公立はこだて未来大学 2012 年度 システム情報科学実習 グループ報告書 Future University Hakodate 2012 System Information Science Practice Group Report プロジェクト名 第二期いかロボット創造プロジェクト Project Name Second period Squid Robot Creation Project グループ名 製作グループ Group Name Creation Group プロジェクト番号/Project No. 16-B プロジェクトリーダ/Project Leader 1010144 Atsushi Matsuoka 松岡篤 グループリーダ/Group Leader 1010108 井上和也 Kazuya Inoue グループメンバ/Group Member 1010003 秋場弘次 Kouji Akiba 1010004 荒川貴史 Takafumi Arakawa 1010048 工藤祥太 Shota Kudo 1010111 金井宣彦 Norihiko Kanai 1010117 高橋寛恒 Hironobu Takahashi 1010174 門谷隆司 Ryuji Kadoya 1010189 矢萩広二 Koji Yahagi 1010212 榎本雄介 Yusuke Enomoto 指導教員 松原仁 柳英克 和田雅昭 Advisor Hitoshi Matsubara Hidekatsu Yanagi Masaaki Wada 提出日 2013 年 1 月 16 日 Date of Submission Janualy 16, 2013 概要 本プロジェクトは,函館市が抱える問題の一つである,観光客の減少に対する解決策として, 函館観光振興ロボット IKABO を製作し,函館の観光振興を行うために発足した.その観光振 興用ロボット IKABO の製作理念は「函館市の新たな観光シンボルを製作し,函館の活性化に 繋げ,そして将来的には函館をロボット情報の集積・発信基地に育てる」である.これを受け て当初の目的を観光用の巨大いかロボットの製作としたが,その様なロボットを作ることは予 算の問題から難しくなることが予想された.従って,小型の模型を製作しそれを巨大ロボット を製作する第一歩として,いかロボットの製作が始まった. このような経緯から,製作が始まった IKABO は本学で 1,3,5,9 号機が製作された.その 結果,今年度のプロジェクトから製作する IKABO の番号が 2 桁に達したという意味もこめて 第 2 期という名前がついており,3 つの目的を立てて活動を行った. まず 1 つは 2015 年の新幹線沿線に向けてそれを出迎えるための巨大ロボット IKABO11 号機 の製作を 3 年計画で行うこと.2 つ目は既存機の問題の改善.3 つ目は 3 年計画を円滑に行う ために引継ぎを効率化することである. まず,1 つ目の目的である IKABO11 号機の製作については先述したとおり 2015 年の新幹線 の沿線に向けて作られるもので,これまでの IKABO よりも遥かに大きいロボットを作って欲 しいという市民の会の意向を汲み取って計画したものである.今年度は 3 年計画の最初の年と いうこともあり IKABO11 号機の形,大きさ,重量,材質などといった計画を立て,11号機 のイメージを共有するために仮決定したデザインから作成した設計図を基にした約1 m の模 型を製作し完成させた.完成した模型は秋葉原 UDX での成果発表会で展示する予定である. 2 つ目の目的である既存機の改善を行ったのは既存の IKABO である IKABO1,3,5 号機に たくさんのイベントに参加させた結果さまざまな箇所が消耗していた.それに加えて今までの プロジェクト活動でメンテナンスを行っておらず,問題が発生したためである.既存機のメン テナンスやプログラムの修正を行ったことで既存機の消耗は抑えられ問題も減少した.今後も 定期的に IKABO のメンテナンスを行うことによって問題は発生しなくなるだろう. 3 つ目の目的である引継ぎの効率化は主に既存 IKABO に関するマニュアルの作成などを行っ た.これは今年度での引き継ぎが円滑に行われなかったため行った.メンテナンスマニュアル や動作マニュアルなどといったマニュアルを作成したことによりプロジェクトの引継ぎが容易 になったため,次年度のプロジェクトからは引継ぎ時の問題が発生しにくくなるだろう. 今 年度のプロジェクトでは以上の目的を達成し,3 年計画の下地を築いた. キーワード IKABO11 号機,巨大,観光,いか踊り (※文責: 門谷隆司) -i- Abstract This project is inaugurated in order to manufacture the robot of tourism promotion Hakodate IKABO and promote tourism Hakodate by solution of the problem Hakodate decreasing Tourist. The production idea of tourism promotion robot IKABO is “The production new sightseeing symbol in Hakodate and development Hakodate to be center of accumulation and departure robot information in the future”. Based on this, we set first purpose promotion huge squid robot for sightseeing, but creation that robot is anticipated hard for budget problem. So, we manufactured mini model for first step by promotion huge robot and we start manufacturing squid robot. From such circumstances, IKABO 1, 3, 5, 9 are manufactured in this university. So, this year project name includes“second”a meaning of the number of IKABO manufactured in this year is double digits and we made three goals. First, shinkansen will extend to Hakodate in 2015. So, we will manufacture huge robot IKABO11 at three years plan. Second,the improvement of existing IKABO. Third, we make inheritance efficient in order to operate three years plan smoothly. IKABO11 of first purpose is the production towards the extension shinkansen in 2015, and we planed it understanding citizen club’s intention that they want us to make new IKABO much huger than all existing IKABO. This year is the first year of three years plan, so we planed IKABO11’s form, size, weight, material and so on. And, we manufactured and completed the model of IKABO11 because we share the image of IKABO11. We will exhibit it in presentation results of Akihabara UDX. We improved existing IKABO of second purpose because we engaged existing IKABO1, 3 and 5 various event. So, they were consumed. And, past projects didn’t maintain. So, existing IKABO had problems. We repaired them and modified their programs. So, the consumption of existing IKABO is suppressed and the peoblems of existing IKABO decreased. There will be no problem that we regulary repair existing IKABO. Making inheriting efficient of third purpose is making manual and so on because inheriting in this year is not smoothy. We made manuals in order to make inheritance smooth that we make three years plan. There will be few problems in next year project because we made maintenance manual and motion manual and inheriting project is easier. This project achieved these purposes and make base of three years plan. Keyword IKABO 11, Huge, Sightseeing, IKA DANCE (※文責: 門谷隆司) - ii - 目次 第1章 背景 1 1.1 プロジェクトの創設目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 前年度までの成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2.1 1 号機概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 3 号機概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.3 5 号機概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.4 9 号機概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 第 1 期のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 現状における問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5 課題の概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 到達目標 14 第2章 2.1 2.2 2.3 第3章 3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.1 通常の授業ではなく,プロジェクト学習で行う利点 . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.2 地域との関連性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 前年度までの問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 本プロジェクトにおける目的 2.2.1 1 号機の問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.2 3 号機の問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.3 5 号機の問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 課題の割り当て . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 課題解決の概要 25 1 号機課題解決概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.1 3.2 3.3 3.4 第4章 4.1 ハードウェアのメンテナンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 号機課題解決概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1 既存の機能を改善する . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.2 ハードウェアのメンテナンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5 号機課題解決概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3.1 既存の機能を改善する . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3.2 ハードウェアのメンテナンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3.3 新機能の追加 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 11 号機課題解決概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.1 企画・概念設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.4.2 仕様策定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.4.3 模型作成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 28 課題解決のプロセスの詳細 各人の課題の概要とプロジェクト内における位置づけ - iii - . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.2 第5章 担当課題解決過程の詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.2.1 11 号機の企画経緯 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.2.2 11号機の課題の設定と到達目標 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.2.3 11 号機の仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.2.4 11 号機のモックアップ作成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2.5 11 号機計画書の作成について . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.2.6 引き継ぎマニュアル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.2.7 5 号機の改善点・成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.2.8 3 号機の改善点・成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 4.2.9 1 号機の改善点・成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.2.10 3 号機・5 号機共通の改善点・成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.2.11 ポスターの製作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 結果 92 5.1 プロジェクトの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.2 成果の評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.3 担当分担課題の評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 第6章 5.3.1 井上和也 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 5.3.2 秋場弘次 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5.3.3 荒川貴史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.3.4 工藤祥太 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 5.3.5 金井宣彦 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 5.3.6 高橋寛恒 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.3.7 門谷隆司 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 5.3.8 矢萩広二 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.3.9 榎本雄介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 110 今後の課題と展望 6.1 IKABO11 号機の今後の課題と展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.2 既存の IKABO における今後の課題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.3 前期の反省点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.4 後期の反省点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.5 解決できなかった問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 付録 A 新規習得技術 114 付録 B 活用した講義 115 - iv - Second period Squid Robot Creation Project 第1章 1.1 背景 プロジェクトの創設目的 本プロジェクトの中心とも言える,いかロボット (通称 IKABO) の制作は,函館市が抱える問 題の一つである,観光客の減少に対する解決策として,函館市民有志らが 2005 年にいかロボット の制作を本学に持ち込んだことから始まった.その後,いかロボットの制作を目指す市民有志らに よって「ロボットフェス・インはこだて市民の会」が発足した.いかロボットの制作には公立はこ だて未来大学を始め,函館工業高等専門学校や民間企業,前述したロボットフェス・インはこだて 市民の会が参加し,函館の教育機関と企業の協力のもとで行われた.この様な体制のもとで制作が 行われたいかロボットであるが,その制作理念は「函館市の新たな観光シンボルを制作し,函館の 活性化に繋げ,そして将来的には函館をロボット情報の集積・発信基地に育てる」というもので あった.これを受けて,この計画の目的は当初,観光用の巨大いかロボットの作成とされたが,そ の様なロボットを作ることは予算の問題から難しかった為に初めに小型のロボットを作成しそれを 巨大ロボットを制作する第一歩として,いかロボットの制作が始まった.そして,2006 年にプロ トタイプとなる,いかロボット 1 号機 (通称 IKABO1 号機) が完成した. 2007 年には本学のプロジェクト学習のテーマ一つとしていかロボットを扱うプロジェクトが発 足された.以降は,奇数号機を本学が,偶数号機を函館工業高等専門学校がそれぞれ制作すること となり,2012 年現在までに本プロジェクトとして 3 号機,5 号機,9 号機の計 3 機を制作し,い かロボットを函館の新たな観光資源とし,函館を活性化するべく活動を続けている.また,いかロ ボットを制作するだけでは無く,その知名度向上や地域貢献のため,花と緑のフェスティバルや, 函館港まつりを始めとした地域のイベントへの参加や,テレビ番組への出演なども行なってきた. この様に活動してきた本プロジェクトであるが,本年度では,「第 2 期いかロボット創造プロ ジェクト」と銘打ち活動を行なってきた.「第 2 期」と銘打っているのには理由がある.その理由 は,今までの本プロジェクトにおける活動において 9 号機までが作成されており,次のいかロボッ トである 11 号機が初の 2 桁のナンバリングを持ついかロボットとなるためというものである.こ れには,これを一つの節目とし,今までにない事にチャレンジしようという意図があった.この様 な経緯を踏まえ,本プロジェクトは 3 年後の新幹線延伸に向けて,今までのような 1 年に 1 つのい かロボットではなく 3 年という期間を設け,3 年計画で新型いかロボット 11 号機を制作すること となった. (※文責: 工藤祥太) 1.2 前年度までの成果 本項では第二期いかロボットプロジェクトとして,前年度までの第 1 期いかロボットプロジェク トをまとめるという意味で,作成してきた IKABO についてまとめる. (※文責: 秋場弘次) Group Report of 2012 SISP -1- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 1.2.1 1 号機概要 背景 いかロボット1号機(以下 IKABO 1号機)は新しい観光資源が必要だとした「ロボットフェ ス・インはこだて」市民の会(以下はこだて市民の会)の有志によって,2005年に公立はこだ て未来大学に計画を持ち込み,「函館市の新たな観光シンボルを製作し,函館の活性化に繋げ,そ して将来的には函館の情報の集積・発信基地に育てる」という理念の下に開発を行った.IKABO 1号機は 公立はこだて未来大学を中心に開発を行い,2006年11月1日に完成した大型のロ ボットである.IKABO 1号機のデザイン,設計については期間が短かったということもあり教授 方を中心に行われた.以下に IKABO1 号機の写真を示す.(図 1.1) 図 1.1 IKABO1 号機 (※文責: 秋場弘次) 設計 IKABO 1号機の製作において,素材を特注で製作すると制作費の増加を防ぐため,既存の製品 を多く利用した.このことにより制作費の増加を抑えることに成功した.既存の製品の利用例とし て,まず IKABO 1号機は赤いカラーコーンを切断したものを手先として用いている点や,頭部の Group Report of 2012 SISP -2- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 部分には海で使われている浮きを用いる等があげられる. (※文責: 秋場弘次) 機能 IKABO 1号機の大きさは,高さ2.20m,幅1.25m,奥行き0.78mとなっている. 重量は約200kgで,動作に関してはエアシリンダーによる駆動を採用した.各関節における動 作ユニットの数は,左右の腕に各9個の18個,頭に3個,目に左右1個ずつの2個の計22個の エアシリンダーを用いた.電飾操作ユニットとして頭部に電球1個を使用した.特徴としては複数 の間接をそれぞれのシリンダーを開閉することによってさまざまな動きを実現している.特に腕の 動作に関しては1本の腕に3つの間接を使用し,更に各関節ごとに3個のエアシリンダーを搭載し ているため,1本の腕につき512通りの動作が可能となっている.稼働させるには電源からの電 力供給が必要となっており,電源が存在しないような場所でイベントがあった場合 IKABO 1号機 は稼動することが出来ない. 実装されている機能としては,頭部に搭載されている電球を用いた頭部の発光,エアシリンダー の動作によりいか踊りやバイバイと手を振る等の動作が可能になっている, 操作方法についてはリモコン式とタッチパネル式の2種類を採用している.まずリモコン式と は,操作者 wii リモコンを両手に装着した状態で操作者が右腕を上に動かすと IKABO 1号機の 右腕も上に動くというように操作者と同様の動作を行うというものである.次にタッチパネル式 とは,タッチパッド機能を搭載したパソコンの画面上で操作者がボタンを押すとあらかじめプロ グラムされている動作を行うというものである.動作の例としてはいか踊りのボタンを押すと IKABO1 号機がいか踊りを実行するというものである. IKABO 1号機の腕部はエアシリンダーとエアコンプレッサから送られる空気によって駆動して おり,プログラムによって制御を行っている.エアシリンダーによる腕の動作制御は,プログラム によって空気の注入量を変化させる事で腕の動作する角度を定めている.一方動作の速度はエアシ リンダー自体の空気の注入速度を変える事で変更することが出来る. (※文責: 秋場弘次) 活動 IKABO 1号機の主な活動は函館市内のイベントに参加し,広報活動を行うことで IKABO の知 名度を上げるのと同時に,函館を全国にアピールしていくことである. イベントでの主な活動は,いか踊りを踊る事で広報活動を行う,来客の方々にタッチパネルを 使っていただき実際に IKABO 1号機を操作してもらい触れ合ってもらう,バイバイ,ウインク等 の動作を行うことで見に来ていただいた方々とのコミュニケーションを図ることである. 函館市の新たな観光シンボルを製作し,函館の活性化に繋げるという目標のもと製作された IKABO 1号機だが,多くのイベントに参加し大きな反響を受けており函館の活性化に大きく貢献 している.今後もイベントに参加し函館の観光産業の活性化を求められている. (※文責: 秋場弘次) Group Report of 2012 SISP -3- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 1.2.2 3 号機概要 背景 IKABO 1号機は約2mと大きく重量も約200kgありその大きさによってその存在を示し, 多くの観光客が集まる港まつり等のイベントに参加してきた.しかし IKABO 1号機はその大き さゆえに移動が制限されてしまい設営にも人員が必要であったりイベントを行う場所も限られてし まう点や,輸送費が高いという問題が発生した.そこで IKABO1 号機よりも小型化,軽量化を図 り,移動させやすく,輸送も容易ないかロボット3号機(以下 IKABO 3号機)の製作が行われ2 010年2月に完成した.以下に完成した当時の IKABO3 号機の写真を示す.(図 1.2) 図 1.2 完成した IKABO3 号機 (※文責: 秋場弘次) 設計 IKABO 3号機のデザイン,機能の決定,設計,製作については学生が中心となって行われた. デザインにおいてコンセプトカラーについては新鮮なイカをイメージした白と透明を主体とした. 頭部のデザインは丸みを帯びた形とした.設計案については3 D モデルの作成や設計図の作成を 行い,製作に使用した素材についても部品を発注するのではなく既存のものを用いたり,自分たち で部品の作成を行う等して開発費用を抑えた. (※文責: 秋場弘次) Group Report of 2012 SISP -4- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 機能 IKABO 3号機の大きさは,高さ1.05m,幅1.00m,奥行き0.60mとなっており高 さは IKABO1 号機の約半分となっている.重量は IKABO 1号機の1/10程度の約20kgと なっている.動作に関してはサーボモータ及び脚部にはオムニホイールによる駆動を採用した.各 関節の稼動部の動作ユニットに関して,まずサーボモータについては左右の腕に各4個の8個,左 右の目に1個ずつの2個の計10個を用いた.次にオムニホイールは足回りに3個用いた.動作に 必要な電力に関しては,IKABO 3号機に腕部用バッテリ,脚部用バッテリを内蔵することによっ て外部電源を必要とせずに約2時間の活動を可能とした.操作部については,リモコンとコント ローラによる赤外線を用いた遠隔操作である.バッテリ内臓と遠隔操作の2点の実現により完全ワ イヤレス化を図ることが出来た. 操作に関しては腕部についてはコントローラによる操作,脚部についてはリモコンによる操作を それぞれ採用している.まずコントローラによる腕部の操作は操作者がパソコンの画面上のコント ローラのボタンをクリックすると IKABO 3号機本体に命令が送られボタンに対応した動作を行 う仕組みとなっている.可能な動作としてはいか踊り,左右の腕でのバイバイ,いかげそのポーズ がある.次にリモコンによる脚部の操作はリモコンの各ボタンを押すことで前後左右の移動や,右 回転,左回転が行え,更にいか踊りに沿った動作を行うことが出来る. (※文責: 秋場弘次) 改善 2010年に完成した IKABO 3号機だが2011年には新たな問題点が発覚し改良が加えら れた.改良の際に問題点として挙げられたのは以下の2点となる1点目は IKABO 3号機の胴体 が長いため重心が高くなってしまい腕部や脚部を動かすとふらついてしまい倒れてしまう危険性が あるこという点である.2点目は IKABO 3号機はまだプログラムが完成しておらず,いか踊り等 の動作が出来ないという点である. 1点目の重心が高いという問題を解決するために新たに短い胴体を作成し,もともとの胴体の部 分との交換を行い重心を低くした.また重心を低くするに伴い,腕部が長く下方向に動作させた とき地面にぶつかってしまうという問題が新たに発生したため,腕部の長さを地面とぶつからな い長さに調節することで解決を図った.更には脚部のげその変更を行った.またこの改良に伴い IKABO 3号機のぽっぽのデザインの変更と胴体の色を白色への塗装を行った.2点目の問題につ いてはプログラムを作成し,いか踊り,バイバイ,いかげそのポーズを実装した. 腕部の駆動に関しては IKABO 1号機とは異なりサーボモータを用いているが,プログラムによ り各サーボモータ毎に稼動させる角度を指定することで動作を行っている.この角度の指定を連続 で行うことで1つの動作としてプログラムで定め,決められたボタンを押すことによりいか踊りな どの動作を行うことが出来る.脚部の駆動はリモコンの各ボタンを押す長さにより移動距離が決め られている.(図 1.3) (※文責: 秋場弘次) Group Report of 2012 SISP -5- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 1.3 改修した IKABO3 号機 活動 IKABO 3号機完成後の活動内容としてはまず1点目に,IKABO 1号機と共に函館市内のイベ ントへの参加である.イベント参加を通じて,広報活動を行い IKABO の認知度を高める事と,函 館を全国へアピールしていくことが目的である.イベント参加時の主な活動は IKABO 1号機と 共にいか踊りを踊り広報活動を行う,さまざまな動作を行い来客の方々とのコミュニケーションを 図る,見に来ていただいた方々に実際にパソコンを使って IKABO 3号機を操作してもらいこと で触れ合ってもらうことである.2点目は,IKABO 1号機が参加できないような場所でのイベン ト参加である.IKABO 1号機はその大きさから移動が制限されてしまうことがあったが IKABO 3号機にはそのような問題はなく多くのイベントに参加した.これにより以前よりも多くのイベン トに参加でき,今までよりも IKABO と函館を全国へアピールする機会を増やすことが出来た. まとめとして,IKABO 3号機の製作,完成によって今後の新たなイベントへの参加を企画し, 函館観光を活性化させる新たな基盤を構築することが出来た.また,IKABO 1号機の大きさによ る制限と輸送費が高いという問題も小型の IKABO 3号機により解消され,今後の展望として函館 を全国に更なるアピールを行っていくことが期待された. (※文責: 秋場弘次) Group Report of 2012 SISP -6- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 1.2.3 5 号機概要 背景 2009年度の活動により小型の IKABO である IKABO 3号機が完成し,IKABO 1号機とと もにイベントへの参加を行っていた.しかし IKABO 3号機が大きいイベントでは小型であるた め人陰に隠れてしまい遠くからは動きが見えづらく,目立たちにくいというデメリットがあった. そこで IKABO 3号機と同程度の大きさの IKABO を製作し2体の動作を連動させ動きを大きく 見せる事により1対では目立ちにくいというデメリットを解決するためいかロボット5号機(以下 IKABO 5号機)の製作を行った.以下に IKABO5 号機の写真を示す.(図 1.4) 図 1.4 IKABO5 号機 (※文責: 秋場弘次) 設計 デザインについてコンセプトカラーは IKABO 3号機と対照的なイカ墨をイメージした黒が主体 とし2体同時に動かしたときの.また色の違いのほかに,頭部の形状を異なるものにし,IKABO 3号機が足れめっ立ったのに対して目を釣り目にするなどして差別化を図った.設計は3号機の設 計図を参考に製作を行った.製作時に使用した素材についても IKABO 3号機と同様に部品を発 Group Report of 2012 SISP -7- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 注するのではなく既存のものを用いたり,自分たちで部品の作成を行う等して開発費用を抑えて いる. (※文責: 秋場弘次) 機能 IKABO 5号機の大きさや機能は IKABO 3号機と連動させ動かす事から,ほぼ同性能となって いる.まずサイズは IKABO 3号機同様の高さ1.05m,幅1.00m,奥行き0.60m,重 量は約20kgとなっている.動作に関してはサーボモータ及び脚部にはオムニホイールによる駆 動を採用した.各関節の稼動部の動作ユニットに関して,まずサーボモータについては左右の腕に 各4個の8個,左右の目に1個ずつの2個の計10個を用いた.次にオムニホイールは足回りに3 個用いた.動作に必要な電力に関しては,IKABO 5号機に腕部用バッテリ,脚部用バッテリを内 蔵することによって外部電源を必要とせずに約2時間の活動を可能とした.操作部については,リ モコンとコントローラによる赤外線を用いた遠隔操作である.バッテリ内臓と遠隔操作の2点の実 現により完全ワイヤレス化を実装した. 操作に関しても IKABO 3号機と同様の方法を採用しており腕部についてはコントローラによ る操作,脚部についてはリモコンによる操作をそれぞれ採用している.まずコントローラによる腕 部の操作は操作者がパソコンの画面上のコントローラのボタンをクリックすると IKABO 5号機 本体に命令が送られボタンに対応した動作を行う仕組みとなっている.可能な動作としてはいか踊 り,左右の腕でのバイバイ,いかげそのポーズがある.次にリモコンによる脚部の操作はリモコン の各ボタンを押すことで前後左右の移動や,右回転,左回転が行え,更にいか踊りに沿った動作を 行うことが出来る. IKABO 5号機は IKABO 3号機の設計図を参考にしているが IKABO 3号機製作の反省を活 かした改善を行っている.まず改善の1点目は,IKABO 3号機の重心が高く動作中に転倒しそう になるという問題から重心を低くするために胴体部分を短く製作した.このため IKABO 3号機 の設計図どおりに腕を製作すると地面にぶつかってしまう可能性が出てきた.それを解決するため に IKABO 5号機の腕を IKABO 3号機よりも短く設計しなおすことで対処した.2点目にバッ テリの交換における改良である.IKABO 3号機製作時バッテリの収納場所を腕部,脚部共に胴体 内部としていたが,合計3個ものバッテリを収納することとなりどちらに使用しているバッテリか 判断がしづらく,収納も面倒であった.このことからどのバッテリがどちらのものか判断を容易に し収納のしやすさを改善するために腕部のバッテリは同様の胴体内部,脚部のバッテリに関しては 脚部2箇所に収納できるようにした.3点目は IKABO 5号機が製作されるに当たって,IKABO 3号機との動作の連動させるためにプログラムの改善を行った.コントローラにボタンを追加し, IKABO 3号機,5号機を1対ずつ動く場合と同時に動かせる場合を変更できるようにした. (※文責: 秋場弘次) 活動 IKABO 5号機の主な活動内容は1点目は,IKABO 1号機,IKABO 3号機と共に函館市内の イベントへの参加である.イベント参加を通じて,広報活動を行い IKABO の認知度を高める事 と,函館を全国へアピールしていくことが目的である.イベント参加時の主な活動は IKABO 1 号機,IKABO 3号機と共にいか踊りを踊り広報活動を行う,さまざまな動作を行い来客の方々と Group Report of 2012 SISP -8- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project のコミュニケーションを図る,見に来ていただいた方々に実際にパソコンを使って IKABO 5号 機を操作してもらい触れ合ってもらうことである.2点目は IKABO 1号機が参加できないよう な場所でのイベント参加である.IKABO 3号機1体ではその大きさから人陰に隠れてしまい遠く からは動きが見えづらいということがあったが,IKABO 5号機と連動させ動作を行うことにより IKABO 3号機1体では目立ちにくいという問題は解決された.これにより以前よりも IKABO と 函館を全国へアピールする機会を増やすことが出来た. (※文責: 秋場弘次) 1.2.4 9 号機概要 背景 2010年度の活動では IKABO 3号機の1体だけでは目立ちにくいというデメリットを IKABO 5号機を製作を行った.2011年度には輸送しやすい小型 IKABO ではなく,大型だが 輸送を容易に行える IKABO の製作を目標に活動を行い,いかロボット9号機(以下 IKABO 9 号機)を製作を行った.以下に 9 号機の写真を示す.(図 1.5) 図 1.5 IKABO9 号機 (※文責: 秋場弘次) 設計 IKABO 9号機の製作に当たって遠くからでも注目を集めることが出来,かつ輸送も容易な大型 の IKABO を製作することを目標とした.