２．８月の課題
３．７月の解答
４．９月の授業予告
５．今後の授業スケジュール
６．お知らせ
1. ８月授業まとめ
1.0 ＜スタートアップ(全コース)＞
割愛します。
1.1 ＜プレプライマリーコース『メカビートル』＞
割愛します。
1.2 ＜プライマリーコース『ロボフィッシュ』＞
割愛します。
1.3 ＜ベーシックコース『クルリン』＞
でんぐり返りロボットです。モーターで回す長い腕(うで)が地面を突(つ)くからでんぐり返るんです。
単純ですし見ていて当たり前、何が面白いんだ!?と言うとそれで終わります。
しかし、座って静止させた状態からこのロボットの動きを予測するのは難しく、先生も最初は分かりませんでした。事実、腕を後ろ向きに回すと前転し、前向きに回すと後転するという、予想外な動きを見せます。
実際は、前転はできますが、（人に似せて）前方向にしか曲がらない脚(あし)のせいで後転はできません。
後転時は、重力などで脚がまっすぐなままになり、腕の回転半径をはみ出るのででんぐり返るまでは至(いた)らず、ちょうど脚をピンと伸ばした腕立て伏(ふ)せか、バタフライのような状態に陥(おちい)ります(*1*2)。長い腕の先を地面に突かせて重い本体を起こすには、回転軸(じく)に強大な力（トルク）が必要です(*3)。
おなじみの1/9減速ギア機構がモーターからの回転を遅(おそ)くしてトルクを９倍に上げています。
しかし、何かの拍子(ひょうし)に本体や持ち手に引っ掛かると（イタタタ…）、腕が長い分、てこの原理で強大な逆向きの力が回転軸を止めようとします。
それでギヤに負担(ふたん)が掛かって、ガリガリ音とともに噛合(かみあわ)せが外れ、修理することもしばしば。
また、でんぐり返り時の衝撃(しょうげき)が激しいので、頭が割(わ)れたり、電池が外れたりしないよう、次のような強化と緩衝策(かんしょうさく)を立てておくことも、頑丈(がんじょう)に作る秘訣(ひけつ)でした。
1) 頭部をロッドとペグでつなぎ留める（フランケンシュタイン？）
2) 頭部に輪ゴムを巻く（ミイラ？）
3) 電池ボックスに輪ゴムを巻く
4) 顔面や後頭部に、タイヤやグロメット(ゴムリング)を取り付ける
それにしても、今回のロボットは元気いっぱいというか、バッタンバッタンと動きが激しく、音も騒(さわ)がしいロボットでした。顔面が外れちゃうね！
*1 腕を回しながら、額(ひたい)を床に打ち付けつつ、「申し訳ございません、申し訳ございません」のポーズにも見えましたね。
*2 前転でも後転でも、でんぐり返る条件は［腕の長さ ＞ 脚の長さ］です。だから、腕を長くするか、脚をもげば（怖い…）後転もするようになりましたね。
*3 長い傘(かさ)の先っぽで地面に絵を描(か)く時は、短い小枝を使う時よりも、持ち手にかなりの回転力が必要でしょ？
1.4 ＜ミドルコース『サカアガリン』＞
逆上がりする鉄棒ロボットです。
先月に続き、今月も当時小学２年生のアイデアコンテスト出品作がベースです。（恐るべし２年生…）
さて、このロボットが逆上がりに成功するまでに、設計上の工夫や製作の手順がいろいろありました。
人間の逆上がりとは少し違います。製作を通して、皆さんはいくつ気付けたでしょうか？
1) 周期的に腕と脚（ももの部分）を曲げたり伸ばしたりする機構
同期した腕と脚の動きは、ずれることなく繰り返されます。
１周期毎に、噛み合わせた脇腹のギアM（腕用）とギアL（脚用）が半回転しては戻るためです。
この周期を決めているのが、腰のロッド3アナ（＝ギアM３枚）の回転で、これをクランクにして、脇腹のギアLを往復回転させています。
2) 強靭(きょうじん)な腕力と脚力
てこの原理により、つま先に重たい電池ボックスを付けて脚を曲げるには、強大な力が必要です。
そんな脚も含めて、掛かる重力に打ち勝ち、体全体を持ち上げる腕力は、もっと強力でなければなりません。
その力が、腰のロッド3アナ（＝ギアM３枚）の回転力（トルク）です。
3) 1/27減速ギアトレーン
前記で必要なトルクを生むために、1/3減速（ピニオンギア→ギアM）を３段連ね、モーターの回転数を1/3×1/3×1/3＝1/27に落とし、トルクを27倍に増強しています。２段目でピニオンギア→ギアMを２枚重ね、最終段で３組並べているのは、伝達トルクを分散させて、ギアの歯を保護するためでしょう。
減速するほど強力になるということは、最終段に行くほどギアに負担が掛かるということですから、とても合理的な設計です。
4) つま先の電池ボックス
皆さん、足に鉄アレーをくくり付けて逆上がりしますか？
