2020年10月29日木曜日

2020年10月報

1.10月授業内容
2.10月の課題
3.9月の解答
4.今後の授業スケジュール
5.お知らせ


1. 10月授業内容


1.0 <スタートアップ(全コース)>


 割愛します。


1.1 <プライマリーコース『SLロボロコ』>


 割愛します。

1.2 <ベーシックコース『ロボドミーノ』>


 第8回アイデアコンテスト全国大会(2018年)特別賞作品(当時小5)がベースの、ドミノ配列マシンです。

簡単なパーツでドミノになって、ありそうでなかったロボット。
アイデアの着想(ちゃくそう)そのものが素晴(すば)らしいですね。

ドミノを並(なら)べる方式として、
A) 本体にドミノを載(の)せておき、1枚ずつ置く
B) ドミノを地面に集めておき、間隔(かんかく)を空(あ)けていく

などが考えられますが、ロボドミーノは A) のように見えて B) に近い方式と言えます。

 テキストp.20に図解の通り、仕組みは難(むつか)しくありませんが、
下記を調整(ちょうせい)しなければスムーズに動かず、とても大切です。

1) Tジョイントがシャフトペグに当たること(テキストp.18)
 シャフトペグに当たるくらいまでTジョイントを下げておかないと後ろの方のドミノが地面から浮(う)いてしまい、前に出てこなくなります。
 またTジョイントを下げすぎても前の方のドミノが地面から浮いてしまいます。

2) 押し出すビーム8ポチの位置(テキストp.19)
 テキスト写真の通りに位置を調整しないと、ビーム8ポチを十分に押し出したり、完全に引っ込(こ)めたりできず、1枚ずつ安定してドミノを出せなくなります。

3) ビーム8ポチがスライドしやすいように溝(みぞ)を広げる
 見た目では分かりませんが、ビーム8ポチがスライドする溝(みぞ)の幅(はば)がわずかでも狭(せま)いとビーム8ポチが強く擦(こす)れてスムーズに動けませんので、
少し広げておく(見た目は変わらない)か、溝を浅(あさ)く作ります。


 さて、並べたドミノが倒(たお)れるように、狭(せま)い間隔(かんかく)でドミノを押し出すために、
押し出すスピードは素早(すばや)く
走行スピードは遅(おそ)く
せねばなりません。

ビーム8ポチを押し出す正面のギアLは、モーターに取り付けたピニオンギアから回され、5倍おそく(1/5に)なっています。
タイヤLは、同じように5倍おそくなる箇所(かしょ)が2段あるので、5×5=25倍おそく(1/25に)なっています。
よって、タイヤLの方が5倍おそく正面のギアLの方を5倍速(はや)くしています。

タイヤを回すために、マイタギア2枚を噛(か)み合わせて正面のギアLを回すシャフトから右方向に回転軸(じく)を分配する設計も美しいです。

 このマシンでは、多くても7枚のドミノしか並べられないのが少し物足(ものた)りませんね。
ドミノを刺(さ)すシャフト8ポチを12ポチに替(か)えて、最高で11枚並べられる改造に成功した生徒さんもいました。


他のパーツや別の物も使って手で並べたドミノの列に、ロボドミーノで自動で並べたドミノの列を足(た)して、うまく連続して倒れるかを試(ため)すのも面白いゲームになるでしょう。


1.3 <ミドルコース『ロボバッター』>


 ピッチャーとバッターの2部構成です。
モーターは1つだけなので、その動力はバッターに譲って、ピッチングは輪ゴムを使います。
逆に設計することもできますが、この方がコントロールし易いでしょう(*1)。

 ピッチャーロボ(ピッチングマシン)の構造は、中世の戦争で利用された投石器そのものです。
いろんな物を投げ飛ばして、飛距離を観察してみました。

そこそこ重い物(ギアの塊)で体積が同程度なら、軽い方が遠くまで飛びました。
限られた輪ゴムのパワー(弾性エネルギー)で加速させ易いためです。

同程度に軽い物(ボール状に丸めた紙やティッシュ)なら、堅(かた)く丸めて体積を小さくした方が飛びました。
空気抵抗を受け難くなるためですね。

 さて、投げられた物をバッティングするのは至難の業(しなんのわざ)です。
バットを振るタイミングの問題もありますが、そもそもピッチングが安定せず、同じ物を投げても飛距離がばらばら。
玉が加速中にバケット(ピッチャーの手)の中で動いてしまい、飛ばす方向やスピードが変わるからと考えられます(*2)。

