ロボット・トライアスロン

さてさて、ロボットトライアスロン2008のルールが公開されましたね。
今年はコマ倒しではなくサイコロ運びになったようです。
とはいっても短距離ですがね。

ケロロは今回は単独で出場しようかと企んでおります！
今はそのためのマシンの設計図を描いているところ。
NCが使えるようになったのでどんどん活用してアウトプットします。

なかなか凝ったつくりにするつもりですが、最低ライントレースだけは出来るようがんばる。
目標は「独り言」を言わせることだ！

「少佐～」
「ゴーストのささやきが足りないなぁ」

ネタバレはここまでだ！

プレゼンは小学生を対象に

現在NC加工機を手探りで使い始めました。

今日は1時間ほどにらめっこして段々特性が分かってきた。
とはいうものの、ケロロ一人が分かってもしょうがない。
マニュアル化するか口頭で伝える必要があるわけだが、
これがまた難しい！

付きっ切りマンツーマンで教えられればそれでいいかもしれないが、
マニュアル化できないというのは文章力が足りていないということであり、
そのままプレゼン力が不足していることに繋がってしまう。

ケロロはプレゼンをするときなるべく小学生でも分かるようにと心がけています。
とはいっても比喩を用いすぎてかえって分かりづらくなることも(笑)

常識のブレイクスルー

「ありえない」を常識に取り込む能力が大事だと思う。

とはいっても、なかなか「ありえない」を取り込むのは難しい。
脳のファイアーウォールが勝手に「ありえない」をはじくからだ。
そもそも発想すること自体が難しくなってしまう。

そんなときは「極端」を考えるといい。

☆「地球一周流しそうめん」
☆「地球を貫通する交通路。東京発ブラジル着が約12時間」
☆「そろばんの天才100人で人間並列計算機」

極端というかアホだな(笑)
これだけ考えるのに30分もかかってしまった・・・

とまぁありえないことを考えるのは楽しいと同時に新しい発想を生む。現在ロボットフィールドプロデュースに参加している子供たちが作っているロボットたちはベースプレートをすべて「横」にして使っているんですねぇ。「縦」が駄目だなんて誰も言ってないしょ。これはきっとパッケージに書いてあるサンプルロボットが「横」だったからなんだろうな。ここをブレイクスルーできるかどうかでロボット作りが格段に面白くなるんだけどな。「キャタピラとタイヤで走れるよ」とは言いましたが「キャタピラとタイヤ以外の走行は認めません」とは言ってないしね。さすがにそれはハードル高いかな？

少年少女たちよ、ブレイクスルーだ！！

バッテリーがたらんぜよ

うちのパチコマくんのバッテリーがすぐ切れるんだな。

そりゃあ1000mhAしかありませんから(笑)

ちょっとやってみたいのは独自の差込型バッテリーパックを作成する事。
いままでケーブルで地道につないでいたんだけれど、充電とか面倒だし。
カメラの充電池みたいにパックか出来ればかっこいいんだけどな。
秋月の充電器キットにフィットしやすいし。
ただ端子をどうしようかな。
接触不良でショートとか勘弁だ！

でも挑戦するだけの価値はありそうねぃ。
パチコマくんは出来るだけスマートにつくりたいケロロなのでした。

合理性という束縛

なにかと合理性を振りかざしても理系人とは言えません。

合理性合理性なんて叫んでも合理的に割り切って生活なんて出来やしない。
特にモノ創りにおいては合理性はベースになってはいても全てではないです。
むしろ合理性そのモノが束縛になる事も多いと感じています。

モノをつかむならアームが合理的だ！
なんて考え続けていたら、アームの構造ばかり考えてしまって
「アームでつかみやすくモノを改造する」という側面を忘れてしまう。
最終的に見ればそっちのほうが「合理的」だったりするんだよね。