大きさを保ちつつ輸送のしやすさを考慮した結果風船 を用いれば使用時以外は風船の空気を抜くことで収納および輸送が容易に出来ることから条件を満 たせると考え巨大風船型 IKABO を製作することとし,最終的には全長約10mの IKABO の製 Group Report of 2012 SISP -9- Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 作を目指した. IKABO 9号機の設計においてヘリウムガスを充填した風船を使用するため胴体にはアルミ蒸 着フィルムという気体の通り抜けにくい素材を採用した.また輸送の容易さを追求するために IKABO 全体を浮力を得つつ全体の外観となる胴体部分,稼動部となる腕,空中で移動するための プロペラの3つの部分に分けることが出来るようにした.そしてこれら3つのパーツを組み合わせ ることで IKABO 9号機が完成するようにした. IKABO 9号機の製作において既存の IKABO というロボットのデザインを大幅に変更せず,そ の上ですべてのパーツを持ち上げる浮力を得ることに特に注意し製作を行った.デザインに関して は空中でバランスをとりやすくするため縦長の形とし,なおかつ一目で IKABO とわかるデザイン とした. ほかの IKABO 同様に駆動部は腕ということになり腕の設計において注意した点は,IKABO 9 号機は空中に浮遊するため離れた位置から見ることとなり腕の大きさを確保することが必要な点で あった.腕が大きくしすぎると重量が重くなってしまう事から大きさと重量,風船の浮力との兼ね 合いが難しく両者のバランスを考慮した大きさの模索を行った.既存の IKABO は地面と接して いたため動作における反動を考える必要があまりなかった.しかし今回は腕を空中で動かすという ことで,腕を動かした際の反動で姿勢が崩れ流されてしまう可能性を考慮する必要が出てきた.こ のことから腕の動作においてより反動の少ない機構の開発が必要となった. プロペラは IKABO 9号機における移動機構である.空中に浮遊する IKABO 9号機は接地し ている IKABO 3号機,IKABO 5号機のように車輪での移動は出来ない.そのためプロペラによ る推力を得ることとした.また10mもの大きさが移動できる空間は限られているため上昇下降の 動作を目指し作成を行った. (※文責: 秋場弘次) 機能 試作機の製作,それによる問題点の特定及び解決を経て,最終的に IKABO 9号機は全長7mの 巨大風船型ロボットとして2011年12月9日に完成した. IKABO 9号機は主に胴体,腕,プロペラの3つのパーツから成り立っている.胴体については, 試作機で作成した風船からヘリウムガスが漏れ出してしまうという問題が発生したため,IKABO 9号機では既存品の風船を使用することで作成時間の短縮とヘリウムガスがもれ出てしまうことを 解決した.また,腕の作成は長さ2m,重さ400gと軽量化に成功した.さらに,腕を稼動させ る際2本の腕が互いに反動を打ち消しあうようにしたため,本体が動くことはなく姿勢が崩れてし まう心配はない.当初の予定であったプロペラでの上昇下降であったが,空中でIKABO8号機 の向きが定まらないという問題が判明したため,上昇下降を断念し急遽浅海用として使用するこ ととなった.それにより向きを修正する事だけではなく,回転するモーションも追加することが出 来た. (※文責: 秋場弘次) 活動 活動としてはIKABO9号機の試作機が完成した際に港祭りに参加した.イベント内でIKA BO9号機の試作機を披露し,観客へインパクトを与えることにより,IKABOをアピールし, Group Report of 2012 SISP - 10 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project より多くの人々に知ってもらうことが出来た.以下に示す写真はイベント参加時のものである. (図 1.6) 図 1.6 IKABO9 号機のイベント参加の様子 以上より風船を胴体に用いることでインパクトと輸送の容易さを実現し,イベントでも多くの人々 にインパクトを与えたことから,ロボットIKABO9号機の大型でかつ輸送も容易に行えるIK ABOを製作するという当初の目的を達成したことから製作は成功したといえる. (※文責: 秋場弘次) 1.3 第 1 期のまとめ ここでは,第二期いかロボットプロジェクトに対する第一期として,昨年度までのいかロボット プロジェクトの活動についてまとめる. 第一期のプロジェクトは,2007 年に本学のシステム情報科学実習のテーマの一つとして始まり, 支援団体である「ロボットフェス・インはこだて市民の会」の要望である 10m 級のいかロボット を作ることを目標に始まった.しかし,始めから 10m 級のロボット作ることは難しい事が予想さ れた.そこで,10m よりももっと小さないかロボットを作ることで,ロボット作成に関するノウハ ウを身につけることとなった. そこで作成されたのがいかロボットの 3 機目となる IKABO3 号機である.IKABO3 号機はプ ロトタイプとして作成された 1 号機とは異なり小型で,1 号機のように大きさによる集客性を重視 せずに運搬性を重視したものである.これは IKABO1 号機を運用する上で問題となっていた大き すぎてイベントに参加させにくいという問題点を解決するために行った改良である.この改良点を 踏まえて製作した IKABO3 号機は,大小問わず様々なイベントに参加することが出来るようにな り,IKABO の知名度向上に大きく貢献した. 2010 年度のプロジェクトでは,IKABO3 号機での成功点を生かして同じく小型の IKABO5 号 機を制作し,計 3 機でのイベント参加が可能となり,参加するイベントでも多くの人が足を止め IKABO について質問したり,実際に動かしたりなど良い反応がもらえるようになった. 2011 年度のプロジェクトでは,5 号機の機能の追加や,3 号機の改良などが行われた.また,こ の年度では,巨大な IKABO を作る初の試みとして IKABO9 号機が作成された.IKABO9 号機 Group Report of 2012 SISP - 11 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project は巨大な IKABO を作ることを目的として作成されたため,大きさ伴う重量の増加が予想され安 全性の確保が難しくなることが予想された.その問題を解決するため IKABO9 号機では,アルミ 蒸着フィルムを用いた風船型の構造を採用した.これにより今までにほどの大きさを持つ IKABO を実現することが出来たが,一方で風船のような構造を採用しているためにロボットに見えないな どの問題もあった. これらの成果を踏まえて本年度のプロジェクトでは,ロボットフェス・インはこだて市民の会の 要望である 10m 級のロボットの製作の布石として大きさを確保しつつよりロボットらしく見える ような IKABO の製作を目指すこととした. (※文責: 工藤祥太) 1.4 現状における問題点 現在,本プロジェクトでは 1 号機,3 号機,5 号機,9 号機の 4 機のいかロボットを管理してい るが,各いかロボットにはそれぞれに大小様々な問題があった.以下ではそれらについての概要を 説明する.詳細については後述する. 1 号機については安全性の面で問題があった.1 号機は頭部がエアシリンダーで前後左右に駆動 するようになっているが,その機能を用いると体全体が大きく揺れるようになっていたのである. 1 号機は 200kg という重さのため転倒などの事故があると,それだけで人命に関わる事故になりか ねない.そこで,1 号機の底部には転倒防止のための固定装置がついているのだがそれを使用して も 1 号機の体が大きく揺れ,転倒の可能性が増していると判断できるため,この問題を解決する事 となった. 3 号機及び,5 号機については主にメンテナンス面の問題があった.いかロボット 3 号機は 1 号 機とは異なり小型のものであり,持ち運びがしやすいため,多数のイベントに参加した結果,各部 分の消耗があり,駆動に関わるサーボモーターなどの動作が悪くなっていた.その為に動作に不具 合が発生し,イベントなどで展示するときにも使えない動作があるなど問題が発生していた. 9 号機については,前年度に作成したもので,メンテナンス上の問題や機能における問題は無い ものの 9 号機における反省点を 11 号機に生かそうという意見が出たため,それについて記述する. 9 号機は従来のいかロボットとは異なり,アルミ蒸着フィルムを用いた風船のような構造が採用さ れている.これにより 1 号機で問題とされていた持ち運びのしにくさを解消しつつ,従来にない程 大きな,いかロボットを作成することが出来たが,その一方で風船状であるがゆえに,見ている人 にロボットであるという印象を与えにくく,展示した際に注目されにくいというデメリットを抱え ていた.この様な反省を生かし,いかロボット 11 号機では可能な限り大きさを確保しつつ,それ を見ている人にロボットであることが判りやすくなるように設計するという結論に至った. (※文責: 工藤祥太) 1.5 課題の概要 先の項で挙げた各種問題に対処するため,われわれ制作班では,11 号機を制作するグループと, 既存機の問題に対処するグループに分かれて活動を開始した. 11 号機を制作するグループでは,3 年計画の 1 年目として 11 号機の企画・設計を行うことを目 Group Report of 2012 SISP - 12 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 標とした.具体的には 11 号機の設計方針やデザイン,搭載する機能や,使用する材料の選定など であり,可能であれば 1/3 ほどのサイズで模型を作成しデザインの妥当性や構造の検討を行うこと を目標とした. 既存機の問題に対処するグループでは,既存機について昨年度のプロジェクト先輩方から引継ぎ を行なった上で各種問題点を洗い出し,可能な限り多くの問題を解決することを目標とした.この 様な目標設定としたのは,3 年計画を進行させていくにあたっては,今年度だけでなく,その先に 関しても考えなければならないという意見から,人手を必要とし,プロジェクトの人的リソースと 時間を多く割かれると予想されるメンテナンスについて 1 年目である本プロジェクトで可能な限り 解決しておけばその先の年度におけるプロジェクトでは,11 号機の製作に多くの労力を割り振る ことが可能であると考え,先に述べたような目標となった. (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 13 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 第 2 章 到達目標 2.1 本プロジェクトにおける目的 本プロジェクトの目的は,IKABO というブランドを函館以外にもメディアや観光者を通じて国 内外へと知名度を広げることによって函館の観光産業を盛り上げることである.この目的を達成す るために IKABO をさまざまなイベントに参加させたりメディア出演なども行う.函館だけでな く各地のさまざまな発表にも積極的に参加する. 今年度は第2期となり第1期のフィードバックと新しい計画がコンセプトである.そこで,第1 期のフィードバックとして既存機の改善と既存機のことについて書かれたマニュアルの作成を行い 既存機に万全の状態でイベントに参加させる.新しい計画については2015年の新幹線沿線に 向けて巨大な IKABO を作って欲しいという市民の会の意向を汲み取り4∼5 m クラスの巨大な IKABO 11号機を製作する計画を3年計画で打ち立てる.この巨大な IKABO をイベントで活躍 させることによって函館の知名度をより上げることを目指し,観光産業を盛り上げる. (※文責: 門谷隆司) 2.1.1 通常の授業ではなく,プロジェクト学習で行う利点 本学の通常の講義においては,講義の開講数が1セメスターに15講義しかなく仮に2セメス ターで行うにしても30講義分である.本プロジェクトのようにロボットの製作など,長い作業時 間を必要とする講義は通常の講義では,完成に至らない可能性が高い.そのため,1 セメスターに 60 講義という長い期間が設けられているプロジェクト学習で行うことが,望ましくある.また, プロジェクトの場合は多くの時間だけでなく,大学側からも通常の講義よりも多くの予算が出るた め,ロボットのような大量に予算をかける製作物を作るのにはうってつけである. (※文責: 門谷隆司) 2.1.2 地域との関連性 本プロジェクトは,背景などでも述べたように函館の観光産業を盛り上げるためのプロジェクト であり,函館市で開催されるさまざまなイベントに参加しているため函館市との結びつきも強い. 以上のことからこのプロジェクトの成果は函館にダイレクトに還元され影響するのである. (※文責: 門谷隆司) 2.2 前年度までの問題点 以下では,前年度までに本プロジェクトで作成された IKABO の問題点について述べる. Group Report of 2012 SISP - 14 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 2.2.1 1 号機の問題点 IKABO1 号機には問題点があったのでここで述べる.それは 1. 頭を動かすと全身が揺れる 2. 腕の老朽化 3. コードが抜けやすい点 4. ボルト部分の問題 5. 雨天時の対応 の以上 5 点であった.以下ではそれらの詳細について述べる. (※文責: 工藤祥太) 頭を動かすと全身が揺れる点 1 号機には頭を動かす機能があるのだが,頭を動かす動作をすると全身までも揺れてしまい,倒 れてしまう恐れがあることが何度かイベントを行っていくうちに判明した. (※文責: 井上和也) 腕の老朽化 1 号機における最も重要な機能の1つに腕を動かす機能があるが,この動作をイベントなどに出 すたびに動かしているためその老朽化が進み,壊れてしまう危険性があった. (※文責: 井上和也) コードが抜けやすい点 1 号機のマイコンは土台となっている箱型の空洞部分に存在するのだが,メンテナンスを行う時 に引き出し状となっているその空洞部分を引き出す.その際に1度マイコンにつながっているコー ドが抜けてしまい,イベント本番で 1 号機が動作しないという問題が発生した. (※文責: 井上和也) ボルト部分の問題 おそらく全体的に老朽化が進んでいるのだろうがここで記述するのは頭部分のボルトについてで ある.まず頭部分は取り外しがきき,取り外さなければ扉を通ることができず,エレベーターに乗 せることができないので,イベントのたびに取り外すのである.頭部分は3つのボルトで固定して あるものなのだが,そのうちの1つのボルトがグラグラと揺れてしまい,固定に支障があるのでは ないかという問題がある.それとは別にもう1つ問題がある.それは3つのうちのボルトの1つの ネジ部分が短いという問題である. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 15 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 雨天時の対応 この問題点は,8 月 10 日函館市内の視覚障害者センターが実施した地域の夏祭りに IKABO を 参加させた際に発覚したものである.イベントの開催地は視覚障害者センターに隣接している鮫川 公園で行われた.こちらのイベントは,例年 IKABO プロジェクトが支援団体の「ロボットフェ ス・はこだて市民の会」から依頼を受け,IKABO を出展しているイベントである.函館の観光産業 の振興と IKABO の知名度向上を目標にイベントに力を入れた.こちらのイベントでは,IKABO ブースを設置しそこに IKABO 1号機を置いた.また,IKABO ブースでは,1号機をタッチパネ ルを使った操作体験と私たちが操作実演を行うこと.IKABO 缶バッジ,IKABO キューピースト ラップ,IKABO プロジェクターボールペンの販売を同時に行った. 今までのイベントではかろうじて雨が降ることなくこなせていたのだが,このイベントでは途中 から雨が降るという状況での出展だった.その際は,IKABO 1号機にブルーシートをかけて雨 が止むまで待機させていた.これは,IKABO が機械であり総じて雨に弱いからである.具体的に は,腕や頭部の駆動に用いている,エアシリンダーの機構部分とマイコンなどの電気系統部分が特 に雨に弱い.腕と頭を動かす機構部分であるエアシリンダーは完全に露出した状態になっており, 雨が降ると直接濡れてしまい錆びたり,エアシリンダーの構造上シリンダー内に液体が入ってしま うと,そもそもの動作に支障が出る恐れもある.以下に頭部のエアシリンダーと腕部のエアシリン ダーを示す.(図 2.1)(図 2.2) Group Report of 2012 SISP 図 2.1 1 号機頭部エアシリンダー 図 2.2 1 号機腕部エアシリンダー - 16 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この写真のようにシリンダーが露出しているので,外部の影響を受けやすく,本来 IKABO1 号 機は屋外でのイベント参加に向かない側面がある.従って,今回のように最初は晴れているが途中 から雨天になるなどの突発的な場面に弱い. また,1号機のマイコンなどの電気系統の配線は1号機下部にある箱状の土台の中にあり,その 部分は頭の空洞から直結している.その為,雨が降った時は早急に頭の上からブルーシートを掛け るなどの水滴から守る手段を取らなければ,回路がショートしてしまう恐れがある.IKABO1 号 機に使われている電気系統の仕様は単純なものではないので,ショートなどの故障を起こすとその 復旧に時間がかかる.従って,このような自体における対処法の検討が必要であると考えた. このため IKABO は多少の雨でも出展できないという問題点がある.この問題の原因は頭と腕 のエアシリンダーは外部に露出していることである.過去の1号機には腕に透明なカバーがかかっ ていたのだが,今はそれがなくなっている.なぜカバーを取り外したのかは不明だが,カバーをか ければ雨天時の問題は解決するだろう. マイコンなどの配線がある部分は頭部から間接的に外部と接触がある点が問題である.エアコン プレッサーの動作に命令を送っているマイコンと接続しなければいけなく,配線を通すための空洞 が必要であるため,頭からの空洞がある以上当然配線部に外部からの雨がかかる恐れがある. (※文責: 門谷隆司) 2.2.2 3 号機の問題点 3号機の問題点として,下記のことがあげられる. 1. IKABO3 号機の既存の機能における問題 2. IKABO3 号機のハード面における問題 以下ではそれぞれの問題点について述べる. (※文責: 金井宣彦) IKABO3 号機の既存の機能における問題点 3 号機の機能において,ある機能が問題を発生させていたので,ここで述べておく.その機能と は右手,及び左手のバイバイ機能である.この機能は,右手あるいは左腕を IKABO3 号機に対し て上向きに振り上げ,その後左右に振るという行為によって実現されており,名前の通り人間が遠 くの人に向かって手を振り,バイバイする動きを模したものである.その動きに愛着が持てるの か,低年齢であろう小さな子供には非常に受けがよく,IKABO3 号機がイベント等に参加する際 には,使用頻度が非常に高くなる動作である. この様な動作であるバイバイ機能は,前述のとおりこの動作では腕を上に振り上げるが,この際 IKABO3 号機の腕は,頭部にある眼球を模した部位の横にまで振り上げられる.この状態で腕を 左右に振ると IKABO 5号機の手先部分として使用している円錐状の発泡スチロールが眼球部分 に当たり,以下の写真で示すように,発泡スチロールが凹んでしまうことや,逆に眼球を傷つける こと,更には眼球に干渉することで,強制的にサーボモーターの動きを止めてしまい,サーボモー ターに負荷をかけてしまう,といった問題が発生していた.また,この動作は先に述べた通りイベ ントにおいて多用される動作である為に,その様な動作をイベントで多用することには問題がある とされたため,この問題を解決することとなった. Group Report of 2012 SISP - 17 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project (※文責: 高橋寛恒) 3 号機ハードウェア面の問題点 IKABO3 号機のハードウェア面の問題点には以下のようなものがある. 1. 挙動の不安定 2. 足の塗装面の剥がれ 3. 頭の塗装面の剥がれ 4. 頭の固定 5. IKABO 3号機の腕の動作範囲 6. IKABO 3号機の眼球の破損 それぞれについて説明する. まず,挙動の不安定である.IKABO 3号機は2009年に作成され,その後一度もメンテナン スをされずに,今日まで稼働してきた.そのため,各サーボモーターの消耗がみられ,動きが鈍く なっていたり,動かないなどの問題が発生したりしていた.これは,メンテナンス不足によるもの だと考え,問題としてあげた. 足の塗装面の剥がれは,足の塗装が剥がれ,見栄えが悪い状態になっている.これも,作成以来, ずっと稼働し続けた結果であった.そのため,問題点としてあげた. 頭の塗装面の剥がれは,頭の部分の基礎となっている下の素体のオレンジ色が見えてしまって, 見栄えが悪い状態であった.これも前述と同様に,メンテナンス不足のためであると考えた.更 に,後述する頭の固定がされていないため、屋外での稼動時に風によって吹き飛ばされてしまって 傷がついてしまうのも原因の一つとして考えられた.そのため,問題点としてあげた. 頭の固定についてである.IKABO 3号機は IKABO 5号機と違って,頭部がはめ込み式の固定 となっておらず,動作をさせると揺れて,強風などに煽られて飛んでいってしまうことがあった. そのため,頭部の固定をしなければ安定した動作をさせることは難しいと考えた.よってこれも問 題点としてあげた. IKABO 3号機の腕の動作範囲は,IKABO 3号機に搭載されているモーションであるバイバイ をさせると,腕が眼球に干渉し叩いてしまうということが起きてしまっていた.この IKABO 3号 機の腕が眼球に干渉して叩いてしまう問題を解決するにあたって重要なのは,どの様にして眼球と 腕の干渉を避けるかである.IKABO 3号機のバイバイという行動を削除してしまえば,眼球に干 渉することはなくなるが,根本的な解決にはならない.よって,バイバイのモーションを削除せず にこの問題を解決する方法として話し合いの結果2つ上がった.一つ目は,眼球の取り付けている 位置を変更し,腕と眼球の干渉を避けること.二つ目としてプログラムによる腕の可動範囲を修正 し眼球との干渉を避けることである.一つ目の眼球を取り付ける位置の変更は,大きく分けて3つ IKABO 3号機の眼球を取り付けているサーボモーターの大きさを変更する案,IKABO 3号機の サーボモーターの取り付けられている位置を変更する案,そして,IKABO 3号機の眼球を取り付 けている棒の長さを短くする案の3つである.これらの案の詳細については,3号機の改善点・成 果の IKABO の3号機の腕の動作範囲の項目で記述する. KABO 3号機の眼球の破損については,IKABO 3号機の腕の動作範囲のせいでもあるのだが, 腕が眼球に干渉し眼球が若干破損してしまい,作り直ししなければならない状態になってしまって いた.さらに,IKABO 3号機の眼球は塗装面の下に,石膏で整形されていて,とても壊れやすく なっている.そのため、万が一落としてしまったりすると、簡単に目玉が割れてしまうことがあっ Group Report of 2012 SISP - 18 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project た.この点も問題点であると考えた. 以上が IKABO 3号機の問題点である. (※文責: 金井宣彦) 2.2.3 5 号機の問題点 IKABO 5号機における問題は主に以下の3つが挙げられる. 1. IKABO 5号機の既存の機能における問題 2. IKABO 5号機を操作するプログラムにおける問題 3. IKABO 5号機のハード面における問題 以下では,先ずそれぞれの問題について述べ,それに対する問題点の洗い出しと具体的な解決のア プローチについて述べる. (※文責: 工藤祥太) IKABO 5号機の既存の機能 IKABO 5号機の主な機能としてあげられるものには以下のようなものが挙げられる. • 右手,及び左手のバイバイ機能 • 右手,及び左手を使ったイカゲソのポーズ機能 • 右手,及び左手と5号機下部の駆動機構を用いたイカ踊り機能 以上の3つが主な IKABO 5号機の機能である.以下にこれらの機能を動作させている IKABO 5号機の写真を示す.(図 2.3)(図 2.4)(図 2.5) 図 2.3 5 号機バイバイ実行中 図 2.3 は,IKABO5 号機のバイバイ機能を動作させている時の写真である.この機能では,5 号 機の腕が上方向に振り上げられ,そのまま左右に振る動きをとる.IKABO5 号機における代表的 Group Report of 2012 SISP - 19 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project な動作であり,この動作を見てイベント等に来ている子どもたちが足を止め,IKABO に興味を示 してくれることが多々あった. 図 2.4 5 号機イカゲソ実行中 図 2.4 は,IKABO5 号機のイカゲソのポーズ機能を実行している時の写真である.この機能で は 5 号機の腕が下に下げられ,手先を外側に向ける動きをとる.この動作は,IKABO5 号機がイ ベントに参加した際に,その来場者から足が 8 本でタコのように見えるという指摘を受けたために 実装した動作で,腕を脚部の足の付いているところに持っていくことで足が 10 本ある事をアピー ルする事を目的に作られた.この機能により,より強く IKABO がイカ型ロボットであり,函館の キャラクターであることをアピールすることが可能となった. 図 2.5 5 号機いか踊り実行中 図 2.5 はいか踊り実行中の 5 号機の写真である.この機能では,IKABO5 号機が函館市の名物 の一つであるいか踊りを模した動きをする.写真に写っているのは,その一部であるが,実際には 腕が様々な方向に動き,更に脚部の移動機構と連動して動くことによりいか踊りを実現している. Group Report of 2012 SISP - 20 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この機能は IKABO が函館観光振興ロボットである為に必要不可欠な動作であり,腕のない 9 号機 以外のすべての IKABO に実装されている機能である. 以上 3 つが IKABO5 号機における既存の機能である. (※文責: 高橋寛恒) Group Report of 2012 SISP - 21 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO 5号機の既存の機能における問題点 これらの機能において,ある機能が問題を発生させていたので,ここで述べておく.その機能と は右手,及び左手のバイバイ機能である.この機能は,右手あるいは左腕を IKABO 5号機に対 して上向きに振り上げ,その後左右に振るという行為によって実現されており,名前の通り人間が 遠くの人に向かって手を振り,バイバイする動きを模したものである.その動きに愛着が持てるの か,低年齢であろう小さな子供には非常に受けがよく,IKABO 5号機がイベント等に参加する際 には,使用頻度が非常に高くなる動作である. この様な動作であるバイバイ機能は,前述のとおりこの動作では腕を上に振り上げるが,この際 IKABO 5号機の腕は,頭部にある眼球を模した部位の横にまで振り上げられる.この状態で腕を 左右に振ると IKABO 5号機の手先部分として使用している円錐状の発泡スチロールが眼球部分 に当たり,以下の写真で示すように,発泡スチロールが凹んでしまうことや (図 2.6),逆に眼球を 傷つけること,(図 2.7) 更には眼球に干渉することで,強制的にサーボモーターの動きを止めてし まい,サーボモーターに負荷をかけてしまう,といった問題が発生していた.また,この動作は先 に述べた通りイベントにおいて多用される動作である為に,その様な動作をイベントで多用するこ とには問題があるとされたため,この問題を解決することとなった. 図 2.6 Group Report of 2012 SISP 5 号機手先の損傷 - 22 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 2.7 5 号機目の損傷 これを解決するにあたって重要であるのは,どの様にして眼球と腕の干渉を避けるかである.こ れを受けて班員とこの問題に対処する解決策について検討した結果.これを解決する方法として, 主に2つが提案された.1つは眼球を取り付ける位置を変更し腕との干渉を避ける方法,もうひと つは,腕の可動範囲を修正し眼球との干渉を避けるというものであった.従って,前者の方法であ る眼球の位置変更ではハード面的調整が必要となり,後者の方法である腕の可動範囲修正では,プ ログラムを変更するソフト的調整が必要であるという結論に至った.具体的な解決方法については 後述する. (※文責: 高橋寛恒) IKABO 5号機を操作するプログラムにおける問題 目のまばたきをするために,マイコンボードへのプログラムの書き込みをしたのと同時に,動作 を制御しているインターフェースにも,まばたきの動作をさせるためのボタンの追加をしなければ ならないという問題が浮上した.IKABO3 号機と 5 号機の操作には二通りあり,動作確認用に用 意しているのが,有線ケーブルでの接続をし Tera Term というソフトによりパソコンと IKABO3 号機と 5 号機のマイコンを同期させ IKABO3 号機と 5 号機に,C 言語で書かれたプログラムの中 にある命令コードを入力することで動かすことの出来る方式と,Bluetooth 接続で PC と IKABO3 号機と 5 号機を接続し,IKABO コントローラーと呼ばれる C++ で書かれたコントローラーとよ ばれる IKABO3 号機と 5 号機を動かすためだけのプログラムで有線接続よりも遠距離の接続を可 能にしかつ,どのような人でも簡単に操作できるような接続方式の2つがある.有線接続ではまば たきすることができたので,より使いやすいように IKABO コントローラーでのまばたきをするた めに,IKABO コントローラーの編集が必要になったので,問題としてあげた. (※文責: 金井宣彦) Group Report of 2012 SISP - 23 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO 5号機のハード面における問題 IKABO5 号機は,多数のイベントに参加したことによって,サーボモータや眼球機構,手先に 用いている発泡スチロールのなどに問題が発生していた.その為,以下の項目について問題の解決 にあたった. 1. サーボモータのメンテナンス 2. IKABO5 号機の腕の動作範囲変更 3. IKABO5 号機の眼球の作り直し (※文責: 工藤祥太) 2.3 課題の割り当て 各人の得意分野や,履修した科目との関連性を基準として以下のように課題を割り当てた. 井上和也 既存イカボのメンテナンス,手伝い,企業等への連絡 秋場弘次 プログラム補助,メンテナンス,各種手伝い 荒川貴史 既存 IKABO のメンテナンス,11 号機モックアップ作成 工藤祥太 11 号機モックアップ作成,ポスター制作 金井宣彦 コントローラーのプログラム,メンテナンス 高橋寛恒 既存イカボのマイコンプログラミング 門谷隆司 各種手伝い,11 号機モックアップ作成 矢萩広二 11 号機の企画,モックアップの作成 榎本雄介 11 号機デザイン案提供,モックアップ作成 (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 24 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 第3章 課題解決の概要 本プロジェクトにおいて取り組んだ課題の概要を以下に示す. 3.1 1 号機課題解決概要 1 号機における課題は以下の 1 点である. • ハードウェアのメンテナンス 3.1.1 ハードウェアのメンテナンス IKABO1 号機では,多数のイベントに参加し,メンテナンスが為されなかったため,問題が発 生した.具体的には頭部を動作させているエアシリンダーの固定が外れているというものだった. 結果として頭部が動くたびに 1 号機全体が大きく揺れ,転倒の危険があったため,これを改善すべ くシリンダーの固定を行った. (※文責: 井上和也) 3.2 3 号機課題解決概要 3 号機における課題は以下の 2 点である. • 既存の機能を改善する • ハードウェアのメンテナンス 3.2.1 既存の機能を改善する IKABO3 号機の既存機能はバイバイ機能,イカゲソのポーズ機能,いか踊り機能,の 3 つであ る.この中で問題が発生していたのはバイバイ機能についてである.バイバイ機能は,IKABO の 腕が振り上げられ左右に振られるというものだが,この左右に振られる動作のとき頭部に腕が干渉 するという問題が発生していたためそれを改善した. 3.2.2 ハードウェアのメンテナンス IKABO3 号機はその小ささからイベントに参加しやすいため多くのイベントに参加した.その 結果,ハードウェアにおいて様々な問題が発生したため,交換,修理,塗装などの手段を用いてこ れを解決した. (※文責: 金井宣彦) Group Report of 2012 SISP - 25 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 3.3 5 号機課題解決概要 5 号機における課題は以下の 3 点である. • 既存の機能を改善する • ハードウェアのメンテナンス • 新機能の追加 3.3.1 既存の機能を改善する IKABO5 号機の既存機能はバイバイ機能,イカゲソのポーズ機能,いか踊り機能,の 3 つであ る.この中で問題が発生していたのはバイバイ機能についてである.バイバイ機能は,IKABO の 腕が振り上げられ左右に振られるというものだが,この左右に振られる動作のとき頭部に腕が干渉 するという問題が発生していたためそれを改善した. 3.3.2 ハードウェアのメンテナンス IKABO5 号機はその小ささからイベントに参加しやすいため多くのイベントに参加した.その 結果,ハードウェアにおいて様々な問題が発生したため,交換,修理などの手段を用いてこれを解 決した. 3.3.3 新機能の追加 IKABO5 号機はその設計の段階から,眼球が動作することが予定されていた.しかし,我々が 5 号機を引き継いだ段階で眼の動作に関する機能は実装されていなかった.そこで本プロジェクト では,目を動かす動作として瞬きを実装することが決定した. (※文責: 高橋寛恒) 3.4 11 号機課題解決概要 11 号機における課題は以下の 3 点である. • 企画・概念設計 • 仕様策定 • 模型作成 3.4.1 企画・概念設計 新型 IKABO11 号機の作成においては,9 号機の反省を生かし,巨大でかつロボットらしく見え るものを作るという設計方針でその企画を始めた. Group Report of 2012 SISP - 26 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 3.4.2 仕様策定 仕様の策定では,どれぐらいの重さや大きさで作成するのかや,デザイン,搭載する機能などに ついて検討した. 3.4.3 模型作成 デザインがある程度決まった所で,それを立体物にした時,どのようになるかを確認するため模 型を作成した. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 27 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 第 4 章 課題解決のプロセスの詳細 4.1 各人の課題の概要とプロジェクト内における位置づけ 井上和也の担当課題 井上和也の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11 号機の仕様策定 6月 IKABO11 号機の機能の考察,イベント参加 7月 サーボモーターの掃除,3・5 号機のメンテナンス,中間発表 8月 IKABO3 号機のゲソの塗装、イベント参加 9月 11 号機の機能の考察 10 月 11 号機の設計図の作成 11 月 11 号機模型製作の準備 12 月 11 号機模型の製作,最終発表 (※文責: 井上和也) 秋場弘次の担当課題 秋場弘次の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11 号機の仕様策定 6月 IKABO11 号機の機能の考察、イベント参加 7月 サーボモーターの掃除,3・5 号機のメンテナンス,中間発表 8月 3・5 号機のメンテナンス,イベント参加 9月 11 号機の機能の考察,3・5 号機のメンテナンス 10 月 3・5 号機のメンテナンス 11 月 11 号機模型製作の準備,3・5 号機のメンテナンス 12 月 3・5 号機のメンテナンス,最終発表 (※文責: 秋場弘次) 荒川貴史の担当課題 荒川貴史の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11 号機の仕様策定 6月 IKABO11 号機の機能の考察,イベント参加 7月 サーボモーターの掃除,3・5 号機のメンテナンス,中間発表 8月 IKABO3 号機のゲソの塗装、イベント参加 9月 11 号機の機能の考察,5 号機の目玉製作 10 月 5 号機の目玉製作 Group Report of 2012 SISP - 28 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 11 月 11 号機模型製作の準備,5 号機の目玉塗装,5 号機の手先塗装 12 月 11 号機模型の製作,最終発表 (※文責: 荒川貴史) 工藤祥太の担当課題 工藤祥太の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11 号機の仕様策定 6∼10 月 IKABO11 号機の機能の考察,イベント参加 11 月 11 号機模型の製作,ポスター作製 12 月 11 号機模型の製作,ポスター作製,最終発表 (※文責: 工藤祥太) 金井宣彦の担当課題 金井宣彦の担当課題は以下のとおりである. 