歩行ロボットの研究

子ども向けロボットプログラミング教室プログラボ北大路のえもりです。
12月、アドバンスト1クラスでは歩行ロボットについて研究しています。

これまで作ったほとんどのロボットは、タイヤを回して移動してきました。
特にロボット競技などでは、きっちりの長さを進んだり、曲がったりする必要があるので、タイヤ移動が欠かせません。
しかし、みんながイメージする【ロボット】は、決してタイヤで移動するものばかりではなく、「ヒト型の二足歩行ロボットをいつか作りたい!」と思ったりするでしょう。

ということで、いろいろな歩行(ここでは広い意味で車輪以外で移動する)ロボットを試したり、工夫したりと研究してみました。
※この後紹介する「○○型」という名前は、動きを見て私がイメージして勝手に名付けたものです。人によって別のものに見えるかも・・・

<1>バタフライ型
小さい手を付けて、それを回すことで、水泳のバタフライのような動きで前進します。比較的単純な仕組みと動きで、移動できました。

<2>ムシ型
平行リンクという仕組みを使って前進します。ゆっくり動いて、頑張って進んでいる感じが出ています。よいしょ、よいしょ。

<3>汽車型
さっきの「ムシ型」と同じ動きですが、より速く動かしているので、汽車の側面の動きをイメージさせます。

<4>カメ型
<2><3>と同じ平行リンクと言う仕組みを使っていますが、右と左の足を逆位相にして交互におろすので、亀のように見えます。

<5>ヒト型
<4>と同じ仕組みですが、何とか人のように二足歩行させようとした意欲作。バランスを崩して倒れたりと、ここに至るまでにとても苦労していました。

<6>スキー型
クロスカントリースキーのストックのような足?(手?)を付けて、滑りながら前進します。重い本体を下にするので、とても安定しています。

<7>回転型
長い手を使って、本体自体を回転させながら高速で前進します。
でも、機械が壊れそうでヒヤヒヤします・・・

<8>小鹿型
どちらも四節リンクという仕組みを使って4本の足をバラバラに動かします。ただ、2つは別々のタイプで、足運びが少し違います。
あまり安定しないので、ゆっくり動かしたところ、よちよち歩きする生まれたての小鹿のように見えました。

<9>ゾウ型
これも四節リンクを使っています。
後ろ足に滑り止めを付け、前方には重りを付け、前に進むための微妙なバランス調整をしています。

安定して歩行させようとすると、全体のバランスだったり、モーターの回転速度だったり、足先の形状だったりを調整しないといけないことが、授業を通してよく分かりました。

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タッチセンサーで『よこよこ星人』を動かしました!

子ども向けロボットプログラミング教室プログラボ北大路のえもりです。
11月と12月のビギナークラスでは、タッチセンサーを使ったロボットの組み立てとプログラミングに挑戦中です。

タッチセンサーは触れた、当たったに反応するセンサーです。つまりボタン操作ができるようになります。
押したら動く、押したら止まる、押してる間動く、などいろいろなパターンでプログラミングしますが、今回は「タッチセンサーを押している間動く」ロボット、その名も【よこよこ星人】を作りました。

基本形を作って、プログラミングをして、動きを確認したら、それぞれがをつける改造に着手!
用意された組立図通りの手を進める子もいれば、見よう見まねで作る子、手の代わりに光る装置を付ける子、剣やドリルなどのアイテムを持たせる子もいて、オリジナリティに溢れた作品ができあがりました。

なお、武器を持たせた子たちは、予想通り最後には体当たりの戦闘が始まりました!

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超音波センサーで止まる2種類のロボット

子ども向けロボットプログラミング教室プログラボ北大路のえもりです。
スタンダード1クラスの11月は、ロボットのちょっと変わった仕組みと、超音波センサーを使ったプログラミングを学んでいます。

1つめはシャクトリムシのような動きで進む『しゃく太郎』という名前のロボットです。超音波センサーで前の壁までの距離を測って、プログラムした距離で止まることができます。

2つめは、『バックターンカー』と言う名前のロボットです。
その名の通り、バックする時に片輪だけ回転が止まるような仕組みになっていて、それをきっかけにターンします。
先ほどのしゃく太郎と同じく、超音波センサーで前の壁までの距離を測りながら進み、今回はプログラムした距離まで近づくとバックターンするようになっています。

超音波センサーを使ったプログラムは、【不等号】が出てきて少し難しくなるのですが、ロボット自体は動きが独特でおもしろいので、楽しく学べたと思います。

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『セーフティーカー』なのに、ぶつかる

子ども向けロボットプログラミング教室プログラボ北大路のえもりです。
11月のスタンダード2コースでは、センサーで調べた数値をプログラムに用いて、ロボットを動かすというのをしています。

そして今回作ったのは「セーフティーカー(安全なクルマ)」。高速道路などで前の車と車間距離を調整しながら、自動で加速したり減速したりする車のイメージです。
今回作った仕組みで言うと、前の障害物までの距離を超音波センサーで調べ、その距離の数値をクルマ(モーター)のパワーに変換することで、速度の調整が無段階に可能になる、ということになります。

基本的には、距離が縮まってくると減速して、最後は安全な距離で停止するようなプログラムになっていますが、停止する距離を小さくすると、間に合わずぶつかって倒れてしまうこともあります。
逆にそれがおもしろく、誰のクルマが最後まで倒れないか、というゲームになってしまいました。

“クルマにボールを載せて落としたら負け”というルールにしたのですが、どうやっても落とさないように囲われているような改造もあったりで、大人が見ると「それっておもしろいの?」と思いましたが、あえて口を出さず・・・
意外と本人たちはそれでもOKだったようで、自分たちで細かい遊び方を考えて、楽しんでいました。

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『ポカポンゲーム』の開発♪

子ども向けロボットプログラミング教室プログラボ北大路のえもりです。

アドバンスト1クラスの10月の授業のテーマは「おもちゃ開発」です。
1週目は『タイマートイ』という時間内にパズルを完成させるようなゲームを、そして2週目と3週目は『ポカポンゲーム』を作って、プログラムしました。

ところでポカポンゲームってどんなものかご存知でしょうか?
ポカポンゲームは、エポック社によるロングセラーのおもちゃで、1979年より発売しているそうです。2人での対戦型ゲームで、バネのついたボタンを操作すると、自分の人形が相手の人形の顔にハンマーで攻撃をし、命中すると顔が飛びでるおもちゃです。

おもちゃ開発の際には、分かりやすい画面表示でタイムや点数を知らせたり、音で盛り上げたり、それらをモーターの動きと適切に連動させたり、プログラムも複雑になってきます。
またプログラム以外でも、どうやったらおもしろくなるかルールや仕様を考えたり・・・というようなことも必要です。

さて、点数表示以外にみんながどんな工夫をしたか、いくつか挙げてみたいと思います。
・横でキャタピラーが回って音と動きで集中力を乱してくる。
・鍵を(超音波)センサーに近づけないと、ゲームが始まらない。
・フェイントや速攻をランダムで入れてきたりして、コンピューターがすごく強い。
・勝ったり負けたりしたときの表示がユニーク。

最後にみんな(や先生)が作ったゲームで遊んで楽しく授業を終えました。

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