2. 今月の課題
3. 10月授業スケジュール
4. 11月授業スケジュール（予告）
5. ひと言
6. 本部からお知らせ
について記します。
1. ９月授業内容
＜ベーシックコース『ロボハンド』＞
跳ね上がる３本の指と親指（装飾用）で、手(ハンド)の雰囲気が満点です。見た目から楽しそうで、難しそうな予感もします。
案の定、１日目で製作を終えた人は少なかったですね。
先生も「ベーシックコースにふさわしいのだろうか？」と思いました。
実際、このロボットは、かなり高度な機械要素が詰まっていますが、ベーシックコースということで、テキスト通りに造ってみて、動きを観察して、楽しむところまでが目標です。
この指の構造を先端から順に、次のように呼ぶことにしましょう。
1. 指先 （ロッド5アナ）2. 第一関節（シャフト3ポチ＆ピニオンギアうす）
3. 指もと （Tロッド）
4. 第二関節（シャフト12ポチ＆ギアMうす）
３本の指が起き上がるのは、根元で回転しているシャフトに取り付けたTジョイント(タコの口みたいな赤い部品)が、指もとのTロッドを押し上げる(*1)からです。
さらに、指もとが起きるというのは、Tロッドが第二関節(ギアM)を中心に回転することであり、この回転が第一関節(ピニオンギアうす)にまで伝わります。
ピニオンギアうすは小さいので、ギアMよりも多く回ります(*2)。
このため、指先(ロッド5アナ)が指もと(Tロッド)よりも速いスピードで跳ね上がり、リアルな指の動きを実現しているのです。
ここで、１日目のまま、タコの口が３つとも同じ向きでは、「最初はグー」なら「次はパー」しかありません。
３本指の起き上がるタイミングや摩擦の微妙な違いにより、１～２本だけになることもありますが、偶然の産物でしかありません。
そこで、２日目では、タコの口の向きを１つだけ180°変えて(*3)、ほぼ確実にチョキが出せるようにしました。
間違って、グーの後に“確実に”指１本だけ上がるようにした失敗例もありましたが、それはチョキで良しとします。
なお、てこの原理により、重くて長い（回転半径の大きい）指を３本も跳ね上げるには、タコの口を回すシャフトにかなりの回転力が必要になります。
このため、モーターの回転を1/3×1/3＝1/9に減速しています。
ギアボックスの中身が一風変わった噛み合わせになっているのは、このためです。
いかがですか？
簡単に製作できた人は、このような工夫を学び取って、自分でも設計できるようレベルアップしてください。
２日目の最後はもちろん！じゃんけん大会ですね。
景品のジュースや駄菓子を賭けて、トーナメント形式による争奪戦です。
お互いの手元（ロボハンド）が見えないように仕切りを立て、「最初はグー、じゃんけんポン！」という間に、任意の時間だけモーターを回してグー・チョキ・パーを出しておき、仕切りを取り去ります。
うまく回らない人や、スイッチ操作が面倒臭くなった人も、いっそ人手で“ロボ指”を操っていましたが、なぜか自分の手でじゃんけんするよりも盛り上がっていました。
*1 このような回転体の外形に沿って動きに変化をつける機構をカムと呼びます。
先月の『ロボシューター』でも輪ゴムを引き伸ばすのに利用していました。
*2 これを増速(ぞうそく)と言います。歯数24のギアMが歯数8のピニオンギアを回すと、24÷8＝3倍に回転数が上がります。
なお、「第二関節のギアMは固定されて回転してない！」という反論があるかもしれませんが、相対的に考えます。
回転しているTロッドにマイクロカメラを据え付けると、Tロッドは静止したまま、ギアMが回転している映像が見られるでしょう。
*3 「グー」⇒「チョキ」⇒「パー」に変わる時間を空けるために180°にしていますが、90°でも構いません。
タコの口の向きを３つとも90°ずつ変えると、１本ずつ指が上がりますので、指の本数で数当てゲームなどもできます。
＜ミドルコース『ステアリングカー』＞
機械の王道たる、自動車です。2014年3月の同コースでは『ＴＭＣ』という名称でした。しかし、これまで幾度となくロボット本体にタイヤ４輪を付けて転がしてきたのに、なぜ今さら“車”なんでしょうか？
そのポイントは曲がる仕掛け（ステアリング）、つまり、ハンドル（英語ではステアリングホイール）を回すと左右の前輪が同期して向き（舵角）を変えるメカニズムです。