5月 11 号機の話し合い 6月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス及び学外でのイベント参加 7月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス 8月 プログラム理解 (マイコンプログラム) 9月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス 10 月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス及び学内でのイベント参加 11 月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス及び IKABO コントローラーのプログラム 理解 12 月 IKABO3 号機,IKABO5 号機のメンテナンス及び IKABO コントローラー編集 (※文責: 金井宣彦) 高橋寛恒の担当課題 高橋寛恒の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,既存機の問題提起,11 号機の仕様策定 6月 既存機の機能改善,イベント参加 7月 既存機の機能改善,中間発表 8月 IKABO3 号機のゲソの塗装、イベント参加 9月 11 号機の機能の考察 10 月 IKABO5 号機への新機能追加 11 月 IKABO5 号機への新機能追加,11 号機モックアップの設計 12 月 IKABO5 号機への新機能追加,最終発表 (※文責: 高橋寛恒) Group Report of 2012 SISP - 29 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 門谷隆司の担当課題 門谷隆司の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,既存機のメンテナンス 6月 IKABO11 号機の機能の考察,イベント参加 7月 サーボモーターの掃除,3・5 号機のメンテナンス,中間発表 8月 IKABO3 号機のゲソの塗装、イベント参加 9月 3・5 号機のメンテナンス,11 号機の機能の考察 10 月 3・5 号機のメンテナンス,11 号機の計画書の作成 11 月 11 号機模型製作の準備 12 月 11 号機模型の胴体の製作,最終発表 (※文責: 門谷隆司) 矢萩広二の担当課題 矢萩広二の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11号機の仕様の策定 6月 IKABO11 号機の機能の考察 7月 ポスター作成,中間発表 9月 11 号機の機能の考察 10 月 11 号機の計画書の作成,イベント参加 11 月 11 号機模型製作の準備 12 月 11 号機模型の脚部の製作,11 号機モックアップの塗装,最終発表 (※文責: 矢萩広二) 榎本雄介の担当課題 榎本雄介の担当課題は以下のとおりである. 5月 班分け,IKABO11 号機の材質などの調査,11号機の仕様の策定 6月 IKABO11 号機の機能の考察,11 号機のデザイン製作 7月 デザイン製作,中間発表 9月 11 号機の機能の考察,11 号機のデザイン製作 10 月 11 号機の計画書の作成,イベント参加 11 月 11 号機模型製作の準備 12 月 11 号機模型の頭部の製作,モデリングペーストの塗布,最終発表 (※文責: 榎本雄介) Group Report of 2012 SISP - 30 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 4.2 4.2.1 担当課題解決過程の詳細 11 号機の企画経緯 私たちのプロジェクトの活動目的は函館観光産業をいか型ロボット「IKABO」を用いて様々な イベントに参加することにより盛り上げることを目的としている.今年度は,製作する IKABO の 番号が 2 桁に達したということもあり,第 2 期いかロボットプロジェクトとして活動を行った.そ の活動というのは,2015 年に函館へ新幹線が延伸するので,その開通式のイベントに公立はこだ て未来大学から新しい函館のシンボルとなるような IKABO を製作して,出演してくれないかと 依頼をされたことから,そのイベントに合わせた IKABO11 号機を製作することになった.今回 私たちは IKABO11 号機の完成の目標を 1 年ではなく,3 年としたことで従来の IKABO よりも 高い完成度の IKABO の製作が可能になった.そこで,3 年計画の 1 年目である本プロジェクトの IKABO11 号機における目標を,仕様の決定と模型の製作として活動し,それを元にして既存する IKABO の中で最も大きい IKABO1 号機のさらに倍の大きさである,4m の IKABO の製作を計 画している. (※文責: 矢萩広二) 4.2.2 11号機の課題の設定と到達目標 まず,私達が製作しようと考えている 11 号機は,今までにない大きさである 4m の大きさの IKABO となるので, 安全面や予算面を考えつつ 11 号機の素材を考えなければならない.特に安 全面については,人が集まるお祭りやイベントなどに出演させるため,転倒事故などを起こしお客 様に怪我をさせないよう,簡単に倒れないような設計や素材にしなければならない.また予算面に ついては,過去に製作した 1 号機で何百万とかかっているので,1 号機の倍の大きさになる 11 号 機の予算も単純計算するだけでも倍かかってしまう.それを解消するためにも,より安価な素材で 製作するようにしなければならない.他にも持ち運びや保管場所などの製作後の問題もある.4m と巨大なロボットを製作するということなので,イベント会場に IKABO11 号機を運ぶ手段を考 えなければならないのと,そのままだと大きさ的に公立はこだて未来大学内に保管することが出来 なくなってしまうというのが改善すべき点である.また 3 年計画で製作する 11 号機の初年度とい うことで,実際の大きさである 4m の 3 分の 1 スケールのモックアップ製作を行い,4m の大きさ のロボットを製作した場合どのような障害があるのかを検証する. (※文責: 矢萩広二) 4.2.3 11 号機の仕様 実際の 11 号機に搭載する機能について,既存の IKABO にあった機能とは別に,新たな機能に ついてを最初にブレインストーミングを行って実現の可能不可能を問わずに挙げていった. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 31 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO11 号機のスペック 実際の 11 号機のスペックだが,4∼5 m ほどの大きさでありながら 1 号機と同じ重量である約 200 kg というスペックを目標に設定した.プロジェクト始動初期の予定では10∼20 m のロ ボットを作るという企画だったので、最初はその方面で議論を進めていた.去年のプロジェクトで 作られた IKABO 9号機がその大きさを実現するために大部分を風船にするというアイデアのも とで作られていたので、11 号機では巨大な風船を使うという案もあった.しかし、風船は当然壊 れやすく空気の注入も必要になる.仮に直径10 m の風船を使うとしたら、割れた時のコストも 大きく衝撃もあるだろう.この大きさの風船を膨らませるにも莫大な空気量が必要でそのコストも かかるだろう.それに加えて風船だとロボットとしての見栄えも悪い.以上の理由により風船で作 る案は却下された.ロボットらしさを出そうとすると今度は10∼20 m の大きさというのは無 謀なものである.倒れた時の危険性もあり、ただ腕を動かすだけでも何かにぶつかり大惨事になる 可能性もある.なので最終的には大きなロボットという案を殺さずに実現もまだ可能でありそうな 4 m 級のロボットを作る案で固まった.当初は 1 号機のように箱型の土台のようなもので安定性 を保とうとしていたのだが、それだと 1 号機と代わり映えがしなく、挑戦の意味も込めて足で立つ 形とした. (※文責: 矢萩広二) 11 号機の機能 既存の IKABO にあった機能として, • 目を動かす • 腕を動かす • 頭を動かす 人の興味を引く機能として, • 腕が伸びる機能 • 全身を光らせる機能 生き物らしさを出す機能として, • 墨を吐かせる • 全ての足を動かす 人とのコミュニケーションを図る機能として, • カメラを用い人の動きに反応する機能 • 光の色などで 11 号機の感情を表す機能 • wii リモコンで動く機能 • スピーカーを搭載して 11 号機に喋らせる そして 11 号機の最大の特徴である大きさを生かした機能として, • 中に人が乗って操縦する機能 • 3,5号機を格納できる機能 Group Report of 2012 SISP - 32 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 最後に,大きな IKABO を製作するにあたって必要不可欠な機能として, • 分解機能 が挙げられた. (※文責: 井上和也) 機能の実現可能性 まず既存の IKABO にあった機能について,目を動かす,腕を動かす,頭を動かすという機能だ が,既存の IKABO でも行ってきたことであり,サイズの違いがあるが実現は可能であろう. 次に人の興味を引く機能について,腕が伸びる機能だが,腕を伸ばすと腕の自重で可動が鈍く なったりバランスが崩れる危険性があるため廃案となった.全身を光らせる機能だが,この案はそ の11号機の大きさからイルミネーションの様で綺麗でホタルイカの様で人の興味を引き,かつ1 1号機の体に LED ライトのつけることで充分実現可能である. 次に生き物らしさを出す機能について,墨を吐かせる機能だが,本物のイカ墨を使うわけにもい かないので擬似的なイカ墨を吐かせることを想定した.しかしその量と補充で動かすたびにコスト がかかり手間もそれなりにかかってしまうだろう.この案は廃案とまではいかないが実現は難しい だろう.全ての足を動かす機能は最初期に挙がった案だったが,後々足で立つ形状でデザインが固 まっていったので廃案となった. 次に人とのコミュニケーションを図る機能について,カメラを用い人の動きに反応する機能だ が,これについてはキネクトなどを用いて可能である.光の色などで 11 号機の感情を表す機能だ が,これは 1 号機の様にそれぞれの動作によって LED を対応させることで可能である.wii リモ コンで動く機能だが,過去に 1 号機にこの機能を搭載したことがあったのだが wii リモコンの動き と完全に一致した動作を IKABO にさせると急に動いて危険であると同時に故障の原因にもなる. だからといって動きを鈍くさせると体感的に操作させる意味が薄くなる.これらの理由により廃案 となった.スピーカーを搭載して 11 号機に喋らせる機能だが,スピーカーをつけて音声を再生す ることは容易である. 次に11号機の大きさを生かした機能について,中に人が乗って操縦する機能だが,そもそもこ の大きさの IKABO に人を近づけるのが安全とは言えない点がある.だが人の興味の引き,印象に 残る機能であり廃案にするのはもったいないのだが11号機の形状が足で立つ形で考えが進んでい たので廃案となった.3,5号機を格納できる機能だが,この機能が何かの役に立つのかを考える と特に意味がない機能という結論い至った.それに加えて足で立つ形状によって廃案となった. 最後に必要不可欠な機能について,分解機能だが,4 m 級の IKABO というのは保管,持ち出 しの面で扉やエレベーターを通り越す事が困難,むしろ不可能と言っていいものなのでこの案を持 ち出した. (※文責: 井上和也) 実現可能な機能の詳細 これらの案で実現可能である機能についての詳細について述べる. • 目,腕,頭を動かす機能 Group Report of 2012 SISP - 33 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 目,腕,頭すべて 1 号機と同じようにエアシリンダーを用いて稼働させることができるだろう. • 墨を吐かせる機能 前述のとおり難しいが実現は可能であるので詳細について述べる.イカ墨を模した液体,例えば黒 い絵の具を吐くと観客にかかって迷惑なので色の付いたシャボン玉を吐かせることで実現は可能で あろう.仮にシャボン玉を吐くとすると人の興味を引き子供に人気がありそうな機能である.実際 のイカが墨を吐くのは足の部分あたりだが,IKABO には顔,胴体,手,足,と人間のような作り になっているので顔部分から吐かせることを考えた.機構については,サーボモーターなどでシャ ボン液を付ける動きをさせて空気を吹き出せば可能であろう. • カメラを用い人の動きに反応する機能 胴体部分など,人の動きを映しやすい部分にキネクトを搭載して観客の動作,例えば手を振る人が いれば手を振り返すなど,あらかじめ想定した人の動作に対応するデータベース処理によって動か すことができるだろう. • 光の色などで 11 号機の感情を表す機能 様々な色の LED を11号機の全身に巻き,前述のカメラと連動させたりすることで動作に合わせ た色を点灯させることを考えている. • スピーカーを搭載して 11 号機に喋らせる機能 スピーカーを搭載して音声を再生すること自体は容易である. • 分解機能 分解機能は絶対につけなけらばいけない部分である.一般的な扉やエレベーターなどは1.9 m ほどのもので,少なくとも11号機のパーツをそのサイズ以下に分解できる機能がなければいけな い.11号機はバランスを保つための工夫として 1 本の軸を用意する形状となっているのだが,そ れを利用して団子のように軸にパーツパーツを刺していく形状を提案した. (※文責: 井上和也) 実現可能な機能の問題点 実現可能であろうと述べた機能だからといって問題がないわけではない.これからこれらの問題 点を述べていく. • 目,腕,を動かす機能 この機能の問題点はその大きさにある.目はともかくとして腕の長さが長いとなると先端部分にか かる負担は相当大きなものとなる.頭にしても4 m 級の IKABO の上部,しかも先端ともなると その揺れが全身に響くのは明らかである.これらを動かすこと自体は出来ても 11 号機の全体が揺 れて倒れる危険性,例え揺れても安全だとしても浪費が激しくなるのでこの機能は腕,頭の素材の 検討と動作自体の程度の検討は細かくやらなければならないだろう. • 墨を吐かせる機能 Group Report of 2012 SISP - 34 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この機能の問題点は,コストとメンテナンスや補充の手間だろう.イカ墨,ここではシャボン玉と 仮定しているが,この機能を使う度にシャボン液を購入しなければいけない.なおかつシャボン玉 の機構は頭部につけようとしているため,分解が比較的容易な 11 号機でも補充やメンテナンスに は手間がかかりすぎるだろう.当然補充には頭部を分解し補充,そしてそのまま頭部を合体させな ければいけない.合体させる際にシャボンのような液体を容器に入れてこぼさずに合体させるとい うのはあまりにも現実的ではない. • カメラを用い人の動きに反応する機能 この機能の問題点は,そもそもの技術力,知識不足の点だろう.3 年計画のうちの 1 年目である 我々はキネクトについての知識,その言語についての知識が薄すぎるのである.我々が考えたのは 画像認識でデータベース処理を行い,それに伴った反応を相手に返すということである.これは例 えば人の笑っている表情の特徴である口角が上がる,目尻が下がる,しわができるといった表情の 違いを読み取り,その笑顔を顔データベースと照合して判定する. などという処理を行うことを 想定した.これはあくまで 1 例であり,顔を判定するかどうかはわからない.これらのことを次の 2 年目で出来るかどうかという不安がある. • 光の色などで 11 号機の感情を表す機能 この機能の問題点は,まずカメラと連動して感情を表現するとなると先ほどと同じ不安点が残る. そして LED を巻きつけると11号機の見栄えが悪くならないかというのも不安である.そして予 定では腕にも LED をつけることとなっているので,腕が動いた際に LED を傷つけたり,逆に腕 の動作に以上が起きないかが不安である. • スピーカーを搭載して 11 号機に喋らせる機能 この機能については大きな問題点は無いと思われるが,IKABO に声をあてるとその声が全てのイ メージにつながってしまう可能性があるため声を付けていいのか,声をつけるとして誰の声にする のか,というのが問題になるところだろうか. • 分解機能 この機能についての問題点だが,パーツごとのつながりが薄くなってしまうので全身が揺れていし まう危険性がある.そしてこの軸自体も3∼4 m ほどの長さがあるのでパーツを取り付ける際の 苦労もある.頭部などのパーツをいくら軽い素材にしたところでその大きさに伴いそれなりの重量 になってしまうだろう.それを軸の上から差し込むのは少々現実味に欠ける点である. (※文責: 井上和也) 廃案について 廃案にしたのには現状で考えうる限り問題点が多い,機能をつけるメリットが少ないなどの理由 からだが,それらの点が改善されると充分採用できるので詳細を記載する. まず wii リモコンで動く機能については前述の通り思うままに手を動かすと危険で,逆に思うま まに動かないと体感的にする必要はないので廃案となったのだが,必要性が薄いがそれでも動かす ことはできる.リモコンの座標と腕の座標を対応させゆっくりと動作させれば実現可能であろう. 現に 1 号機にそのプログラム自体はある. Group Report of 2012 SISP - 35 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project そしてその他の廃案になった機能については,足で立つ形状により廃案となったものだが,これ からの 2 年で足で立つ形状という案そのものをなくすことだってありうる.例えば 1 号機のよう な箱型の物体を土台にする形状にするとこれらの機能は実現は可能かもしれない. • 腕が伸びる機能 腕を伸ばすことによってより大きさをアピールし,観客の目を引くこの機能だが,箱を土台にする ことにより,足で立つよりはるかに安定性が増すため実現できる可能性はある.従来の 3 関節ごと のエアシリンダーに加えて伸ばすためのエアシリンダーを追加すると重くなり,安定性が増したと しても実現が難しいだろう. • 全ての足を動かす機能 これもそれぞれの足にエアシリンダーをつければ可能であるかもしれない.足なら下部なので安定 はするかもしれないが,全体の重量がはるかに増してひとつの目的である持ち運びやすさという点 で難しい.さらに腕,足合わせて 10 本分をエアシリンダーで動かすとすると相当の馬力が必要で コストもかかるのも問題である. • 中に人が乗って操縦する機能 胴体部分に空洞を作り,その部屋にコントローラーを用意して観客にも実際に操作させようとする 案である.この機能は売り込み文句としては大きなものであるが,人が入るための大きな空洞を用 意すると重心を低くすることが難しく,胴体に人が入るスペースを大幅に割き,本来機構部分を入 れるべきだった場所がなくなり,重心をしたにするためには新たにその部分を下部に追加しなけれ ばいけないのでデザイン面で全体のバランスが悪くなるだろう.先程述べたように人がロボットに 乗るというのは売り込み文句として非常に強力であるので実現の可能性を追求することも検討し たい. • 3,5号機を格納できる機能 この機能で気をつけることは先ほどの人が乗る機能と同じであり,3,5号機を傷つけないような 空洞が必要である.しかしこの機能はやはり実現させる意義が薄い. (※文責: 井上和也) 機能まとめ ここまで挙がった機能について一通り述べたがそれらを通して言える問題がある. • 機能の目的が薄いこと 人とのコミュニケーションを取るための機能を除いては,何のためにこの機能を付けるのか,とい う目的が薄い.コミュニケーションを取る機能というのは,IKABO というロボットの目的の一つ が人とのコミュニケーションなのできちんとした目的がある.生き物らしさを出す機能については 何故生き物らしさを出すのかという目的も薄い.ロボットなのに生き物らしさを出してどうするの かという二律背反がある. • 決定的なアピールポイントがないこと Group Report of 2012 SISP - 36 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project せっかくの大きさを活かす機能が目立つことだけというのがアピールポイントがあまりに薄すぎ る.現状の大きなアピールポイントは今まで以上に人とのコミュニケーションを撮りやすいという 点で,カメラや光による人への反応する機能のことである. • 素材がまだ検討段階なこと まだ実際の 11 号機の素材が確定してないので,それにともなって機能が実現可能であるかどうか が大きく分かれる点である.腕を伸ばす,頭を動かすなどの機能も軽い素材になれば容易に可能で あるかもしれない. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 37 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 4.2.4 11 号機のモックアップ作成 11 号機のデザインについて 私たちは 3 年後に函館にくる新幹線に向けて新たな観光資源になるイカロボットをつくるとい うことで,今までのイカロボット製作プロジェクトとは違い「第二期イカロボット製作プロジェク ト」として活動してきた.そこでイカロボット 1 10 号機までの第一期のイカロボットとは違うデ ザイン案や機能を考える必要があった.また市民の会からの要望でイカロボット 11 号機の大きさ は 10m に設定したが安全面や経済面から完成予定のものは 4m とした.11 号機の考察では製作班 全員で仕様や機能を考えた.その結果,腕を動かす,瞬きをさせるなどの既存の機能に加えて 11 号機に墨に見立てた黒いシャボン玉を吐かせる,イカロボットの感情にあわせて LED を光らせる, イカロボットにカメラを取り付け,人の動作に反応させるなどの新機能を追加させることにした. 11 号機のデザイン案を考察するとき上記の機能が可能なこと,大きくなったとき安全であること, 今までのイカロボットの面影も少しは残すということを前提とした.プロジェクトが始まりすぐデ ザイン案の考察は始まり,後期までデザイン案の製作は続けた. 始めに私たちはイカロボットの足について考察した.既存のイカロボットはそれぞれその機に よって足は違っており,1 号機は大きな土台の上にイカロボットが固定されれいるタイプで土台自 体にローラーがついていて移動できるようになっていた.2 号機はイカロボット自身の足にロー ラーがついていてイカロボットが自由に動けるようになっていて.3,5 号機はイカロボットの下に 小さい土台があり,イカロボット自身で自由に動けるようになっていた.今回のデザイン案を考え たときにも土台に固定させる意見やイカロボットの足自身にローラーをつける意見などがでた.し かし,今回製作するイカロボット 11 号機は 1 号機などとは違い約 4m もあるので自由に動かすの は安全の面から危ないのでイカロボット 11 号機は自由に動かないようにして固定型にした. 次に私たちは実際に製作したときのことを想定しデザイン案を考えた.現在イベント等で使用し ているイカロボット 1 号機は約 2m で土台がついているタイプのイカロボットだが,イベント等で 使用するときは 3 人から 5 人は移動や設置に必要だった.1 号機でも移動するのに時間や人数を必 要としているので,約 4m であるイカロボット 11 号機はイベント等の移動,設置がかなり困難に なると考えた,そこでイカロボット 11 号機は組み立て式にして各々のパーツを持っていて現場で 組み立てることにした.しかし組み立てるといっても 4m 級の大きさなので安全面と利便性を考 慮しなければいけない.最初は 1 号機の頭部分でも行ってるねじによる固定という意見も出たが, 4m の大きさなのでそれだけでは安全ではないということで一本の支柱をつくりそれにパーツを差 し込んでいきネジで固定するという方法にした.以下にその図を示す.(図 4.1) 図 4.1 Group Report of 2012 SISP 11 号機の支柱 - 38 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 次に私たちが考えたのは頭である.今までのイカロボットの頭は代々変わらず丸に真ん中に縦に 線が入っている.(図 4.2) しかし今回はイカロボット第二期プロジェクトということで 11 号機で は思い切って全く違う頭にしようという意見もあり,今回デザインを製作するときには既存どおり の頭に線が入っているパターンと既存のイカロボットとは全く違うという 2 つのパターンを製作し た.以下は頭に線が入っている,IKABO1 号機の頭である. 図 4.2 IKABO 1号機の頭部 また,イカロボットには各々イメージカラーがあり,1 号機はオレンジ,3 号機は白,5 号機は黒 となっている.今回の 11 号機では今までに無い色,かつイカらしいということで青色にした.青 色は顔とヒレと手の先に使われている. 次にデザインを考えるときに第二期ということでなにか函館を感じさせるものをイカロボットに 取り入れたいという意見があり私たちは A 案や B 案のようなヒレの部分に五稜郭公園を意識させ るような星型をくっつけることを考えた.そこで頭部を星形にした A 案と B 案が提案された.以 下にその図を示す.(図 4.3)(図 4.4) 図 4.3 デザイン案 A 図 4.4 デザイン案 B これらのデザイン案では,函館らしさを表現するため,有名な函館の夜景のように LED で光る という機能が考えられた.しかし,11 号機の予定の大きさが約 4m ということで星型のヒレを私 たちで製作するのは困難であり,業者の方に特注してもらわないと厳しいと考えた.外部委託をす るとその分コストが大幅に増すことも考えられる.また,安全面からも上のほうはなるべく軽く, 下のほうは重くした方がバランス的にも良い.そのような理由から,今回はヒレの部分を星型にす るという案は見送りになった. Group Report of 2012 SISP - 39 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project そこで,次に意見にあがっていた外套膜 (イカの頭の部分) の部分を膨らませた (通称:イカ飯 型) ような形にするという案を検討した.この案では,IKABO の外套膜をふくらませた立体的な デザイン案が提案された.それが,C 案と D 案である.以下にその図を示す.(図 4.5)(図 4.6) 図 4.5 デザイン案 C 図 4.6 デザイン案 D 先程も述べたように,イカ飯のような外套膜とは図 4.5 や図 4.6 のような真ん中の部分がふくら んでいる形である.また,C 案では,従来の IKABO のデザインから大きく逸脱しているが,こ れは今までにない IKABO 像を考えようという方針のもと考案されたものであるからだ.しかし, このようなデザインでは今までの IKABO のキャラクターがなくなるために却下された.しかし, このような,イカ飯形にするのは重さも変わらないので実現可能と考えられた.そこで,今回のプ ロトタイプの外套膜ではイカ飯型を取り入れることにした. Group Report of 2012 SISP - 40 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project また,前述した今までと異なる IKABO 像を考えるという方針から,第二期イカロボット創造 プロジェクトということで今までの一期のイカロボットを全く意識しないで新たなイカロボット を製作しようという意見があがっていたため E 案と F 案を製作した.以下にその図を示す.(図 4.7)(図 4.8) 図 4.7 デザイン案 E 図 4.8 デザイン案 F そこで,E 案や F 案では,今までの IKABO の特徴であった IKABO の頭に線が入っていない パターンのデザイン案を考えた.これを作る際には前述の C 案のように極端にならないように気 をつけ,今までと異なる方針でかつ IKABO に見えるようなデザインを心がけた. Group Report of 2012 SISP - 41 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 今までに出た意見を改めて振り返り全員で意見を持ち合って考察し,柳先生の意見も取り入れた 結果,最初に意見で出た函館らしさは函館のイカ飯と函館の夜景をイメージした LED による照明 となり,デザイン案としては以下の G 案となった.(図 4.9) 図 4.9 デザイン案 G (※文責: 榎本雄介) Group Report of 2012 SISP - 42 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 11 号機の頭部素材の決定 今回のプロジェクトでは 11 号機のプロトタイプ製作ということで 3 分の 1 スケールでプロトタ イプを製作した.実際の 11 号機の頭の大きさは約 1m × 1m だが今回のプロトタイプでは 3 分の 1 スケールなので 0.28m × 0.3m の頭を製作した.また 11 号機のヒレの部分は 1.35m × 0.6m で 今回製作する 3 分の 1 スケールのプロトタイプでは 0.45m × 0.2m とした.11 号機の眼に関して は約 0.2m で今回のプロトタイプでは 0.75m で製作した.以下の写真はイカロボットの頭の設計 図である.(図 4.10) 図 4.10 11 号機の頭の設計図 まず,私たちはプロトタイプの頭を製作するにあたってそれぞれのパーツをどの素材を利用する かを考えた.また今回製作するのはプロトタイプということで細かい機能などは考えないで実現可 能なものを考えた. 始めに私たちはイカロボットの頭にどの素材を使うかを考えた.既存のイカロボット 1 号機の頭 はブイ,イカロボット 3,5 号機の頭は食器のボールを 2 つくっつけて使用していた.私たちは既 存のイカロボットの頭も踏まえて簡単に手に入りかつ安価で軽いイカロボットの頭になりうるも のを候補にあげていった.その結果,今回のプロトタイプでは軽く,安価で手に入りやすい食器の ボールを 2 つくっつけたものを使用することにした. 次に私たちはイカロボットの眼の素材について考えた.完成形の 11 号機の眼はまばたきができ るようにする予定だが今回のプロトタイプではそれを考慮しないで製作した.当初私たちは眼は安 価で軽いピンポン玉を用いる予定だったのが,サイズが明らかに小さく使用するのに難しかったた め予定を変更してイカロボット 3,5 号機で用いられた眼と同じものを使用することにした.この眼 の材質は発泡スチロールで大きさは 0.075m となっている.以下は使用した眼の写真である.(図 4.11) 最後に私たちはイカロボットの外套膜とヒレの部分の素材について考えた.外套膜の素材は出来 るだけ軽く加工のしやすいものを候補にあげていった.本来のイカロボット 11 号機は外套膜の部 分が LED で光るようになっているが,今回のプロトタイプではそれを考慮しないで製作した.は じめ私たちは発砲ウレタンを用いてイカロボットの外套膜を製作しようと考えた.発泡ウレタンは とても軽く,加工しやすく今回のプロトタイプ製作にはとても向いている素材だった.しかし発泡 Group Report of 2012 SISP - 43 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.11 11 号機の眼 ウレタンは私たち素人が簡単に手に入るものではなく,インターネットを介して購入する必要が あった.また発泡ウレタンは高価で今回のプロトタイプ製作では見送ることにした.そこで次に候 補にあがっていたスタイロフォ‐ムを検討することにした.スタイロフォームも発泡ウレタンと同 じく軽く,加工のしやすい素材だった.それに加え発泡ウレタンは安価で簡単に手に入りやすい素 材でもあった.結果としてスタイロフォームを使用して外套膜を製作することにした.またヒレに 関してはなるべく軽く,薄く安価なもの,そして塗料を塗っても大丈夫なものを前提に素材を考え た.その結果,薄いプラスチックの板を用いて製作することにした.以下にスタイロフォームの写 真を示す.(図 4.12) 図 4.12 11 号機に使用したスタイロフォーム (※文責: 榎本雄介) 11 号機モックアップの頭部加工 各々のパーツの素材が決定した後,私たちはパーツの加工をした.パーツは大きく分けて頭,眼, 外套膜,ヒレの 4 つがあり,それぞれの加工を平行して行っていた. また今回イカロボット 11 号機の頭部製作にあたって利用した材料は以下である. • ボール× 2(直径 0.3m) • 発泡スチロール球体× 2(直径 0.075m) • スタイロフォーム (0.91m × 1.82m × 0.02m) • プラスチック板 • 熱線の切断機 • 鉄,紙やすり • 電動ドリル Group Report of 2012 SISP - 44 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project • のこぎり • コンパス • カッター • スタイロフォーム用接着剤 • モデリングペースト • ハケ,ヘラ • 塗料 (青,白,黒) プロトタイプの頭は上記の通りボールを 2 つあわせたものだがボールの底にある凹凸部分が邪魔 になってしまっていたので鉄やすりと紙やすりを用いてボールの凹凸部分をなくすことにした.し かし実際に鉄やすりと紙やすりを使ってけずってみるとボールの凹凸が無い部分にも傷がつき,さ らに時間がかなりかかってしまっていたので,二つ目のボールはのこぎりで凹凸を切り落とした後 にやすりをかけることに挑戦した.その結果二つ目の製作時間を大幅に省略することに成功し,完 成系も一つ目に比べ凹凸が少なく綺麗なものになった.さらに色をぬるときに少しの凹凸も許され ないのでやすりをかけた部位に対しモデリングペーストを塗り滑らかなにした.モデリングペース トとは大理石の粉末とアクリルエマルジョンからできた,粘りの強いパテ状の白色下地剤でものに 塗り乾かすことで固まる素材である.今回はやすりで削った後にヘラを用いてモデリングペースト を薄く何回か塗った後に細かいやすりをかけることによって滑らかにすることに成功した. 次にイカロボット 11 号機の眼をどうやって取り付けるか検討した.眼に棒を突き刺し固定する, 接着剤でボールに直接くっつける,ボールに眼の直径と同じ大きさの穴を空けその穴に眼をはめ込 むという意見等が出たが,外側から見たときの綺麗さ,加工のしやすさ,安定性を考え今回はボー ルに穴を空け眼をはめ込むという方法をとることにした.ボールに穴を空けるにあたってコンパ ス,電動ドリル,のこぎり,鉄やすり,紙やすりを使用した.まずコンパスでボールに空ける大き さを確定し,電動ドリルで数箇所穴を空けた.その後のこぎりを使い電動ドリルで空けた穴をつな げるように切っていき,最後に鉄やすり,紙やすりで綺麗に整えた.以下はモデリングペーストを ほどこし,穴を空けたボールの写真である.(図 4.13) 図 4.13 作成した頭部パーツ 上記の通り今回のプロトタイプの外套膜にはスタイロフォームを使用することにしたが,このス タイロフォームは 91cm × 182cm × 2cm の板形だったので 30cm × 45cm × 2cm にカットした スタイロフォームを 8 枚重ねることで立体的な外套膜を製作することにした.スタイロフォーム同 Group Report of 2012 SISP - 45 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 士をくっつけるにあたって接着剤を用いる必要があったのだが一般的に使用されている接着剤で はスタイロフォームが溶けてしまうので専用の接着剤を使う必要があった.また重ねたスタイロ フォームを外套膜型に加工するために熱線の切断機を利用した.熱線の切断機は紙などは切らずに スタイロフォームや発泡スチロールなどを切るものである.そこで私たちは外套膜を綺麗に製作す るため外套膜型の紙を作りスタイロフォームに重ねて熱線で切った.その後,外套膜型に切ったス タイロフォームは紙やすりで綺麗になるまで削った.しかし実際に塗料を塗ってみるとスタイロ フォームが少し溶けてしまい重ねていた部分に溝が出来てしまい少し目立ってしまっていたので ボールの加工時にも利用したモデリングペーストをうすく塗り新たにできてしまっていた溝を埋め る作業を行った.また外套膜とヒレはくっついているので今回は外套膜型のスタイロフォームの横 に切れ込みをいれヒレ型に切ったプラスチックを差し込んだ.以下は外套膜とヒレの写真である. (図 4.14) 図 4.14 作成した 11 号機の外套膜 (※文責: 榎本雄介) Group Report of 2012 SISP - 46 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project また今回イカロボットらしさを出すために頭の真ん中に線を入れることにしたが,私たちはその 線をどうやって表現するかを検討した結果,スタイロフォームを 3 枚重ねて円柱のようなものを製 作しそれを中心に左右にボールをくっつけることにした.その際今回のプロトタイプでは一本の支 柱で支えるようにデザインしたので 3 枚のスタイロフォームのうち真ん中の一枚にはあらかじめ支 柱が入るように穴を製作してから 3 枚のスタイロフォームをくっつけた.また外套膜型のスタイロ フォーム製作時同様に専用の接着剤を使う必要があった.また重ねたスタイロフォームを丸型に加 工するために外套膜の加工の際に利用した熱線の切断機を再び利用した.その後円柱の側面にやす りをかけ,モデリングペーストを塗って滑らかにした.以下はボールの写真と円柱型に加工したス タイロフォームである.(図 4.15) 図 4.15 加工後のスタイロフォーム 最後に製作した頭であるボールに空けた穴に眼をはめ,円柱部分を中心に左右にボールをくっつ けた後に外套膜とヒレに部分を支柱とともに接着した. (※文責: 榎本雄介) Group Report of 2012 SISP - 47 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO11 号機モックアップの胴体の開発 IKABO11 号機の胴体は木の板を用いて製作した.正方形状の板を 2 枚と長方形状の板を 4 枚用 いて直方体の形にした.正方形の板は当初1辺 350mm の予定だったが,切りすぎたために 345mm となった.長方形の板は当初は縦 100mm,横 345mm の板2枚と縦 100mm,横 345+26mm の板 2枚を用意して図 4.16 のように前面の板と背面の板で横面の2枚の板をはさむようにして組み立 てる予定であった.以下にその図を示す. 図 4.16 胴体側面部分の構成予定図 次に,図 4.17 のように上面の板と底面の板を側面の板で囲むようにして,胴体を構成し,組み 立てる予定であった. 図 4.17 Group Report of 2012 SISP 当初の胴体の組立予定図 - 48 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project しかし,長方形の板の大きさ誤った大きさで切ってしまったため図 4.18 のように上面と底面を 囲めない状態になり,当初の予定通りに,正方形にできない事が発覚した. 図 4.18 誤った長さで切った時の図 その為,当初とは異なる方法で胴体を組み立てる必要があった.そこで,2 つの方法を考えた. その方法 1 つは,図 4.19 のようにすべての板を 345mm に切って卍型に組み立てるというもので ある.以下にその図を示す. 図 4.19 卍型に組み立てる案 この方法では,木材を卍型に組み立て,当初の予定であった立方体の形状に可能な限り近づけ る事を目標とした.しかし,無理に立方体に近づけようとしたことで形状が不自然になる恐れが あった. Group Report of 2012 SISP - 49 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project もう一つの案は,縦の 2 枚の板を 100mm に切り,横 345 を mm の大きさに切って図 4.20 のよ うに,直方体にする案である.以下にその図を示す. 図 4.20 直方体にする案 この方法は,無理に立方体の形状にする必要はないという発想のもとで考えられたものであり, 立方体よりも直方体の形状にしたほうが良いかもしれないという発想のもとで考えられた. 以上の 2 つの案について検討した.結論として図 4.20 の形のほうが見栄えが良いという意見か ら図 4.20 を採用して胴体を組み立てることとした. 