かといって製品を作るのであれば合理性をあまり無視するわけにもいかん。

でもね、合理性って後から付いてくる部分が結構多いんじゃないかな。

合理的か合理的じゃないかなんて、やってみなくてはワカランのですよ。
やりもしないで合理的かどうかなんて議論するのはヒヨリの証拠です。

まずは肯定的に捉えて、そのモノの良い面を導き出す事。引き出す事。

手はひたすら動かすに限る！

※この文章を読まれた皆様へ。
手をひたすら動かすのも大事ですが、たまにはカフェにでも行ってじっくり考えるのもポイントですよ～

重力を味方につけろ！

■「重力を味方につけろ！」

地球上のありとあらゆる機械の大半が「重力」を必要とする。
要するに宇宙空間では使えないってことさ。

宇宙ステーションで普通の洗濯機なんか使ったら水が漏れて大変！
宇宙空間では飛行機は飛べません。

重力ってぇのは地面との摩擦を生んだり、動きやすさを妨げたりと邪魔な一面もあるが、
一定の方向に一定の力をかけてくれるという「一種の拘束力」をもたらしてくれる。

ゆえに人間は地面に立っていられるわけだ。摩擦は現象であり必ずしもいらないものではない。

であるならばロボットを作るときにはこの重力を味方につけなくてはならない。

重力に抗う方法としては肉抜きなどの軽量化などがあるが、
重力を利用する方法としては部品配置を換えるなどの「重心バランス」の考慮がある。

そしてそして、「のっけるだけ」という重力の利用法もある。

たとえば家の中では特別な理由がない限り椅子や机を床にネジなどで固定したりはしない。
床の上に「のっけるだけ」で十分なのである。

ロボットのリンク機構もその名のとおり「リンク」している部分で半固定されているわけだが、
スライダーなどを作りたい場合に製作者本人のスキル等により難しいのであれば
クランク軸にベアリングなどを付け、その上にアームフレームを「のっけるだけ」で
そのアームフレームは上下運動をすることが出来る。

ハードとしての頑強性を高めるのであればバウンド要素の高い上記の手法はダメなわけだが
小学校中学校ロボコンなどでの勉強として使用するには柔軟な思考を生みやすく、
かつスライダー系リンク機構を学びやすくなっているというメリットが存在する。

使えそうだと思った人はお試しあれ！

※レゴブロックでも使えそうだよー

妥協の累積

累積誤差とは恐ろしいものである。

何かのパーツにねじ穴をつけたとしよう。

0.5mmくらいずれてもなんとかなる。

そのパーツだけに注目すれば大したことはないと感じるが、
実際にそのパーツでロボットを組み立てていくと
目に見えてゆがんでくる。
左右対称じゃない、長さが違う、角度が違う、干渉しないはずが干渉する。

いってみれば妥協の累積誤差。

ロボット界のヒーロー、高橋智隆さんが言ったせりふに
「手作りの素朴さとは、荒い作りのいいわけである」というのがある。

平手打ちを食らったような気がしたと同時に、なるほどとケロロはうなずいたわけだ。

先陣を切る人とは、後者が続くためのレールを敷く人でもある。
その人が敷いたレールがいい加減であれば後に続く人はガタガタする。
レールが完璧であれば気安くそのレールの上を走るわけにはいかず、覚悟・気合が入る。

まずひとつ何かを完成させることは経験として必要な作業である。
がしかし、それに注目しすぎるあまり妥協の累積作品を作り出してもあまり意味がない。
「累積誤差作品でも完成した」というおかしな達成感が頭を支配しかねない。

いい加減な達成感であれば必要ない。
最終的には自分との向き合い。
珍しければ私の作ったクオリティの低いロボットでも評価を得られる。
ただ、その評価をくれる人は累積誤差を知らない。
累積させた本人が、その誤差を許してしまうかしまわないか。

たとえ小さくても誤差を見つけた場合、今後その作業を何度繰り返すかを考える。
ねじ穴であれば100個は軽く行く。であれば100倍なわけだね。

自分にうそをつかないモノづくり。

クラフトマンシップに「だいたいこんなもんかな」は存在しない。

直交軸

人間の関節のうち、肩や股関節は自由度が高いわけですね。
それに対して指なんかは一方方向にしか動かず、自由度が低いわけです。

肩や股関節は人形の球体関節に近い構造を持っているため
その自由度の高さを所持しているのだが、
これをロボットで再現するのは若干難しい。

人間の関節そのものにはパワーは無く、骨や腱で繋がれた筋肉がパワー源である。
それに対してロボットはモータを使用するため、関節そのものがパワー源になる事が多い。
もちろんショベルカーのように油圧シリンダなどを使えば筋肉の動きに近くなる。