このメカニズムは３点から構成されています。
(1) ラック＆ピニオン方式
円形のピニオンギアを直線状のラックギアと噛み合わせ、ハンドル操作による回転運動を左右方向の直線運動に変換し、前輪の舵角を変えます。
このラックギア（洗濯板みたいなやつ；通じるかな…）は、
今までロボット顔面の付け髭くらいにしか利用する機会のなかった人にとっては、
初めて日の目を見ました！ これが本来の使い方ですよ！
この仕組みは、プラモデルで自動車を組み立てたことのある人なら知っていたでしょうが(*4)、実車と同じ(*5)です。
(2) 平行リンク
左右のタイヤの舵角が揃う仕組みは、７月の『ウォーカー タクシー』でも学んだ平行リンクです。
左右に動くラックギアが平行リンクの外形を長方形にしたり、それを潰して平行四辺形にしたりしますが、いずれにせよ、４辺は平行のままですね。
(3) ユニバーサル・ジョイント（自在継ぎ手）
ピニオンギアの回転シャフト（水平方向）とハンドルの回転シャフト（後方斜め上方向）は同一直線上になく、途中で折れ曲がって接続しています。
ハンドルを上下左右に揺らしても問題なく操舵できます(*6)。
チェーンや多数のギアを介さず、駆動力を数本のシャフト（棒）で遠方の異なる方向に伝達できる点で、これは大発明なのです。
なぜそのようなことができるのか、言葉で説明するよりじっくり観察しましょう。
さて、学ぶべき点の多いリアルなモデルカーでしたが、授業最後の競技は“運転技能”。
マリオカートで鍛えてるって言ったって、車庫入れしたこと、ないでしょ？
長机の一端をスタートし、中央でＴ字路（直交した長机）を右折して先端で行き止まり、ずっとバックで戻って、元の長机の他端に駐車するまでの時間を競いました。
操縦性を高め、速く走らせるポイントは以下の通り。
・あまりかがまずに済むよう、ステアリングシャフトをびよ～んと延長
・アクセルペダル代わりにタッチセンサー(黒)を直列に挿入し、
前進⇔後退の切り替え時のみスライドスイッチを操作
・直進時のスピードアップに、減速比の緩和(*7)
やはり、バックでの運転には慣れていないようで、“切り返し”時にハンドルを逆に回して、どつぼにはまる例も…。
タイムは34～86秒までばらつきましたが、崖から落ちずに駐車できただけ命拾いしました！
*4 若者の車離れが叫ばれる昨今、自動車のプラモデル製作経験は少ないようですね…。
*5 どの自動車のカタログにも逐一「ステアリング形式： ラック＆ピニオン式」のように書かれています。もう、「その他に一体何があるんだ!?」っていうくらいに。
学んだ仕組みに実感が沸きますので、是非、Webカタログを見てみましょう。
できればお使いの車を検索して。スペック中の諸元表にあります。
＜参考＞ http://www.suzuki.co.jp/car/alto/detail/spec.html
*6 実車でも“チルト・ステアリング”といって、運転者の背丈に合わせてハンドルの上下位置を調整できるようになっているものがあります。
また、サスペンションにより上下に揺れる車輪へエンジン動力を伝えるドライブシャフトにも使われています。
*7 初期では1/5(ピニオンギア⇒ギアL)ですが、1/3(ピニオンギア⇒ギアM)等に変えて速くできます。
＜アドバンスコース『ロボウルフ』＞
ツッコミたくなるネーミングの、“猛犬”ロボット『ロボウルフ』です。２ヶ月４回の授業にわたって、四足歩行の“狼”ロボットを製作・考察します。
初めに、リンク機構がもつ「自由度」の概念を学びました。
どんなに複雑な動きを見せても、モーター１個で動作するロボットの自由度は１です(*8)。
『ロボウルフ』とて例外ではありません。
一方、ＴＶで見かける自動車組立などの産業用ロボットは、
３次元空間内の任意の位置までアーム先端を持っていき（３自由度）、
任意の方向で部品や工具を当てる（＋２～３自由度）のに、
全部で５～６モーター（５～６自由度）が必要であり、
それぞれの関節を「独立して」制御できます。
限られたジョイント部品（関節）を組み合わせて実現するのは意外に大変でしたが、
先端をあらゆる位置のあらゆる方向に向けられるようになったことが確認できましたね。
