SFロボット製作所

同じ会社に勤めてた仲間とものづくりをしています。

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歩いた！走った！落ちた！

前回、「明日、動いている様子をアップします。乞うご期待。」とか書きながら更新してなくて不甲斐ない限りです。 思ってたよりも、そこから手こずってしまいました。しかも2回も風邪引いたり。。

言い訳はこれくらいにして、現状の動いている様子の動画です↓

Metabotと比べると、足先にタイヤ用のモータを増やしているのと、走行できるように脚の角度を変えています。

最初、歩行させようとしてもじたばたするだけで前に進んでくれなくて焦りました。モータが増えている分トルク不足になってしまう可能性があって一応計算して大丈夫だったのですが、実際トルク不足となってしまうとお手上げだったと思います。

結局、足をあげるパラメータが設定できたのでデフォルトより高くあげるようにしたら前に進んでくれました。

それでも若干後ろ足を引きずっているようになっているので、今後改良出来ればと思います。

今後はモータの配置を変えるのと、ゲームコントローラで操作出来るようにするのが当面の課題です。

そして、申し込みをしていたMaker Faire Tokyo 2015の出展の可否の連絡が来ました。結果は×！

来年の出展を目指して完成度をあげて行きたいと思います。ぬおお！

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歩行走行ロボット

今思えばゼロから作っても良かったのです。

SG90あたりの安価なモータを使ってゼロから歩行用のプログラムを書く所から初めても良かったと思います。

しかし、最初に検索した所、Metabotという多脚ロボットのオープンソースプロジェクトが見つかりました。

これがなかなかよく出来ていて、(デイジーチェーンも出来る)性能の良いモータを使っているだけあって歩行に関しては完璧に近い動きをしていました。

そこでこのプロジェクトを利用して始めたのですが、まさかこんなに手こずる事になろうとはこの時はまだ予想していなかったのです…（まだ完成してないけど）

とりあえずパーツを注文し、3Dプリンタで印刷して、デフォルトのプログラムを動かす所まではスムーズに行きました。ここで3月くらい。

しかし、その後に自分でプログラムをビルドしてマイコンに書き込もうとするとうまく行かない。

結局、かなりいろいろ試してうまくいったのですが、この時点で４月末。 （ここら辺はあとで詳しくまとめます）

なんとかロボットのプログラムを変更出来るようになったところで、関節モードだけしか用意されていないプログラムに車輪モードで動かせるように変更を加えました。

しかし、これもなかなか手こずり、最初にタイヤがまわったのが昨日(5月18日)！やばい！

とりあえず明日、動いている様子をアップします。乞うご期待。

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走行ステージのボリューム感

[2015/04/22]

ブースのイメージとまでいえませんが、Wall robotのステージのボリューム感はこのような感じです。

面積は長机ひとつ分くらいですが、安定のためふたつをくっつけてその上に設置するかと考えています。 もし、通常のブースサイズになるならば幅と高さを1/2〜1/3程度に抑えます。 

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制御系三次試作(2)「開発に失敗！」

[2015/04/19]

がっかりしているので足早に語ります。

制御部三次試作（端のプログラム）はうまくいきませんでした。前後に小刻みに動くだけでした。 スキルもないのに最初から複雑な動きを目指していたせいです。簡単な動作から始めて複雑化していくというアプローチに変更し端のプログラムに再トライ。

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制御系三次試作(1)「知能とは何か」

[2015/04/12]

ギルフォードの知能構造モデルによると、知能を構成する要素は大きく「思考能力」と「記憶」に分けられ、思考能力はさらに「認知」と「生産的能力」と「評価力」に分類される。→『知能構造論』 Wall robotのプログラムはこれに倣い（いくらかの単純化を加え）「感覚（認知）」「判断（評価力、生産的能力）」「記憶」、それに加えて「動作」の4つの領域を設定した。