胴体を構成する木材の寸法が決まったので,それらをパーツごとに切り分けた後に,それぞれの パーツをホワイトの油性ペンキで塗装した.その後組み立てて,隙間ができた部分をモデリング ペーストを用いて埋めた.以下の画像が胴体を組み立て,塗装したものである.(図 4.21) 図 4.21 実際に組み立てた胴体 この胴体の中心部分に軸を通すため上面と底面の中心に穴を開けた.また,底面部分に足を8本 着けるためその位置や釘を通す部分をマーキングしてある.側面部分にも触腕をつけるためにその 位置をマーキングしてある. (※文責: 門谷隆司) Group Report of 2012 SISP - 50 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO11 号機モックアップの脚部開発 今年度のプロジェクト活動では,3 年計画で製作する 11 号機の 3 分の 1 スケールのプロトタイ プを製作するということなので,11 号機の設計図から 3 分の 1 の縮尺を取り,プロトタイプで製 作する足の大きさを決定した.図 4.22 は,プロトタイプの足の設計図を拡大したものである.(図 4.22) 図 4.22 プロトタイプの足の設計図 図 4.22 のようにイカの足 8 本を胴体の下の面に接続し図 4.23 直立するようにする.このよう な形になるのは理由があり,それは,1 号機が巨大なロボットながらも台座を用いることで,その 200kg という重さを支えていた.しかし,台座を利用して IKABO11 号機を製作し,今までにない 機能であった,全ての足を動かしパフォーマンスを向上しようという計画もあったのだが,4m の ロボットの足が自由自在に動いたときの安全性の確保や,そもそもロボット自体がそのような動き をしたときに,ロボットがついていけるのかなどを考えるとその計画は断念することになった.そ して今回製作する IKABO11 号機は,かつて函館工業高等専門学校の人たちが製作した IKABO2 号機のように,巨大ながらも自分の足でしっかりと直立しているロボットを作りたいという願いか らこのようなデザインになり,図 4.22 のような設計図を作成した. 図 4.23 足の接続方法 また,図 4.23 のように足の付け根を胴体の側面ではなく,底面に接続することで,下から支え Group Report of 2012 SISP - 51 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project ることが出来,より安定することが可能となった.また,その付け根を胴体の底面の真ん中を中心 とした 8 角形の頂点に接続することで,胴体,顔,腕などの重さが均等に 8 本の足に分散し,安定 させることが可能となった. プロトタイプの足を製作するにあたり,どの素材が一番適しているのかを考えた.今までに作ら れてきた既存の IKABO1,3,5 号機を参考にしたり,実在するロボット (例:ASIMO) をネットで 調べて,どんな素材が使われているのかなどをはじめは調べた.今回製作する IKABO11 号機は, 重心が真ん中より下の位置に来ているため,素材は少しでも丈夫なものを選択した.また,持ち運 ぶことや足の先を曲げることも考え,軽くて加工のしやすい物で考えた.そこで 1 番はじめに挙 がった素材は,階段の手すりや,押入れのハンガーかけなどで使われている,ステンレス巻きパイ プを使用することにした.このとき使用したステンレス巻きパイプが図 4.24 である. 図 4.24 使用したステンレス巻きパイプ ステンレスというのは,鉄を主成分にクロムあるいはクロムとニッケル等を添加した合金のこと で,非常に硬い金属で錆びにくい性質を持ってる (クロム非常に硬い金属で,耐磨耗性,耐腐食性, 耐熱性,離型性にすぐれている. ニッケル硬い中にも柔軟性 (ねばり) があり,耐食性に優れて いる金属).比較的取り扱いは簡単と言われているため,軽くて丈夫であり,またメンテナンスな どが楽に出来るこのステンレス巻きパイプを用いて,IKABO11 号機の足を作成しようと考えた. このステンレス巻きパイプを設計図に沿って木材や金属を切断するのに使用されるノコギリを用い て,ステンレス巻きパイプの一端をテーブルに備わっている万力を使用して固定し切断しようと 試みるが,切断することが出来なかった.そこで,金鋸と呼ばれる一般に押す時に刃がかかってき れるようにして棒材などを切る際に使用するノコギリを用いたところ,力が必要だったものの無 事切断することが出来た.設計図通になったステンレス巻きパイプを8本作り,それぞれ微妙にず れた長さの誤差を直したり断面の荒れた状態を治すために,金鋸で切った面は棒ヤスリを使い,綺 麗にした.ここから図 4.22 にあるように設計図にある IKABO11 号機の足は曲がっているので, その足を曲げる工程に入るわけだが,まず最初は,ステンレス巻きパイプの一端を万力を使って固 定し,素手で折り曲げようとしたが,とても硬く折り曲げることが出来なかった.確かに非常に硬 くて優れている金属が売りのステンレスなのだが,それがあだとなり曲げることが出来なかった. 次に試したのが,ステンレス巻きパイプの中は空洞になっているため,それを利用した曲げ方であ る.というのは,その空洞の部分に鉄の棒をつめててこの原理を利用して曲げようとする考えであ る.その方法で曲げようとした結果,これもまた曲げることが出来ず,断念することになった.他 の方法として,火にかけてステンレス巻きパイプを柔らかくしてから曲げるという方法もあった Group Report of 2012 SISP - 52 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project のだが,その方法で行うと,ステンレスを火で炙った場合,その炙った位置が黒く焦げて見栄えが 悪くなってしまうという問題と,そもそも今回扱ったステンレス巻きパイプは,ステンレスの板を 丸い筒状にしてパイプのようにしているため,ステンレス巻きパイプと言っても,内側にはその端 と端を合わせた部分が見える (図 4.25).その部分は火で炙った場合,密度が他の部分とは違うた めうまく曲げることが出来ず,綺麗な曲線の足を製作することが出来ないとのことである.ここで IKABO11 号機にステンレス巻きパイプは適さないと判断した. 次に考えたのが,アルミ製のパイプである.アルミというのは,常温常圧で良い熱伝導性・電気 伝導性を持っており,加工性が良く,実用金属としては軽量であるとされている.実際にホームセ ンターに出向きそのアルミ製のパイプを手にとってみると非常に軽かった.それゆえに胴体や腕, 頭などを重量的に支えられるかが心配となり,詳しくアルミについて調べることにした.その結果 アルミはメンテナンスが大変だということがわかった.上で書いたステンレスと比較してみると, ステンレスは一般的にさびにくく,さびたとしても表面の汚れ程度で済み,磨けば元に戻るとのこ と.逆にアルミは表面は防錆加工は行っているのだが,一端錆びてしまうと,穴が開いてしまう程 さびてしまい,磨いた程度では錆の進行をとめることも出来ず朽ち果ててしまうほどとのこと.そ れでは前提条件にあった,使用する材料は軽くて丈夫なものというものを満たしていても,作り終 わった後のメンテナンスが面倒となり,次の世代などに余計な迷惑がかかってしまう.以上のこと からアルミ製で出来たパイプは使用しないことになった. 次に試したのはフレキパイプである.フレキパイプとは,素材はステンレスで,用途は主に,洗 面ユニット,瞬間給湯器への給水.ボイラー,電気温水器への接続配管として使用されている.水 道の配管や給水などに使われているということで,錆にも強く,また,材質がステンレスでありな がらも簡単に曲げることが可能で,加工がしやすいという点が優れいてたため今回この材料し使用 することにした.図 4.25 がフレキパイプの写真である. 図 4.25 使用したフレキパイプ まず,このフレキパイプを設計図の通りに切った.これまでに材質がステンレスのものは一般的 なノコギリを用いて切断しようとしても出来ないことがわかったので,金鋸を用いて切断した.そ の際に,切らない方の一端をテーブルに備わっている万力を使用してしっかりと固定し,切ってい る最中に動かないようにしなければならない.そこで動いてしまうと,切れ目が斜めなどになって ずれてしまい,あとで棒ヤスリで整えるときの削る量が多くなってしまうからである.前回と同様 に設計書通りに製作したステンレス巻きパイプを8本作り,それぞれ微妙にずれた長さの誤差を直 したり,切断面の荒れた状態を治すために,金鋸で切った面は棒ヤスリを使い,綺麗にした.次に Group Report of 2012 SISP - 53 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project フレキパイプを胴体の木の下の面に固定するために,フレキパイプの一端を万力を利用してそこで つぶし,そこに穴を開けて金具を使い固定するという手段を取った.万力自体にはつぶす面に穴が 開いているためフレキパイプは一回で綺麗につぶすことが出来なかった.そのため,2 回に分けて つぶすことでパイプは綺麗な板のような状態することが出来た.その板にした状態で電動ドリルを 用いて金具をつけるためのネジをつけるための穴を開ける.電動ドリルで穴を開けるためにフレキ パイプのつぶしてない方の一端を万力を使って固定し,動かないようにした.次に先ほどステンレ ス巻きパイプのところで説明したように,図 4.22 にあるように設計図にある KABO11 号機の足 は曲がっているので,その足を曲げる工程に入るわけだが,今回はこのフレキパイプを購入すると きに,しっかりと曲げることが出来ることを確認していたので,素手で曲げることにした.実際に 試みたところ簡単に素手で曲げることが出来た.曲げることが出来たので,次はその足の曲げる角 度を調節する.図 4.26 はモックアップ足の設計図のである. 図 4.26 足の設計図 図 4.26 のような角度で曲げるために,分度器で角度を測り,曲げる位置の印をつけた.その印 が真ん中に来るように慎重にフレキパイプを折り曲げ,また,変な方向には曲がらないようテーブ ルに載せて素手で曲げた.曲げ終わった後は,図 4.23 のような 8 角形の頂点の位置に配置するよ うに 1 本 1 本金具で折り曲げたフレキパイプを接続した.そうすることで IKANO11 号機のモッ クアップの足は完成した. (※文責: 矢萩広二) Group Report of 2012 SISP - 54 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO11 号機モックアップの腕部開発 IKABO11 号機のモックアップの腕は,IKABO11 号機が実際に腕を動かし,手を振る動作やイ カ踊りなどをすることを考え,曲げた状態の腕を製作しようと考えた.その際に,実際に製作しよ うと考えている IKABO11 号機の腕の関節は 2 つあるので,モックアップである IKABO11 号機 の腕も関節を 2 つつけることを決めた. 最初はモックアップの脚部製作の時に使用した,ステンレス巻きパイプを使って腕を構築しよう と考えた.設計図の通りに腕の長さの印をステンレス巻きパイプにつけて切断した.先ほど脚部で 述べたように普通のノコギリで切ることが出来ないで,金鋸をしようして切断した.切断した後 は,棒ヤスリをしようして断面を滑らかにした.ここから腕の関節に印をつけ,曲げる工程に入る のだが,脚部製作の部分でも述べたように素手では全く曲げることが出来ず万力を使用しててこの 原理を用いて曲げようと試みた.だがこの方法でも曲げることが出来なく,無理に曲げたときには 万力で固定していたステンレス巻きパイプの一端がつぶれてしまうという事態になってしまった. よって,この方法でモックアップの腕を実装することは断念することにした. 次に使用した素材はストーブの配管などに使用されている 40 パイフレキジョイントというもの を使用して製作することにした.40 パイフレキジョイントとは素材がステンレスで出来ており, ステンレスというのは脚部で記したように,非常に硬い金属で錆びにくい性質を持っていて,軽く て丈夫であり,またメンテナンスなどが楽に出来る.脚部より上は軽くて丈夫なもので製作しなけ ればいけない IKABO11 号機のモックアップでは,加工するには非常に適している素材であった. また,ステンレスは非常に硬くて加工しにくいという面もあったのだが,今回しようする 40 パイ フレキジョイントというものは脚部で使用したステンレス巻きパイプより薄い筒状の物となってお り,ステンレスなので力は必要ではあるが自力で曲げることが可能である.したがって,この 40 パイフレキジョイントを使用することに決定した.この材料で設計図の通りに製作することになっ たのだが,実際に使用した 40 パイフレキジョイントは図 4.27 である. 図 4.27 フレキパイプジョイント また図 4.28 はモックアップ設計図の腕の部分をアップしたものである. 図 4.28 のように,実際に IKABO11 号機には関節を 2 つつけ,自由自在に腕や手を動かし,複 雑な動きやイカ踊りをさせるつもりなので,このモックアップにも同じように腕の関節を 2 箇所決 めてその場所に印をつけた.次に腕を曲げる工程に入る.分度器を使用して,40 パイフレキジョ イントの腕の曲げる角度を決めた.40 パイフレキジョイントの素材はステンレスだが,通常のス Group Report of 2012 SISP - 55 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.28 腕の設計図 テンレスのパイプなどでは素手で曲げたり,万力を使用して曲げたりなどは出来ない.だが今回使 用する物は素材はステンレスながら薄い筒状の物となっており,素手で折り曲げることが可能なの で素手で加工することにした.実際に腕を折り曲げてみると案外硬かったため加減が難しく,曲げ ることは出来たとしても思い通りの角度にすることが出来なかった.そこで一端を固定して,てこ の原理を利用して素手で折り曲げることにした.また,曲げている最中に本来曲げようとしている 角度ではない角度に曲がるのを防ぐために,逐一腕を折り曲げては分度器で確認するということを 怠らなかった.さらに曲げる角度がおかしくなってしまわないように一箇所を曲げた後にテーブル の上に置き違う角度に曲がらないようにした状態で分度器で測りながら設計図の通りに曲げること にした.その結果 IKABO11 号機の腕である 2 本は,設計図の通りの大きさ,角度の折曲がってい る腕を製作することに成功した. またモックアップの手先となるものは,発砲スチロールで出来た三角錘のものを利用して,製 作することにした.この手先は,まず IKABO11 号機のイメージカラーである青色を塗ることに した. 色塗りが終え乾いたところで上記で製作した腕と組み合わせるわけだが,素材がそれぞれ発泡ス チロールとステンレスであり,また接地面積が少ないということから,お互いを接着するのではな く,差し込む形で手先と腕を繋げようと考えた.そのためには,手先の三角錘の底面部分の中心を 定めその部分が腕の中心としっかりと一致するようにつなげる必要がある.そのためには,コンパ スを用いることで解決することが出来た.先に腕の円の半径を調べその半径を先ほどの三角錐の底 面部分に中心にしっかりとコンパスの針をあて,円を描くことで,ずれることなく中心同士を合わ せることが出来,腕と手先をずれることなく接続することが可能となった.また,胴体の側面と腕 を接続するには金具を使用した.電動ドリルを用いて腕の先に 2 箇所穴を開け,胴体にも同じよう に 2 箇所穴を開けた.胴体の穴を開ける場所については,胴体の面の真ん中を中心として,2 箇所 場所をとりそこに穴を開けた.その後は,ネジと金具を使用して腕と胴体を繋げるわけだが,その 際には角度に注意して接続した.腕と胴体の側面が垂直に繋がるようにした. (※文責: 矢萩広二) Group Report of 2012 SISP - 56 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO11 号機モックアップの頭, 手先, 頭部のフレームの塗装について 11 号機の頭や手先, 頭部のフレームを塗る作業に新たな塗料を 2 つ購入した. • 塗料 (白) 参考価格:1800 円 必要量:塗る際に随時変化 • 塗料 (水色) サイズ:直径 8.0cm 参考価格:1800 円 必要量:塗る際に随時変化 その塗料を塗るために新たに刷毛を購入した. また, 手先は 3 号機や 5 号機に用いたものの予備が あったのでそれを使用した. 塗料は 3 号機や 5 号機に使用していた水性の塗料ではなく, ウレタン?性の塗料を使用した. 11 号機プロトタイプの色は既存機と被らないことを前提として考えていた. その末, 決定されたのは 既存機と被らず, 外目からもキレイでホタルイカを基調とした水色とした. そのため, 5 号機の修理 に使用してきた色は使えなかった. 3 号機に使用してきた色は白で全身水色で統一するよりは白を 入れようという意見があった. プロトタイプに使用する材料を鑑みるに水性の塗料ではその材料に 色をつけることができるかという疑問点が出てきた. そのため, 今まで使用してきた塗料は使えず, 使用する材料に塗ることができる塗料を考えた. その結果, ウレタン系の塗料が使用できるのでは ないかという結論に至った. 11 号機の頭を塗る際に底面を下にして水色の塗料を塗った. 塗り終え乾いた後に底面を上にし, 底面に色を塗り, 底面が地面とつかず乾くようにした. 色を塗る際にできるだけ塗料を多く付けず, 薄く塗ることを心がけた. 塗料を塗ると塗りムラができ, 仕上がりがうまくいかなくなるのが理由 である. また, 塗料を多めにつけて塗るとその塗料が垂れ仕上がりが汚くなるのを防ぐのも理由の 一つである. それを避けるため, 薄く塗り続け, 塗りムラを減らすように塗った. 11 号機の手先は 5 号機と同様に竹串を底面に刺し, 11 号機の頭を塗った技術と同じである. ま た, 塗り終えた後は発泡スチロールの箱に刺し, 乾かした. 塗料が乾き次第, 塗料を塗り, その作業 を繰り返し, 塗りムラがないことを確認し終えたらこの作業を終了した. 11 号機の頭のフレームを塗る際には正面はプロジェクトメンバーに左右から手で頭のフレーム を持ってもらい塗ることができた. (図 4.29) 図 4.29 Group Report of 2012 SISP 頭部のフレーム部分 - 57 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 次に,図 4.29 の様に正面寄りの側面を塗るのだがメンバーの手を借りてもできないため, 土台と なるようなものを置き, 側面を塗った. 塗料が乾き次第, 裏返して塗料を塗り, その作業を繰り返し, 塗りムラがないことを確認し終えたらこの作業を終了した. (※文責: 荒川貴史) 4.2.5 11 号機計画書の作成について 私は IKABO 11号機を製作するに当たって次年度のプロジェクトメンバーがすぐに11号機 の製作に取り掛かれるようにするために IKABO 11号機の計画書を作成しようと思った.主に 11号機の具体的な材質,大きさ,組み立て方などについてまとめたものであるが今年度のプロ ジェクトでは大きさ,重量はまとまったものの,材質やデザインなどは決定には至っていないため 計画書を作成するにしてもそれだけで11号機の製作には取り掛かれないため計画書を作成した後 それを次年度のプロジェクトに引き継がせる予定である. (※文責: 門谷隆司) 4.2.6 引き継ぎマニュアル 引継ぎ時の問題 引継ぎ時の問題として IKABO1 号機,IKABO3 号機,IKABO5 号機の文章化されたマニュア ルが存在しないことである.この文章化されたマニュアルが存在しないということは,IKABO を 稼働させる時に,稼働方法を先輩から説明していただくのだが,それだけでは,忘れてしまうこと もあり,次回稼動時に,やってはならない稼働方法をしてしまい IKABO 自体の故障にもつながる という問題が出てくる.先輩が稼動時に常に来ていただけるのならばこのようなマニュアルは必要 ないのかもしれないが,そのような状況は一切存在しない.よって,このマニュアルの必要性があ ると考えた.さらに,稼働させるためのマニュアルだけではなく,プログラムのマニュアルについ ても作成することを考えた.プログラムについては,担当している先輩がいらっしゃるのだが,そ の先輩がいなくなってしまったら,もうそのプログラムについての説明が聞けず,編集も自分で理 解しなければならないため,非常に時間がかかってしまうという点がある.そのため,プログラム のマニュアルを作成し,プロジェクトに参加する人であれば,IKABO3 号機と IKABO5 号機のプ ログラムについて理解できるように,作成するべきだと考えた.動作マニュアルは,今までの室内 や屋外での稼働をよく依頼される IKABO1 号機,IKABO3 号機,IKABO5 号機の稼働マニュア ルを作成するとし,プログラムのマニュアルとしては,IKABO3 号機と IKABO5 号機のマニュア ルの作成をすることとした.これら 2 点を引継ぎ時の問題として上げた. (※文責: 金井宣彦) 引継ぎ時の成果・結果 引継ぎ時の問題として IKABO1 号機,IKABO3 号機,IKABO5 号機の文章化されたマニュアル が存在しないことである.この文章化されたマニュアルが存在しないということは,IKABO を稼 働させる時に,稼働方法を先輩から説明していただくのだが,説明の機会は一回しかなく,2回目 3回目は,こちらからメールで依頼して予定を合わせなければならない.先輩方の予定もあり,な Group Report of 2012 SISP - 58 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project かなか予定が合わなかったりするため,文章化されたマニュアルの必要性が出てきた.一回だけで 理解することが出来れば良いのだが,実際は,一回だけでは,忘れてしまうこともあり,次回稼動 時に,やってはならない稼働方法をしてしまい IKABO 自体の故障にもつながるという問題が出て くる.先輩が稼動時に常に来ていただけるのならばこのようなマニュアルは必要ないのかもしれな いが,そのような状況は一切存在しない.忘れていなくてもなんとなくなどで操作して故障してし まった場合,修復に多大な時間を使うため,イベントの依頼が来ても IKABO が故障しているため 出られませんと言うことは避けたいので,確実に稼働させることができるように,動作マニュアル を作成することにした.また,稼働させるためのマニュアルだけではなく,プログラムのマニュア ルについても作成することを考えた.プログラムについては,担当している先輩がいらっしゃるの だが,その先輩がいなくなってしまったら,もうそのプログラムについての説明が聞けず,編集も 自分で理解シなければならないため,非常に時間がかかってしまうという点がある.さらに,間違 えた解釈をしたいた場合,取り返しのつかないことが起きてしまう可能性がある.そのため,プロ グラムのマニュアルを作成し,プロジェクトに参加する人であれば,IKABO3 号機と IKABO5 号 機のプログラムについて理解できるように,作成するべきだと考えた.動作マニュアルは,今まで の室内や屋外での稼働をよく依頼される IKABO1 号機,IKABO3 号機,IKABO5 号機の稼働マ ニュアルを作成するとし,プログラムのマニュアルとしては,IKABO3 号機と IKABO5 号機のマ ニュアルの作成をすることとした.以下に作成したマニュアルの一部を示す.(図 4.30) 図 4.30 作成したマニュアルの一例 マニュアルの作成は,まず,作成する本人が稼働できないと作成できない.そのため,先輩に 聞いた稼働方法を何度も確認し,先輩に稼働させる時,聞く機会が何度かあったため,その度に 質問をし,確実に起動できるようになった.その後,その起動方法を推奨機には導入されている OpenOffice.org Writer(オープン オフィス ドットオアールジー ライター) というソフトを用いて Group Report of 2012 SISP - 59 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 文章にまとめ,マニュアルとして作成した.まずは,文章だけのマニュアルを作り,実際にそれを 用いて,自身で起動してみたところ,わかりづらい点が多々あり,他のプロジェクトメンバーにも 見てもらったところ,画像があるとより理解が深まるのではという提案が出てきた.そのため,動 作するときに必要と思われる道具の画像や,実際の起動画面の画像などを撮影し,ウィンドウズに 初期からついている機能である,ペイントを用いて画像のサイズを調整し,前述した文字だけのマ ニュアルに貼り付けていき,写真を入れたマニュアルを作成した.マニュアルの画像としては,複 雑な設定が必要となる3号機5号機のマニュアルは,図 4.30 のように画像を多く挿入することで, 理解しやすい作りになっている. このマニュアルでの引継ぎは,プロジェクト終了後のため,結果としてはまだ書くことができな い.しかし,実際にプロジェクトメンバー内で余り動かしたことがない人にこのマニュアルを見な がら稼働をさせたところ,危ない稼働のさせかたはせずに,マニュアル通りの稼働をしてくれたた め,このマニュアルでの引継ぎは可能だと考える. (※文責: 金井宣彦) 3・5 号機の目の製作や手先に関してのマニュアル作成について マニュアルは本来, 別な人が書くものであったがこのマニュアルだけは私が担当した. 目や手先 を終始携わったのが私だけというのが理由である. この作業は人でが必要な場面もあるが, 必要で ない時のほうが多いので人数が増減していた. また, この作業は私が中心となって行なっていたの も理由の一つである. 目の製作や手先に関することをまとめたマニュアルを作成した. 次年度以降, 引継ぎを円滑に進め, メンテナンスをする際などに手探りでその作業を行うのを防ぐことや 3 年計 画である IKABO11 号機の開発に専念してもらうことが理由である. また, この 3 号機・5 号機の 目の製作や手先に関する作業のような一種の職人のように見える作業を後世に引き継がせるという のも理由の一つである. 内容としてはこの 1 年で得た 3 号機・5 号機の目の製作方法や手先に関す ることである. 目の製作方法は今年度の活動で統一したが, 資料として過去の 3 号機・5 号機の目 の製作方法を載せることにした. 一人だけが書いて, マニュアル作成終了ではそのマニュアルを見て 5 号機などの目の製作や手先 の交換が行えるか不安である. そのため, プロジェクトメンバーでこのマニュアルを見て理解でき たかを確認した. そして, そのマニュアルを見てこの作業が行えるかを確認し, 説明不足な点や誤字 脱字がある場合, 指摘し随時そのマニュアルを直していった. (※文責: 荒川貴史) 4.2.7 5 号機の改善点・成果 機能面における改善点・成果 本項では,本プロジェクトにおいて管理している IKABO 5号機の機能面における改善点や成果 をそのプロセスも含め詳述する. (※文責: 高橋寛恒) Group Report of 2012 SISP - 60 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 課題の詳細 IKABO 5号機における機能面の課題は大きく分けて2つある.1つは既存の機能の改善,もう ひとつは新規機能の追加である. 既存の機能の改善については前述のしたように,バイバイ機能の実行時に発生する,眼球と腕の 干渉をどの様にして解消するか,という点に問題の焦点があった.そこで,これに対する解決策と して2つの方法が提示された.提示された方法の一つは,眼球を取り付ける位置を変更し腕との干 渉を避ける方法,もうひとつは,腕の可動範囲を修正し眼球との干渉を避けるというものであっ た.前者はハードウェア的手法,後者はソフトウェア的手法による問題へのアプローチである. 我々はこの問題の解決策として前者を選択した.その理由としてあげられるのは,後者の手法で は IKABO 5号機を制御しているプログラムの理解が必要になり,この問題の解決に時間が必要 になることである.これには,前述のとおり,IKABO 5号機はその運搬性の良さや,イベントに おける展示の反響の大きさから,多数のイベントに参加することになる為に問題の解決にあまり多 くの時間が掛けられないという事情があったためである.従って,我々はこの問題に対してハード ウェア的手法によるアプローチで対処することを選択した. 新規機能の追加については,瞬きの機能追加を行なった.IKABO 5号機は我々が引き継いだ段 階から眼球の設置部分の根本にサーボモーターが組み込めるようになっており,眼球の設置に用い る土台ごと回転させることができ,眼球を縦方向に回転させることが可能であった.これは5号機 を製作した 2010 年度のプロジェクトメンバーが,IKABO 5号機の目を動かすことによって,感 情の表現を行わせることを目標にしていたためである.しかし,この機能は私達が引き継いだ当時 には実装されておらず,眼球機構の根本に設置されている眼球を回転させるためのサーボーモー ターも故障しているサーボモーターが設置されているのみで,眼球を回転させることは出来ない状 況であった.そこで,まばたき機能の追加という課題を解決する為に2つの課題を設定した. 1つは,必要なサーボモーターの調達であり,もうひとつは現在 IKABO 5号機を動かしている プログラムの理解である.先に述べたように,現在 IKABO 5号機の眼球機構に設置されている サーボモーターは故障してるものであり,眼球機構を動かすためには新たなサーボモーターが必要 であった.そこで,本プロジェクトで管理している備品の中にスペアのサーボモータがあるか探し てみたところ,スペアは一つもなく,全て故障または使用されていることが明らかとなった.従っ て,新たにサーボモーターを手に入れることが急務となった.また,機能を追加するためには5号 機を動かしているプログラムを理解しなければならないため,その理解に力を入れ,サーボーモー ターが調達できたら直ぐに機能の追加に取り掛かれるよう準備をすることとした. (※文責: 高橋寛恒) 課題解決のプロセス 以下では,5 号機の課題解決のプロセスについて述べる. 既存の機能改善 先の項で述べたように,バイバイ機能実行時の腕と眼球の干渉の問題についてはハードウェア的 な手法で対処する事となったため,どこをどの様にすれば眼球の設置されている位置を変えること が出来るのか把握する必要があった.そこで,まずは IKABO 5号機の眼球機構がどのようになっ ているかについての学習を始めた.以下に5号機の眼球機構について記述する. Group Report of 2012 SISP - 61 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project IKABO 5号機の眼球機構は頭部にある.頭部は,眼球機構とリング状フレームとそれを両側か ら包み込むように設置されている1対のアクリルの半球で構成されている.リング状のフレーム は,ステンレスと一部アルミで構成されており,IKABO 5号機の眼球機構はこれに直接設置され ている.設置方法は太さ 4∼5mm ほどのボルトとナットで固定するというというものであった. そして眼球機構に付いている眼球本体は銀色に塗装されたまぶたと,黒く塗装された目玉によって 構成され,アクリルの半球に開けられた円状の穴から外側へ,全体の 2/3 程度飛び出ている.眼球 機構は,両目を動かすサーボモーターと眼球機構そのものを本体のリングフレームに固定する為の フレーム,眼球をフレームに固定されたサーボーモーターの可動部に固定する軸,そして眼球本体 で構成されている.以下にその写真を示す.(図 4.31) 図 4.31 5 号機の眼球機構 眼球機構は以上のような構造のであることから,アクリル半球からの眼球の飛び出し具合を決め ている,眼球とサーボーモーターとつなぐ軸を,単純に切断することによって短くし,眼球の 1/3 程が飛び出すように調整すればいいのではないかという結論に至った.そこで軸と短くしようとし たが,ここで問題が発生した.軸とサーボモータを固定している部分は,黒く塗った木材に穴が開 けてあり,軸自体がその穴に入り,固定する役割を担っていたために,ここを切ってしまうと眼球 がサーボーモーターと繋げなくなってしまうのだ.その為,現在軸として用いているネジと同じ太 さで,且つこれよりも短いものを探してみたが売っていなかった.従って,べつの方法を模索する 必要があった. 上記のような問題を受けて,我々はこの問題に対するアプローチの仕方を変え,新たな方法でア プローチすることとした.その方法とは前項で述べた後者の方法,ソフトウェア的手法によるアプ ローチである.この方法では,先のハードウェア的な手法とは異なり,サーボーモーターで駆動す る IKABO 5号機の腕がバイバイ機能の実行時に動く範囲を変更し,眼球との干渉を回避するとい うものである.これを行うために IKABO 5号機に使われているマイコンに対してプログラムの 書き込みが出来る環境を構築することを最初に行なった. マイコンに対するプログラムの書き込みを行うには,IKABO 5号機のマイコンボードに使われ ているマイコンが何であるかが分からなければならないため,5号機に使われているマイコンボー ドについて調べることにした.その結果,IKABO 5号機に使われているマイコンボードは,ア イ・ビー株式会社の関連会社である株式会社 Pirkus の RE00V(アール・イー・ゼロ・ゼロ・ファ Group Report of 2012 SISP - 62 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project イブ)というマイコンボードであることが判った.以下にその写真を示す.(図 4.32) 図 4.32 5 号機に用いられているマイコンボード そこで,Pirkus のホームページで,この RE00V について調べてみたところ,このマイコン ボードに用いられていたのは,ルネサス エレクトロニクス株式会社製の SuperH ファミリ, SH/Tiny シリーズの SH7125 というマイコンであることが判った.このことからこのマイコンに プログラムを書き込むためには,同じく,ルネサス エレクトロニクス株式会社製の統合開発環 境,High-performance Embedded Workshop とこれによって生成される mod ファイルを書き込 むための書き込みソフトである,フラッシュ開発ツールキット (Flash Development Toolkit) が 必要であることが判った.従って,これらの開発環境として必要なソフトウェアをインストールす ることから始めた. High-performance Embedded Workshop については,本学の講義の一つである情報処理演習 2 で利用経験があったのでそれを利用した. Flash Development Toolkit は,ルネサス エレクトロ ニクス株式会社の HP より無償評価版がダウンロード可能であったので,それをダウンロードし, ソフトウェアをインストールした.これを用い,昨年度のプロジェクトメンバーから引き継いだ High-performance Embedded Workshop のワークスペースである,hws ファイルを開いて,これ をビルド(ソースコードをコンパイルし mod ファイルを生成するコマンド)しようとした所,問題 が発生した.その問題とは,統合開発環境である High-performance Embedded Workshop に含 まれている,コンパイラのバージョンが異なるというもので,コンパイルが出来ないという状況に 陥った.この問題について,昨年度のプロジェクトメンバーに相談してみた所,ルネサス エレク トロニクス株式会社の HP に High-performance Embedded Workshop のコンパイラやデバッガ のアップデート用ファイルがあるとのことだったので,それをダウンロードし High-performance Embedded のコンパイラ及び,デバッガをアップデートしこの問題を解決した.次に生成した mod ファイルをマイコンのメモリーに書き込む Flash Development Toolkit の設定を行なった. Flash Development Toolkit は書き込むマイコンの種類によってクロック数などの必要であるから だ.そこで,設定について必要な情報を調べながらその設定を行った.その手順は次のようなもの である.まず始めに,マイコンボード RE00V の DIP スイッチの 1 番と 2 番を ON にした状態で, コンピュータと接続する.次に Flash Development Toolkit を起動し新規プロジェクトワークス ペースの作成を選択し,ワークスペースを作成する.ワークスペース名とプロジェクト名を適当に Group Report of 2012 SISP - 63 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 指定し,デバイスとカーネルの選択に移る.デバイスとカーネルの選択では,フィルタに 7125 と 入力すると項目の中に Type の項が SH で Full Name の項が SH/7125F(Generic) となっているも のがあるのでそれを選択し,マイコンボードと接続している COM ポートの番号(COM ポートの 番号はデバイスマネージャから確認する)を指定する.そうすると接続のテストが始まり,それが 終わったの後にクロックの指定を行う.クロックの指定では入力クロックを 11.0592MHz に指定 し,周辺クロックの比率 (CKP) を 2 に設定する.これらの設定の後,完了をクリックするとワー クスペースが作成され正常に書き込むことが出来た.これで開発環境が整ったので,動作の調整に 移ることとした. 次に,動作の調整を行なった.動作の調整を行うに当たり,バイバイの動作がどの様に行わわれ ているかと,それがプログラム的にどう記述されているかを理解する所から始めた.IKABO5 号 機の腕は 4 つのサーボーモーターから構成されており,IKABO5 号機の体に近いものから順に, 肩・腕・手首・手と言うように呼んでいるのだが,バイバイ機能の実行時に動かされるのは主に手 と肩である.これは手と肩がバイバイ実行中の左右に腕の機構を振る動きをしている為である.そ れ以外の腕と手首も動いていないわけではないが,最初に IKABO 5号機の腕の機構を振り上げ る際とそれをもとに戻す際に動くのみで,実行中の動きはない.バイバイの動作はこの様な動作で あるので,左右の振れ幅を小さくすれば,眼球と腕の干渉を避けられると考えた.次にこれらの動 作がプログラムのどの部分で制御されているかを調べることとした.その結果,IKABO 5号機の ソースコードの一つである ac deg init.c という c 言語のファイルでバイバイなどの動作における, 各サーボーモーターの角度を指定していることが判った. ac deg init.c では,IKABO 5号機のアクションにおけるサーボーモーターの角度指定を行なっ ており,アクション中の動作停止時や左右のバイバイ,イカゲソのポーズなどの各サーボでの角度 やその角度をどれくらいの時間,維持するかなどを指定している.今回問題が発生しているバイバ イの動きについて指定してるのは,右手については bye rh init,bye rw init,bye ra init,bye rs init,bye lh init,bye lw init,bye la init,bye ls init の8つの関数である.