同様に、人間の脚（足指を除く）は全部で６自由度あります。
股関節で３、膝関節で１、足首関節で２です。
だから、可動範囲は広くありませんが、近くのいろんな場所を蹴る（足裏を当てる）ことができます。
さて、人間の腕（肩、肘、手首）はどうでしょう？
脚と似ているから同じ６自由度でしょうか？
肩関節(*9)で３、肘関節で１なのは脚と同様ですが、
手首(*9)は３（なでなで、げんこつ、ぐりぐり）と多く、計７自由度あります。
この先で５本指が自在に動くのですから、いろんなことができるのですね。
次に、リンクの形状と機能について学びました。
リンク（棒）を三角形（３節リンク）に繋ぐと、がっしりと固定されますが、
四角形（４節リンク）では筒状の菓子箱のようにぺしゃんと潰れてしまいます。
三角形が四角形になるだけでこんなに変わるなんて、考えてみれば不思議なことです。
３節リンクを「トラス構造」ともいい、太古の建造物から必ず取り入れられています。
だから、強度が重要な鉄橋や鉄塔も、三角形の組み合わせで造られているのですね。
変形する４節リンクも、可動機械には利用価値があります。
特に重要なのが平行四辺形に組んだ「平行リンク」で、自動車(*10)や遊園地のアトラクションなど、多方面で利用されています。
２ヶ月目に製作する『ロボウルフ』の脚の運びにも、平行リンクの変形が作用していることを予習しておきました。
なお、リンク機構における“節”とは、典型的にはボルトや回転軸（ペグ）による留め箇所のことですが、「スライダークランク機構」におけるスライダーとガイドレールのような直線的拘束関係もまた、“節”に数えられました。
自動車のエンジンで言えば、ピストンとシリンダーの関係です。
いずれのリンク機構においても、可動範囲を満たすようなリンク（棒）の長さや節の配置にしないと、途中で動かなくなる点がありました。
リンク機構では複雑な動きを出せる分、その予測や不具合の究明は難しいものです。
うまく動かない不測の事態でこそ、よく観察して原因を明らかにし、「必ず解決する！」姿勢をもつようにしましょう。
*8 スライドスイッチの反転操作を加えても、逆再生のように可逆性のある動作をするだけならば、自由度は１のままと考えます。
*9 腕や手首を回してぐりぐりパンチする動きは、厳密には肩と肘の間、および肘と手首の間で担っています。
*10 ミドルコース『ステアリングカー』参照
4. ９月授業内容＜ロボプロコース『不思議アイテム(3)』＞
（初月スタートアップ講座の内容は割愛します）不思議アイテムの世界も、最終月を迎えました。
１日目は、“ラーメンタイマー”を作ります。
時間を計る（というより休め！の指示）命令としては delay がありますので、所望の時間だけ静止した後、ブザーでも鳴らせば一先ず完成ですが、経過状況も知りたいのが人情です。
delay(1000) と命令する度に何かをすれば、１秒毎の経過が分かります。
delay(100) を10回繰り返して、0.1秒単位のカッコイイ表示もできます。
秒数を2桁の数字で表したければ putd2、大きな１文字を表示したければ putch、任意の大きさで円や四角を描画したければ circle や rectangle、１ドット光らせたければ write、１音を鳴らしたければ play、メロディを奏でたければ play_rtttl、モーターを回したければ rotate等、いろんな命令が紹介されています。
サンプルプログラムでは、タッチセンサーの入力検出に listen と onPress、繰り返しに for や while、条件分岐に if や switch-case を使って、始めに秒数やアラーム方法を選ばせる実用的タイマーに仕上げていました。
中には「ピッ、ピッ」と音を発しながら10秒からカウントダウン表示し始める、その名も時限爆弾の CountBom もありました(*11)。
最終日の２日目は、ちょっと遊んで一息つくのにふさわしい「人工生命とシンセサイザー」がテーマでした。
人工生命といっても、８ｘ８ドットのそれぞれを生命体（細胞＝セル）になぞらえ、周囲の生存セル数に依存した単純な規則によって誕生・生存・死滅を世代展開していく様子を観察して楽しむものです。“ライフゲーム”と呼ばれます。