まして、バッティングマシンのスイッチを手動でオンにする1日目のロボットでは、全くと言っていいほど玉に当たりません。

 2日目にこれを自動化します。
電池ボックスから出たケーブルは、先ずはピッチャーに備(そな)え付けたタッチセンサー(黒)を経由させ、延長ケーブルを通して遠くのバッターに接続します。

タッチセンサー(黒)の代わりに、マイコン音センサーを使えば、ピッチング音を感知した後どのくらい(時間・勢い)でバットを振るか、プログラムで柔軟にタイミング調整できますね。

こうして、ピッチャーが玉を投げ終わった瞬間にバッター内のモーターが回り始め、バットを自動的に振るようになります。

 さらに、いつまでもバットをぶん回し続けているのも格好悪いので、振り終わった位置にタッチセンサー(グレー)を備え付け、モーターを止めます。
これでバットを一回転分振るだけの、省エネ野球部になりました。

 電池ボックス ⇒ タッチセンサー(黒) ⇒ タッチセンサー(グレー) ⇒ モーター
または
 電池ボックス ⇒ マイコン/音センサー ⇒ タッチセンサー(グレー) ⇒ モーター

のような直列接続により、両方のセンサーがオンになる間だけ通電する仕組みができ上がります。


 さて、肝心のバッティング精度ですが、ピッチングが安定しない中、タイミングだけは再現性を出せるので、二者間の距離や投球角度(*3)を調整すれば、5回中1回くらいは当てられるようになります。
ピッチングを安定化させた人なら、90%以上の確度で当たるでしょう。

こうして我々人間は、機械化の恩恵(おんけい)に与(あずか)るわけですね。


*1 その大きな理由は、くねくね曲がっていても構わない延長ケーブルを使って、瞬時に電気エネルギーを遠くへ輸送できるからで、投げた直後にバットを振らせるのが簡単です。
 自動車も、電気化するほどコントロール性に優れます。

*2 つまり、バケットの中でぐらつかない大きさの玉にすることが、ピッチングを安定化するためのコツです。

*3 同じ初速度でも、投げ上げる角度によって飛距離が変わります。一般に45°が最も飛ぶと言われますが、実際は玉によって異なる空気抵抗を受けるため、40°前後になるようです。
 初速度と角度は、アームが止まった(ピッチャーの手を離れた)瞬間で決まります。


1.4 <アドバンスコース『カメラボ(1)』>


 撮影ロボット『カメラボ』では、タブレットのカメラ機能を使います。

 カメラ起動中に音量ボタンを押すことでもシャッターをきれますので、プログラムからシャッターを操作できるようロボットを作りました。
モータ軸に取り付けたロッド3アナを一瞬回して、音量ボタンに当てるだけで写真が撮れます。

 カメラボを2日目まで組み立て、首振り機能や音センサー、光センサーを追加しました。
センサーを用いることで、時間経過以外のきっかけ(トリガー)で写真を撮影することができます。
首振り機能を活用すれば、カメラの視角範囲外の撮影も可能です。

 プログラムとセンサーの組み合わせ次第で、いろいろな使い方が考えられます。
光センサーや音センサーからの情報を使い、周囲の異変を検知する防犯カメラ。
首振り機能を活かし、部屋をぐるりと360°撮影できる監視カメラ。
定点撮影を一定間隔で行い、小さな変化を早送りすることで大きな変化として見ることのできるタイムラプスなどがあります。


このタイムラプスは、普段は見過ごしがちなスローな変化を改めて教えてくれますので、いろいろな対象物を撮影してみてください。
YouTubeなどで面白い動画に慣れきった皆さんに、タイムラプスの楽しさを伝えるために以下の動画作品を作ってみました!

