１２月授業内容

1. １２月授業内容＜ベーシックコース＞
2. １２月授業内容＜ミドルコース＞
3. １２月授業内容＜アドバンスコース＞
4. 今月の課題
5. その他

1. １２月授業内容＜ベーシックコース『がたごとレスキュー隊』＞

　救急ロボットです。

１日目では、何の変哲もなさそうな４輪車に留まりましたが、車体底面の地上高（自動車用語でロードクリアランス）が低いため、少しの段差で引っ掛かってしまい、がたごと道はとても無理のようですね。

それでも、ちょっとした工夫があるのです。それはスピードが“遅い”ことです。
　ギアボックスをよく観察してみましょう。
モーター軸に付けたピニオンギア(歯数8)が先ずベベルギア(歯数24)を回し、続いてベベルギアと同軸（つまり等速）のピニオンギア(歯数8)がギアM(歯数24)を回しています。

タイヤはこのギアMと同軸（または等速）です。
歯数8のギアが歯数24のギアを回す構成が２段ありますので、１段目で1/3に減速、２段目でさらに1/3に減速することになり、モーターの回転を1/3×1/3＝1/9に減速してタイヤを回しています。
つまり、モーターが９回転してタイヤがやっと１回転する遅さです。
　遅いだけなら、何のメリットがあるのでしょう？

実は回転する力（トルク）が９倍になるという恩恵があるのです。
試しに、タイヤを外したシャフトを手でギュッと摘まんでみてください。
大人でも止められない程に強力ですよ。てこの原理と同じ理屈が働いています。
レスキュー隊として頼もしい力強さが準備できました。

　２日目では、体験生２名も交えてロードクリアランスの問題を解決します。
もっと大径のタイヤを装着できればよいのですが、タイヤLで最大ですので、代案が必要です。

そうです、タイヤをクロールする脚のように装着するのは、瞬間的に地上高を上げる効果を狙っているためです。
バタバタと騒々しいですが、これで多少の凹凸は乗り越えられるようになりました。

あとは、４脚の取り付け方向ですね。４脚とも揃えるのか、左右は揃えて前後でずらすのか、全てを90°ずつずらすのか。

後者ほど、いずれかの脚が地面を掻いている期間が長く、推進効率に優れそうですが。

　最後の競技は、がたごとレース！
がれきに見立てた大小のレゴブロックを敷き詰めて、大きながれきの向こうで待つレゴ人形の救助に向かいます。
結果、４脚とも揃えたロボットは大きながれきで立ち往生し、前後または全ての向きをずらしたロボットが成功していました。
いずれかの脚が接地していないと、せっかく乗り上げたがれきを底面で滑り下りてしまうようです。
　ただ、路面の起伏や摩擦状況により最適な構成が変わり得ますので、４脚とも揃えるのが常に不利と思わないようにしてください。

2. １２月授業内容＜ミドルコース『プログラムロボットカー』＞

　“プログラム”と“カー”にそそられます。
現ミドルコース生の最終テーマになりました。
“カー”だけに製作も理解も難しくはありませんが、生みの親で、アイデアコンテストで最優秀賞に選ばれた当時小学６年生に脱帽です。

　これまでも、本体の製作時に動作をプログラミングする要素はありましたが、
本体（ハードウェア）とプログラム（ソフトウェア）媒体を明確に分離した点で、初めてのロボットです。
　プログラムとは何でしょう。一連の行動や動作、目などの手順（表）ですね。

本体の設計を変更することなく、プログラムだけで動作を決定できる利点があります。
まあ、ゲーム機全盛の現世代には馴染んだ概念でしょうけれど。
コンピュータ類に限らず、テレビ、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、炊飯器まで、現代の殆どの家電にプログラムが組み込まれています。
　本ロボットのプログラム媒体は、赤いロッドを繋ぎ合わせた一本の棒で、その幅（１～３本分）により、右折・直進・左折を指令します。
走行用モーター動力をプログラムロッドの送り用ローラーにも分配しているところがナイスです。

黎明期のコンピュータも、パンチカードと言って、無数のパンチ穴を開けた何十メートルもの紙を送ってプログラムやデータをセーブ・ロードしていましたが、その様を彷彿とさせます。

また、ロッドを円形に組めば無限ループを実現でき、永遠とジグザグ走行や８の字走行を繰り返すこともできます。

　２日目最後の競技に、長机３つの端を使って、コの字形コースを無事に完走するプログラムを設計してもらいました。
単純に円弧を描くコース取りでは、大回りか小回り過ぎて崖から転落してしまいますので、少なくとも短い直進区間が必須です。
フォークリフト同様の後輪操舵なので分かり辛い面もある中、“逆ハンドル”をプログラムしてクリアした人もいましたが、うちの娘は最初から逆ハンドルを切って、あさっての方向に疾走していました。
車の運転が心配です…。

3. １２月授業内容＜アドバンスコース『ロボドッグトレーナー』＞

　２ヶ月目の授業です。３日目は考察の日です。
主に音センサーの機能と特性、使い方を整理した後、脚のリンク機構を観察しました。 

平行リンクにより、足裏を（浮かせているときも）地面に対して常に平行に保つことができますが、
これだけでは、上下面を切り開いた段ボールがぺしゃんこに潰れてしまうように、上体を支えることも、足を前後運動することもできません。
平行リンク（平行四辺形）を周期的に変形させて足を運ばせているのが、平行リンクを２点で繋ぎ留めたロッド15アナの役割です。
複雑に見えるリンク機構も、基本的な機能（＝設計者の意図）の組み合わせと考えると、分かり易くなります。
リンク機構の正確な動きは予測できるものではありません。専門家でない先生にも分かりません。

細かいところは試行錯誤で調整すればよいのです。

　４日目はまとめと、久しぶりに発表の場を設けました。
製作したロボットを一人ずつデモンストレーション＆プレゼンテーションしてもらい、機能性・デザイン性・プレゼン力の３点について、各自が２ポイントの持ち点を投票して勝者を決める、例のアレです。

毎月やるつもりで、時間がなかなか許してくれませんでした。
せっかく凝らした創意工夫を率直にアピールすれば良い発表になるのに、出る杭は打たれんとする日本的な美徳感からか、みんな控えめです。
今後のアドバンスコースでは必ずやりましょう。

4. 今月の課題

　次回授業日までに完了してください。
　◎は必須、○は推奨、△は任意です。○△は能力に応じます。

　＜ベーシック／ミドルコース＞
　　◎ テキストp.12/p.14の空間図形問題にチャレンジ（１日目）
　　◎ 専用方眼紙にロボットの正面図・平面図・側面図をスケッチ（１日目）
　　○ テキスト最終ページにロボットの見取図をスケッチ
　　　（難しければ、写真撮影したものか、テキスト表紙を模写してもよい）
　　◎ 上記授業内容を印刷する等して音読する

　＜アドバンスコース＞
　　◎ 折り畳み椅子を独自に組み立て、テキストp.17と見比べる
　　△ テキスト最終ページにロボットの見取図をスケッチ
　　　（難しければ、写真撮影したものか、テキスト表紙を模写してもよい）
　　○ 上記授業内容を印刷する等して音読する

5. その他

　クリスマスはいかがお過ごしでしたか。
クリスマスと正月がいっぺんに来るこの時期は、子供にとって格好の資産形成週間ですが…。
　今年も大変お世話になりました。
来春には北九州教室・ロボティクスプロフェッサーコースを開講する予定です。
来年もどうぞ宜しくお願い申し上げます。よいお年をお迎えください。

東福間教室　佐藤