ロボットプログラミング教室

本企画では、プログラムによるロボットの制御を体験します。
具体的には、ポテンショメータ(可変抵抗)のつまみを手で回すことでロボットアームを動かします。
ロボット自体も部品から組み立てていくので、大変な作業かもしれません。部品を集めるだけでも一苦労です。 しかし、自分で作ったロボットを動かすのは、面白そうだと思いませんか?
その一例をご紹介します。

1. Arduinoとは

▲Arduino Uno

ロボットを動かすには、プログラムによって指示を出すコンピュータが必要になります。 その中でも、簡単に扱えるのがArduino(アルドゥイーノ)です。 本企画では、Ardino Uno もしくは ESP-WROOM-32 開発キットを使用します。準備方法や使い方は以下のページから確認してください。 ※Arduinoの使用方法をご存知の場合は読み飛ばしていただいて構いません。

Arduinoの説明・使い方ページ

2. モーターの種類と説明

▲サーボモータ SG90

モーターは、電気エネルギーを実際の動きに変換することができる装置です。 様々な種類のモーターが存在しますが、本企画の「3. ロボットアーム制御」で使用するのは、 パルス信号によって指定された動きをするサーボモータです。 このモーターについて、以下のページで詳しく説明します。 ※少し難しい部分もあるので、全て理解する必要はありません。とにかく動かしたいという方は、 読み飛ばしても大丈夫です。

モータの説明ページ

以下の「3. ロボットアーム制御」では、実際に簡単なロボットを作り、 それをArduinoやモータなどを使って動かします。
部品を集められる場合は、ぜひチャレンジしてみてください!
また、ここで紹介しているやり方はあくまで一つの例なので、自由にアレンジして試してみてください。 インターネットで検索すると、たくさんの人の参考になる情報が出てきます。

3. ロボットアーム制御

このパートでは、サーボモータという部品を使って、ダンボールで作ったロボットアームを動かします。
詳しい作り方は以下のページで解説します。

完成動画

「ロボットアーム制御」説明ページ

4. 終わりに

本企画では、サーボモータを使ったロボットの制御をしました。これを通して、ロボットの動く仕組みに関心を持っていただけましたでしょうか。

「3. ロボットアーム制御」では、プログラムによってポテンショメータから入力を受け取り、その値から計算した信号をサーボモータに送ることで動かしました。

「3. ロボットアーム制御」での仕組みは、ロボットを動かすときに広く使われているものです。 今回はモータが一つだけでしたが、多くの場合、複数のモータを使います。ロボットのアームや足の関節などに使われており、 一つひとつのモータを制御して、ロボット全体を動かします。
一つひとつの関節のモータをこう動かせばロボット全体はこう動くという計算(順運動学)や、 逆にロボット全体で特定の動き(例えばアームで目標物を掴むなど)をさせるために、どの関節のモータをどのように動かせば良いのかという計算(逆運動学)は、 機械系の学科で学ぶことができます。
機械系学科では、「ロボティクス」や「機構学」といった授業があり、世の中で使われている機構を理解し、自分で作る際にとても役立つ内容になっています。
また、モータや回路については「メカトロニクス」という授業で扱い、 プログラミングについて学ぶ授業もあります。 このように、機械系の学科には、ロボットを動かすための幅広い知識を総合的に学ぶ ことができるという特徴があります。色々な分野を広く学びたい方は、ぜひ機械系学科へ!

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