それの何が面白いといって、“カオス的”なのです。簡単なルールで動いているのに、先行きが読めないのです。
初期状態のちょっとした違いが全く異なる結果を生み、にわかには予測不可能なパターンを繰り広げます。
ここから(*12)、生命現象や神経回路網の再現、人工知能の研究へと発展していきました。
コンピュータの登場がこのような楽しみと学問の道を開いたのですね。
シンセサイザーの方は、先月の“電子ピアノ”を改造したプログラムです。
無線リンクしたゲームパッドのボタンが鍵盤になっている点は変わりませんが、アナログスティックを倒す量に応じて周波数を増減させる、エフェクター（ピッチシフター）機能が搭載されました。
プログラム上では、“play(NOTE_C4 + effect)”のように、音程を表す記号 NOTE_** にスティック傾倒量 effect を足しています。“ド”に数値を足すって、どういうことでしょうか？
先月の１日目に学びました。
音程記号は、プログラムの転送前（コンパイル時）に音の周波数に置き換えているのです。
例えば、440Hzの“ラ”ボタンを押しながら、+54相当分スティックを前に倒せば494Hzの“シ”に、-48相当分スティックを引けば392Hzの“ソ”に変わる、という具合です。
デジタルの世界では、すごく簡単な計算で豊かな効果を演出できる、という一例です。
ロック・ギタリストにでもなった気分で、ブイブイ演奏してみましょう。
ここまでで、もう、光と音を自在に操れる魔法を手に入れたようなものです。
*11 ジョーク・プログラムなのですが、むき出しの配線や電子基板の中で赤いLED数字がカウントダウンを始めると、かなり物騒な雰囲気を醸し出します。
テロが心配される国では冗談どころか、誤解から身を危険に晒すことになるでしょう。
日本でも、公共の場でいたずらに利用するのは厳に慎みましょう。警察沙汰になるか、配線が切断される被害に合うこと請け合いです。
*12 ライフゲームそのものというより、上位概念のセル・オートマトンと呼ばれる格子状セルで構成した計算機モデルから。
2. 今月の課題
次回授業日までに完了してください。
◎は必須、〇は推奨、△は任意です。〇△は能力に応じます。
＜ベーシックコース＞
〇 専用方眼紙にロボットの４面図をスケッチ
〇 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）
〇 上記授業内容を分かるまで音読する
（概ね３年生以上／低学年は補助 or クイズ出題形式で）
＜ミドルコース＞
◎ 専用方眼紙にロボットの４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）
◎ 上記授業内容を分かるまで音読する
◎ テキストp.16の空間図形問題にチャレンジ（１日目）
＜アドバンスコース＞
◎ テキストp.4のアーム型ロボットを参考に、自由度５以上のアームを製作する（１日目）
◎ 人間の腕（肩、肘、手首）の自由度を数える
◎ 上記授業内容を分かるまで音読する
＜プロフェッサーコース(スタートアップ)＞
◎ PreCourse内Blinkをベースに、リズミカルな点滅パターンに変更する
◎ PreCourse内Motor0～2で、各モーターを回す
唸るだけで回らない時は、手で加勢するか、数値を100⇒200にしてみる
《ハイレベル挑戦》３つのモーターを同時に回せるかな？
◎ PreCourse内Switch0/1で、タッチセンサーの作動を確認する
《ハイレベル挑戦》Motor0/1と統合して、スイッチD0でモーターMC0、
スイッチD1でモーターMC1を回すようプログラムできるかな？
（アドバンスのリモコンスイッチみたい！）
＜プロフェッサーコース(本流)＞
◎ 上記授業内容を分かるまで音読する（該当するテキストページを見ながら）
〇 CountTimer4をベースに、ドットパターンで経過秒数が分かるタイマーを作る（１日目）
Lv.1 ８個の点を順次点灯または消灯させる８秒タイマー
Lv.2 60個の点を順次点灯または消灯させる60秒タイマー(ヒント：%演算子)
Lv.3 表示方法を工夫した３分間(180秒)タイマー
〇 TonePS3をベースに、音程を“ＣＤＥＦＧＡＢ”ではなく、
