マスの明るさ(0〜255)を音の高さに置きかえる。黒=1500Hz、白=2300Hz
  3. 受け手は聞こえた音の高さを測り、明るさに戻して絵を組み立てる

実はこれ、国際宇宙ステーションが地上に画像を届けるときにも使われているSSTVという方式と同じ考え方です。教室の実験が、そのまま宇宙の通信につながっています。

授業での使い方(2台でやる場合)

  • 送る側:「① 送る」で絵を選び(自分でぬってもOK)、送信ボタンを押す
  • 受け取る側:「② 受け取る」の「マイクで受信」を押して、スピーカーに20〜50cmまで近づける
  • 最初は16×16・白黒・40ms(ゆっくり)がおすすめ。約12秒で届きます

1台しかないときは「③ 1台でためす」で、雑音や音の途切れを加えて送受信を再現できます。雑音を強くすると、絵がだんだん崩れていく様子が見られます。

子どもに投げかけたい問い

  1. 行ごとの「区切りの音」がなかったら、絵はどうなる?
  2. 1マスの音を短くすると速く送れる。代わりに何が失われる?
  3. カラーは白黒の3倍時間がかかる。速く送る工夫は?
  4. 送り手と受け手の「約束」がちがったら、何が起きる?

「通信には約束(プロトコル)が必要」「速さと正確さはトレードオフ」といった、情報の授業の大事な考え方に、体験から入っていけます。

うまくいかないときは

  • 音量を大きめにして、静かな場所で試す
  • 受信が始まらないときは、最初の「ピー(準備の音)」から聞かせ直す
  • マイクが使えないときは、ボイスメモで録音して「録音ファイルを読みこむ」から解読できます

ぜひ授業や家庭学習で使ってみてください。使ってみた感想もお待ちしています!

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ABOUT ME
かおる先生
かおる先生
小学校教諭
大学・大学院では教育や技術について学び、小学校教諭免許に加えて、中学校(技術)および高等学校(情報・工業)の専修免許も取得しました。 「知ることの入り口」に立つ児童たちに、わかりやすく伝えることに大きなやりがいを感じ、現在は小学校の教員として日々子どもたちと向き合っています。またこの場では、日々の教育現場で役立っている業務効率化や時短の工夫、ちょっとした小技に加えて、趣味でもあるガジェットについての話題も交えながら、さまざまな情報をまとめていきたいと考えています。
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