橙のロボット
３０年ぶりくらいにきちんとガンダムを１シーズン見ました。
久々に見たきっかけは、劇場版のニューガンダムの主題歌のBeyond The Timeが流れたとXのトレンドに乗った事に興味を持ったことでした。
中学生の頃に周りに話を合わせるのに自分も少ないお小遣いから捻出して見に行った思い出の作品です。
そこで、機動戦士Gundam GQuuuuuuX（ガンダムジークアクス）を見たのです。
１話目を見た感想は、今どきのアニメっぽいなと興味をひかなかったのですが、２話目でファーストガンダム世代としては一気に引き込まれました。
詳細はネタバレになってしまうのでここでは書きませんが、ファーストガンダムに繋がる作品でした。
１年ほど前から何度か、ガンダムの続編はアマゾンプライムで見てたのですが、作品の良し悪しは関係なく飽き性な私は大抵は数話見ては興味をなくしていたのですが今回だけは全話見る事が出来ました。
作品そのものは、ファーストガンダムを見ていた私には刺さったのもさることながら、そこに出てきたとある物に目が釘付けになったんです。マスコットロボットとして、オレンジ色の四角いロボットに。 私にはキラキラに見えました
しぐさが可愛くて、毎話見るたびに目で追ってしまいます。調べてみたら**コンチ**という名前でした。
そして作品が完結してから、プラモはないのか探したのですが残念ながら販売しておりませんでした。
それなら形状も簡単だし作ってしまおうか？
でもせっかく作るなら、単なる飾りではなく実用性もかねて、ＵＳＢ電源とかにしてもいいかも…いや、かつて勉強しようとして中断してたＲＯＳ２の勉強を再開させて本当に動くコンチを作ってしまってはどうだろうか？
思いついたらあっという間で、とりあえず必要な知識のリストアップと直近のスケジュールを作成したんです。
システムエンジニアなのでプログラムは計画立てやすいのですが、ハードやＣＡＤは門外漢なので、なんとなくでスケジュールを立てましたので勉強しながら少し調整はしていこうと考えています。
コンチを作るために身につける事のお品書き
ＲＯＳ２
制御プログラムですがＲＯＳ２を採用しようと思います。
他にも公開されてるロボット用のＯＳは有るのですが、オープンソースのプラットフォームなのでシステムエンジニアとしての信念に則しています。
システムエンジニアとして良い情報をオープンに公開されて共有しより良い世の中にするという考え方は大好きなのでＯＳＳのＲＯＳ２を選択しました。
最新のディストリビューションのjazzyを使ってみようと考えています。
３ＤＣＡＤ
| CAD | タイプ | 長所 | 注意点 | 価格/ライセンス（目安） |
|---|---|---|---|---|
| FreeCAD | パラメトリック/OSS | 無料、拡張豊富、STEP対応 | UI/安定性に癖 | 無料 |
| Autodesk Fusion 360 | パラメ+メッシュ | アセンブリ/解析/CAM、学習資源豊富 | クラウド依存、個人版制限 | 個人向け無料 / 商用 約8〜10万円/年 |
| Onshape | クラウドCAD | 共同編集、ブラウザ動作 | 無料は全データ公開 | Public無料 / 商用 約20万円/年〜 |
| Tinkercad | ブラウザ/メッシュ | 超簡単、教育向け | 精密設計に不向き | 無料 |
| Shapr3D | 直感操作 | iPad/Win/Mac、STEP/STL | 無料枠は出力制限 | 無料枠 / Pro 約4〜5万円/年 |
| Rhino（Rhinoceros） | NURBS曲面 | 曲面造形・意匠に強い | パラメ設計は工夫要 | 買切 約12〜15万円 |
| Solid Edge Community | パラメ | 商用級機能、非商用無料 | 透かし等の制限 | 無料（非商用） |
| SOLIDWORKS for Makers | パラメ | 定番、資料豊富 | 商用不可 | 約1.5万円/年（$99/年） |
| Blender | メッシュ | 造形自由度、無料 | 寸法駆動は不得意 | 無料 |
スモールスタートで始めたいので今回は無料のＣＡＤを使いたいです。
そうすると、個人仕様限定となりますがAutodesk Fusion 360が最適です。
ＣＡＤの専門家ではないので信用ある会社のアプリが癖が無くてよさそうです。コンチが完成した頃にはＣＡＤの知識も十分になってるでしょうから、他のソフトウェアも使って比較してみようかと思います。
Ｌｉｎｕｘ（Ｕｂｕｎｔｕ）
定番の安定したLinuxのディストリビューションです。
何度も使ってはいるのですが、今回はこれまでと違った使い方をするのでＲＯＳ２固有の知識などあったら勉強しておきたいです。
ＰＹＴＨＯＮ
汎用性の高いプログラム言語です。
数理系のライブラリも豊富にそろっているので今回はPythonで進めようと思います。
後述する機構学を少し調べてみたところ、SinCosなどを始めとして、数列など数学的な要素が高いのでPythonが最適です
機構学
４足歩行ロボット製作において、機構学の知識は不可欠です。歩行機構の設計では、４本の脚の配置と動作パターン、各関節の可動範囲とトルク計算、重心位置とバランス制御、荷重分布の計算が学びます。
強度設計においても肉厚の適切な決定、リブ構造による補強、接続部の強度計算が必要です。動力伝達の最適化では、サーボモーターの配置とトルク配分、ギア比の決定が求められます。運動学と動力学の理解により、効率的で安定した歩行を実現できます。
それら理論に基づく設計により、試行錯誤を避け、予測可能な性能と高い信頼性を確保するためにも体系的な知識として機構学が必要になります
駆動系について
多足ロボットの駆動系学習は、単なるモーター選定を超えた包括的な技術習得が不可欠です。
自動車とは異なる多足ロボット特有の関節駆動系、動力配分、制御システム統合を理解することで、効率的で安定した歩行を実現できます。理論に基づいた実用的な駆動系設計が可能となり、最終的にはシステム全体の最適化につながります。
最初はサーボにより４足歩行を実現するのですが、将来的には単一動力で駆動系を駆使して動かしたいと考えております。
ガンダムから始まるロボット開発
ガンダムファンからは怒らないように、ガンダムを知らない人たちに誤解を生まない様に予め記載しますが、ガンダムに出てくる多くはモビルスーツでありモビルアーマーなのでロボットではありません。
今回私が作るのはあくまでマスコットのロボットです。
モチベーションに繋がればきっかけはどうであれ良いのではないでしょうか？
今回すべてにおいて０ベースでの学習となるのでもしかしたら多くの人の役に立つやもしれません。
なんか面白い事やってるなって感じたら、ブックマークを付けてたまに読みに来てください。
技術的な事も書きますが、なるべく多くの人にわかりやすい様に心がけますので。