“どれみふそらし”と分かり易く表示
3. 10月授業スケジュール
［東福間］
※時間帯を変更しました。ご協力ありがとうございます。
・10/ 3 9:00～ 理科実験・中級 第１回
・10/ 3 10:30～ ロボ・ミドル 第１回
・10/ 3 13:30～ ロボ・ベーシック第１回
・10/ 3 15:30～ ロボ・アドバンス第１回（時間シフト）
△10/24 9:00～ 理科実験・中級 第２回（予備）
△10/24 10:30～ ロボ・ミドル 第２回（予備）
・10/24 13:30～ ロボ・ベーシック第２回
※10/24 15:30～ ロボ・ミドル 第２回（時間シフト）
※10/24 17:30～ 理科実験・中級 第２回（時間シフト）
・10/24 18:30～ ロボ・アドバンス第２回
・10/11 9:45～ ロボ・プロ 第１回
・10/25 9:45～ ロボ・プロ 第２回
［小倉北］
・10/ 4 10:00～ ベーシック第１回 ＠4F和室
・10/ 4 13:00～ ミドル 第１回 ＠5F企画ルーム2
・10/18 10:00～ ベーシック第２回 ＠4F和室
・10/18 13:00～ ミドル 第２回 ＠5F企画ルーム2
・10/25 15:00～ 振替授業 第２回 ＠4F茶室
4. 11月授業スケジュール（予告）
［東福間］
原則を変更し（プロを除く）、下記をご提案します。
不都合な方は、お早目にお知らせ下さい。
・11/ 7 9:00～ 理科実験・中級 第１回
・11/ 7 10:30～ ロボ・ミドル 第１回
・11/ 7 13:30～ ロボ・ベーシック第１回
・11/ 7 15:30～ ロボ・アドバンス第１回（時間シフト）
（11/ 7 河東小 河東っ子まつり）
（11/14 自由ヶ丘小 なか森フェスタ）
・11/21 9:00～ 理科実験・中級 第２回
・11/21 10:30～ ロボ・ミドル 第２回
・11/21 13:30～ ロボ・ベーシック第２回
・11/21 15:30～ ロボ・アドバンス第２回（時間シフト）
・12/ 5 理科・ロボ 第１回
・12/19 理科・ロボ 第２回
・11/15 9:45～ ロボ・プロ 第１回
・11/29 9:45～ ロボ・プロ 第２回
・12/13 9:45～ ロボ・プロ 第１回
・12/27 9:45～ ロボ・プロ 第２回
・ 1/17 9:45～ ロボ・プロ 第１回
・ 1/31 9:45～ ロボ・プロ 第２回
［小倉北］
・11/ 8 10:00～ ベーシック第１回 ＠和室
・11/ 8 13:00～ ミドル 第１回 ＠企画ルーム1
・11/22 10:00～ ベーシック第２回 ＠和室
・11/22 13:00～ ミドル 第２回 ＠和室
・12/ 6 10:00～ ベーシック第１回 ＠和室
・12/ 6 13:00～ ミドル 第１回 ＠企画ルーム2
・12/20 10:00～ ベーシック第２回 ＠和室
・12/20 13:00～ ミドル 第２回 ＠企画ルーム2
・ 1/10 10:00～ ベーシック第２回 ＠和室
・ 1/10 13:00～ ミドル 第２回 ＠企画ルーム2
・ 1/24 10:00～ ベーシック第２回 ＠工芸室
・ 1/24 13:00～ ミドル 第２回 ＠茶室
5. ひと言
9/27の中秋の名月、宗像ユリックスでの観月会に赴きましたが、
望遠鏡を覗かずとも、その名に恥じない美しい満月でした。
電気の無かった時代、人は夜の月を今よりもずっとずっと眺めたことでしょうね。
お月見で想いを馳せました。
6. 本部からお知らせ
第５回全国大会をまとめた映像をyoutubeにアップいたしました。
映像は１分・５分・８分と尺を３パターン用意いたしました。
Facebookには１分のショートバージョンをアップいたしましたので、
いいね！&シェアをお願いします。
◆ダイジェスト版（１分）
https://youtu.be/jTaU2nVKhNc
◆ダイジェスト版（５分）
https://www.youtube.com/watch?v=Z2ocfye0Agc
◆ダイジェスト版（８分）
https://www.youtube.com/watch?v=MfTZ0gyunUE
東福間・小倉北教室 佐藤