【流れる雲】タイムラプス撮影 - 八幡東 谷川 作
 夕方の空をタイムラプス撮影しました。
短時間ながら、流れていく雲と暗くなっていく空の様子がよく分かります。

【公園】タイムラプス撮影 - 小倉南 林 作
 小倉南教室の窓から芝生広場を撮影しました。
雲はゆったり流れるのに対して、人の動きはとても速いですね。
タイムラプス撮影はゆっくり動く対象に向いていることが分かります。

【水道】コマ撮り - 八幡東 樋口 作
 コマ撮りアニメーションです。
対象物を少し動かしては写真撮影という手順を繰り返します。
つなぎ合わせると対象物が自ずと動くような映像になります。
まるで見えない何かが蛇口を動かしているようで不気味ですね...

【建設】コマ撮り - 八幡東 重藤 作
 コマ撮りアニメーションです。
ロボットバーツで家を建築する様子を表現しました。
本当にパイロットが仕事しているように見えますね。

【ボール遊び】コマ撮り - 小倉南 森崎 作
 パイロット同士がボール遊びするアニメーションです。
小道具を使うと表現力に幅が出ますね。最後の“落ち”がコミカルです。

【幽体離脱】コマ撮り - 小倉北 竹内 作
 色違いのパイロットを上手く使ったアイデアです。
喧嘩の果てに倒れたパイロットが幽体離脱をしてしまいました...
少ないパーツで上手くストーリーを組み立てました。

【パラパラ漫画】コマ撮り - 小倉北 久保田 作
 ホワイトボードに描いたパラパラ漫画です。
絵を動かすには描き直さねばならないのが大変ですが、まさにアニメです。
物体を動かすコマ撮りでは空中に留める時に苦労しますが、絵なら心配ありませんね。
磁石などを利用しても表現力が上がりそうです。

 この他にも、コマ撮りを利用してトリック撮影(現実世界ではありえない変化)も行えます。
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/adv/adv1-1810-6.gif

一昔前だと、写真を撮るためのコストが高く、このような遊びはできませんでした。
デジカメがプログラムやアプリから制御できるようになり、誰もがこのような撮影を楽しめるようになりました。

アイデア次第では、100万回再生を突破する動画アップも難しくないでしょう!?
ロボット本体の設計にこだわるのも良いですが、今回は映像作品に制作力を注いでみてはいかがでしょうか。


1.5 <プロ1年目コース『リンクロボット(1)』>


 Autumn(秋)タームとして、多脚リンクロボットを製作し、プログラム制御するまでの3ヶ月が始まりました。
脚がうにょうにょ動き、にょろにょろ走り回る姿態を空想して、否応無しに期待感が高まります。

 1ヶ月目は、2本1組の脚リンクから組み立てていきます。
1組2本の脚だけでも、うねうねと有機的な動きを見せます。
これが6組12本も組み合わさるとなれば、それは壮麗なのか、不気味なのか、いずれにせよ楽しみです。

 図面や説明文の読解、パーツの向きや重ねる順番の照合、ネジやナット締め等、単体でも苦労する脚リンクを複雑に組み合わせるのですから、
空間認知、合理的思考、工作的センス(力加減、器用さ)に始まる、あらゆる能力を総動員して完成せねばなりません。

過去にも、大半の生徒さんが授業時間内には終わらず、家庭で進めて完成しても動かないか、動きがギクシャクしたり、自己分解してしまったり…。組み立てミスも続出するような代物です。

 2日目に、マイコンボードや無線モジュールを搭載し、モーターを回して脚の動きをチェックするところですが…
手順を誤った脚の組み直しに迫られ、ほぼ間に合ってませんね。
完成すると、苦労の甲斐あって、その動きは有機的というか、節足動物的というか、初めて目にする者をゾッとさせる異様さがあります。
非日常性を奏するには十分過ぎるインパクトです。

 次月では、コントローラーとプログラムを使って、思い通りにロボットを操縦します。


1.6 <プロ2年目コース『センサーロボット(1)』>


(進度が遅れておりますので、11月挽回予定内容を含みます)

 これから3ヶ月で学習する『センサーロボット』は、1年目のオムニホイールロボットに、1年目の超音波センサー2個とカラーセンサーを取り付けたものです。
表示部の8×8ドットLEDマトリクスだけ、2年目パーツから7セグメントLED(*1)を取り出して代用したように見えますが、中身が大事ですよ。