ゆえにモータで球体関節のようなしなやかさを表現するのは難しいわけであるが、
モータを直交させて密着させたり、離れた場所からタイミングベルトでパワー移動させたりと
様々な工夫がなされていて、それを見るだけでケロロはワクワクしてしまうわけなのです。

そこで大事な概念は「内は外へ、外は内へ」ではないかとケロロは思うんだな。

例えば人間のような内骨格生物をロボットで表現する際は、
むしろ昆虫のような外骨格生物に変換して考えたほうがやりやすくなるということなんだ。

また、昆虫にとらわれすぎるとシステムとして大型化してしまうことも多いため、
リンク機構やタイミングベルト、その他の機構類を駆使して内へ内へとコンパクト化することも大事だ。
じゃないとバランスが悪くてどうしようもなくなるからね。

手詰まりをおこしたら、常に内から外へ、外から内への概念変換でもう一度推敲してみると良いのです。

分解する勇気と根気

旅行に行くとき、全て準備し終わった後でトランクに何かを入れ忘れたとき。
そんなときの脱力感は誰もが経験するところであるが、
モノづくりにおいてはその比ではない。

何かを作っていて、途中でハッと気づく事が多々ある。
最近は二足歩行ロボットの股関節につけるサーボホーンを間違えた事に気づき、
そのせいで股関節部分のパーツを全て分解せねばならない事態になった。

若干気の遠くなる作業に思えるが、分解し始める勇気と単調作業に耐える根気さえあれば
実はかなり手早く済むのである。

一度作業を始めてしまえば後者の根気は対して問題ではない。
問題は分解に踏み切る勇気だけである。

ロボットに限ら無い話であるが、多くの人はここで躊躇する。
どうにか手間をかけずに同じ効果を出せないかと、ああでもないこうでもないと思案するのだ。

かえってその思案がタイムロスになる事のほうが多い。
ケロロは経験則より、そういった場合は即分解してしまう事にしている。

この失敗による分解も、最終的には自分の経験値にプラスされていくものだ。

がしかし、モノづくり初心者であればなかなか踏み切る事は困難であろう。

そういう時は質の高い完成品を頭に思い浮かべるといい。
手を抜いただけボロボロになっていく事だろう。
自分のマシンを他人に自慢しているところを思い浮かべるといい。
手を抜いただけ後ろめたいだろう。

観察感で生物を見本に

生物の体とは言ってみれば究極に効率が良い構造の見本である。

膨大な時間の中で進化した身体機能、頭脳にくわえて退化によるシェイプアップも行っている。

ロボットが生物的な形をしている事が多いのも見本として生物を観察しているからであろう。
ゆえに物理学というものは生物学とは本来切っても切れない縁にあるはずなのだ。

しかしながらそれを意識的に取り入れたものは専門系にでもならない限りなかなかお目にかからない。
物理は物理。生物は生物。そんな枠組みが勝手に形成されているようだ。

であれば自分で勉強するしかあるまい？

生物の中で最も不安定な立ち方をする人間はなぜ二足歩行なのかというと、
発達した重い頭を支えるため、そして前足（手）を自由に使えるためである。

確かに四足歩行で重い頭を持っていれば肩がこってしょうがない(笑)

かといって「じゃあロボットも二足歩行がいいんだー！」とはなならい。
脊椎生物は進化の関係上、頭や四肢の位置関係がほぼ固定されているため
特に人間は二足歩行へと進化したわけであるが、
ロボットはその法則にのっとる必要など無い。

おなかの中に脳味噌（ＣＰＵ）があっても問題ないわけだ。
であれば一番安定した四足歩行型がベストという事になる。

「じゃあ二足歩行ロボットなんて意味ないじゃん！」と言いたくなる所であるが
もし二足歩行の得意なロボットが生まれたとしたならば
ロボットのスリム化や製作タイムコスト、材料コストを下げる事が可能になるかもしれない。

仮に四足プラス作業用の手を装備したケンタウロスのようなロボットであればかなり大型になりかねないし、
大型であるというだけで製作ラインの大型化、コストが問題となってしまう。

じゃあ「半二足歩行ロボット」はどうだろうか！！！今思いついた！
動き、構造はサルに似ている。腕が長くて歩行時は四足となるが、
停止して作業する場合は二本足で立ち、前足がマニュピレータ（作業用アーム）になる！

どうよこれ！？思いついたのはケロロだかんね！！　
１０月３０日