それぞれの関数は1 つのサーボモーターに対応しており,関数名のアンダーバーで区切られた3つの項目のうち2つ目 の項目が対応しているサーボモータがごの部分であるかを表しており,最初の文字の r や l が左右 どちらの腕であるかを示し,2つ目の文字である h,w,a,s が腕機構のどの部分のサーボーモー ターであるか示す.h は手,w は手首,a は腕,s は肩を表している.従って,bye rh init の場合 は右の腕機構の手のサーボーモーターの値を指定しているということになる.右手のバイバイアク ションであるのに左手についても関数があるのは,IKABO 5号機が PWM 制御によるサーボー モーターを使用しているからである.PWM 制御のサーボモーターは何らかの値を指定しなければ トルクが発生せず脱力してしまうことがあるのである.これらの関数では,deg という short 型の 配列と,deg wait という short 型の配列に値を与えることによってサーボーモーターの回転する角 度と,その角度をどれだけの時間,維持するかを指定する.deg が角度指定の配列で,deg wait が 維持する時間を指定するものである.また,左手のバイバイの動きについて指定をしている関数も 右手のものとほぼ同様であるが,関数名が bye ∼ではなく,byebye ∼となっている.これは関数 名の衝突を防ぐためのものである. deg ac init についての理解が出来たので,バイバイの動きの改善に移った.今回の改善は,バ イバイ実行時の腕を振る左右の動きを眼球に当たらないように調節することによって,腕と眼球 の干渉を回避するので,腕の機構を左右に振る動作において主に動いている,手と肩のサーボモー ターについての調整が必要であった.従って,プログラムでは,deg ac init.c 内で右腕機構でのバ イバイで手と肩についてサーボモーターを制御している bye rh init 関数と bye rs init 関数,左腕 Group Report of 2012 SISP - 64 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 機構でのバイバイで手と肩についてサーボモーターを制御している byebye lh init 関数と byebye ls init 関数について変更を加えた.これらの関数では deg という配列に値を代入することによっ てサーボモーターがどれだけ回転するかを決めるため,ここに代入されている値を変更した.バ イバイの動きでは腕を左右に振るためにある角度とある角度が交互に指定されるようになってい る.例えば,bye rh init 関数の deg では unsigned short deg[] =9000, 13000, 9000, 13000, 9000, 13000, 12000; というように値が指定され,サーボモーターは90度と130度を交互に繰り返す ように設定されている.そこで,ここで指定されている値を小さくすることによって,バイバイ実 行時の腕機構の振れ幅を小さくすることが出来ると考え,手と肩のサーボモーターに与えている値 を小さめに調節してみたところ,振れ幅を小さくすることが出来た.これにより腕機構と眼球の干 渉を避ける事が出来たが,今度は別の問題が発生した.それは腕機構の振れ幅を眼球とぶつからな い程度まで小さくすると,バイバイの動きそのものが不自然になってしまうというものである. バイバイの動きが不自然になってしまう問題を解決するべく,我々はべつの方法を考えた.その 方法とは,バイバイの振れ幅だけでなく,左右に振る位置をずらすことで動きの不自然さを無くす というものであった.先に述べたような動きの不自然さは,眼球に腕機構が当たらないほど振れ幅 を小さくしたためにその動きがバイバイであると認識しにくくなった為に起きたものであると考え られる.従って,この問題を解決するためには,腕機構が眼球に当たらず,かつそれがバイバイで あると認識出来る程度の振れ幅が実現できるスペースを確保しなければならない.現在のバイバイ の動きでは腕機構は丁度,目の横野あたりまで振り上げられてから左右に振られるため眼球にぶつ かってしまう.そこで,腕を振り上げる位置を目の横ではなく,そこよりも少し後ろに指定すれば この問題を解決することが出来るのではないかと考えた. 上記のように解決策が新たに考えられたので,それを踏まえて,引き続きバイバイの動きの改善 を行った.今回示された解決策では,腕機構の左右への振れ幅ではなく,振り上げる位置を調整す るので,左右の腕のサーボモーターを調整することとした.そこで左右のバイバイの動きにおいて 腕のサーボモーターの角度と待ち時間を制御している,bye ra init 関数と byebye la init 関数内の deg の値を変更することにした.これらの関数における deg の値は腕機構の上げ下げを行うための ものであるので,初期位置の値に挟まれて,腕を振り上げる角度が指定されている.具体的には, 18000,9000,18000 のように記述されており,両端の 18000 という値が初期位置である 180 度を 示していて,中央の 90000 という値が腕を振り上げる角度である 90 度を示している.これらの角 度は IKABO 5号機の正面を 180 度とし,背面を 0 度としたものである.今回は,腕機構の振り 上げ位置を変更するため,先に例示した中央の値を変更していった.この時,あまりに大きな値を 指定するとサーボモーターが動かなくなったり,挙動がおかしくなるので約 5 度刻みで変化させて いった.結果,初期には 90 度回転させていた,腕のサーボモーターを 105 度回転させる様に指定 すると腕機構を振り上げた状態で,左右に振っても眼球に干渉するようなことはなくなった. この様にバイバイ機能は,その動きが改善され腕機構が眼球にぶつかることがなくなって居たの だが,あるイベントに参加中にこの不具合が再発する様子が見られた.その様子を観察している と,眼球にぶつかる時とそうでない時があるようであった.この様な観察の結果から,これはプロ グラムにおける動作指定の問題ではなく,IKABO5 号機を動かしている,サーボモーターの問題 であると考えた.これは,腕機構が眼球にぶつかるという現象が起きる場合と起きない場合がある ことからサーボモーターの回転する角度が何らかの原因により変化していると考えたからである. 原因として考えられるのはプログラムかハードウェアのどちらかであるが,プログラムでは先も 述べた通り,乱数などは使用しておらず,直接サーボモーターが回転すべき角度を与えている為に 原因ではないと判断した.従って,ハードウェアにおける何らかの問題が,サーボモーターの回転 Group Report of 2012 SISP - 65 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 角度の変化という形で現れていると判断したのである.IKABO 5号機の場合その動きに関係する ハードウェアは腕機構のフレームかサーボモーターのみである.従って原因となるのはこのどちら かであると考えられるが,フレームに問題がある場合 (例えば,フレーム同士が干渉する等),問題 が発生したり,しなかったりすることは考えにくいので,この問題の原因はサーボモーターにある と判断した. 以上のような判断の下,この問題がサーボモーターの,どの部分に起因しているのを考察して いった.今回,IKABO 5号機に使用しているサーボモーターは,回転するサーボモーター本体部 分とその回転をハードウェア的に制御するギアボックスで構成されている.その為,どちらに問題 があるのか,或いはその両方に原因があるのかを判断する必要があった.それを確かめるために IKABO 5号機から腕機構を取り外し,腕機構のフレームからサーボモーターを取り出して,ギア ボックスの蓋を開けてみると次のようになっていた.(図 4.33) 図 4.33 ギアに付着した汚れ 示した写真では,汚れが見えやすいよう幾つかのギアが取り外してあるが,ギアボックスの中は この様になっており,写真に見える黒いヘドロ状の汚れが今回の問題を引き起こしている原因であ ると考えられた.また,念のため IKABO 5号機に付けられているサーボモーターを全て取り外 し,ギアボックスの中を点検した所,ほぼすべてのサーボモーターのギアボックスでこの様な汚れ を発見した.そこで,全てのサーボモーターについてギアボックス内の汚れを取り除き,新たにグ リスを塗り直すこととした.以下にその作業後のギアボックスの一例を示す.(図 4.34) 図 4.34 Group Report of 2012 SISP メンテナンス後のギアボックス - 66 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この写真のように,汚れを取り除き,グリスを塗り直したサーボモーターを再び IKABO 5号機 に装着し,バイバイのアクションを実行した所,前述したような問題が解消されており,20 回ほ どバイバイの動作を連続して行なっても腕の機構が眼球に当たることは無く,バイバイ機能の改善 を達成することが出来た. (※文責: 高橋寛恒) 新機能の追加 次に,新規機能の追加のプロセスについて記述する.今回のプロジェクトでは,新規機能として 瞬きを追加した.新規機能の追加における主な課題は必要なサーボモーター調達とプログラムの 理解であった.そこで先ず最初に,必要となるサーボモーターが何であるかを調べる所から始め た.用いるサーボモーターとして候補に上がったのは IKABO 5号機の腕の機構に用いられてい るサーボモーターである Hitec 社製ロボット専用サーボ HSR-5498SG である.これを選んだのは 腕の機構で既に使用されており,PWM などの調整をしなくて良いなどのメリットがあるからだ. 以下にそのサーボモーターの写真とスペックを示す.(図 4.35)(表 4.1) 図 4.35 使用したサーボモータ HSR-5498SG 表 4.1 HSR-5498SG の仕様 重量 59.8g 寸法 40 × 20 × 47mm トルク (6.0v/7.4v) 11.0kg・cm/13.5kg・cm スピード (6.0v/7.4v) 0.22sec・60°/0.19sec・60° 使用するサーボモーターが決定したので,それを発注している間に IKABO 5号機のプログラム について学習を始めた.IKABO 5号機は複数のソースファイルやヘッダファイルからなるプログ ラムなので,前述した様に特定の動作を改善するといった場合には,それに関するファイルだけを 理解すれば良い反面,新しい機能を追加するとなると,これらのソースファイルが全体としてどの 様に動いているかを理解しなければ実現できない.そこで,まずそれぞれのファイルがどの様な役 割を持っていて,どのファイルを変更すれば動作が追加できるのかを絞り込む所から始めた.以下 ではその過程について記述する. IKABO 5号機のソースコードは,11の C ソースファイルと7のヘッダファイルからなる C 言語ので書かれたものである.このままだとソースコードが膨大過ぎてどこから手を付けて良いか わからなくなるので,まずはこの中から動作の追加について関係のあるものについて選び出すこと Group Report of 2012 SISP - 67 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project とした.その結果 main.c,main.h,ac deg init.c,initialize.c の3つのソースファイルと1つの ヘッダファイルの計4つのソースコードが IKABO 5号機のアクション実行において関係してい ることが判った.そこで,今度はこれらのソースコードがアクション実行時にどの様に機能してい るかを見ていくこととした. アクション実行時におけるこれら4つのソースコード全体の動きを記述する.このプログラ ムは C 言語で記述されているため main.c から動き始める.このソースファイルは main 関数, KeyCheck 関数,dance 関数,action 関数,init timer 関数の5つの関数で構成されており,まず main 関数から呼ばれる.この関数ではヘッダファイルで宣言しておいた構造体を変数として生成 したり,処理に必要なフラグやタイマー機能,PWM などを初期化,あるいはリセットして,動作 の準備をするものである.また,IKABO 5号機はシリアル通信で入力されてくるデータを元にア クションを動作させるので,後述する KeyCheck 関数を while ループによって高速で呼び出し,シ リアル入力をチェックした上で,それに対応した動きが起こるように制御している.KeyCheck 関 数は前述のとおり,シリアル入力をチェックするための関数である.if 文による分岐を行なうこと によって,入力として受理されるシリアル入力があった場合,対応する動作をするように,サーボ モーターに値を与える変数を初期化する.例えば,シリアル入力で数字の1が入力された場合は, 右手でバイバイすることになっている.この時,この関数では,サーボモーターが決められた順序 通りに動作するように initialize.c 内の ac init 関数を呼び出し,サーボモーターの待ち時間を wait init を呼び出すことによって初期化した上で,ac deg init.c の deg bye init を呼び出すことによっ て,右手でバイバイを行うときのサーボモーターの動きを指定する変数である deg や deg wait に 値を代入する bye rh init,bye rw init,bye ra init,bye rs init,bye lh init,bye lw init,bye la init,bye ls init の8つの関数をまとめて呼び出して,右手バイバイの動作をする準備を整え て action flag を TRUE(マクロにより!0 として定義されている) とする.action flag が TRUE と なると,action 関数が呼び出される.action 関数は,deg wait の配列の要素の待ち時間を取り出 し,それをデクリメントしていき,これがゼロになった時,deg の配列の要素に代入された値を対 応する,サーボモーターが刺さったマイコンボードのピンに対して PWM 信号として出力するこ とでサーボモーターを回転させている.この様にして,各アクションに必要な回数そのサーボモー タが行動したら,サーボモーターの行動順を表す配列の対応した要素に,そのサーボモータの行動 終了を表す意味で-1 を代入する.アクションに使用する 8 つのサーボモーターに-1 が代入された 時そのアクションは終了したとみなされ,action flag を FALSE(マクロで 0 と定義される) とし, action 関数から抜ける.これでひとつのアクションが終了したこととなる.IKABO 5号機におけ る各アクションはこの様に実行されている.なお,今回はアクションを例に取ったため,dance 関 数は呼ばれていないが,イカ踊りを実行した場合は,ほぼ同様の流れで進み action 関数が呼ばれ る代わりに dance 関数が呼ばれる.また,int timer 関数は SH7125 のタイマー機能をサポートし ている CMT1 の割り込みが起きた際にシステムによってコールされており,dance flag あるいは action flag が TRUE の時,各サーボモーターの待ち時間のデクリメントを担っている関数である. 以上より,IKABO 5号機のアクションの動作の仕組みが理解できたので,注文していたサーボ モーターを用いて,IKABO 5号機に瞬きの新規機能を追加することを試みた.上記のアクション の実行例より,アクションの制御は main 関数から始まるのでそこから機能追加を行なった.main 関数ではヘッダファイルで定義された,サーボモーター制御用の変数がまとめられた構造体が変数 として作られているので,まず目のサーボモータを制御するために必要な変数を纏めた構造体を ヘッダファイルで宣言する所から始めた.角度指定用,待ち時間指定用,配列の要素数格納用変数 の 3 つを纏めた構造体を作り,それを左右について変数として作成した.また,左右の目につい Group Report of 2012 SISP - 68 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project て,実行中かどうかを示すフラグや,サーボモータに対応したマイコンボードのピンの位置を示す マクロなども宣言した.次に,KeyCheck 関数では左右の瞬きに対応したシリアル入力の値として 4 を左目の瞬き,5 右目の瞬きとした.それぞれ,4 が入力されたら左目用の変数の代入が行われ 左目用フラグが TRUE になり,5 が入力されたら右目用の変数の代入が行われ右目用のフラグが TRUE になる様に記述した.次に瞬きアクション用に,action 関数や dance 関数に相当する eye 関数を作成した.新しく関数を作成したのは,dance 関数や action 関数が 8 個のサーボモーター を全て動かすことを前提として作られているからである.dance 関数や action 関数で制御する動 きは,必ず 8 つのサーボモータが使われる.その為,これら 2 つの関数から return するための条 件は,8 つのサーボモーターが全て使い終わった時,即ち 8 つの要素がある配列 ac のすべての要 素が-1 である時というように記述できた.しかし,今回実装しようとしている瞬きのアクションは これとは異なる.瞬きは左右別々に行うことがあるため,片方が使われたからといって,もう一方 のサーボモータが使われているとは限らないのである.実際,まばたき機能を追加している際に従 来と同じような条件で return をさせようとした所,一度まばたきを実行させると eye 関数から出 ることが出来ず以降の操作を受け付けなくなるという現象が起きた.そこで,return する条件をど ちらか一方のサーボモータが終了した時,にした所その様な状況から脱却することが出来た.サー ボモータに角度や待ち時間の指定を行う方法は action 関数のものを参考に,変数を適宜,瞬き用 の変数に置き換えることによって実装した.次に int timer 関数で左目用のフラグが TRUE の時 は左目の待ち時間が,右目用のフラグが TRUE の時は右目の待ち時間がデクリメントされるよう に追記した.最後に電源を入れた際に目のサーボモータの値が初期化されるように initialize.c の data init 関数で初期値を設定した. 以上のようにして IAKBO 5号機に瞬きの新規機能を追加することが出来た.これにより,当初 の設計目標であった目の動きによる IKABO の感情表現に一歩近づくことが出来たと考えられる. 以下に IKABO 5号機が瞬きをしている様子を示す.(図 4.36)(図 4.37) 図 4.36 5 号機の左瞬き なお,両目での瞬きは,右と左に対応する瞬きのシリアル入力(この場合4と5の両方が送信さ れた時)により実現可能である. (※文責: 高橋寛恒) Group Report of 2012 SISP - 69 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.37 5 号機の右瞬き インターフェースにおける改善点・成果 IKABO 5号機の追加機能である.まばたきを追加したことで,IKABO コントローラーで操 作できるように IKABO コントローラーのプログラムを編集し動作できるようにした.具体的な プログラムの編集として,まず IKABO コントローラーのプログラムの内容を把握するためにプ ログラム言語である c++ の統合開発環境が必要となった.そこで,Microdoft 社の製品である Microsoft visual c++ 2010 Express(マイクロソフト ヴィジュアル シープラスプラス 2010 エクスプレス) を導入するところから始めた.この Microsoft visual c++ 2010 Express は, Microsoft Visual Studio(マイクロソフト ビジュアル スタジオ) と呼ばれるマイクロソフトのソ フトウェア開発製品群の中にある,プログラム言語 c++ に特化した統合開発環境のことである. 他にも,c++ の開発環境があるなか,なぜこの Microsoft visual c++ 2010 Express を選ん だのには理由がある.一つは,マイクロソフトという大企業の提供する統合開発環境であるという ことである.これは,大企業が提供しているため,最も有名でかつ,トラブルシューティング等の サポートも充実していると考えたからである.二つ目として,今回,c++ を使うパソコンの OS は学校の推奨機に搭載されている Microsoft Windows 7(マイクロソフト ウィンドウズ セブン ) とマイクロソフト社の OS を用いているため,マイクロソフト社が提供している統合開発環境な らば,どの推奨機であっても,導入することが可能と考えたからである.Microsoft visual c++ 2008 Express(マイクロソフト ヴィジュアル シープラスプラス 2008 エクスプレス)を導 入し,IKABO コントローラーのプログラムを編集しようとしたが,IKABO コントローラーのプ ログラムは,Microsoft visual c++ 2010 Express で作成されたもので,過去の統合開発環 境である Microsoft visual c++ 2008 Express では編集することができなかった.そのため, Microsoft visual c++ 2008 Express をアップグレードし,新たに 2010 年にでた統合開発 環境である Microsoft visual c++ 2010 Express を導入することが必要となった.Microsoft visual c++ 2010 Express の導入がおわり,次に Microsoft visual c++ 2010 Express で IKABO コントローラーのプログラムを読むことにした.IKABO コントローラーのプログラ ムを読むことにした理由として,この IKABO コントローラーは,代々引き継がれてきたプログラ ムであり,自分が書いたものではなく,他人が書いたプログラムなので,何がどうなっているかの 理解をしなければ編集をすることができない,そのためにまずは IKABO コントローラーのプロ グラムの理解を開始した.IKABO コントローラーのプログラムは,先輩から代々引継がれている Group Report of 2012 SISP - 70 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project ため,そこまで難しい内容は書かれておらず,注釈にどのようなことをしているものかが書かれて いた.そのため理解はスムーズに進み,早く終わることができた.理解が終わった後のボタンの追 加を行った.ボタンを追加するためには,Form1.h と呼ばれるヘッダファイルを編集することで ボタンを追加することができる.Form.h[デザイン] というヘッダファイルの中に IKABO コント ローラーの実際に表示されるデザインがありそこのボタンをコピーすることでボタンのひな形を作 成することができる.そこでボタンのひな形を作成した.次に,ボタンにマウスで選択した時にど のボタンを選択しているかわからなくなったため,マウスカーソルをボタンの上に持って行くマウ スオーバーとマウスカーソルをボタンの上から外すマウスリーブ時に色を変更することにした.色 の変更のボタンの画像を差し替えることで、できるようにした.マウスオーバー時とマウスリーブ 時に色がマウスオーバー時は黄色から青に,マウスリーブ時は青から黄色に変わるように button over.gif と button.gif のイメージに変更するようにした.これでボタンの追加は終了した. 次にボタンを押した時の処理の追加を行った.ボタンを押した時の処理の追加として、まず、 IKABO5 号機の tyr 文の中に下記の様な if 文を用いて、命令を送信する.if (control == 2 —— control == 3) IKABO5 号機-¿Write(”送信する命令”); その後 catch 文により、エラーを回避す る処理を行うことでボタンの処理の追加をすることができた.これにより、IKABO コントロー ラーより、ボタンを押すことでマイコンボードへ、命令をすることができるようになった.また, 命令が送信できなかった場合,エラーとして送信に”失敗しました.”と表示することで,送信に 失敗したことを,IKABO コントローラーを動かしている本人にわかるようにした.これに実際に IKABO5 号機に命令するために,瞬きに指定されている番号である”4””5”を送信するようにし ている.これで,左目瞬きと右目瞬きの実装ができた.また,両目まばたきの実装には,プログラ ム上では tyr 文の中に下記のに 2 行を追加することで,両目瞬きをすることができるように編集 した.追加した 2 行の例として下記に記す.if (control == 2 —— control == 3) IKABO5 号 機-¿Write(”送信する命令”); これにより,両目瞬きもすることができるようになった. ボタンの追加が終わったので,実際に IKABO5 号機と接続して,動作を確認することにした. 確認に使用したのは我々の代の推奨機である.まず,編集前のプログラムでの接続ができることを 確認し,その後,我々が編集した IKABO コントローラーで接続を試みた.ここで,従来からあ るボタンは正しく機能するが,新しく追加したボタンを選択しようとすると画像を参照できてい ないというエラーが起きた.そのため,参照する画像データを同一階層のファイルに追加した.す ると,エラーを回避することに成功しプログラムのボタンにマウスオーバーしたとしてもエラー を起こすことはなくなった.その後,ボタンを選択して,クリックしてみると,反応しなかった ため,送信する命令を下している.プログラムでの前述で追加した命令をマイコンボードに送信 するプログラムのソースの場所を確認.すると送信する命令の数字を間違えている事に気がつい た.そこで,その送信する命令の数字を正しく直し,再度,起動確認をした.次に動作をとめる ときに用いるストップボタンを確認したところ,ストップボタンを押すと止まるが,止まった後 IKABO5 号機のコントローラーのどのボタンを押そうが行動が全くできないという現象が起きた. 変更した IKABO コントローラーのプログラムを確認しても,ストップボタンに関する場所は一 切いじっておらず,編集した IKABO コントローラーが原因で発生していることはないと考え,従 来の IKABO コントローラーで起動し,同じように動作をさせ,その後にストップボタンを押し, 他の動作をさせようとした際も発生したため,IKABO コントローラーのプログラムの誤りではな く,IKABO 5号機に書き込まれているマイコンのプログラムの問題だと考えた.そこで,マイコ ンプログラムをマイコンのプログラムを変更した.マイコンプログラムの変更点は不自然な場所で のフラグ管理をしており,そのフラグ管理している箇所を削除することで問題を修正することがで Group Report of 2012 SISP - 71 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project きた.また,従来のプログラムでは,下記の様にダミーのボタンが大量に存在していた.しかし, それらはプログラムの動作上全く必要のないもので,かつ,それが存在することで見づらさが増し ていると判断したため,削除し,プログラムを見やすくした.他にも,説明などがついていない箇 所があった.そのために,その説明などがついていないプログラムのソースコードの後ろに理解で きるような説明をコメントアウトで追加することで他の人が見てもわかるように改良を加えた. 修正前の画像を見て分かる通り,右側と左側に大量のダミーボタンが存在することがわかるであ ろう.(図 4.38) 図 4.38 改善前の IKABO コントローラー 修正後の画像ではそのダミーボタンをなくし,IKABO コントローラーのインターフェースも見 やすくなっている.なお,この画像は,IKABO コントローラー起動時の画像ではなく,IKABO コントローラーを Microsoft visual c++ 2010 Express のエディタ画面の画像である.実際 の起動時では上記の画像のダミーボタンはひとつも表示されず,上の画像の下に表示されている 小さな 3 つのボタン”バイバイ (ひだりて)””バイバイ (みぎて)””いかゲソのポーズ”の 3 つと 上の画像の右下と左下に表示されている”いかおどり””とめる”の 2 つのボタンのみである.(図 4.39) 図 4.39 改善後の IKABO コントローラー また,マイコンボードの関係上 IKABO3 号機では,瞬きをすることができない.そのため, IKABO3 号機を動かす時に,瞬き系統の機能をするボタンがあっては,混乱することが予想され た.そこで,IKABO3 号機を選択した時には,瞬きのボタンを表示させないように if 文を用いて, Group Report of 2012 SISP - 72 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project ボタンを見えなくする処理を行った.しかし,これによって,IKABO5 号機単体のみ動かす時と IKABO3 号機単体のみ動かす時,さらに IKABO3 号機 IKABO5 号機を両方動かす時の場合に よっては,正しくボタンが表示されないことがあったため,すべての場合について if 文で場合分け をし,その時々に応じてボタンを表示させるようにした.その画像は下図である.(図 4.40) 図 4.40 IKABO3 号機動作時の IKABO コントローラー 以上が IKABO コントローラーに関する改善点と成果である. (※文責: 金井宣彦) 4.2.8 3 号機の改善点・成果 ハードウェアにおける改善点・成果 3 号機のハードウェアの改善点について述べる. 3 号機の頭の補修について IKABO 3号機の頭の塗料が小さく剥がれていたため, 塗り直しを行った. 多くはないが少なく もないため, 以前に塗ってあった塗料はそのままにし, 穴埋めを行った. 以前に塗ってあった塗料は わからなかったため, 新規に買ってきた塗料で塗り直した.以下に塗り直したものの写真を示す. (図 4.41) Group Report of 2012 SISP - 73 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.41 塗装しなおした IKABO3 号機の頭部 これをを見ると, 塗り直す際に側面についているヒレのようなものに塗料がつかない様にするの を気をつけた. また, 使った塗料は水性であったがその塗料が垂れ, 固形化しないように気をつけ た. 既に垂れているものに関してはその固まったものをとることによってそれの近辺についてい る塗料が剥がれることを恐れたため剥がさなかった. また, その塗料が固まったものを取ることに よって, 元になっているサッカーで使われるようなコーンが頭の原型となっているが, そのコーン をむやみに傷つけ穴が空くことや傷が残ることを恐れたのも理由の一つである. 図に残っている痕 は全て過去に垂れていたものである. (※文責: 荒川貴史) 3 号機ゲソの再塗装 以下では,3 号機のゲソの塗装について述べる.ゲソの塗装は多数のイベントに参加した結果 3 号機の足の部分の塗装が剥がれてしまったため行った. 準備 まずはじめに塗装に必要な物を揃えることから始めた.以下にそれらを示す. • 紙,金属ヤスリ • 塗装用スプレー(白) • サーフェイサー(下地材スプレー) • 箱型発泡スチロール • 割り箸 • ガムテープ • エタノール • 脱脂綿 Group Report of 2012 SISP - 74 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 作業工程 必要な物が揃ったので作業を始めた.すべての塗装が綺麗に剥がれていたわけではないのでその まま上から塗装していくのでは塗装が剥がれていた部分と剥がれていない部分で塗装のムラが出て しまうため,まず中途半端に残っていた塗装部分を金属ヤスリと紙やすりを駆使してはがした.前 述の通り中途半端に削ってしまっては後々塗装するときに塗りムラができてしまうので削り残しの 無いように何度も注意深く削った.まず大まかな部分を金属ヤスリで削り,その後細かい部分を紙 ヤスリで削っていった.大体削った後は下地材,塗料を塗りやすくするために目の細かい紙ヤスリ を使用して塗面をなめらかにしていった.ヤスリがけの注意点だが,何度も削るにあたって余計な 傷をつけないようにすることである.小さな傷ならば後述のサーフェイサーである程度はカバーで きるが大きな傷を付けると修復が困難になってしまうため金属ヤスリをかける際には力加減に注意 しながら削っていった. ヤスリがけが終わった後,塗面に埃などがあると塗ったあとにその埃が非常に目立ってしまうた め,エタノールと脱脂綿を用意し埃を取っていった.この際注意すべきことはエタノールで拭くた めの脱脂綿をほつらせてしまうとその綿が塗面に付着してしまう点である.今回は綿がつかないよ うに細心の注意を払って行なったがもっと良い方法がないか探すべきだった. その後,塩化ビニルの足に塗装を乗せやすくするためにスプレー式のサーフェイサーを吹いた. サーフェイサーは塗装を乗りやすくさせるのと同時に小さな傷を塞いで塗面を綺麗にしてムラを少 なくする効果がある.下地材となるサーフェイサーもムラのある塗り方だと当然その後の塗料にも ムラが出てくるのでそうなることを防ぐために時間を置いて何重にも吹いた.サーフェイサーを塗 る際の注意点は,塗料の塗るのと違って既にサーフェイサーを塗った面がわかりづらい点である. そして塗料だが白のスプレー式の塗料を用意した.塗料を吹く際でもムラができないように日を 跨いで何重にも塗った. これらの塗装を行う際に当然塗装する面を手で持ちながらするわけにはいかないので,足の部品 の筒状であるということを利用して,空洞部分に割り箸を入れてガムテープを使い中で固定し,そ れを取っ手として塗装していった.日を跨いで乾かし保管する際にもこれを利用し発泡スチロール の箱に取っ手を刺して保管し乾かした. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 75 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project メリット・デメリット これらの工程におけるメリットは,他の塗装方法である液体塗料を使用し筆で塗る方法がある が,その方法と比べてはるかに塗りムラを少なくすることができる点.筆で塗ると塗装が厚すぎて 足が全体から浮いてしまう危険性があったが,スプレーならば薄く濡れる点.そもそも塗料の値段 と量が液体塗料だと圧倒的に多すぎるが,スプレーなら余らせることもなく使いきれる点.以上の 点がが利点である.逆にデメリットは,前述の筆で塗る方法と比べて一度に濡れる量が圧倒的に少 ないので時間がかかる点であろう.これらのことを考え,メリットの方が圧倒的に多いのでスプ レー式での塗装を選んだ.以下に塗装前の写真と塗装後の写真を示す.(図 4.42)(図 4.43) 図 4.42 塗装前の IKABO3 号機の足 図 4.43 塗装後の IKABO3 号機の足 (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 76 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 結論 これらの工程を行って初めてわかった苦労があった.まずヤスリがけの際,最初に金属ヤスリで 削るのにはあまり力を入れすぎずに削ればさほど傷もつかずに削れるのだが,その後の紙ヤスリで 削るとなるとなかなか塗料が削れずに思ったより時間がかかってしまった.次にエタノールで拭い た際,前述の注意点の通り脱脂綿が何かに引っかかってほつれてしまった時にその綿がくっついて しまうため,何回も拭く羽目になってしまった.次にサーフェイサーと塗料を塗る際の共通の苦労 だが,今回塗ろうとしていた 3 号機の足部分が曲線だったためアーチのくぼみ部分をスプレーで塗 るのが難しく,上手く塗れるようになるには時間がかかった.これらの工程の期間は約 1 ヶ月とな り,これだけかかった理由はというと,スプレーで塗装し乾かすのに日を跨ぐからである.しかし 実際に1ヶ月毎日活動したわけではなく,雨が降ったりなどで極端に湿度が高い日は塗料が乗りに くいため活動できなかった日も度々あった.想定していたより時間はかかったがその分綺麗な出来 になった. (※文責: 井上和也) 機能面における改善点・成果 3 号機の機能面における改善点について述べる. IKABO 3号機の腕の動作範囲 腕の動作範囲については問題点でも上げたように大きく二つの案があげられた.一つ目は眼球の 位置をハードウェア面で変更する案.二つ目として,腕の可動範囲をソフトウェア面で修正する案 である.前述した通り,ハードウェア面での変更をすると,予算がかかる上に,今現在 IKABO 三 号機の作成に関わっていた工房朝倉さんに相談したところ,ぎりぎりのバランスで成り立っている この IKABO 3号機をハードウェア面で修正を加えると,そのバランスがずれてしまい同じような 動作ができるかどうかわからないという助言を頂いたため,中途半端な修正は不可能であり,ハー ドウェア面での変更を加える場合は,人数を総動員した上で,1から IKABO 3号機を作りなおさ なければならないと言われてしまったため,1から設計し,作り直しをしている時間も人数も足り ないため,ハードウェア面での変更は不可能と判断した.これにより,事実上二つあった案は一つ となり,ソフトウェア面での変更ということになった. マイコンに対してプログラムの書き込みを行うためには,IKABO 3号機に搭載されているマイ コンボードが何であるか理解しなければならなかった.そのため IKABO 3号機に使用されてい るマイコンを調べることにした.その結果,IKABO 3号機に使われているマイコンボードは,ア イ・ビー株式会社の関連会社である株式会社 Pirkus の RE00V(アール・イー・ゼロ・ゼロ・ファ イブ)というマイコンボードであることが判った.これは5号機のものと全く同じである.そのた め,IKABO 5号機で用いることができたルネサス エレクトロニクス株式会社製の統合開発環境 High-performance Embedded Workshop やこれによって生成される mod ファイルを書き込むた めの書き込みソフトである,フラッシュ開発ツールキット (Flash Development Toolkit) を用い て書き込むことができることが判明した.よってこれらの説明は前述した.5号機の成果に書かれ ている通りである.以上で,パソコン側の準備が整ったので,動作の調整を行った.動作の調整を 行うために,まず,バイバイの動作がどのように行われているのかを確認した.IKABO 3号機の 腕は4つのサーボモーターから構成されている.そのサーボモータを IKABO の体に近い方から Group Report of 2012 SISP - 77 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 肩,腕,手首,手というように呼んでいる.これらのサーボモーターに,プログラムから与えられ ている角度の数値を与えることで,IKABO のモーションである左右の手の”バイバイ”や”イカ ゲソのポーズ”などを行なっている.これらの角度を指定している場所は,ソースコードの一つで ある,ac deg init.c というc言語のファイルであることがわかっている.