中身とはプログラムですね。少ない感覚器官や肢体のロボットでは、それをどう使いこなすかが重要です。
1年目のプログラミングではまだまだ、これらのセンサーを複合的に使いこなせていません。

 元来、思い込みや勘違いだらけの人間に、一縷(いちる)の誤りも許されないプログラミングは向いていません。
今のところ、他にやる主体が無いので、その中で、比較的向いている人や、好きな人がやっているだけです。

プログラムには間違い(バグ)が付き物です。
それどころか、正しいプログラムにすら、それを読む人間(それを書いた張本人すら)が誤った解釈をし、誤った改造(バグ)を入れます。
もう、どうしようもないですね、人間は。
だから、パソコンやスマホのOSもアプリも、アップデートだらけですね。数学と異なり、間違いは仕方がないものとされています。

 しかし、それでも、品質を向上させる方策は必要です。その一つが「フローチャート(流れ図)」なのです。

やはり、文章(プログラム)と図(フローチャート)の直感的理解度・スピードは桁違いです。
書くべき作文の構想を練るときに、短い言葉で流れ図のようなメモを書くのと同じで、全景や過不足が把握しやすくなります。

一人でプログラミングする際は、このフローチャートを描くことが億劫で、ついサボりがちなのですが、およそ3ヶ月後の自分を苦しめます。
それ以上に、他人が製作し、自分とは異次元の設計思想に従った機械やプログラムをメンテナンスすることほど、苦労するものはありません。

そんなときに、設計図やフローチャートがあることでどんなに救われるか、どんなに嬉しいものか、計り知れません。
そんな見方を味わうことになるモノです。

 テキスト以上の詳細な解説はナンセンスにつき割愛しますが、
各種のセンサー動作プログラムを試しながら、せっかくのフローチャートを参考に、少し高度化したプログラムの流れを把握し、いろいろ弄(いじ)ってみてください。


*1 通称「7セグ」で、7本の棒で数字を表示するデジタル表示器のこと。
 これを先進性の象徴として多用した映画『バック・トゥ・ザ・フューチャー』世代のオジサンは今でもロマンを感じますが、高解像度ディスプレイが当たり前になった現代っ子には、ローテクの象徴のように見えるのでしょうか。


2. 10月の課題


 <スタートアップ(全コース)>
  特にありません

 <プライマリーコース>
  - オリジナル図形プリント
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotP2010-Q.pdf

 <ベーシックコース>
  - 上記授業内容を精読する(概ね3年生以上/低学年は補助の下で)
  - オリジナル課題プリント(3面図+設問)
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotB2010-Q.pdf

 <ミドルコース>
  - 上記授業内容を精読する
  - オリジナル課題プリント(3面図+設問)
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotM2010-Q.pdf

 <アドバンスコース>
  - 上記授業内容を精読する
  - オリジナル課題プリント(見取図+設問)
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotA2010-Q.pdf

 <プロ1年目コース>
  - リンクロボット製作を完了する

 <プロ2年目コース>
  - 上記授業内容を精読する


3. 9月の解答


 <プライマリーコース>
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotP2009-A.pdf
 <ベーシックコース>
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotB2009-A.pdf
 <ミドルコース>
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotM2009-A.pdf
 <アドバンスコース>
  http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotA2008-A.pdf


4. 今後の授業スケジュール


◆中間11/28は『中間市生涯学習センター』で開催します。
◆1月は一週ずつ遅れます。

――――――――――【佐藤教室長】――――――――――

[東福間]第1・3土原則<学習ルームでこぼこ>
   - 13:30~ ベーシック/プライマリ
   - 15:30~ ミドル
   - 17:30~ アドバンス

 ⇒ 11/7, 21,  12/5, 19,  1/9, 23


[中間]第2・4土原則<なかまハーモニーホール>
   - 13:30~ ベーシック/プライマリ
   - 15:30~ ミドル
   - 17:30~ アドバンス/ロボプロ

 ⇒11/14 第1回 なかまハーモニーホール3F会議室2
  11/28※第2回 中間市生涯学習センター1F第2研修室
  12/12, 26,  1/16, 30

