2331 AIで時間割を作る(2)

完成した時間割

　まず、完成した時間割のイメージです。会議などがあるので、クラスごとではなく、先生ごとの時間割になっています。先生の名前は、国語の先生が国あ、国い…、社会の先生が社あ、社い…としています。１Tとか２Rとかいうのはクラスです。グレーになっているのは、その先生は、その時間に授業ができない、という設定です。
　この記事での各画像はデータの一部です。またこの時間割はフィクションであり、実際の本校の時間割とは関係ありません。

さらにやっかいなのが、たとえば2時間目の１Tのように、○や●の印はさておき、国あ、国う、国おの3人の先生が1つのクラスを担当している場合。1時間目の英あ先生のように、一人の（実際には複数の）先生が1Tと1Rの2つのクラスをもつこともある。

条件となるデータの設計

戦略

　ということなので、たとえば、英あ先生の１Tと１Rの2クラスの授業を、クラスを別々に考えようとすると、「その時間に英あ先生の１Tのクラスに入っているから１Rには入れない」みたいなエラーがおこると困るのでクラスをベースとして時間割は作りにくい。
　同様に国あ、国う、国お3人の先生が同時に１Tの授業しているコマは「すでに国あ先生が授業をしているから国う、国お先生は入れない」みたいなエラーを起さないようにしたい。また、3人が授業を入れるということは、その時間に先生が3人ともあいていないといけないわけだ。なので実は先生をベースとしても時間割は作りにくいわけだ。

では、どうするか。授業コマをベースに時間割を組んでいくのだ。

　話を簡単にするためにすでに完成した時間割の金曜日の1～4時間目に使ったコマで、もう一度金曜日の1～4時間目の時間割を組むことを考える。授業コマをベースにするというのは、次のエクセル表を見るとわかると思う。
A,B列はコマの番号、CD列はクラス（最大2クラス）。そしてE~G列は先生（最大3人。会議の種類によっては最大8人だが今回は省略）

このずらっと並んだコマを1～4時間目の何時間目に入れるかを考えてもらうというわけだ。
ただし、
・同じ時間に一人の先生が2つのコマはもてない
・同じ時間に一つのクラスが2つのコマももてない
　（コマの中に各クラス4回ずつ登場するのでどのクラスも1～4時間目が埋まるはず）
・先生の都合の悪い時間（時間割表でグレーのところ）に授業を入れられない
という縛りがある。

そうしたら次に先生シートというのをつくる。先生ごとに、授業ができる時間は１、できない時間は０を入れておく。時間割を見ると、国あ先生は4時間目がグレーになっているのでそこを0とする。

そうしたら先ほどのコマの入っているシート（コマシートとよぼう）にH~K列を追加して、それぞれ1～4時間目のにその駒の授業ができるかどうかを入力する。たとえば、駒コード01の１Tの授業は国あ、国う、国おの3人の先生がいずれも１，つまり授業可能な時間ではないといけない。しかし、国あは4時間目は不可、ということなのでこのコマも4時間目は不可ということになる。
　このほか、この授業はこの時間に確定！というときに、その時間だけ1にしてそれ以外はすべて0にするという使い方もできる。

もちろんいちいちこれを計算しないといけないわけではない。そのためのエクセル（スプレッドシート）だ。コマシートのH2のセルには次のような計算式を入れた。

=XLOOKUP($E2,’先生シート’!$B$3:$B$51,’先生シート’!C$3:C$51,”該当なし”)＊XLOOKUP($F2,’先生シート’!$B$3:$B$51,’先生シート’!C$3:C$51,1)＊XLOOKUP($G2,’先生シート’!$B$3:$B$51,’先生シート’!C$3:C$51,1)

つまりどういうことか、3人の先生それぞれに●時間目は授業できる？と聞く。可能なら１、無理なら0が返ってくるので、3人の答えを掛け算する。つまり、一人でも0なら0、不可になる。なお、2人の先生で授業する場合の3人目や、1人で授業するときの2人目、3人目は1が返るようになっている。
　…ま、この操作もGeminiにやらせればよいといわれればそれまでなのだが、これくらいはエクセル（スプレッドシート）の関数でも十分対応可能なので、とりあえずこちらでやっておく。

AIによる割り当て作業

　そしていよいよGeminiの出番。このファイルを読ませて、「思考モード」で次のように指示。
　最初、3.6Flashでやったら、「私は言語モデルですので、そちらに対応できるようには設計されていません。」といけずな回答を得ました。。。

時間割を作ります。
エクセルで行ごとに一つの授業が入っています。
C,D列は対象のクラス、E,F,G列は先生の名前です。
H,I,J,Kはそれぞれ1,2,3,4時間目にその授業が入れられれば1、入れられなければ0となっています。
それぞれの授業を何時間目にすればよいでしょうか。何時間目の授業にするかをL列に入れてください。
もちろん同じクラス、あるいは同じ先生が、同じ時間に2つの授業をすることはできません。
最後の行は会議です。3人の先生があいている時間に入れてください。

するとだ。1分もたたないうちに

全授業および最後の会議について、「クラスの重複禁止」「先生の重複禁止」「各時間の可能・不可（1/0）」のすべての制約を満たすL列（時間）の割り当て結果です。

と出してきた。コマシートにH列に何時間目にするかが返ってきたのだ！