今回問題が発生している バイバイの動きを指定しているのは,右手ならば,bye rh init,bye rw init,bye ra init,bye rs init,bye lh init,bye lw init,bye la init,bye ls init の8つの関数,これらはサーボモーターに それぞれ, bye rh init は手, bye rw init は手首, bye ra init は腕,bye rs init は肩というように 対応しているのも,IKABO 5号機と同じである.ここで一つ疑問に思うところがある.それは, 右手の動作なのにもかかわらず左手の動作のものである ye lh init,bye lw init,bye la init,bye ls init が存在することである.これがある理由としては,IKABO 3号機も5号機と同様に PWM 制御によるサーボモーターを使用しているからである.サーボモーターの PWM 制御とは,Pulse Width Modulation の略で,パルス波のデューティー比を変化させて変調する変調方法である.こ の PWM 制御をしているため,すべてのサーボモーターへ何らかの値を指定しなければトルクが 発生せず脱力してしまうことがあるのである.これら8つの関数では,deg という short 型の配列 と,deg wait という short 型の値を与えることによって,サーボモーターの回転する角度と,その 角度をどれだけの時間.維持するかを指定する.deg が角度指定の配列で,deg wait がその角度を 維持する時間を指定するものである. バイバイのアクションをする関数について大体理解できたところで,バイバイの動きの改善をす るいこととした.今回の改善目標は,眼球に腕が当たらないようにバイバイをするということであ る.これには,前述した,deg という関数の角度を変更することで,改善できるのではないだろう かと考えた.よって,これらの角度で正確に腕の挙動が制御できているわけではない上に,どこを 基点として角度を図っているのかもわかっていない.よって,実際に何回か違う角度を与えてみ て,どのような振る舞いをするかを見て見ることとした.手の関数である bye rh init 関数の deg では unsigned short deg[] =9000, 13000, 9000, 13000, 9000, 13000, 12000; というように 90 度, 130 度,を繰り返し最後に 120 度のいちに来るようになっている.そこで,ここの 90 度や 130 度 の値を小さくしていくことでバイバイ実行時の腕の振れ幅を小さくすることができるのではないだ ろうかと考え,手と肩のサーボモーターに与えられている値を小さめに調整してみたところ,振れ 幅を小さくすることができた,これにより,眼球と手の衝突は避ける事ができた. (※文責: 金井宣彦) 4.2.9 1 号機の改善点・成果 1 号機の問題を解決するプロセスを記述する. (※文責: 井上和也) ハードウェアにおける問題点の解決 まず,頭が揺れて全体が揺れるという問題点の解決から記述する.この問題を解決するために当 時 1 号機に関わっていた人間にメンテナンスを依頼し,そのメンテナンスで発覚した事実があっ た.それは頭を動かしていたエアシリンダーの根元を固定していた金具が取れていた,というもの である.この問題自体は 1 号機内に取れて落ちていた金具を固定することで解決したのだが,この 事実に気づいたのがあまりにも遅すぎたのも問題である.今回行ったメンテナンスは数年ぶりに Group Report of 2012 SISP - 78 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 行ったものであった.今回は 1 号機自体が倒れるなど人に危害が加わる問題とならなくてよかった が,1 号機のような大きなロボットは定期的なメンテナンスを行わなければいけないという教訓と なった. 次に,腕の老朽化について述べる.この問題は先程記述したメンテナンスで発覚したことなのだ が,腕を動かしているエアシリンダーの出力が最大になっていてますます老朽化に拍車をかけてい るとのことだった.この問題点はエアシリンダーの出力を調整することで解決とまではいかないが ましにはなったという程度のことだろう.しかし出力を抑えることによって,もともと出力最大で 調整されていた 1 号機の動作が不自然になってしまうという問題も発生したが,出力と動作の不自 然の兼ね合いも考えつつ微調整を繰り返した.この問題の根本的な解決はそもそものエアシリン ダー自体を交換することだろう. コードが抜けやすいというこの問題は引き出し状の場所にマイコンが存在する以上構造的に根本 的な解決が難しい.マイコンを外に出すわけにもいかず,比較的ましにするということならばコー ドをテープなどで固定すればいいのだが,この問題を解決することはできていない. ボルトについてもメンテナンスで発覚した事実で,1 号機はイベントのたびに動かすという比較 的稼働回数が多い機体なので,その動きに伴い全体のボルトが緩んでいっていた.ボルトの締め直 しは行なったが,頭部のボルトは何度締め直しても頭を取り外す際に毎回緩んでしまう.この問題 はボルトを取り替えるしかなかった.ネジ部分が短いボルトはさほど支障は無い.強いて言うなら ば頭の取り外しや装着の際にちょっとした手間がほかよりかかる程度のものである.この問題は優 先的に解決するものではないとして保留にしている. (※文責: 井上和也) Group Report of 2012 SISP - 79 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 4.2.10 3 号機・5 号機共通の改善点・成果 以下では,3 号機・5 号機共通の改善点について述べる. サーボモータのメンテナンスについて IKABO3 号機 IKABO5 号機の挙動不審の原因を調べるために,我々はまず,IKABO3 号機 IKABO5 号機のサーボモーターを疑った.サーボモーターは,先輩方が交換したりしていたがや はり,IIKABO3 号機 IKABO5 号機の腕や,手,肩,など可動部分を動かすために必要不可欠なも ので,そのサーボモーターの消耗が考えられた.なぜ,サーボモーターの消耗を考えたのかという と,先輩のお話を聞くと,IKABO3 号機は作ってからこの 3 年間 IKABO5 号機は作ってから 2 年 間一度もメンテナンスをしていないと聞いたためである.そこで我々は,IKABO3 号機 IKABO5 号機のサーボモーターの消耗を考えたのである.我々は,この 3 年間メンテナンスをされていな い IKABO3 号機 IKABO5 号機を分解することにした. まず,IKABO3 号機 IKABO5 号機の 腕のサーボモーターの端子をマイコンボードから外す事をした.この作業はとても慎重に行わなけ ればならなかった.理由としては,この IKABO3 号機 IKABO5 号機に搭載されているマイコン ボードである.アイ・ビー株式会社の関連会社である株式会社 Pirkus の RE00V(アール・イー・ ゼロ・ゼロ・ファイブ)というマイコンボードは,株式会社 Pirkus に連絡をし,在庫がないか問 い合わせたところ,在庫もない上に絶版ということがわかった.万が一故障した場合の修理の問い 合わせをしたところ,後日連絡をすると連絡があったきりであったため,修理もできない上に同じ マイコンボードは手に入らないと考え,万が一このマイコンボードが故障してしまった場合,今ま で引き継いできたプログラム一式がすべて使えなくなってしまう可能性が浮上してきたからであ る.そのため,マイコンボードへの干渉は極力さけるようにした.マイコンボードからサーボモー ターの端子をすべて抜き終わった後に,腕のネジを取り外しを開始した.腕はサーボモーター 4 個 からなるもので,それらを 4 本のネジで IKABO の胴体に固定している.そのネジを外すことで IKABO 本体から腕を取り外すことができる.腕を取り外した後に,それぞれのサーボモーターに 分解するのだが,ここである一つの問題浮上した.それは,サーボモーターのつける角度や,ネジ が若干違うのである.その問題を解決するために,まず,正常な状態の IKABO の腕の写真をとっ た.それにより角度はある程度わかるようになった.次に,ネジの問題であるが,これは,一人一 つのサーボモーターを担当することで解決しようと考えた.一人一つを担当することで,他のサー ボモーターのネジトの混同を避ける事ができ,さらに,一人ですべてを担当しないので時間的にも 一人でやるよりもはるかに早い時間で終わると考えたからである.それぞれのサーボモーターを割 り振ったところでサーボモーターの中身を開けてみた.そのサーボモーターを開けた写真を以下に 示す.(図 4.45) この写真を見るとわかるように,サーボモーターの中にあるギアボックスの周辺にヘドロのよう な物体がついていた.これより,我々は,IKABO の動作不良の原因はこのサーボモーターの中に あるギアボックス周辺にヘドロの所為であったのではないかと考えた.そこで,このヘドロの物体 を綺麗に取り除くことにした.まず,このヘドロを,トイレットペーパーであらかた取り除いた. しかし,これだけでは,綺麗に取り除くことができずに,ギアの歯車の間に少しヘドロのようなも のが残ってしまった.これを,爪楊枝で,取り除くことにした.爪楊枝だとギアの歯車の間のヘド ロを取り除くことができた.これでサーボモーターの中にあるギアボックスのヘドロを取り除く ことができた.しかし,これだけではメンテナンスとはいえない.サーボモーターの中にあるギア ボックスにはもともと,潤滑剤としてグリスと呼ばれる.ギアの歯車と歯車の摩擦を低減させより Group Report of 2012 SISP - 80 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.44 サーボモータの汚れ 回りやすくする油を塗らなければならない.このグリスを塗らないと,ギアの歯車と歯車の摩擦が 大きくなり,動作不良の原因につながる.さらに,ギアの摩擦が増え,負荷がより大きくなること により,ギアの歯車が破損してしまったり,サーボモーター自体の消耗が早くなってしまったりす るのである.よって,このグリスを塗る作業はとても重要な作業といえる.しかし,グリスをただ 塗ればいいというわけでもなく,グリスを塗りすぎてしまうと,他の関係のない部分にまでグリス が付着してしまい,結果的に動作が悪くなってしまう.少なすぎず多すぎずというとても難しい作 業である.薄く,かつ丁寧にグリスを塗り,ギアの歯車をギアボックスに戻し,サーボモーターの 付け直しをした.ここで,前述した正常な状態の IKABO3 号機の腕の写真を見ながら角度調整を した.ここの角度を間違えると,IKABO の挙動自体が不可思議なことになり,変な角度でのモー ションをしてしまったりするため,ここも重要である.IKABO 本体へ腕の取り付けが終わったと ころで,マイコンボードへの端子接続である.これをしなければ,IKABO の腕は動かない.端子 の接続については,マイコンボードのプログラムに書かれている.そのため,マイコンボードのプ ログラムを開く必要があった.そこで,ルネサス エレクトロニクス株式会社製の統合開発環境, High-performance Embedded Workshop を用いてマイコンボードのプログラムを確認した.その 写真を以下に示す.(図 4.44) 図 4.45 Group Report of 2012 SISP ピンの配置図 - 81 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この写真の上の番号が振られている図が,マイコンボードを上から見たものを簡略化し,示した ものである.ここで,マイコンボードのピンの番号でそれに対応したピンに腕の端子を刺さなけれ ば正常に動作しない.さらに 3 本の端子があるのだが,万が一 2 本しか刺さないで起動させてし まったりした場合,マイコンボードが確実に故障してしまうため,最新の注意をはらい端子を接続 しなければならなかった.画像の下にある RIGHT HAND robo data-¿rcs[0].deg[3]// 右腕の 手の角度を見ることで一つ一つのサーボモーターの端子の場所がわかる.ここで rcs[0].deg[3] と 書いてある.この値の rcs の中の値を + 1した値と後ろの deg の中の値を結んだ位置がピンの位 置となる.よって右腕の手の位置はピンの 1-3 となる.この時,一つ疑問に思うかもしれない.な ぜ rcs に + 1を刷るのかということである.これは,rcs の値が配列というもので格納されている ためである.配列では大きさを指定して0からそこまでの数字-1で表示する.例として,配列を 10の大きさで取ると実際には0 9までの10個となる.よって,+ 1した値にしなければ,自 分の取った大きさとならないため,ここでは + 1しなければならないのである.すべての端子を 挿し,複数人で,しっかり刺さっているか確認しいよいよサーボモーターの清掃後の起動である. 起動してみたところ,不可思議な挙動をしてしまった.原因は,サーボモーターを反転させてつけ ていたためであった.このような失敗が今後起きないようにビニールテープと油性ペンで,サーボ モーターに印をつけ,どの向きかわかるようにした.付け直しをし,再度起動してみたところ若干 角度が違うことが判明した.この原因は,サーボモーターのギアと回転部分を固定するネジが穴1 つ分ずれていることで,起きていることがわかった.また,付け直すことでその角度の違いを修正 した.これによりサーボモーターのメンテナンスは終了した.サーボモーターのメンテナンス中に 新たな問題が浮上した.それは,サーボモーターに使われているネジのネジ山が潰れていることで あった.ねじ山が潰れていることで,そのネジをもう一度同じ場所につけてしまうと二度と外せな くなる危険性が指摘された.この問題に対する解決方法は,新たに同系統のネジを買い,付け直す ことである.同系統のネジであれば,今まで使用していたように使えるため全く問題がないと考え たためである.また,ねじ山が潰れている以外にも,ありあわせのネジを使ったところもあり,ネ ジのサイズが合っていなく,腕の挙動に干渉する場所もでてきた,そのため,ネジの付け方を変え て,干渉を防ぐ事をした.同時に,適正な長さのネジを持ってきて付け替えるという作業を行った. これにより,IKABO の動作改善が見られた.また,サーボモーターのメンテナンスを行なっても, 挙動がおかしいサーボモーターがあった.これらのサーボモーターは,中の回路がショート寸前で あったり,回路が焼き切れてしまっているものがあった.この問題を解決するために,新しいサー ボモーターを購入し,壊れているサーボモーターの取り替えを行った.これにより,IKABO3 号 機と 5 号機の挙動改善がみられた. (※文責: 工藤祥太) 3・5 号機の眼球について 既存の IKABO3 号機,そして,IKABO5 号機の目を製作することとなった. 本プロジェクトの 活動目的は函館観光産業推進いか型ロボット「IKABO」を用いて函館の知名度を上げ函館の観光 を盛り上げることである. そのために IKABO を函館などで行われているイベントに IKABO と ともにできる限りのプロジェクトメンバーで参加し, 地域への貢献とともに IKABO を知ってもら うことである. そのイベントの片付けの際, アクシデントが起き IKABO5 号機の目が割れてしまっ たことが IKABO3 号機・IKABO5 号機の目を作りなおすこととなった理由である. 以下にその写 真を示す.(図 4.46) Group Report of 2012 SISP - 82 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.46 割れた IKABO の眼球 写真から見て分かる通り, 目が割れているのが見て取れる. そのあと, 目をセロハンテープで補修 したがこれでは割れているのがわかるためである. また, 前々から既存機の IKABO 自体にも損傷 があり, 問題となっている IKABO5 号機の目もそのアクシデント以前から傷ついており, そのこと も図 1 を見ると一目瞭然である. その理由から 本プロジェクトの活動の一つとして IKABO3 号 機・IKABO5 号機の目を製作することとした. 3・5 号機の目を製作するにあたり,使われている材料の確認から始めた. 引継ぎ時には何も話さ れていなかったので確認は一からだった. そのため, IKABO3 号機・5 号機の資料を集めるために 今まで製作しその情報があるであろう過去の IKABO プロジェクトの報告書を探し, その資料を得 ようと考え, 探した. 2010 年時の IKABO プロジェクトの報告書からは 5 号機の目について, そし て,2009 年時の IKABO プロジェクトの報告書からは 3 号機の目の製作方法や材料のを得ることが できた. その情報を元に 5 号機の目を作り直すことを始めた. 作りなおす際, 3 号機の目の製作方 法と 5 号機の目の製作方法ではどちらの方が効率的かをプロジェクトメンバーと相談した. 相談し た結果で言えば, 3 号機はパテを用い, 5 号機は石膏を用いており, 材料の扱いにくさによりそのま ま 5 号機の製作方法で行った. 今回 5 号機の目を作りなおすために使用する材料は以下のとおりで ある. • 石膏 参考価格:400 円 必要量:各 50 100g • 発泡スチロール球体サイズ:直径 8.0cm 参考価格:500 円 (5 個入り) 必要量:各 1 個 • 発泡スチロール球体サイズ:直径 8.5cm 参考価格 150 円 必要量:各 1 個 Group Report of 2012 SISP - 83 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project • 発泡スチロール球体 サイズ:直径 9.0cm 参考価格:170 円 必要量:各 1 個 • ポリ下げ缶 2L 参考価格:250 円 必要量:1 個 • 竹串 参考価格:430 円 必要量:各 1 3 本 • 食洗機対応耐熱計量カップ 参考価格:300 円 • デジタルクッキングスケール 参考価格:1000 円 必要量:1 個 • ヘラ 参考価格:200 円 必要量:1 2 個 • パレットナイフ 参考価格:200 円 必要量:1 個 • モデリングペースト 参考価格:2500 円 必要量:塗る際に随時変化 • 万能塗料 (黒) 参考価格:1100 円 必要量:塗る際に随時変化 • 刷毛 参考価格:300 円 必要量:色塗り作業をする際に 1 本 (※文責: 荒川貴史) Group Report of 2012 SISP - 84 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project その他に第二期いかロボット創造プロジェクトの備品にあった金属性のヤスリや紙やすり, 木工 用ボンドを用いた. また, 紙やすりは備品にあった量では足りなかったため, 足りなくなった時に買 い足した. 以下に眼球の元となる発泡スチロール球体を示す.(図 4.47) 図 4.47 眼球の元となる発泡スチロールの球体 目の製作をする際にまず, ポリ下げ缶に石膏の粉と水を入れる. 過去のプロジェクト報告書によ ると元となる発泡スチロール球体に塗る石膏の粉と水の比率が 7:1 であった. その比率通りに粉 70g, 水 10g で調合し, 球体に塗ろうとしたが塗れる状態にならなかったため失敗した. そのため, 塗れる状態の比率を探求した. 最初は粉 50g, 水 50g の粉と水の比率が 1:1 を試した. その比率で 塗れる状態であり, その比率の調合で球体に塗った. 塗った後, 石膏を塗った球体に対して何もでき ないためその比率を何通りか試した. そのパターンとしては粉 50g, 水 60g や粉 60g, 水 50g など を試した. 結果として粉 50g, 水 50g の 1:1 が球体に塗る状態として使いやすかったためその後も その比率で行った. 以下にその石膏を塗った発泡スチロールの球体を示す.(図 4.48) 図 4.48 Group Report of 2012 SISP 石膏を塗った発泡スチロールの球体 - 85 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project この図 4.48 は石膏を塗ったものを紙やすりで削り, 球体に成形したものである. しかし, 中々そ の作業も難しく成形している最中度々削りすぎて地の球体が出てしまったり, 塗った石膏にヒビが 入りなどしたためその石膏を全て取り除き, 再度石膏を塗り直した. また, 粉の量を多く使って石膏 を球体に塗ると正確な球体にはなるが残った石膏が無駄になるので少量のまま塗る作業を行なっ ていたため, 度々塗っている球体の上部には石膏が塗られているが竹串が刺さっている部分があま り塗られていないということがあった. その作業が長く続いたため, プロジェクトメンバーで石膏 以外でも試してみるという結論に至った. 話し合いの末, モデリングペーストで試すことになった. 引き続き石膏でもその作業を行うため, 今まで目の製作を行なっていたもののみでモデリングペー ストでの作業も行った. モデリングペーストでの作業は容器からモデリングペーストを少量取り出 し, 液体状にならない様に少量の水を絡ませた. その後, モデリングペーストは扱いやすいが多量に 塗り固まってしまうと削ることが困難なため, 発泡スチロール球体に薄くなるべく球体の形を維持 するように塗りつけた. その作業をモデリングペーストが乾き次第行った. そのモデリングペース トを塗った球体が幾分か塗り重ね終えたら, それを削り形を成形した. 両方同時に作業していたが, 今年度この目を製作したとしてもまた, この作業を行うことになると考えた. そのため, プロジェク トメンバーと相談し, もし傷がついたり割れたり壊れたとしてもすぐに替えが用意できるものにし ようと考えた. その考えの末, 元の発泡スチロール球体に塗料を塗り, 目として運用したほうが効率的なのでは ないかいう結論に至った. その着色作業も今まで目の製作に携わってきている者が行った. 発泡ス チロール球体を塗る際にその球体の底面に竹串を刺し, 色を塗った. 刺す際に球体のくぼみ内に 刺すよう心がけた. その刺し痕はまぶたを装着するとき, そのくぼみも含め隠れ, 本体に装着するの で竹串を刺した痕は外には見えない. また, 竹串のあとはまぶたを装着するときに金属棒を球体に 差し込む時穴をあけるため色を塗る際にできるだけ塗料を多く付けず, 薄く塗ることを心がけた. 塗料を塗ると塗りムラができ, 仕上がりがうまくいかなくなるのが理由である. また, 塗料を多めに つけて塗るとその塗料が垂れ仕上がりが汚くなるのを防ぐのも理由の一つである. それを避けるた め, 薄く塗り続け, 塗りムラを減らすように塗った. 塗った後, 刺してある竹串を発泡スチロールの 箱に刺し乾かした. 乾かす時に気をつけたのは強すぎる火力で乾かさないことである. 以下に示す のは強い火力で乾かしてしまった際の失敗例である.(図 4.49) 発泡スチロール球体に塗料をその 図 4.49 Group Report of 2012 SISP 乾かした際の失敗例 - 86 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project まま塗る方法を取る上で問題がひとつあった. それはその目玉がまぶたのサイズに極端に合わな いことである. 今までは球体に 3 号機ならパテ, 5 号機なら石膏を塗り, サイズが合うようにま ぶたを製作していた. そのため, 新しくとった方法ではサイズが合わない. それを改善するた めに今までの元となる発泡スチロール球体は直径が 8.0cm だが, 合うものを探すため直径が 8. 0cm 近辺で存在する 8.5cm のものと 9.0cm のものを新たに購入した. それをまぶたとあわせ てみたところ, 少しの隙間が空くけれども問題がない 8.5cm のものを採用とした. その新規に 採用したものを塗料で塗り, 完成へと運んだ.次に,塗料を何度も塗り重ね塗りムラがなくなっ た完成品を示す.(図 4.50) 図 4.50 完成した 5 号機の目玉 これで目の作成は終わったが目玉だけである. 目玉とまぶたを付ける作業がまだ残っていた. 竹 串を刺していた箇所を中心として錐などで穴をあけた. このとき, 気をつけたことは穴を開けすぎ ないことである.IKABO5 号機に装着する際にワッシャーが固定してある金属棒を目に差し込む のだがそのワッシャーまでが長くそのまま目に差し込んでしまうと目を突き抜けてしまう. もうひ とつ問題があり, 目玉とまぶたをつけることに成功したのだが, 金属棒を差し込んだ後には何もし ていないのでそのままでは目玉が回ってしまう問題である. これは IKABO の目でいうと目尻とま ぶたの下部にマジックテープを貼ることで目玉が回る問題を解決することができた. そして, 図 4.51 が目玉にまぶたをつけた図である. ワッシャーは木工用ボンドで固定してあるの だが目玉に金属棒を差し込んだ後にまぶたとワッシャーを木工用ボンドで固定した. そのままボン ドで固定しなければマジックテープを貼った目玉は回るかもしれないが金属棒を差し込んだ箇所に は何もしていないのでそのままだと回るかもしれないということを考えてのことである. Group Report of 2012 SISP - 87 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 図 4.51 完成した目玉にまぶたを付けたもの (※文責: 荒川貴史) 3・5 号機の手先について 既存機の IKABO3 号機・IKABO5 号機の手先の交換を行った.3 号機・5 号機ともに腕振る動作 をする時, 目や頭部にその動作が干渉する場合が多々あった. また, それだけでなくイベント参加な どの際の運送前後の取り付け, 取り外しも手先に傷がつく原因の一つであると考える. そのため, そ の手先に凹凸や傷が多く見られた. その手先の交換も本プロジェクトの活動の一つに加えた. • 発泡スチロール円錐 サイズ:直径 7cm, 高さ 16cm 参考価格:200 円 必要量:手先は 2 個一組のため 2 個 他にも竹串や塗料なども必要だが 5 号機の目の製作のために購入したものを使用できたため, そ のまま手先塗装にも使用した.以下に材料となった円錐状の発泡スチロールを示す.(図 4.52) 図 4.52 Group Report of 2012 SISP 材料の円錐発泡スチロール - 88 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 手先を交換するにあたって 5 号機の手先は本体の色と同じく黒である. しかし, ネットで注文し た発泡スチロール円錐は地の色の白であった. 3 号機の手先だけとして用いるのならば, 問題はな いのだが 5 号機の手先としては色が違うため用いることができなかった. そのため, その円錐を黒 の塗料で塗装しようと考えた. 塗料の問題は目を塗った際に問題がないことはわかっており, また, 新たに購入せずに済んだ. 塗る作業に入り, 円錐の底面に竹串を刺し, 色を塗った. 刺す際に大体底面の中心に刺すよう心 がけた. その刺し痕は本体に装着するとき, マジックテープを貼り本体に装着するので竹串を刺し た痕は外には見えない. 色を塗る際にできるだけ塗料を多く付けず, 薄く塗ることを心がけた. 塗 料を塗ると塗りムラができ, 仕上がりがうまくいかなくなるのが理由である. また, 塗料を多めにつ けて塗るとその塗料が垂れ仕上がりが汚くなるのを防ぐのも理由の一つである. それを避けるため, 薄く塗り続け, 塗りムラを減らすように塗った. その結果として以下の図 4.53 のような手先が出来上がった. これをもう一つ製作し, 一組とした. その後竹串を抜き, 底面にマジックテープを貼り, 本体に装着した. 図 4.53 完成した 5 号機の腕 3 号機の手先は地の色の白のため塗らなくても済んだのだが一応のため, 塗装した. 塗る作業工 程はほぼ 5 号機の手順と同じである. また, 使用した塗料はつやなしの塗料のため円錐の色自体に 変化は見られない. (※文責: 荒川貴史) 3・5 号機用マイコンの発注について 現在,IKABO 3・5号機のマイコンは実際に本体に使っているものしかなく,予備がないため 破損したらそれだけで IKABO は動かなくなる.そのためそのマイコンを開発している HITEC 社に電話をかけそのマイコンを今でも開発しているか問い合わせをした.しかし,受付窓口ではわ からず,在庫を確認したら電話を返す旨を伝えたが未だに電話は帰ってこないままである. (※文責: 門谷隆司) Group Report of 2012 SISP - 89 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 4.2.11 ポスターの製作 制作班ポスターの制作 我々イカボプロジェクトは今回3年後の新幹線開通に向けてイカボ11号機の製作を任されたわ けだが,去年までのポスターは既存のイカボ1号機のオレンジ色が中心だったが,今回11号機の イメージカラーが青色ということになったので,ポスターに使う色も青色を主体にすることにし た.また,ポスター自体を見やすくするために,長々しく文を書くのではなく,箇条書きに書いて みたり,表にまとめてみたり,要点を丸で囲ってみたり,たくさん工夫した.それらひとつひとつ は全て混乱しないようにグループ化してから使用した.またグラデーションを題名に使用すること で,ポスター全体のデザイン性の向上に繋げた.文を書くときは自分たちのプロジェクトの一番言 いたいことは何なのか,どんな言い回しの文にしたら観る人達が興味を持ってくれるのかなども何 度も考え,推敲してから作成した.また,ポスターに貼り付ける写真もいままでたくさんのイベン トをやってきた中で撮ったたくさんの写真を中からどれが一番ポスターの写真に相応しいか考えな がら選択した.さらに,実際の11号機のプロトタイプ製作の作業風景もほしかったので,自らデ ジタルカメラを持参して撮影しに行った.予定の写真がちょっと暗かった場合は,フォトショップ を使って透明度を変えたり背景を透明化したりしてからイラストレーションにドロップした.ポス ターに載せる写真は黒い枠で囲い見やすくなるように工夫した.また,大きな見出しは”無料ロゴ 作成.com”というサイトを使ってひとつひとつ色や,太さ,サイズ,立体度,ぼかし度,影の座標, 傾き,文字の間隔などを設定し作成してからイラストレーションに取り込んだ.以下に制作したポ スターを示す.(図 4.54) 図 4.54 制作班のポスター (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 90 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project メインポスターの制作 製作班と企画班とは別に制作したもう一枚のイカボプロジェクト全体のポスターでは,我々いか ロボット創造プロジェクトではどんなことをしているのかということをまずまとめた.そして製作 班の主な活動である3年後の函館への新幹線の開通にに向けて,どのようなイカボ11号機を製作 していくかということ,それに向けてわれわれの代のプロジェクトではイカボ11号機のプロトタ イプを製作しているということをまとめた.また,イカボ11号機には既存のイカボにはなかった 新機能を搭載する予定であることもまとめた.また,既存のイカボを函館市内のイベントに出演さ せることでイカボの認知度向上と函館の街全体の活性化を図るために活動していることをまとめ た.さらに,日本文に合わせて英訳の文もかかないといけなかったのだが,実際に翻訳してみよう とすると,日本語をそのまま翻訳することは非常に困難になった.そのため,一つずつ区切りなが ら英単語の文法を調べて翻訳していくことにした.なので,若干日本語と英訳の意味が変わってし まうことになった.また,イカボプロジェクト全体のポスターではイカボ11号機の製作をメイン に作製したわけではないので,イカボ11号機のイメージカラーである青色ではなく,例年通り既 存のイカボ1号機のオレンジ色で主に統一することとなった.そして見出しの写真も我々第二期い かロボット創造プロジェクトが製作しているイカボ11号機のプロトタイプではなく,函館市民に も馴染みのあるイカボ1号機の写真を取り入れることにした.また,ポスターに使った写真は製作 班の方はイカボ11号機のプロトタイプを製作している作業風景を使用した.企画班の方はイベン トで子供たちが楽しそうにイカボ1号機を操作している写真を使用した.写真は製作班のポスター と同じように枠を黒で囲うことでより見やすくした.以下に制作したポスターを示す.(図 4.55) 図 4.55 制作班のポスター (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 91 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 第 5 章 結果 5.1 プロジェクトの結果 製作班は,今年度のプロジェクトで第2期ということでプロジェクトの活動を一新しようと新た な活動に取り組んだ.IKABO の既存機の改善・メンテナンスを行うと同時に2015年の新幹線 沿線に向けて新たに巨大な IKABO である11号機の製作に取り組んだ. 前期では,IKABO 既存機のハード面でのメンテナンス,マニュアルの作成,11号機の材質, 動力,重量,大きさ,機能の決定を目標として取り組み,既存機の機体のメンテナンスは主に3・ 5号機のプログラミングと3号機のゲソの再塗装と1号機の頭部の固定,ギアボックスの掃除を 行った.前期中に1号機の頭部の固定,ギアボックスの掃除は完了し,夏休み中に3号機のゲソの 再塗装が完了した.また,IKABO をイベントに参加させている最中に5号機の目が破損するとい うトラブルがあったため目の修理という課題が生まれた.11号機の製作は大きさは 3.75m,重量 は 200kg というところまでは決定したものの材質は CFRP やジュラルミンなどといった候補は考 えたが決定には至らなかった.機能に関しては発光機能と分解機能をつけることは決定した.分解 機能は11号機が巨大なためそのままの姿だと管理が大変なために分解機能をつけることにした. 動力に関しては1号機にも用いられているエアーコンプレッサー,電動シリンダー,油圧シリン ダー,工業用ロボットの流用などが候補に挙がった.マニュアルの作成に関しては3年計画を打ち 立てるに当たって各年度のプロジェクト間での情報共有を円滑に行うために作成したもので,既存 IKABO の具体的な動作について書かれた動作マニュアル,各種メンテナンス方法について書かれ ているメンテナンスマニュアルなどを作成した. 後期では,IKABO 既存機の目の修理,腕の修理,プログラミングの修正,11号機のデザイン の決定,模型の製作を目標として取り組み,既存機の機体のメンテナンスは目の修理は新しい目を 製作することによってほぼ完了し,腕の修理も新しいものを製作し交換することによって完了し た.プログラミングはマイコンの問題上5号機のみだが目に動きをつけたり,手の動きの修正に成 功した.11号機の製作はデザインを仮決定し11月から模型を製作した.材質に関しては腕骨組 みをプラスチックの強化外装にしてマグネシウム,ジュラルミン,アルミニウムのいずれかを使う ことが決定した.また,機能面でも目にカメラをつけて人間の顔を認識する機能や口からイカ墨に 見立てた黒いシャボンを吐く機能,前期で決定した発光機能に関して IKABO の感情に合わせて光 の色を変えるという機能をつけることが決定した.なお,ここでの感情とは IKABO の顔の光り方 や色の表現を変えることであたかも IKABO に感情があるように見せる機能のことである.(例: 赤く点滅している場合は怒りの感情など) (※文責: 門谷隆司) 5.2 成果の評価 IKABO 既存機のメンテナンス,マニュアルの作成,そして IKABO 11号機の計画を立て,そ の模型を製作したことによってさまざまな影響があった. 始めに,IKABO 既存機のメンテナンスを行ったことによって既存機にこれまであった問題が解 Group Report of 2012 SISP - 92 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 消され,既存機の挙動もよくなった点である.これまで,特に今年度は既存機を動かすと1号機が 大きく揺れる,3・5号機の腕が目にぶつかる,アクシデントで目が破損するなどといったトラブ ルがあり,大規模なメンテナンスを行う必要があった.これらの問題を解決できたため,イベント に参加させても急なトラブルが起こりにくくなったといえる. また,マニュアルを作成したことによって,今までのように IKABO を動かす際にわざわざ OB の先輩を呼んで聞く必要がなくなった.今回のプロジェクトでは IKABO の動かし方やプログラ ミングについて聞くのに OB の先輩を呼んで聞く必要があったため,それによって時間のロスがあ りスムーズに情報共有ができず,既存機のメンテナンスを行うにも時間がかかった.そのため,マ ニュアルを作成したことにより次年度以降のプロジェクトにおいてスムーズな情報共有を行うこと ができるようになった.以上のことから IKABO 既存機に関する問題はほとんど解決されたといっ ても良く,次年度からは既存機の定期的なメンテナンスさえ行えば11号機の作業に集中できる. 11号機は現在大きさと重量が決まり,それによってデザインもある程度固まった.今年度のプ ロジェクトではそのデザインの模型を製作した.そのことによってプロジェクト内での IKABO 11号機がどのような姿をしているのかイメージを共有できるようになった.また,どの部分を頑 丈にしたらいいかなどのイメージができるようになり,どの部分にどの材質を用いるかもイメージ しやすくなったといえる. 巨大ロボットである11号機を製作することは市民の会からも期待されており,11号機を製作 することができれば函館市の知名度もぐんと上がるだろうと思われる. 中間発表の評価として,発表技術の教員からの評価の平均が 7 点,学生からの評価の平均が 7.18 点,発表内容の教員からの評価の平均が 5.4 点,学生からの評価の平均が 7.07 点だった.発表技 術の主なコメントは「写真などを多用していてわかりやすかった」,「問題点がはっきりしていた」, 「ポイントを押さえている」などといったいいコメントが見られたが,「製作→企画の順番にしたほ うがわかりやすい」,「一部の質問に対する回答が明確ではない」などのコメントも見られた.発表 内容の主なコメントは「11号機の3年計画で作るという構想は素晴らしいが複数年度にわたる運 営は困難を伴う」 , 「11 号機の内容をもっと具体化すること」などといったコメントが見られた.中 間発表の練習はほぼ一夜漬けで行ったためうまく発表ができなかったことや11号機の計画を立て るのがあまりうまくいかなかったことが反省すべき点である. 最終発表の評価として,発表技術の製作班の平均が 7.38 点,全体の平均が 7.51 点,発表内容の 製作班の平均が 7.00 点,全体の平均が 7.07 点だった.コメントとして多かったのが発表技術方面 では「丸暗記」,「棒読み」,「テンポが悪い」,「11号機が見たかった」などの評価が多かった.最 終発表の練習はほぼ一夜漬けの状態で行ったためもう少し早い段階から綿密に練習を行うべきだっ た.また,11号機の模型も作り出した段階が若干遅めだったため模型が最終発表までに完成でき なかったことも反省すべき点である.