「感覚」→（記憶）→「判断」→（記憶）→「動作」→（記憶）→「感覚」・・・　と領域を移動することで知能を表現できるという仮説である。 うん。もっともらしくはないでしょうか。 知能構造論は後付けですが、「周囲の環境をセンシングして、それがどのような状況なのかを判断。どう動くかを指示してその指示を実現するような動きをする。それらは記憶されている」というプログラムの構造は妥当に思えます。 なぜこのような回りくどいことを考えたかというと、自分はあまりプログラミングの経験がありません。何も考えず泥縄でつくっては収集がつかなくなるのが目に見えています。このシンプルな構造を外れないようにすれば、なにかはつくれるでしょう。 本職のプログラマーはどういったプロセスでプログラミングしているのでしょうか。知りたい。

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制御系二次試作「スタンドアローン」

[2015/04/05]

これまで紐付き（有線のリモコン）だったタチコマがやっとスタンドアローンになりました。 ムリムリにブレッドボードを搭載。お腹の下にセンサーをとりつけ、端に行ったら引き返すという動作ができました。 コントローラーは安くて（￥1393）小さな（Arduino miniとmicroのあいだくらいかな）

Adafruit Pro Trinket

。3V 12MHzです。いいんだけれどいくつか落とし穴がありました。自分はMacなので環境が違うと異なるでしょうが、

ひとつ目の落とし穴。Macからの書き込みがいつもの手順ではうまくいかない。「ファイル」 - 「マイコンボードへ書き込む」コマンドではなく「ファイル」 - 「書き込み装置を使って書き込む」コマンドを使って書き込む。

もう一つの落とし穴。ある程度使用して電圧が下がっている電池では3V版のAdafruit Pro Trinketは動かない。2.7V程度に下がっている電池では動かなかった。思ったよりもシビア。（表記は3Vですが実際のスペックは3.3V）

IDEに落とし穴。自分の環境(Mac OS10.10。Adafruit Arduino IDE1.0.5)では12MHzのAdafruit Pro Trinket の設定ができない。8MHzとして書き込みはできるが動作に影響がある。理由は不明で対策も不明。

影響はシリアル通信に現れる。スケッチ上は9600とし、実際の通信速度を14400にしないと文字化けする。

動作も全般的に早くなるようだ。たとえば「delay 1000」は一秒よりも短い時間になってしまう。

 はまりかけた穴としては、

USB端子はミニB。

ミニB端子はサイズが小さい割に固いので抜差し時に壊しそうになる。

基板上のUSB端子では書き込みと給電ができるがシリアル通信はできない。

USB-シリアル変換コネクタ経由だと給電とシリアル通信はできるが書き込みはできない。＊給電できないかもといいましたが、できるようです。

ブー トモードを知らせるLEDの点滅は思ったよりゆったりしているので（点滅というよりはぎこちない明暗）、本当にブートモードになっているのか心細くなる。

何も書き込まれていない新品の状態ではブートモードのLED点滅がいつまでも続く。

AnalogReadの6と7番ピンが列から外れているので、ピンをハンダし忘れた。

USB-シリアル変換アダプタは裏向きでも表向きでも挿入できるが、まちがえて挿入したらもちろん動作しない。

ちいさな落とし穴を乗り越えつつ順調に進んでいると思えた試作ですが、じつは足元に深遠なる暗渠が待っていました。

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制御系一次試作「赤外線って何色？」

[2015/03/28]

ハードの目星がついたところで回路とプログラム。つまり制御系を始めましょう。 このあたりは経験もノウハウも少ないので苦労しそうです。 人工知能、音声による応答、群行動などアイデア段階ではいろいろ出ましたがどれもハードルが高そうです。少なくとも今の自分には無理。もっと基本の動きに絞りましょう。

タチコマというからにはやはり自律的な動きをさせたいものです。つまり放っておいても一日中動き回っているようにしたい。となると （1）ステージの端に行ったらUターンして落っこちないようにする。 そして （2）タチコマらしい機動、トリッキーな動きをさせたい。 そのうえで、できれば （3）BOIDアルゴリズムによる群行動。 （1）の「端でUターン」についてはいわゆるライントレーサーを元にすればいいかと考えました。赤外線LEDとフォトセンサによる制御です。ステージを白と黒に色分けしそれをセンサで検出すると。 部品を購入し試してみましたが・・・よくわからん。 赤外線LEDが光ってないじゃないか！なにも見えないぞ！ 当然ですが赤外線は見えません。スマホのカメラ（フロントカメラだと赤外線を捉えることができるそうです）で確認したところちゃんと光っていました。 （作業に没頭しついつい写真を撮り忘れています。文章だけの地味でわかりにくい記事になっていますね）