 ※11/28はハーモニーホール利用不可の為、代替施設で開催します


[小倉北]第1・3日原則<ムーブ>
   - 10:30~ ベーシック/プライマリ
   - 13:00~ ミドル/ロボプロ
   - 15:00~ アドバンス

 ⇒11/ 1 第1回 5F企画1・2
  11/15 第2回 5F企画1・2
  12/6, 20,  1/10, 24


――――――――――【中野教室長】――――――――――

[八幡東]第1・3土原則<レインボープラザ4F>
   - 13:30~ ベーシック/プライマリ
   - 15:30~ ミドル
   - 17:30~ アドバンス

 ⇒ 11/7, 21,  12/5, 19,  1/9, 23


[小倉南]第2・4日原則<総合農事センター2F>
   - 10:30~ ベーシック/プライマリ
   - 13:00~ ミドル
   - 15:00~ アドバンス

 ⇒ 11/8, 22,  12/13, 27,  1/17, 31


5. お知らせ

1) 第5回 IchigoJamプログラミング定期講座

 第1回 サウンド 編
 第2回 ゲーム工作編
 第3回 ハイパーオリンピック編
 第4回 7セグLEDはんだ付けゲーム工作編 に続き、
 第5回 クリスマスツリーLEDはんだ付け工作編 を11/29(日)に開催いたします。

【11/7~15配布チラシ】 まだできてません…


 もういーくつねるとー クリスマス~♪

 今回は、クリスマスツリー形基板オーナメントLEDをはんだ付けして、光り方をIchigoJamでプログラミングしてみましょう。
 基板にはマイコンも電池もあるので、窓にぶら下げたり、ペンダントにしたり、キラキラ飾りましょう!

 (年末サービス講座として、出血料金に設定しました)

☆スタートアップ(SU)未受講の方は、本編前の「はんだ付けの代わりに」承ります。
 ミニSU講座2,200円のみでも楽しめますので、プログラミング体験にお奨めします。
 (持ち帰り継続するには、いちごだいふく IchigoDyhook 8,800円をお奨めします)


【講座名】
 IchigoJam初級プログラミング ~クリスマスツリーLEDはんだ付け工作編~
【内容】
 前半は、好きな色のLEDをツリー形の電子基板にはんだ付けします。
 後半は、クリスマスLEDが光るパターンをIchigoJamでプログラミングします。
【講師】PCN北九州 中野・佐藤
【会場】北九州パレス(勤労青少年文化センター) 2F 第2研修室
【時間】11/29(日)
    A) 13:30~14:45 (75分) ミニSU講座☆オプション
    B) 13:30~14:45 (75分) はんだ付け★オプション
    C) 15:15~16:30 (75分) プログラミング本編
【対象】下記の小3※~ 15組(ご家族2名まで同伴可)
    a) スタートアップ修了者     ⇒ B) C) 対象
    b) スタートアップ受講可能な方 ⇒ A) C) 対象

   ※大文字アルファベットA~Zが読める(キーボードを打ちます)

【参加料】
 A) 2,200円(受講料1,650+IchigoDyhookレンタル代550円)
 B) 2,200円(受講料1,650+はんだセットレンタル代550円)
 C-1) 3,850円(受講料1,650+材料費1,100円+IchigoDyhookレンタル代1,100円)
 C-2) 3,300円(受講料1,650+材料費1,100円+IchigoIgaiレンタル代550円)

 C-2) は従来IchigoJam持込者向けですが、手ぶらで C-1) も可

【オプション費用】(購入or持込でレンタル代不要)
 D-0) はんだセット持込 -550円
 D-1) オールインワンIchigoJamマイコン「IchigoDyhook」8,800円
 D-2) 外付けキーボード/モニター接続I/F「IchigoIgai」1,320円

【申込方法】下記を指定の上メールにてお申込み下さい。11/15〆切・先着順です。
 <希望オプション>
  A) ミニSU講座 2,200円(IchigoJam未経験者は必須)
  B) はんだ付け 2,200円
  C-2) 従来IchigoJam持込 -550円
  D-0) はんだセット持込 -550円
  D-1) IchigoDyhook購入8,800円(レンタル不要)
  D-2) IchigoIgai 購入1,320円(レンタル不要)