その反面「声が大きい」, 「ロボットを出しての発表がよかっ た」などといった良い評価ももらっている.発表内容方面では「メンテナンスにかける時間が長 い」,「1年間の時間があった割には11号機の模型ができるのが遅すぎる」などといったコメント が見られた.第2期になり IKABO 11号機を製作するという目標を立てたがその目標は大きす ぎて何をすればいいのかわからないということを踏まえても確かに行動が遅すぎたため反省すべき 点である.既存機のメンテナンスに関しても決して行動が遅かったわけではないがイベント中の目 の破損などの予想外のアクシデントに見舞われたり,プログラムの修正などに思った以上の時間が かかってしまったので反省すべき点である.また,良いコメントもほとんど見られずこのプロジェ クトの成果はあまり評価されていないことがわかった. (※文責: 門谷隆司) Group Report of 2012 SISP - 93 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 5.3 担当分担課題の評価 5.3.1 井上和也 前期で行ったことは 11 号機の機能案,デザイン案についての議論.3,5号機の修理手伝い.1 号機のメンテナンスなどである. 11 号機の機能案についての議論だが,これは4,5人のプロジェクトメンバーと考えうる機能 を提案,そしてそれについての実現性,目的などを話し合っていき,それについて必要な知識や物 を詳しく調べていくというものである.これについてはひたすら提案,審議,検索していくしかな かったが,この議論に大きく時間が割かれた. デザイン案についての議論だが,11号機のデザイン面,どのようなデザインなら人の目を引く か,どのような形ならば実現できるか,そのデザインにはどのような目的があるのか,などを議論 していったものである.ある程度のデザインが固まり次第それを 1 人のプロジェクトメンバーにイ ラストとして書いてもらい,そのデザインについて担当教員に提案していくといったものであっ た.この議論が最も苦労し時間もかかったものであった.その理由は,人の目を引くというデザイ ンを考えて書けば実現性が薄くなったり目的も薄くなる.逆に実現性を追求したらデザインが簡素 なものになってしまう,という問題からなかなかデザインが決定しなかったのである. 3,5号機の修理手伝いだが,これは手伝いといってもほとんどが各パーツのネジ留などの雑用 であるが,主に行ったのが 3 号機の足の塗装であろう.3 号機の足の塗装が禿げていたのでそれの 再塗装を行った.これについての詳細は既に書いてあるので省略するが,これには想定していたよ りも時間がかかったことで,他にやろうとしていたことが先延ばしになってしまった.これをもっ と早い段階で行うか,他に手間があまりかからない方法を模索するかを検討すべきだったと反省し ている. 1 号機のメンテナンスだが,これは一業者に依頼するような大層なものではなく,何かのイベン トで 1 号機が外に出る際など逐一動作におかしなところがないかチェックするものである.特に今 まで問題があった頭部分や腕部分などに注意を払った.頭のボルトがきちんと絞められているかの 確認を行い全身の揺れは危険なものではないかをチェックしたり,腕のエアシリンダーの出力調整 をし,勢いのありすぎる危険な動きをしないか,それでいて IKABO として動きに不自然なものが 無いかをチェックし調整していた.後期で主に行ったことは,前期に引き続き11号機の機能,デ ザインについての議論.11号機のモックアップの製作である. 11号機の機能については前期で確定できなかったので後期まで伸びてしまった.にも関わらず 後期でもこれに時間を割かれてしまい,実現可能性の議論はしたがその目的についての議論がおろ そかになってしまい妥協した面も少なからずあった.前期で決定できなかった分後期の日程が押さ れてしまったのは反省しなければならない点だろう. 11号機のデザインについても前期で確定できなかった.というのもそもそも機能を確定できな ければデザインは決まらないからである.デザインを先に決めてしまってはそれに取り付ける機能 が制限されてしまい,その機能が重要なものだった場合そのデザインが崩れてしまう.反省すべき 点は前期でデザインの議論をせずに機能についての議論をし,決定までこぎつけるべきだった点で あろう. デザインの決定まででプロジェクト活動の期間の大半を消費してしまったので,11号機のモッ クアップ製作は急ピッチで行われた.しかしデザインが決まっただけで一部の素材は決定していた ものの細かな部分の素材の決定や接合部分などの細かい設計図などの作成をせず見切り発車でモッ Group Report of 2012 SISP - 94 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project クアップ製作を進めてしまった.これらの不備によりモックアップを1から作り直すという問題 が起こらなかったのは幸いだったが,先に全ての素材と設計図を作るべきだった.というのもこの モックアップ製作には技術面でのアドバイザーがいたのだが,その方に設計図を見せていれば問題 点が早急に発覚しただろう.モックアップを製作していくうちに発覚した問題があり,我々が技術 的に可能だろうと想定していたものの実現が難しかったのである.幸いその部分は全体に大きく 関わってこない場所だったのだが,その部分の見直しをした.問題は部品と部品の接合部分のこと だったのだが,想定していた接続方法が使えなくなり急遽違う方法を模索した.今回はとっさの思 いつきで別の方法が見つかり,設計図をそこから書いていったが,設計図をおろそかにするとこの ように計画に不備が出て,最悪の場合今まで行ってきた苦労が水の泡になってしまうということも ありうるだろう.この点が自分が行ってきた活動で最も反省すべきなことだろう.自分が行った活 動は以上であるが,プロジェクト全体を通しての反省点がある.計画がずさんだった点,プロジェ クトメンバー全体の情報伝達がうまくいってなかった点が反省すべきところである.1 年という限 られた期間での大きなプロジェクトというのはスケジュールなど計画性が最も重要であると認識し た.先ほど述べたように自分ができると思っていたことができない場合もあるので設計図を作らな いという計画性のなさを反省する.そして1つのプロジェクトと言ってもその中でグループがある のは当然で,そのグループ間での情報伝達がうまくいってなかったのが反省すべき点であろう.そ して大きな反省点は,設計図が無いという不備から生まれた反省点であり,同じモックアップ製作 班のなかでもどうやって作っていくのかをわからないという問題が発生した点だろう.1 人の人が が提案したアイディアで例え口にして伝えたとしても,設計図もなしにほかの人がそれをやろうと すると齟齬があり進められないということもあった.これらの反省点のほとんどが計画性の無さか ら生まれたものであり最も反省しなけらばならないものだった.逆にこの失敗をしたことを今経験 できで良かったとも思う. (※文責: 井上和也) 5.3.2 秋場弘次 私は製作班の一員として既存 IKABO の改善,主に IKABO 3号機,IKABO 5号機のメンテナ ンスを中心に活動を行った. 具体的に行った IKABO のメンテナンス内容は IKABO 3号機,IKABO 5号機腕部のサーボ モータの交換,掃除,IKABO 3号機,IKABO 5号機の部品を留めているネジなどが外れていな いかの点検作業の以上2点である. 1点目の IKABO 3号機,IKABO 5号機腕部のサーボモータの交換,掃除は,サーボモータの 酷使により動かなくなってしまい,動作をまともに行うことが出来なくなってしまうサーボモータ が存在したため,新たなサーボモータ.交換することで解決した.しかしまだ壊れていないサーボ モータの多くも同時期から使用していたためいつ動かなくなってしまうかわからないという不安が ありすべてのサーボモータを交換しようという案もあった.だがプロジェクト内で保管していた サーボモータの数が少なすぎ,かつ現在同型のサーボモータが販売中止となっていたため,在庫を 探す時間もないため断念した.次に現在使用しているサーボモータ内部の掃除をしてはどうかとい う案が出たことにより,今回は IKABO 3号機,IKABO 5号機に使用しているサーボモータすべ てのメンテナンスを行うこととした. メンテナンス内容はサーボモータの取り外し,ギアボックスの蓋を開け内部のギアの掃除,ギア に新たにグリスを塗りなおす,サーボモータの再度取り付けである. Group Report of 2012 SISP - 95 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project サーボモータの取り外しは,取り外す際にどのサーボモータがどこに使用されていたかを把握し 再度取り付けの際にスムーズに作業を行えるように目印をつけ取り外しを行った.ギアボックス内 部の掃除は,もともとグリスが塗ってあったのだが汚れがたまってしまい黒いヘドロ状になってし まっていたので取り除いた.取り除く際に注意した点はギアの隙間にもヘドロがこびりついていた ため出来る限りきれいにするように注意して掃除を行った.グリスの塗りなおしについては,ギア の掃除終了後新たなグリスの塗りなおしを行った.塗りなおしで注意した点はグリスを塗りなおす 際に塗りすぎてしまうとグリスが塊になってしまうとまたヘドロになってしまうため,塗りすぎて しまわないように注意しながら塗りなおしを行った.サーボモータの再度取り付けは掃除の完了し たサーボモータを元の場所に取り付けを行った.取り外しの際にサーボモータの取り付けの向きま で把握していなかったため何度か取り付けを間違えてしまうことがあり,1個1個確認しながら取 り付けをお行った. 2点目のネジの点検作業は,IKABO 完成後数年たっており,先輩方もサーボモータの交換や IKABO の改善を行っていたため,ネジ頭の部が潰れていたりネジが外れて無くなってしまってい る部分があった.場所によってはネジの固定が少ない場所もありこのまま放置し続ければ破損の原 因になると判断し,IKABO 3号機,IKABO 5号機のネジの点検を行った. 点検を行っている際にネジの頭部がつぶれてしまっているネジもしくはネジが付いて意ない箇所 を発見したときは,同じネジを使用している場所を探しそれと同じネジを購入し交換,取り付け作 業を繰り返し行った.この2つの作業の他にも,IKABO の顔の部分が外れてしまうなど小さな問 題の解決も行っていった. 以上が私が今年度のプロジェクト学習において主に行った活動である.IKABO 11号機の話 し合いには参加できたが直接 IKABO 11号機の製作にかかわることはあまり出来ず残念に思っ ている.メンテナンスの作業には明確な終わりはなく何度も同じ作業を行うこともあり辛いとも うこともあったが,必要な作業であったと感じている.私が行った活動によって IKABO 3号機, IKABO 5号機関連の作業が減り,来年度以降プロジェクトに参加した学生が少しでも IKABO 1 1号機の製作に集中できれば良いと考えている.今後の活動としては現在使用しているサーボモー タを新たに購入できたためサーボモータの交換を行いたいと考えている. 今年度のプロジェクトに参加してプロジェクト内のメンバーだけでなく市民の会の方々など多く の人と関わり活動した1年間は非常に充実した活動だったと感じている. (※文責: 秋場弘次) 5.3.3 荒川貴史 前期の活動では主に全体のサポートをしていた. プロジェクト開始当初は制作班全員で 11 号機 の案について話をしていた. また, 前年度からの引継ぎの際に IKABO1 号機・IKABO3 号機・ IKABO5 号機などの既存機の修理のことも話されていた. その修理の件で 11 号機班と既存機修 理班が分かれた. だが, 具体的に分けたわけではなく, 片方の班が人手が不足している場合, 片 方の班の開いている人員を派遣していた. 私は初め 11 号機班で 11 号機についての話し合いに参 加していた. そこでは, 11 号機の高さや重量などの大体どのような値にするかなどを現実的で ありうる範囲で決めた. そのときは具体的にどのような材料にするなどは決めていなかった. プ ロジェクトも進むと, 修理班の方が手が足りなくなったため修理班の方へサポートに行くように なった. 修理班では主に 3 号機・5 号機の腕のサーボモーターの掃除や 3 号機のゲソの塗装など を手伝った. その修理班を手伝いつつ, グループリーダーである井上に指示を仰いだ. 仰いだ際 Group Report of 2012 SISP - 96 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project に調べ物を聞き出し, 修理班のサポートが一段落終えるとその調べ物をし, そのまとめた情報を 11 号機班に渡すなどしていた. 前期の半分が過ぎた頃に 5 号機の目がアクシデントにより割れて しまうという自体が発生した. そのアクシデントにより私は 5 号機の目の製作を担当することと なった. まず, 私が行ったのは目の製作方法を探すことであった. 引き継いだ際, 5 号機の目 に関する製作方法は伝えられていなかった. 5 号機の目の製作方法は 2010 年のプロジェクトの報 告書から, 3 号機の目の製作方法は 2009 年のプロジェクトの報告書からその情報を得ることがで きた. その情報から 5 号機の材料が石膏であり, 3 号機の材料はパテであることを理解した. そ の情報を得た後で 3 号機・5 号機の材料のどちらで 5 号機の新しい目を作るかを修理班で考えた. その結果, パテは石膏よりもあつかいが難しいという結論になり, そのまま 5 号機の材料で新し い目を作ることにした. しかし, そのときには前期のプロジェクトも終わりかけていたため作業 は後期にすることにした. 夏休み中は 3 号機のゲソ塗装に専念し, そちらを手伝っていた. 後期の活動では主に 3 号機, 5 号機の目の製作やそれらのマニュアル作成, 手先や塗料を用い た塗りを担当した. 材料が決まったため, 5 号機の製作方法通り目を製作した. しかし石膏での 製作途中, 何度も発泡スチロール球体に塗った石膏を削りすぎ地が出てしまったり, 塗った石膏 が割れてしまったりなどがあった. その失敗の後, 地が出てしまったものには石膏を再度塗りつ け, 割れてしまった石膏は剥ぎ石膏を再度塗りつけた. しかし, そのような失敗が多数あったた め, 材料を変えてみる事にした. 材料のことを話し合った末, モデリングペーストがいいのでな いかとの意見があったためモデリングペーストで製作してみることにした. 基本的には石膏と同 じく, 塗ったがモデリングペーストを薄く塗るよう心がけた. その製作途中, どうしても手間 がかかってしまうため製作方法を修理班内での議題とした. また, 11 号機班にもその意見を仰 いだ. 全体で考えた末に目を誰でも交換可能で作る手間があまりかからないものにするというも のだった. そのため, 元の発泡スチロール球体にそのまま色を塗るというものが新たな製作方法 として挙げられた. その案は傷ついたとしてもすぐに替えを作るという課題を解決した. 塗りの 技術はやったことがなかったとしても非常に簡単なものでそこまで技術がいるものではなかった. そのため, 問題は解決したと言える. 簡単さを追求したのはいいが, 目玉のサイズについては考慮してはいなかった. 元々, 発泡ス チロール球体は元であり, その上にパテや石膏を塗って成型すると言うのが基本であった. その ため, 目玉のサイズがまぶたのサイズよりも大幅に小さかった. その問題を解決するべく, 目玉 のサイズを変える必要があった. 元となった目玉のサイズは直径 8.0cm だったため, そのサイ ズより大きいものにする必要があった. そこで直径 8.5cm のものと直径 9.0cm のものを用意 した. 合わせてみたところ, 直径 9.0cm のものではまぶたに入らず, 直径 8.5cm のものはま ぶたにぴったりとではないが大幅に空いている空間が少なかったため, 直径 8.5cm のものを採 用した. そして, その直径 8.5cm のものを今まで行なってきたとおり, 塗料で塗った. 目自体は完成したが, それだけでは終わらなかった. 目玉とまぶたを付ける作業がまだ残って いた. 竹串を刺していた箇所を中心として錐などで穴をあけた. このとき, 気をつけたことは穴 を開けすぎないことである. IKABO5 号機に装着する際にワッシャーが固定してある金属棒を目 に差し込むのだがそのワッシャーまでが長くそのまま目に差し込んでしまうと目を突き抜けてしま う. もうひとつ問題があり, 目玉とまぶたをつけることに成功したのだが, 金属棒を差し込んだ 後には何もしていないのでそのままでは目玉が回ってしまう問題である. これは IKABO の目で いうと目尻とまぶたの下部にマジックテープを貼ることで目玉が回る問題を解決することができ た. また, まぶたも傷などがついていた. その傷もまぶたそのものに大きな傷ではなく, 細かい 傷だった. 塗装が剥げてしまっているだけなため, スプレーで塗装することによってその細かい Group Report of 2012 SISP - 97 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 傷や塗装が剥がれてしまっている箇所を埋め直した.また, まぶたに関しては今年度のプロジェ クトでは作れなかったが目玉の替えは作ることができた. 傷つかないようイベントなどで運用し て欲しいが, 替えをみることで新しいものを作ることができると思う. 前期後期通して, プロジェクト全体での 9 月の札幌で行われたオープンキャンパス以外のイベ ント参加をした. 函館観光産業推進いか型ロボット「IKABO」を用いて函館の知名度を上げ函館 の観光を盛り上げることが本プロジェクトの活動目的であるためである. そのイベント参加を通 して IKABO を函館を中心とした人達に見て知ってもらった. また, イベントは大きなものから 小さなものまで参加してきた. 参加してきたものは地域と密着したものが多く, 町会が主催のも のが多かった. そのため, 地域の人達にも IKABO とは何かというものを知ってもらえたと思 う. このイベント参加によって IKABO を知ってもらい,函館を知ってもらうことができたので はないかと思う. 今回のプロジェクトで私は主に 3 号機・5 号機の目や手先, そして必要時での塗料を用いた塗り を担当した. 全ての作業が私はやったことがなく全てが手探りで行った. 目の製作に使われた石 膏やモデリングペースト自体も扱ったことがなく慣れるまでが大変だった. 教員や朝倉さんの手 を借りる事で目の製作をすることができた. また, 塗料を用いた塗りも勝手がわからなかった. しかし, 朝倉さんに塗りの手ほどきを受けることで徐々にできるようになった.この技術を得た ことで本プロジェクトの活動で塗料を用いた場合, 私がそれを代行するなどで多少円滑に進める ことができたと思う. 今年度では目は作れたもののまぶたは製作できなかったため, 替えがな い状態である. まぶたはプラスティック製のため目の様に壊れたりはしないが傷はつくので傷が 多くなってきた場合, スプレーで塗装するしかない.そのため, 来年度以降でまぶたを壊さない ように運用する. もしくは, まぶたの替えを作れればいいと思っている. まぶただけではなく, 目玉の方も急ごしらえと思われてもしかたがないのでこちらの方も今回 の目玉作りを参考にして新しいものを作っていくのではなく, 少々のメンテナンスを行うことで 引き継いでいけるものを考え作れるのであれば作っていただきたいと考えている. メンテナンス の方もかかさずにしていって欲しいと思っている. 今回のプロジェクトのように積もり積もって メンテナンスが本年度に降り注ぐのではなく 1 年 1 年メンテナンスを行い, ある 1 年にメンテナ ンスを行う年とはしてほしくはない. 今年度は 11 号機の話に始まり, 前年度から問題とされて いたメンテナンスなどなどを解消することとなった. 次年度以降, 11 号機開発に専念してほしい ため, 本年度メンテナンスなどを行うこととなった. そのため, 本年度の成果としては今までの IKABO プロジェクトの成果内容としてはみすぼらしく思うかもしれない. しかし, 私たちはメ ンテナンスほど重要なものはないと考えている. ただ作り壊れるまで使い続けるだけでは使い捨 てのものを作っているに過ぎないと思う. IKABO のようなものを作るには多大な資金が必要で ある. その資金で作ったものを使い捨てするのはいただけないと思う. そのため, 本年度ではそ のメンテナンスを試行錯誤し, その試行錯誤して採用とした内容をマニュアルとして残した. 絶 対的な自信があるものではないがメンテナンスをするには十分な内容だと思う. これでメンテナ ンスを突然することになったとしても頭を悩ませる心配はないと思う. 3・5 号機班と 11 号機班 に分けたわけだが, 11 号機のモック作りをすることが決定してはいたが 11 号機のサイズなどを 決定するのがギリギリだったため, そのモックを最終発表会に間に合わせることができなかった. できることならモック作りをすることを早い段階で計画し, 最終発表会までに完成させていれば 未来大学内で 11 号機のデザインについて具体的に説明できたのではないかと考えている. また, 今年度は色々と問題が山積みだったり, 突然に問題が発生したりなど唐突のものが多かった. し かし, 今年度のプロジェクトでは計画性というのがいささかなかったように思える. そのため, Group Report of 2012 SISP - 98 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 次年度には計画性の重要性を引き継ぎの際に語る必要があると思う. (※文責: 荒川貴史) 5.3.4 工藤祥太 私は,いかロボット創造プロジェクトの製作班として活動してきた.前期は主に11号機につい て,どのような素材で作るか,どのようなデザインにするのか,どのような機能を搭載させるかな どを製作班全員で話し合っていた.また,企画班の手伝いのような形で函館市内のイベントに既存 のイカボを持って行き参加した.また,NHK の取材を受けてテレビにも出演した.そして後期は 既存のイカボの修理を行い,11号機についてさらに具体的に話し合いを進めていき,設計をし て,そのプロタイプの製作を始めた.また,11号機の製作が始まった頃に同時並行でイカボ製作 班のポスターとイカボ全体のポスターの作製も始めた.その中でも特に自分が力を注いできたこと はプロジェクトのポスターの作製と11号機の製作である.11号機の製作についてだが,ゼロか らのスタートだったのでまずどんなデザインにするか,どのような機能 を持たせるか,どのくら いの大きさのイカボにするか,どんな材料を使って製作するかなど話し合わなければならないこと がたくさんあった.この最初のステップを適当に決めてしまうと後々大変なことになるのは目に見 えていたので,慎重に話し合いを進めていた.そのため,この話し合いだけでもかなりの時間がか かってしまった.そして,全てのことが決まってから作業を急いで始めることにした.まず材料を まとめて買い出しに行くことにした.だが,作業を進めて行く度にどんどん新たに必要なものが見 つかり,何度も石田文具やホーマックにいったりして,効率良く時間を使うことが出来なかった. また,何度も塗装をやり直したりと,順調に作業を進めることができなかったのでプロジェクト の最終発表に11号機を披露することができなかったのがすごく残念だった.ただ,2月に秋葉原 で行われるプロジェクト学習課外発表会に向けて今も製作中である.そして製作では主にイカボの 足の製作する作業とモデリングペーストという盛り上げ材を利用してイカボの頭や胴体の小さな凹 凸を目立たないようにさせる作業とペンキを使って胴体や頭の塗装する作業と頭の大きな凹凸と目 入れるための大きな穴をやすりで削る作業をした.足はどの角度にするとイカボ支えることができ るかを考えながら8本全て同じ角度に手作業で行った.一度誤った角度で曲げてしまうと直そうと して不要に曲げる回数が増えていき,素材がダメージを受けて足の強度がかなり弱ってしまう可能 性があったし,長さもばらばらになりイカボ自体が立てなくなる恐れもあったので慎重に曲げた. そして胴体との結合部分は万力を使って潰してからドリルを使用して穴をあけたが,万力を使って 足を潰すのが思った以上に力作業で大変だった.モデリングペーストを使用して胴体や頭の小さな 凹凸を目立たないようにする作業は工房の管理者である朝倉さんにやり方を教えてもらいながら 行った.最初はへらを使って塗っていたが,全然上手くいかなかったので手を使って塗ることにし た.また,塗るときに普通に塗ってしまうと塗りむらができてしまうので,優しく撫でる様に水で 薄く伸ばしながら乾かしては塗っての繰り返しを何度も凹凸が目立たなくなるまで時間をかけて塗 り重ねていった.また,ペンキで胴体や頭を塗っていく作業は本当に大変だった.朝倉さんからは 一度にたくさん塗ってしまうと塗りむらができてしまうから,とにかく一度に塗り過ぎないように 薄く薄く少しずつ少しずつ丁寧に塗りなさいと教わったが,一度塗ったら乾くまでかなり時間が かかり作業が中断してしまうので,終盤は何度も何日もかけている重ね塗りをする時間がなかっ た.当時はプロジェクトの最終発表に間に合わせる予定だったので,焦っていて多少の塗りむらが できてしまったことはすごく残念に思う.次に,ポスターの作製についてだが我々のプロジェクト の製作班にはデザインコースの人が一人もいなかったため,ポスター製作はかなり大変な作業と Group Report of 2012 SISP - 99 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project なった.まずイラストレーションを使ったことがなかったので,基礎の基礎から手探りで学ぶこと となった.最初に過去のイカボプロジェクトのポスターや他のプロジェクトのポスターを参考に見 てみたが,他のプロジェクトのポスターと比較するとイカボプロジェクトのポスターは若干デザ イン性に劣っていたので,他のプロジェクトのポスターを参考にすることにした.たくさんのポス ターを見ていく中でいくつか気づいたことがあった.まず一つ目は,良いなと思ったポスターには 必ず統一感があるということであった.これは良いと思えるポスター全てに共通していた.主とな る色の統一,文字の大きさと太さの統一,写真のサイズの統一などをしていた.二つ目は,ぱっと 見たときにこのポスターは何をアピールしたいのか明確になっているということであった.写真や 図などが一切入っておらず,長々と文が書かれているポスターだと結局読んでいる人に何を伝えた いのか,何をアピールしたいのかがわからない.なので,ぱっと見たときに,このプロジェクトは どんなプロジェクトなのか,どんなことをアピールしているのかを写真や図または大きいかつ太い 文字で見出しのような一文を用いることが大事だと感じた.新聞でもそうだが,まず見出しを大き く書いてから,その詳細を小さな字で細かく書くということは読者のことを考えるととても大事な ことだと思うし,見出しがなかったら誰だって何のことについて書いているかわかりづらいので読 む気にすらならないと思う.なので自分はこの二つの点に気をつけてポスターを作製することにし た.まず,いきなり作製するにしても何から始めたら良いかわからなかったので,自分たちのプロ ジェクトはまず何をアピールしたいのか,何を頑張っているのかなど見出しになることからノート に整理していった.そして書く内容が決まってからイラストレーションを使って始めていった.実 際に作製していくと簡単に見えることでもすごく手間のかかる作業だったりして正直かなり時間が かかった.例えば,文字の色ひとつ変えるにしても文字の中の色を変えるのか,それとも文字の枠 の色を変えるのかとかを選択しないといけなかったり,選択するものを変えるときはその都度矢印 ボタンを押してから選択しないといけない.また,四角形ツールや楕円ツールなどを利用してその 中に文章を書くときはテキストボタンを選択してから文章を書いてその後さらにグループ化という 作業をしないとばらばらになってしまうのでイラストレーション初心者である自分にとってはかな り大変だった.また,ポスターで使いたい写真が暗かったときはフォトショップを使って加工する のだが,こちらもデザインコースの友達に教えてもらいながら耀度を自然に見える範囲で調節して 使った.また,自分は企画班の函館市内で行ったイベントもたくさん手伝いをした.花と緑のフェ スティバルではイカボ1号機を実際にお客さんの前で披露した.そして実際に小さい子供たちに はマニュアルを説明しながら操作をさせてあげた.また,実際に企画班がイカボと合同で行ったマ ジックショーのマジックの練習も,もしもの時のために行った.マジック自体はかなり練習してい たし,種もしっかりしたもので,最初自分たちが実験台で行ったときも全然わからないぐらいの出 来映えで望むことが出来た.その結果,子供たちには大うけだったので,結果的に大成功だったと 言えると思う.また,イカボ関連のグッズも売れたので非常に有意義なイベントになったと思う. また,未来祭の時にもイカボを出展して,お客さんの質問に答えたり,実際に動かしてもらったり した.また,神山町会のイベントでは小さい子に向けて,いろいろなアトラクションを楽しんでも らおうということになり,輪投げや魚釣り,ボーリング,射的,紙飛行機を使って飛距離を競う遊 びなどを企画班と一緒に考えてやることになった.自分は企画班ではないのだが,実際に全ての種 目のお手伝いをすることになった.紙飛行機で飛距離を競う遊びのときは,折り紙の本や,イン ターネットを使ってたくさんの紙飛行機の作り方を実際に試してみて一番飛距離が大きい作り方を 子供たちにレクチャーして遊ばせることにした.また,魚釣りも同様に折り紙の本を使って作り, 釣竿と魚の両方に磁石を仕掛けることで楽しませることにした.ボーリングは単純に1.5リット ルのペットボトルを10本購入して飲み物を全て飲み干した後に水を適量入れて倒れやすい重量に Group Report of 2012 SISP - 100 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 設定した.射的はインターネットでたくさん作り方を調べたがあまり種類がなかったので,オリジ ナルでも作ることにした.そして結果的には合計3種類を銃を用意して遊んでもらうことにした. 実際にイベントが行われたときは最初人が全然来なくてどうしようかと思ったが,中盤くらいから 少しずつ子供連れの方々が来てくれたので安心した.結果的に同じ子供たちが何度も何度もアトラ クションを回ってくれて,すごく楽しんでくれたようだったのですごく嬉しかった.また,アトラ クションを全て回りきると景品としてうまい棒をプレゼントすることにしていたので,このサービ スも子供たちがたくさんアトラクションを楽しんでくれた理由のひとつになったと思う.その中で も特に紙飛行機と射的は人気があり,今後のイベントを行っていくうえで参考になった.また,ア トラクションが終了した後に,参加してくれた子供たちとイカボ1号機と一緒にいか踊りを踊って 締めることにしたの.それにあたっていか踊りを事前に練習することとなったが,かなり簡単かつ 単調な踊りだったので,すぐに覚えることが出来たし,実践でも踊ることが出来た.そしてひとつ 意外だったことがあった.アトラクションを楽しんでくれた子供たちにはいか踊りの踊り方を一切 教えていなかったにもかかわらず,みんな踊ることが出来ていた.このことは,いか踊りが函館市 の大きなイベントとして認知されていることが伺われた瞬間でもあった.我々のプロジェクトのい かロボットを使って函館の観光産業を盛り上げるという目的が少し達成された気がしてすごく嬉し い気持ちになった.そして,いか踊りをみんなで踊り終えて神山町会のイベントを終了となった. その後に少し町内の方々の個展を拝見して,小さなビンゴ大会をして終了した.このように自分は 企画班ではないけれども,企画班の手伝いを行い,違う班どうし協力することで,さらに仲間意識 が芽生えてきたと思う. 自分はこのプロジェクト学習でこれらのことを主に頑張ってきたが,やはり物事を計画的かつ効 率よく進めるということはとても大事なことだなと改めて痛感した.また,物事を計画的かつ効率 良く進めるためには,まずこの期限までにこれらのことを絶対にやり通すという強い意志を持って 自分の意識から変えていけなければならないと思った.そして,何事も自分の力でやってみないと わからないことだらけだなと感じた.でも三年生になって初めてこれだけ大きな長期間の共同学習 をやったが,仲間たちと協力して同じ目標に向かっていくことで協調性や積極性を養うことができ たし,プロジェクト内での結束力も初期の頃よりも強くなったと思うのですごく自分にとっては良 い経験になった.このプロジェクト活動を通して学んだことはこの先卒業研究でも社会人になって 生かすことができると思うので,同じ過ちをしてしまわないようにこの経験をまず卒業研究では生 かしたいと思う. (※文責: 工藤祥太) 5.3.5 金井宣彦 私は,制作班において,既存機の改善を中心に活動を行った.その中でも,プログラムに関係す ることや,既存の IKABO の動作追加にあたって,新たに浮上してきた,IKABO コントローラー と呼ばれるプログラムの修正や IKABO1 号機 IKABO3 号機 IKABO5 号機のマニュアル作成に 力を入れた.. IKABO コントローラーとは,IKABO 3号機 IKABO 5号機にある.IKABO 3号機 IKABO 5号機を遠隔操作するときに用いられる.プログラムのことで.この IKABO コントローラーを 使って,様々なイベントでの実演などをしているとても重要なプログラムである.このプログラ ムを改変することになったのは,ほかでもない IKABO 5号機の新機能である瞬きの実装である. 瞬きを実装するのは,マイコンへのプログラム改変を加えるものと,同時にインターフェースでの Group Report of 2012 SISP - 101 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 改変も必要となるのである.そこで,この新機能の追加に関しては二人で担当することとした.一 人は IKABO 5号機のマイコンのプログラムを担当し,私は IKABO コントローラーのインター フェースを担当した. IKABO コントローラーのインターフェースは,プログラミング言語である c++ で書かれてい るため,大学の講義で使っていた,c 言語を開発する環境では,編集がでいないことがわかって いたため.活動する一番最初に c++ の統合開発環境である,Microsoft visual c++ 2010 Express(マイクロソフト ヴィジュアル シープラスプラス 2010 エクスプレス)を導入することに した.これを導入することにより,ようやくスタートラインであるプログラムの内容確認に入れる ようになった.プログラムの中身はいたってシンプルであり,注釈もついているため,プログラム をやっている人ならだれでもわかるのではないかというくらい理解が簡単であった.プログラムを 読んでいくうちに,全く必要のないものが存在していたり,注釈がない場所があったりしたため, 全く必要のないものについては,コメントアウトし,表示させないようにしたり,その部分を削除 したりし,プログラム自体をより見やすくすることにした.注釈のついてない場所でも,私なりに 理解した内容で,注釈をつけてみたりと,見やすさを重視してみた.IKABO コントローラーのイ ンターフェースの編集には,主に4つの仕事がある.一つ目はインターフェース上に表示されるボ タンの追加である.ボタンの追加方法は,プログラムを読んでいくと,わかったため,デザインで ボタンの画像をインターフェースに貼り付け,そのボタンを表示されるようにプログラムを編集す るだけでボタンの追加ができた.二つ目はボタンの判定をつけることである.ボタンの追加はでき たが押せるように判定を付けなければ全く意味が無いので,マウスオーバー時とマウスリーブ時に ボタンの色が前者は黄色から青へとボタンの色を変え,後者では青から黄色へとボタンの色を変 えることとした.3つめはボタンを押した時の命令の送信である.これが一番重要なことである. この命令を送信することをしない場合は,ただ色の変わるボタンでしかないため,存在する意味が 全くないものとなってしまうのである.よって,対象のボタンをマウスでクリックすることで,命 令を IKABO 5号機に送信するものである.この命令はマイコンに書き込んでいるプログラムと 同じ命令でなければならないので,マイコンへのプログラムが書き込み終わった段階で,する作業 となるため相手との打ち合わせが必要であった.マイコンへの書き込みが終わり次第命令を追加 し,いよいよ実際に実行してみると,うまく動いてくれなかった.原因としては,プログラムのイ ンターフェースで使用している画像を同一階層に置いていなかったため,参照できなかったという 単純なものであった.そのエラーを回避すると,今度は命令送信を間違えていたため,瞬きをさせ たかったのに,バイバイの動作をしてしまうということが起きてしまった.これも,マイコンのプ ログラムで送信する命令を確認し書きなおすことで,回避することができた.また,IKABO 5号 機のマイコンのプログラムでは,両目瞬きの実装が難しいということを相談されたため,IKABO コントローラーで解決することとした.解決の方法はいたって簡単で,両目瞬きのボタンを用意し 前述のとおり判定や命令送信を入れるのだが,命令送信の場所で,左目の瞬きと右目の瞬きの命令 を同時に送信することで,両目瞬きの実装をすることができた. 他にも,左目瞬きと右目瞬きと両目瞬きの実装に伴い,IKABO3 号機を動かすときと IKABO5 号機を動かすときには,同じ IKABO コントローラーを用いて,動作させている.そのため, IKABO5 号機ならば IKABO コントローラーに瞬きのボタンを表示しておくのはいいのだが, IKABO3 号機はマイコンボードの関係上,瞬きすることができない.よって,できない機能が IKABO コントローラー上に表示されてしまっているのである.これは問題となると考えたため, IKABO3 号機動作時には瞬き関連の機能のボタンを表示させないようにし,IKABO5 号機動作時 には,瞬き関連のボタンを表示させるようにできるように,IKABO コントローラーのソースに if Group Report of 2012 SISP - 102 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 文を追加し,表示と非表示をできるように実装した.そのとき,IKABO3 号機を単体で動かす場 合と IKABO5 号機を単体で動かす場合,IKABO3 号機と IKABO5 号機を同時に動かす時で条件 分岐をさせたのだが,いまいちうまくいかなく,かなりの時間がかかった.結局すべての場合に対 して if 文で書き,動作時には非表示と表示ができていることを確認した.これにより,IKABO コ ントローラーが使いやすくなったのではないだろうかと考える. IKABO3 号機と IKABO5 号機のメンテナンスについては,IKABO3 号機と 5 号機のサーボ モーターの動作不良があったため,前期はすべてメンテナンスに時間を費やした.サーボモーター のメンテナンスでは,まず,サーボモーターの中身を開き,ギアボックス内にある,ヘドロ状に なった汚れの塊により,サーボーモーターの動作不良が起きていると考えた.よって,このヘドロ 状となった汚れの塊を取り除くことをした.ヘドロ状となった汚れの塊は,ギアの歯車の部分に入 り込んでいて,普通の掃除では取り除くことが困難であった.そこで,爪楊枝を用いて,歯車を一 個ずつ掃除することとした.