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「わたしはなにを創ろうとしているのか」

[2015/03/27]

このあたりで自分がなにを創っているのかについて確認しておきましょう。 自分はこのロボットを創ることによってなにをしようとしているのか。

ひとつ　「ロボットはもっと自由に動けるはずだ」

「ぎこちなく不自然で不自由な、いかにもロボットな動き」ってあるじゃないですか。あれ、どうにかならんでしょうか。

ふたつ　「僕らはなにに知性を感じるのか」

知性そのものは作れるべくもありませんが、知性が感じられる表れかたというものはありそうです。それは特に会話と動きのなかに表現されるでしょう。

みっつ　「驚き」

とにかく人に「お〜」と言わせたい。そのための壁登りです。 まあ、経験も知識もない自分には高すぎるハードルです。今回やれることはそのほんの一部でしょうが、この方向で進んでいきたいと思います。

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三次試作「きゅっと締まった足首」

[2015/03/22]

ところで言及していなかったステージ構造ですがこのような構造にします。

骨組みはMDF、これにトタンを貼ると。 そして三次試作は結局こんな感じに。微妙ですが脚がスリムになっているのがわかるでしょうか。

試作ステージはこれ。

乗っけるとこんな感じ。

ステージの走行面は「ガルバリウム鋼板」というトタンのちょっといいやつを使っています。 しかしガルバ鋼板やばい。やばすぎる。これは凶器。 ロール状で販売しているものを購入したのですが、油断して扱いをミスってロールが”弾け”たりしたら（強い弾力がある）、鋭いフチで顔だろうが首筋だろう が手首だろうがざっくりといってしまいます。長袖に軍手、顔にはゴーグルを装着しなければ死んでもおかしくない。マジで。 ともあれこのサイズを基本ユニットとして、縦横にいくつか連結して走行ステージとしましょう。 そして勢いのまま本番用機体の設計を完了。

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二次試作「落ちた！」

[2015/02/22]

タネはもちろん「車輪が磁石」です。 リング状の強力なネオジム磁石を使っています。本当に強力でピタリとくっついたらオンナコドモの力では剥がせないくらい。

なんにせよこれで実現の可能性が確認できました。

ちなみに角形電池のように見えるものはそのとおり、角形電池です。電源としてではなくオモリとして搭載しています。

さて、可能性が見えたところでとっとと二次試作へと進みましょう。

二次試作での確認項目は

サスペンション。

ステージの構造。

車輪の滑り対策

です。

さすぺんしょん？

地面から壁、そして天井へと走り抜けるための工夫です。さすがに角っこは乗り越えられないでしょう。ステージの壁と天井は滑らかにつながっている、そしてロボットの脚は上下することでその曲面に追従しなければなりません。

既存の壁登りロボットキット「うおーるぼっと」は平面しか走れないので（確認もせずにちょっと言い過ぎ。多少の曲面ならば走れるはずです）ここが最大の差別化ポイントとなります。

前脚が欠けているでしょ・・・

この動画を撮影する前に壁から落ちて壊れてしましました。どんだけ深いんだよ、重力の井戸って。

サスペンションも搭載しているのですが動画では伝わりませんね。

実はこういう構造になっています。

平行リンク式にしてみました。（前脚はリンクを省略しています）

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一次試作「なぜだ！」

[2015/02/01]

ということで始まりました我らの今年の活動。 お題は

「タチコマをつくろう」

わたしは「壁でも天井でもどこでも自由に走れるロボット」を担当します。

イメージはこんな感じ。

楽勝ですね。 まずは万有引力に逆らうことが可能なのか検証しましょう。

かれこそスペースノイドなのでしょう。引力の軛から自由になっています。 重力の井戸に囚われた我々をあざ笑うかのような走りっぷりです。 この光景を目にした人は叫びました。 「なぜだ！」