 ・いちごだいふく IchigoDyhook
 https://pcn.club/sp/dyhook/

 ・いちごいがい IchigoIgai 完成品
 https://hello002.stores.jp/items/5b04cb7aef843f05ca0015d7

【申込条件】
 - はんだセット持込品(こて・台)に不備がある場合は、レンタル品を使用頂きます。

 - IchigoJam持込品・周辺機器が故障した場合は、レンタル品を使用頂きます。

 - 原則として、12月お引落し額(1月分)に加算して徴収させて頂きます。
  キャンセル・欠席により空席が発生した場合は返金できません。
  (お申込品とテキストのみお渡しします)

 - 開発中につき、部材の納期遅延などにより中止させて頂く場合があります。
  11/15目途に決定致します。


 ※本活動はヒューマンアカデミー ロボット教室とは関係ありません


2) 12月分~月会費改定(プロを除く)[再掲]
 本部より封書・メールをお送りしました通り、下記の通り改定(440円値上げ)させて頂くことになりました。

 <プライマリー/ベーシック/ミドル>
  現行: 9,000円(毎月テキスト・税込10,450円/月)
 ⇒改定: 9,400円(毎月テキスト・税込10,890円/月)


 <アドバンス>
  現行: 9,000円(隔月テキスト・税込10,230円/月)
 ⇒改定: 9,400円(隔月テキスト・税込10,670円/月)


 ヒューマンアカデミーでは、第1号ロボット教室開校以来、10年間同じ月会費に据え置いて参りましたが、
昨今の社会環境の変化・保護者の方からのご要望にお応えし、以下のサービス強化に充てさせて頂きたく、何卒ご理解・ご協力お願い申し上げます。

 ●新オンライン学習コンテンツ
 ●学習到達度診断
 ●保護者向け教育情報

 詳細は本部チラシ・メールをご覧下さい。


3) 2020記念キット限定販売[再掲]
 ヒューマンアカデミーロボット教室10周年を迎え、節目の特別企画として記念キットを販売することとなりました。

 標準とは異なる色合いのキットで製作することにより、普段とは違う風格のロボットをディスプレイしたり、カラーリングに合わせたオリジナルロボットを考えることもでき、創造性が更に豊かになりそうです。

 授業以外のロボットを製作するにもパーツが混ざりにくく、おススメです。

 ◇01. 2020記念キット          29,700円
 ◇02. 金銀銅パーツキット        14,300円
 ◇03. ペン立て組立パーツセット      3,850円
 ◇04. タブレットスタンド組立パーツセット 3,630円

 数量限定・在庫次第で終了します。教室にてお渡し予定です。
 ご希望の方はメールにて承ります。お代はお引落しで頂戴します。

 http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/goods/kinenkit2020.pdf


4) 11月景品交換会
 3ヶ月毎の宿題ポイント交換会を下記授業日に開催します。
 ポイントカードを忘れずに、早めに来て下さい。

 [八幡東]11/7
 [小倉南]11/8
 [中 間]11/14
 [小倉北]11/15
 [東福間]11/21


5) 9月課題 高得点者  []内は教室と学年

 ◆プライマリ【4名平均 図形4.3】
   5点…古場[小倉南1], 諸富[小倉南 年中]

 ◆ベーシック【20名平均 図面2.4+設問2.5=4.9】
  10点…なし
   9点…小牧[小倉南4]
   8点…藤津[中間4], 古賀[八幡東4], 渡辺[小倉南3]
   7点…なし

 ◆ミドル【13名平均 図面2.8+設問1.9=4.7】
  10点…なし
   9点…中村[小倉北6]
   8点…林田[小倉南3]
   7点…なし
   6点…中村[東福間5], 千葉[中間5]

 ◆アドバンス【13名平均 図面7.5+設問2.3=9.7】
  18点…橋本[小倉南6]
  12点…佐藤[東福間7], 川村[中間7], 桑村[中間6], 重藤[八幡東9], 馬渡[小倉南8]


東福間・中間・小倉北教室 佐藤 / 八幡東・小倉南教室 中野