それにより,綺麗にヘドロ状となった汚れの塊を取り除くことができ た.このまま,ギアボックスを戻してしまうと,ギア自体に大きな負荷がかかってしまい,歯車が 壊れかねない.それを防ぐために,歯車に潤滑剤としてグリスを塗った.それにより,ある程度 IKABO3 号機と IKABO5 号機の挙動は良くなった.だがしかし,このギアボックスの掃除だけで は挙動が良くならないサーボモーターがあったり,全く動作のしなかったサーボモーターがあった ため,新しくサーボモーターの発注をしなければならなかった.この IKABO3 号機と IKABO5 号機に使われているサーボモーターは,日本国内には在庫がなく,アメリカへ発注しなければなら ない状態で,かなりの時間が要することがわかった.そのため,このような不測の事態に備え,予 備として IKABO3 号機と IKABO5 号機それぞれ 8 個のサーボモーターが壊れてしまっても,取 り付けなおせるように新たに 16 個の発注をし,来年度以降に引き継ぐこととした. IKABO1 号機 IKABO3 号機 IKABO5 号機のマニュアル作成についてだが,マニュアルは IKABO1 号機のマニュアル,IKABO3 号機,IKABO5 号機の動作マニュアル,IKABO3 号機と IKABO5 号機のメンテナンスマニュアルの3つである.このうち,私が作成したのは IKABO1 号機のマニュアルと IKABO3 号機と IKABO5 号機の動作マニュアルである.IKABO1 号機のマ ニュアルについては,まず,IKABO1 号機のマニュアルを作る際に,把握しておかなければなら ないことがある.それは,IKABO1 号機の動かし方についてだ.IKABO1 号機を動かせないのに マニュアルを作成したところで全く意味のないものとなってしまう.よって,まず,IKABO1 号 機を完全に動かせるようになるために,前年度の IKABO プロジェクトに関わっていた先輩から IKABO1 号機の動かし方について指示を仰ぎながら完全に動作させることができるまで復習し, その後マニュアルの作成に移った.マニュアルの作成では,読みやすい文章を心がけ,作成した. IKABO1 号機は IKABO3 号機や IKABO5 号機とは違って,機体自体が大きく,動かす機構もエ アーコンプレッサーを用いるため,動かす際には非常に注意が必要である.そこで,IKABO1 号 機のマニュアルでは,注意事項なども含めしっかり記し,さらに,他のプロジェクトのメンバーに 作成したマニュアルをみせ,そのマニュアルで理解できるかどうかを確認したところ,理解できる という回答を得られたため,IKABO1 号機のマニュアルについては完成とした.次に IKABO3 号 機 IKABO5 号機の動作マニュアルについてである.IKABO3 号機と IKABO5 号機のマニュアル については,IKABO1 号機とは異なり,バッテリーによる駆動である.そのため,バッテリーを いくつか用意し,それを所定の場所につけなければ動作しない.そのため,文章だけではわかりづ らく,IKABO3 号機と IKABO5 号機のマニュアルについては,用意するものや,接続する場所な どの画像を用意し,それらをマニュアルの適した場所に配置することで,効果的に理解を促せるよ うに作成した.この IKABO3 号機と IKABO5 号機のマニュアルについても,プロジェクトメン Group Report of 2012 SISP - 103 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project バー内に,理解できるかどうかの確認を取った.そうすると,理解しやすいとの回答を得られた. そのため,この IKABO3 号機と IKABO5 号機のマニュアルについては完成とした. しかし,このマニュアルは,現在使われるものではなく,引継ぎ時に使われるもののため,実際 にはどのような感想を得られるかどうかがわからない.そのため,マニュアルについては,引継ぎ の時にどのような反応が得られるかどうか,実際に確かめてみないといけない. 私が中心となったのは以上の IKABO コントローラーのインターフェース変更であるが,その他 にも IKABO のメンテナンスや,IKABO のイベントでの稼働などに関わっていた.これらの事を グループで成し遂げることはとてもむずかしいことではあったが,終わってみると,とてもいい経 験となったのではないだろうかと考える. (※文責: 金井宣彦) 5.3.6 高橋寛恒 私は,制作班において既存機の改善を中心に活動を行った.その中でも,プログラムに関係する ことについて対処するのが私の役目であった.具体的には 3・5 号機における動作の改善と新規機 能の追加が私の役割であった. 動作の改善は,IKABO3・5 に見られる,バイバイ機能実行時に頭部に腕が干渉するという問題 を解決するために行なったものである.これについては,最初にハードウェア的手法でこれを解決 しようとしていたが,それではこの問題を解決するには至らなかったため,ソフトウェア的手法, 即ちプログラムの改善によってこの問題を解決することとなった.その為にまず,プログラムを解 釈することから始めた.このプログラムの理解の過程では,マイコンプログラミングとその他のプ ログラムの違いに中々慣れることが出来ず,その理解に時間がかかってしまったが,目的とする結 果に必要なソースファイルだけに着目して理解を進めることで,機能の改善について必要なソース ファイルが分かるようになり,改善することが出来た.動作を改善する事自体は,動作がどの様に 動いているかを理解し,それぞれの動きにどのサーボモータが関係しているかを把握することで, どのサーボモータについて,プログラムにおける角度指定を変更すればいいのかが分かる.従って 動作の改善はプログラム的には数字を変更すればよいだけのことであるのだが,その様にすれば出 来るという事がわかるようになるまでに,決して短くない時間を使ってしまったことは反省点の一 つであると同時に,良い経験となったと考えている.また,動作の改善に関連する話題として挙げ られるのは,プログラムによってハードウェアを制御することの難しさである.動作の改善途中で は,プログラムの記述上では何の問題もなくとも,ハードウェアに問題があるということが多く見 受けられた.例えば,今回の動作の改善では,プログラム上で動作を改善し,腕が頭部に干渉しな いようにしているのにも関わらず,実際に動作を繰り返しているとサーボモータの回転量がハード ウェア的問題によって変化し,問題が再発するというようなことが発生した.これは,サーボモー タをメンテナンスすることによって解消することが出来たが,これが起きた当初は,プログラムで 制御している以上は回転量が変化することはないであろうと考えていたために問題の原因に気づく ことが出来ず,プログラムを書き換えては再発を繰り返してしまい堂々巡りをしていた.ロボット の制御のようにプログラムとハードウェアに跨いで何かをするためには,必ずしもプログラムだけ に問題があるわけではない事を念頭に置いて,これに当たらなければならないと痛感した経験で あった. 次に新規機能の追加についてである.新規機能の追加にあたっては前述した機能改善の経験を生 かし,最初にどのソースファイルについて変更を加えればよいかを絞り込むことから始めた.その Group Report of 2012 SISP - 104 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 結果,動作の改善よりも変更するソースファイルが多いものの,何について変更が必要かわかった ので新規機能の実装を始めた.これにあたっては,単純な機能追加とは異なり,機能を追加する眼 球機構そのものをどの様に動かしたいかという機能そのもののデザインをすることが必要であっ た.今回の機能追加は 5 号機のみであるが (3 号機に実装されていないのは,3 号機マイコンボー ドの制御できるサーボモータ数が,その損傷により減少していたことが理由である) その 5 号機に おいては,その機能設計で眼球の動きによって感情を表すというものがあった.従って,5 号機に おける目の挙動は単一の角度で動くのではなく,指定された複数の角度を,ある時間中保持しなが ら,連続的に変化させることが必要だという結論に至った.そして,これを踏まえて眼球が指定さ れた角度に動くように機能を追加した.もちろん角度を複数指定し,それを保持する時間を指定す れば目の動きについて一連の流れの動きを作ることもできる. 私が中心となった担当課題は以上の 2 つであるが,11 号機の作成や,3・5 号機のメンテえナン スについての,問題解決の方策の提示や,その実践におけるノウハウの提供など,様々な担当課題 と連携してプロジェクトの推進に務めた.この様な,多数の人々で一つのことを成し遂げるという 経験は私にとって非常に良い経験となったと感じている. (※文責: 高橋寛恒) 5.3.7 門谷隆司 前期の活動においては主に全体の活動のサポートを行った.IKABO 11号機の計画を立てる際 に調べ物を行ったり,3・5号機のメンテナンスのサポートを行ったりした. 11号機の調べ者に関しては,主に材質関連の調べものを行い,巨大なロボットに用いる材質は 何があるかなどを調べた.調べる上でまず,軽くて丈夫な素材は何があるかなどを調べた.実際に 作られている巨大ロボットなどは CFRP という炭素繊維の素材が主流であり,それを用いるのは どうかと考えたが,実際に調べると値段が高くまた,外注で作るためプロジェクト3年分の予算で 作るには少々難しいものだと思った.また,材質だけでなく構造にも着目し,TECCELL という 金属やプラスチックなどをハニカム構造に組み立てることによって非常に丈夫なパーツを作ること ができる構造について調べた.しかし,この TECCELL は製作の過程上外注に頼る必要がある上 に値段がわからない,ロボットに用いられた前例がないなどといった点から保留となった.最終的 に話し合いの結果マグネシウムやジュラルミンなどが候補に挙がった. 3・5号機のメンテナンスのサポートに関しては,主にサーボモーターの掃除とゲソの塗装,そ してマイコンの発注について行った. サーボモーターの掃除は主に中身についている黒いヘドロの撤去を行い,ティッシュペーパーや 爪楊枝などを用いて取り除いた.ゲソの塗装に関してはもともとはがれかかっていた3号機のゲソ の塗装を完全にはがす作業を行った.マイコンの発注に関してはマイコンの予備がもうないため HITEC 社に電話をしてそのマイコンがまだ生産されているか問い合わせを行いそれを確認を終え たら電話を返すという旨を伝えたが,現在まだ連絡が返ってきていない. 後期の活動においては主に11号機の模型の製作を行った.デザインが仮決定し,いざ模型を作 ることになり,自分はプロジェクトリーダーの井上と一緒に工房を借りて胴体の製作を担当するこ ととなった.胴体の設計図自体はもともと榎本が作成したものがあったので,それをもとにして胴 体を作る材料である木の板に線を引いた.このとき,井上がもともと切っていた部分が設計図より も短くなっていたのでそれに合わせて設計図に書かれている長さを変えて線を引くことにした.実 際に線を引き,材料を切り分けた後にホワイトの油性ペンキで色を塗ったが側面板を全部同じ長さ Group Report of 2012 SISP - 105 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project に切るとうまく組み立てることができないことに気づき,側面板のうち2枚を板2枚分の長さだけ 切った.その後はモデリングペーストで隙間ができている部分を埋めて,まだペンキが塗れていな い部分を塗った.他のパーツの製作に関してもある程度手伝っており,頭のモデリングペーストを 塗った部分を紙やすりで削る作業をしたり,ゲソ足製作の際に試行錯誤で切ったステンレスパイプ の切り口を怪我しないように鑢で削るなど主に鑢作業を行った. 3・5号機の作業に関しても主に荒川が担当していた目の製作を手伝った.先輩たちが作ってい た目と同様に石膏を用いて目を製作していたときに石膏で発泡スチロールの物体を固めた後にそれ を鑢で削る作業を行った.丸いものをでこぼこのないように削るということは困難であり,時間が かかるということがこのときわかった. また,製作班で作り上げた成果物や中間・最終発表などで使う写真を撮ってドロップボックスに アップロードする係などもやっていた.このときに気をつけたことはきちんと人に見せる上でどう いう状態を表した写真かきちんと説明でき,かつ一目見てわかるように撮ることと,ぶれないよう にぼけないようにはっきりと撮ることである. IKABO 11号機についてその製作方法についてまとめた計画書を作成しようと考え,実際に作 成したが,IKABO 11号機について決定していることはそれほど多くなく,この報告書を読めば ほとんどのことがわかるということがわかったため断念した. 全体を通して自分はこのプロジェクトにあまり積極的に参加できていなかったため仕事も少な かったことが残念である. (※文責: 門谷隆司) 5.3.8 矢萩広二 本プロジェクトでは私は製作班に所属しており,私が担当していたのは,主に IKABO11 号機 の仕様や機能の決定,また,IKABO11 号機のモックアップ製作について活動を行いました.特に モックアップ製作に使用する材料の確定などは,殆ど私が行っておりました.1 号機の大きさを超 える 4m の IKABO11 号機の縮小版を製作するということで,モックアップ製作とは言えど,寸法 などを緻密に計算を行い,足は丈夫なもので製作し,頭は軽くするなどを考え材料を探しました. 色々なホームセンターに足を運び,IKABO11 号機のモックアップ製作において,頭,ひれ,顔, 胴体,腕,足などの最も適当な材料の選択を行いました.しかし,足の部分の材料に関しては,最 初にインターネットで「軽くて丈夫なもの」として調べた際に,話し合いの結果,ステンレスが一 番良いのではないかということになたった.実際に購入してモックアップの設計図の通り加工し てみると,うまく足の曲線を作り出すことが出来ず,無駄な材料費を出してしまった.すぐに良い ものがあったから購入するのではなく,もっと多くの材料となる物と,価格,加工のしやすさ,機 能性,メンテナンスのしやすさなどをそれぞれ比較し,それから購入するようにしなければいけな かったと,それが反省点となりました. モックアップ製作に必要な設計図が出来た後は,実際に製作を行った.主に,上記のように材料 を確定するだけでなく,脚部の製作を中心となって行った.脚部については,はじめはステンレス 巻きパイプという材料を使い製作しようと試みた.ノコギリでは傷しかつけることが出来ず,金鋸 というものを使用し,切断することに成功.その後設計図に沿って足の曲線を作ろうと曲げようと したのだが,様々な手段を使っても曲げることが出来ず,断念することになった.そこで他の材料 で脚部を製作することは出来ないだろうかと考えたところ,「フレキパイプ」というものを発見し た.フレキパイプとは,素材はステンレスで出来ており,かつ,加工しやすいものとなっているも Group Report of 2012 SISP - 106 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project のであった.用途は主に,洗面ユニット,瞬間給湯器への給水.ボイラー,電気温水器への接続配 管として使用されていて,水道の配管や給水などに使われているということで,錆にも強く,メン テナンスがしやすいのでこの材料で脚部を製作することにした.ステンレス巻きパイプと違い金 鋸での切りやすさは段違いであり,また足先の曲線も素手で加工でき,無事脚部を製作することに 成功した.また私は頭部の塗装も行っておりました.モックアップの頭部はスタイロフォームとい う素材で出来ており,スタイロフォームというのは,断熱材で,名前の由来はポリスチレン樹脂の 「スタイロン」を発砲 (フォーム) してつくることから来ています.スタイロフォームの主原料とし てはポリスチレン樹脂に発砲剤,添加剤を溶解混合し,連続的に押出発砲成形した板状保温材で, JISA9511 に規定される A 種押出法ポリスチレンフォームである.このスタイロフォームを塗装す るにあたって,気をつけなければいけない点がありました.それは,頭部を塗る塗料の種類によっ ては頭部自体が溶けてしまうということであった.それに気をつけるためにまずは,どの塗料を使 用すれば良いのかを調査しました.はじめは水性の塗料で塗装しようと考えたが,スタイロフォー ム自体がそもそも発泡スチロールと同じ材質で出来ているため色が入らないのではないかと断念す ることにした.次に考えたのが油性の塗料である.油性の塗料ではスタイロフォームは溶けること がないので安心して塗ることが出来た.しかし,ここでも注意しなければいけないことがあり,色 は刷毛を使用して塗装するのだが,一気に塗料を刷毛につけて頭に塗るのでは塗り斑が出来てしま い見栄えが悪くなってしまう.それを防ぐためには,刷毛につける塗料の量を少量にし,頭に色を 塗る際にも,薄く延ばしながら塗るようにする.それを何度も繰り返すことにより,綺麗に塗装す ることが出来る.はじめは頭の側面を塗ることにした.頭の底面を下にして,側面を上記にあるよ うに塗り斑が出来ないように刷毛に薄く塗料を取り,薄くの延ばしながら何度も塗る,一通り塗り 終えたら完全に乾くまで 2 3 時間ほど待ち,乾いた後にまた重ね塗りする.側面を塗り終えた後は 底面を塗るのだが,底面の部分は設計上曲線が描いてあるため塗りにくい構造となっていたのが, 大きな刷毛と小さな刷毛を使い分けることでその課題を解決することが出来た.それらの工程を 2,3 回繰り返すことで綺麗な塗装された頭を完成させることが出来た.顔の成形と塗装も行ってお り,顔についてはボールを使用して製作することにしました.そのボールというのは一般にキッチ ンなどに置かれているボールでモックアップ製作にはボールを 2 つあわせた球状になったものを IKABO11 号機プロトタイプの頭にしようと考えました.まず最初はボールの底の部分にある凹凸 が製作する上で邪魔となっていたので削ることにしました.はじめは紙やすりや棒やすりなどを駆 使して取り組んだものの,凹凸部分が削れてなくなったのは良いが,他の削ってはいけない部分ま で削れてしまったので使用するのを中止しました.次に使用したのがノコギリである.ノコギリで 切る際には,ボールを縦にして切らなければいけなかったのでしっかりとテーブルの端などを使用 して固定し,切り落とすことに成功しました.切断面は荒れていたので,先ほどと同じ失敗をしな いように残っている凹凸部分だけを綺麗に紙やすりや棒やすりを使い,綺麗にすることができまし た.次に目をつけるのにボールに穴を開けたのだが,ボール自体が半球であるため,穴を開けるた めにノコギリなどは使用できませんでした.そこで使用したのが電動ドリルです.まずボールに穴 を明ける部分をコンパスを使用して綺麗な下書きをしました.その後釘を用いて下書きした円の上 に痕をつけていきました.そうすることで電動ドリルを使用したときに球体の曲面がつるつるして いるとドリルがうまくあわず,少し傷をつけることでドリルと曲面がうまくあい,穴を開けること が出来たのであった.円に傷をつけた部分をドリルで何箇所か穴を開けた後,カッターを用いて開 けた穴同士を繋げて,その円の部分をくりぬくことが出来ました.くりぬいた部分は荒れているた め,また紙やすり,棒やすりを使用して綺麗にしました.顔の目の部分を作り終えた後は,塗装を 行いました.今回加工しているボールはプラスチックであるため,水性の塗料では垂れてしまい見 Group Report of 2012 SISP - 107 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 栄えが悪くなるのもあるが,そもそも塗るのに時間がかかってしまうということから,油性の塗料 を使用することにしました.頭部を塗装したときと同じように一気に塗料を刷毛につけて塗ろうと すると塗り斑が出来てしまって,非常に見栄えが悪くなってしまう.それを防ぐために,少量の塗 料を刷毛にとり薄く延ばし,乾いたらまた薄く塗り,という工程を何度も繰り返しました.2,3 回 繰り返すことで綺麗に塗ることができ,無事顔を作ることが出来ました. また企画が運営するイベントにも参加しました.学校祭のイベントでは,グッズ販売を行ってい たのだが,お客さんを呼び込み IKABO とキューピーがコラボした IKABO キューピーストラッ プを完売させることも出来ました 今回のプロジェクト活動では,私は主に IKABO11 号機の仕様や機能の決定,またモックアップ 製作に取り組んできたわけだが,仕様や機能の考察に時間がかかりすぎたため,デザイン案や設計 図を作成するのが遅れてしまい,全体の進行が大幅に遅れてしまいました.4,5 月の段階で話あっ た時には,最終発表では,機能を備えたプロトタイプを製作できればと考えていたのだが,仕様な どの考察で遅れてしまい,その後作成したデザイン案もなかなか通らず,そこでも遅れてしまい, 結局私たちが目標としたのは,2 月にある秋葉原のイベントに向けてのモックアップ製作となって しまった.計画的に活動を行うことが出来ず,思い通りに事が進まなかったのが心残りとなってい ますが,プロジェクト活動を通して皆と協力し,一つのことをやり遂げる事が出来たので良かった と思います.この経験を今後に控えている卒業研究などに活かしたいと思います. (※文責: 矢萩広二) 5.3.9 榎本雄介 私がこのプロジェクトで主に行ったことはイカロボット 11 号機のプロトタイプ製作です.プロ トタイプ製作は 11 号機の仕様,機能の決定,デザイン案製作から始まり最終的には実際に製作を した.私は前期にはデザイン案の作成と 11 号機の素材になりうるものを考察した.特に私はデザ イン案製作を主にやっていてデザイン案に関してはほとんど自分に一任されており,他のプロジェ クトメンバーの意見や 11 号機の仕様,機能に合わせてペイントを利用し計 7 つのデザイン案を製 作した.しかしペイントで製作したデザイン案は二次元で書かれていて,1 つのデザイン案に対し 複数方向から見た画を載せないと全容が見えないという意見が出たので,一度フリーソフトを用い て三次元のデザイン案を製作しようと考えた.しかし,フリーソフトでは細かいところまで表現し きれなかったり,上手に操作が出来ないということがあったので今回は二次元のデザインをデザイ ン案として製作した.三次元でのデザイン案は是非製作したいと思っていたので今回製作できな かったことは心残りである.また細かい計算による設計図やポスターで使われるイラスト,スライ ドで使われるデザイン等も私が担当し製作した.計算は 11 号機の全容からプロトタイプにした場 合,各々のパーツがそれぞれどのくらいのサイズになるかを計算した.ポスターのイラストはポス ター製作の方から頼まれてポスター用に 11 号機にデザイン案を書いた.しかし,11 号機のプロト タイプ製作が時間に追われていたため,ポスターのイラストにあまり時間をかけれなかったことも 心残りである. デザイン案が確定した後は実際に 11 号機のプロトタイプの製作にあたった.私は 11 号機のプ ロトタイプ製作の中でも主に頭部の製作を中心となって製作した.頭部の製作ではまずボールの凹 凸をとる作業を行った.上記に書いたとおりに一つ目は紙やすり,鉄やすりを使い,二つ目はのこ ぎりを使い凹凸をとった.その後大きな凹凸が無くなったボールに対して綺麗になるまでやすりを かけた.しかしやすりだけでは細かい凹凸がとれず塗料を塗ったときに汚くなる危険があったの Group Report of 2012 SISP - 108 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project で,朝倉さんからモデリングペーストの使い方を学びボールのやすりをかけた部分に対しモデリ ングペーストを塗った.モデリングペーストはヘラを用いて薄く塗り,その後細かいやすりで削る という作業を行った.またボールの穴に対しては上記の通りにコンパスで円を描きドリル,のこぎ り,やすりを利用して眼の直径と同じ大きさの穴を空けた.はじめ,きれいな穴の空け方が分から なかったが朝倉さんに聞いたところ,電動ドリルを利用すればよいとのことだったので,電動ドリ ルで穴を空けた後にのこぎりで穴をつなげるように切ってやすりをかけた. 外套膜部分に対しては私はスタイロフォームの切断と接着,やすりかけ,モデリングペーストを 行った.まずスタイロフォームを 10 枚重ねて特殊な接着剤でくっつけ,その後に外套膜と同じ大 きさ,形になるよう線を引いた.私はその線に対し立体的になるように様々な角度から熱線の切断 機でスタイロフォームを切断した.しかしいきなり線どおりに切断していてもし失敗して切っては いけないところを切ってしまったら取り返しのつかないことになるので,切断機で少しずつ削るよ うに行った.立体的にするには様々な角度から切断する必要があり,外套膜自体を回転させる必要 がある.切断後は綺麗になるようにやすりをかける作業をおこなった.しかし実際に完成した外套 膜に色を塗ってみると,少しスタイロフォームが溶けてしまい重ねていた部分に溝が出来きてしま い目立ってしまっていたので,私はモデリングペーストを使い溝が目立たなくなるよううすく塗っ て滑らかにした. 主に私はイカロボット製作の頭部を担当していたので,イカロボットの下半身に対しては私は頭 部製作の合間に手伝うようにしており,電動ドリルを使い,足に穴を空ける,足を曲げる,切断し た木に対しやすりをかける等の作業を行った. また,塗料を塗ることも行った.私が塗った部分は円柱の部分や外套膜の部分である.外套膜の 部分は塗料がスタイロフォームに合わなかったのかスタイロフォーム自身が少し溶けてしまい,重 ねてた部分に溝ができてしまい,塗料を塗った後にモデリングペーストを塗るという二度手間をし てしまったので,塗料を塗る前にスタイロフォームや塗料のことをもっと調べてき対応するべき だったと思い心残りになった. イカロボット創造プロジェクトではイベントの参加も行っており,実際に私もイベントの手伝い に行った.私が参加したイベントは花と緑のフェスティバルと神山町会文化祭の2つである.花と 緑のフェスティバルではお客さんに対しイカロボットの説明や実際に動かして見せたりした.また イカロボットの商品を説明したり,売ったりした.神山町会文化祭では子どもに対しゲームを行っ たり,一緒にイカ踊りをしたりした.イベントに関しては普段大学内で作業している私にとって地 域の方と触れ合うことのできる少ない機会だったので自分自身もとても楽しくイベントに参加する ことができた. 今回のプロジェクトで私は主に 11 号機のプロトタイプ製作を担当していたが,デザイン案製作, 頭部製作は中心となってすべての作業に関わった.デザイン案は私が製作したものが使われること になったが,仕様や機能の考察に対し時間をとりすぎてしまっていたので,デザイン案を製作する のが遅れてしまったのと上記に書いたとおりに三次元でのデザイン案を製作できなかったことが心 残りとなってしまった.頭部製作に対しては全体的に材質の理解が少なく,モデリングペーストを 塗る必要ができたりしてしまい時間を余分に取られてしまっていたのでもっと材質の理解を深めて から作業を行えばよかったと思います.また今回のプロトタイプ製作は実際に製作するのがとても 遅れてしまい,最終発表にプロトタイプを出すことが出来なかったのでもっと計画的に作業を行う 必要があったと思います.今回のイカロボット創造プロジェクトで行い学んだことを今後の就職活 動や卒業研究に活かしていきたいです. (※文責: 榎本雄介) Group Report of 2012 SISP - 109 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 第 6 章 今後の課題と展望 6.1 IKABO11 号機の今後の課題と展望 本年度我々は IKABO 既存機のメンテナンス・改善,マニュアル作成,IKABO 11号機の計画 立案・模型制作を行った.目的の一つであった既存機のメンテナンス・改善,マニュアル作成が完 了した.しかし11号機の製作に関しては模型を作った段階であり実際の11号機を作るには至ら なかった.そこで,今後行うべき課題と今後の展望について書いていく. まず,11号機の模型を完成させてそのデザインで本当にいいのかどうかを確定させることであ る.実際に完成した状態でその構造が巨大なロボットを作るうえで適しているかなどを考察してそ のデザインを次年度のプロジェクトに引き継がせることが第一の課題となる. 次に,確定した11号機のデザインに対してどのパーツでどの材質を用いるかを決定する.現在 どのような材質を用いるかはだいたい決定したがどのパーツに使用するかはほとんど決定していな い.動力に関しても,1号機と同様にエアーコンプレッサーを用いるかまたは油圧シリンダーや電 動シリンダーなどの新しい動力を用いるか決定すべきである. そして11号機の機能について果たしてプログラミングで実現可能かどうかを確かめることも必 要である.プログラミングが残っている3・5号機とは違う構造になるため新しいプログラミング を作らなければならず,腕や目の動きに関してもさることながらカメラ機能や発光機能,墨吐き機 能のプログラムについても考えなければいけない.IKABO の感情を表現するためのパターンを考 えてそれをプログラミングすること,カメラの顔認識機能についても考える必要がある.この機能 については画像工学などの知識も必要となるため,IKABO 既存機に使われている C 言語以外のプ ログラミング言語を使う必要があると思われる.また,黒いシャボン玉を吐くシステムについても 顔認識機能と連動させるのかどうかなどを考える必要がある.無論,目や腕の動きに関しても一か らプログラミングを考える必要がある. 11号機のリモコンも作る必要がある.リモコンのノウハウについては今年度のプロジェクトで は学んでおらず,過去の報告書を見るか一から学ぶ必要がある. また,11号機のマイコンについても考える必要がある.マイコンごとに対応するパーツが異な るため,どのようなパーツを使うのかを確定させた上でどのマイコンを使うのかを考えなければな らない.前述したとおり3・5号機のマイコンが発注できないため,そういった事態を避けるため にも生産が中止にならないマイコンを選ぶことも重要である. 以上のように11号機の課題はたくさんある.だが,このプロジェクトは3年計画のため残り2 年で解決できるようにきちんと計画すればできるだろう. (※文責: 門谷隆司) 6.2 既存の IKABO における今後の課題 IKABO 既存機についてはまず,今年度のように大規模なメンテナンスを行う必要がないように 管理をしっかりすることが大事である. まず3・5号機に関しては,定期的にサーボモーターの点検を行い,掃除をして動作確認する. Group Report of 2012 SISP - 110 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 腕,目は予備も用意しつつ,腕が目にぶつからないようにサーボモーターの動きを調整したり,塗 装がはがれたりへこんだりしないように管理をきちんとする. 1号機に関しては,定期的に業者を呼んで点検してもらい,おかしいところがあったら直しても らう. 以上のように既存機の管理と定期的なメンテナンスを心がけてあとは外部の人が手を出さないよ うにしっかりと保管することが大事である.今年度のプロジェクトにおいて課せられていた既存 機の課題はほとんど解決しており,次年度における課題は3・5号機に更なる新機能をつけてエン ターテインメント性を向上させるかどうかを決めることである. (※文責: 門谷隆司) 6.3 前期の反省点 前期の活動に当たって,反省点は以下のものである. • 11号機の話し合いがあまり行えず活動がスムーズに行えなかった点 • 引継ぎが円滑に行えなかった点 • 既存機のメンテナンスに時間がかかってしまった点 前期の活動において11号機の話し合いがあまり進まず計画もあまり立てられず活動がスムーズに できなかった.理由として後述する既存機のメンテナンスに時間がかかってしまったことや巨大ロ ボットを製作するための知識がほとんどなく,どのような材料を用いればいいか,どれくらいの大 きさ・重量にするか,どれくらいの予算を用いるかなど不明瞭な点がたくさんありうまく活動が行 えなかったことが挙げられる.今後は IKABO プロジェクト全体で話し合い,しっかりと計画を立 てることで11号機の活動がスムーズに行えるようになるだろう. また,前期においてこれまでの引継ぎが円滑に行えなかったことで本プロジェクトの活動が順調 に行えなかったことも反省点である.理由として既存機の動かし方,メンテナンス方法などを引き 継ぐのに前年度のプロジェクトメンバーから直接話を聞く以外に方法がなく,それを習得するのに 余計に時間がかかってしまったことである.そこで今年度のプロジェクトにおいてマニュアルを作 成し引継ぎが円滑に行えるようにした. 前期の活動で既存機のメンテナンスに時間を大量に割くことになったことも反省点である.これ は上述した引継ぎが円滑に行えなかったことや問題が発覚したのが今年度のプロジェクトの活動中 のことであり,対応が遅れてしまったことが原因である.これもマニュアルを作成しメンテナンス を行いやすくしたため次年度からは既存機のメンテナンスを普段から行うことで今年度のように問 題が大量に発生することはなくなるだろう. (※文責: 工藤祥太) 6.4 後期の反省点 後期の活動に当たって,反省点は以下のものである. • IKABO11 号機の模型が完成せず,最終発表会に間に合わなかった. • IKABO5 号機の破損した目の修繕に時間が掛かった. Group Report of 2012 SISP - 111 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project • IKABO5 号機の機能実装に時間が掛かった. スケジュール管理が上手くいかなかった.IKABO11 号機の模型に関しては,デザインの決定や設 計図の作成に時間が掛かってしまい実際に製作に取り掛かるのが遅れてしまったためである. 目の修繕は,発泡スチロールの球体に石膏を塗るという以前と同様の方法で目を作成しようとし たが上手くいかずかつ時間が掛かってしまうことが判明し,別の方法を考え作成を行った為時間が 掛かった. 機能実装は,前期における引継ぎ作業に 1 ヶ月掛かってしまった事と,前年度作成されたプログ ラムの理解に時間が掛かってしまい,機能実装の為の作業が行えなかった為である. スケジュール管理は前期における活動が円滑に行えなかったため,後期に行う活動が増えてしま い時間の管理が困難になってしまったためである. 後期の反省として前期に活動があまり進まず,後期の活動内容が多くなってしまった為計画通り の活動ができなかったことである.今後このようなことが無い様計画をしっかりと立て活動を行っ ていくようにしたい. (※文責: 工藤祥太) 6.5 解決できなかった問題点 ここでは,本プロジェクト内で解決できなかった問題を挙げていく.これらの問題については今 後の課題としたい. • IKABO が雨に弱い点 IKABO 全般はマイコンや機構の部分が外部に露出している作りになっているため雨に弱い.機会 である以上水に弱いのは避けられない事実なのだが,外部に露出しない作りにすればある程度のリ スクは回避できるだろう.既存の IKABO には機構部分を覆うようなカバーをかける等の対策を とれば問題解決とまではいかなくともリスク軽減はできるだろう. • 1号機のボルトの問題 現状では1号機の頭を分解する際に一部のボルトが緩み,その都度ボルトを締め直すという工程を 行なっている.これは対応する新しいボルトを購入し,付け替えれば済む問題である. • 1号機のコードの問題 1号機を操作するためのタブレットに接続するコードが抜けやすい問題がある.ただ抜けるだけな ら多少の手間がかかるだけで済むのだが,そのコードがマイコンのある土台の中から出てしまった 時は直すのに相当数の人手が必要になってしまう.なのでコードが外に出ないように土台の中で軽 く固定すれば解決する. • 3号機の頭の問題 3号機の頭は固定されておらず屋外に出した時に風で飛んだり,屋内でもちょっとした拍子に取れ てしまう問題がある.頭のつくりが5号機と異なるのだが,同じつくりにすれば固定できるので時 間さえあれば解決できる. Group Report of 2012 SISP - 112 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project • マイコンの問題 3号機のマイコンはサーボモーターを繋ぐ為のピンが一部ショートしてしまったため,これ以上の 量のサーボモーター,具体的には目のサーボモーターを動かすことができないという問題がある. この問題は新しいマイコンボードを用意すれば解決する.さらにマイコンについての問題がもう一 つある.3,5号機共通の問題点だが,マイコンボードが固定されていなく,IKABO を動かした 際にマイコンボードが動いてしまい金属部分にぶつかり,ショートしてしまう恐れがある.これは 木箱などを作り,固定する必要がある.これも時間さえあれば解決できる問題である. 以上の問題が,問題点として指摘されていたが,本年度解決できなかった問題点である.これら の問題を次年度の課題としたい. (※文責: 矢萩広二) Group Report of 2012 SISP - 113 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 付録 A 新規習得技術 本プロジェクトでグループメンバーが新規に習得した技術について述べる. • 筆塗装 今回のプロジェクトでは, 活動の一つに 3 号機, 5 号機の改善やメンテナンス, 11 号機の計画, そのモックづくりを行った. 3 号機, 5 号機の改善は主に 5 号機の目玉づくり, 11 号機のモック 作り, その活動を行うにあたり, 筆塗装の習得は必須であった. 筆塗装は目玉作りでは目玉を塗 る作業, 11 号機では各パーツを塗装するときにその技術を使用した. この技術を選択するにあた り, スプレー塗装の技術を修得し伝授するよりも筆塗装を習得し伝授するほうが手間がかからな かった. また, 塗るパーツ数も多くスプレー塗装だけを行うと予算を大幅に使ってしまうという 理由もある. • スプレー塗装 この技術は 3 号機の足にあたるゲソの塗装に使用した. このゲソに塗装を施す際, 筆塗りより塗 りムラを少なくできるのではとスプレー塗装を選択した. この技術は習得する日数が極端にかか り, また, スプレー自体, 本数が必要で積み重ねると高額になるため, ゲソの塗装のみにこの技 術を使用した. • C++ などの本学の講義では扱わない言語を用いたプログラミング この技術は 3 号機や 5 号機のプログラムを改善するために必要であった. この習得がなければプ ログラムの改善ができず, 新しい機能である瞬きも追加することができなかった. (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 114 - Group Number 16-B Second period Squid Robot Creation Project 付録 B 活用した講義 • ロボットの科学技術 どのようなロボットがあるか, そのメカニズムについて教わった. この講義を受け, IKABO の サーボモータの駆動等に関する理解が深まった. • 情報処理演習 II IKABO3 号機・5 号機はマイコンで動いており, プログラムの改善を行うためこの講義は必要不 可欠であった. (※文責: 工藤祥太) Group Report of 2012 SISP - 115 - Group Number 16-B
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