足先が重たそうで、やろうとも思いませんよね。
こんなところに電池ボックスを付けたのは、他に置き場所が無かったからでしょうか？
そうではありませんね。ちゃんと意図があるはずです。
確かに、脚を持ち上げる時は、かなりのパワーを要するようになりますが、一旦、つま先が頭上の鉄棒より後ろ側に越えると、今度は重力が回転の味方をしてくれるのです。
このとき、脚は十分に曲げた状態ですから、それなりに重たい頭（モーター）と胴体は未だ鉄棒を越えていませんが、先に越えたつま先の電池ボックスが体全体を後ろ側へ引いてくれるのです(*1)。
5) ラチェット付き鉄棒
いくら強力な腕力があっても、鉄棒をゆるく握っていては体を回転させることができず、懸垂(けんすい)運動がせいぜいです。
手先が滑らないよう鉄棒をしっかり握り、鉄棒(シャフト)自体も回転しないようにしっかり固定することで、腕を曲げる力が体を逆上がりさせます。
但し、このままでは、逆さになった体をまた前にゆっくり戻すことになり、気味が悪いばかりか(*2)、せっかくの重力の支援を無駄にして逆上がりを中断してしまいます。
そこで、逆上がりする方向へはシャフトが自由に回転するように、ラチェット機構を鉄棒に付けたのです。
このお陰で、勢いよく体を振り下ろして、次回の逆上がりを開始するのに必要な位置まで進めることができるようにもなりました。
6) 足元の補助板
土台に設置した補助板も、逆上がりを成功させるのに必要な開始位置を維持する目的です。本体の調整次第では、不要になるでしょう(*3)。
もっと簡単に、土台を少し（後ろ側を上げて）前傾させることでも補助板なしに成功するようです。
どうでしょうか。練り込まれた設計思想を感じますね。
オリジナルの２年生作品がどの程度の完成度だったのか、少し気になります…。
*1 胴体とつま先が同程度に重たいとしても、てこの原理により、回転軸（鉄棒）から遠い位置の重量物（に掛かる重力）の方がより効きます。
*2 超人的な腕力の体操選手やポールダンサーにも、違和感というか、一種の気味悪さを覚えますが、そんな感じです。
*3 家庭で研究し、腰のペグSの位置（脚を曲げる角度）を変えて補助板を不要にした生徒さんも過去にいました。
1.5 ＜アドバンスコース『バグモジョラ①』＞
１日目では、４本脚のロボットを作りました。
右の写真では、全ての脚が揃っているため、モーターを回してもロボットは前後に揺する運動をするだけで歩けません。
ロボットを歩かせるため、右の写真のように脚の位相(いそう)を変えます。
調整次第では歩くようになりましたが、まっすぐに歩きにくいなど、課題が残ります。
２日目では、右の写真のようにロボットに中間の脚を追加して、６本脚のロボットに改造しました。テキストp.8～9を参考に、脚の位相を調整します。
６本脚ならば概(おおむ)ね、まっすぐ歩くことができました。
４本脚よりも６本脚の方が、バランスを取りながらゆっくり歩くのに有利です(*1)。
脚を前へ送り返すとき、その脚は地面から離す必要がありますから、胴体を他の３本以上の脚で支えておく（３点支持）必要があります。
中間の脚を前後とは反対に動くように取り付けた３本脚が左右にあることで、「左脚の中間１本＋右脚の前後２本」のように、これが可能になります。
左右それぞれの脚を独立駆動させるため、２個目のモーターを追加しました。この改造により、前後のみならず、左右への旋回も可能になります。
左右のモーターにそれぞれスライドスイッチを繋いで、リモコン方式で動かしてみました。
左右の脚の位相を気にしなくても、ロボットは歩いてくれました。
地面を後方に蹴って胴体を前進させる脚が３本以上確保されると同時に、前方へ送り返す脚を浮かせやすくなっているからです。
左右の脚の位相関係を考える必要がないので、左右のモーターの回転方向のみでロボットの進行方向を制御できます。
機械を工夫することでプログラムを簡単にできる好例ですね。
そこで、左右モーター用スライドスイッチをタッチスイッチに取り替えて、操縦するプログラムを考えてみましょう。
タッチスイッチはON/OFFの１ビット＝２値しか入力できませんので、左右スイッチで２ビット＝４値を停止・右旋回・左旋回・前進に割り当てると、後退ができませんね。
どうしてもできませんか？
このような場合は、時間軸を利用する手があります。皆さんもパソコンのマウスでやっている操作ですよ？
そう、ダブルクリックで別コマンドを送る方法です。
下記は、左右同時ダブルクリックで（２回目を押している間だけ）後退するプログラム例です。
ちょっと難しいですが、これが分かる人は、プロコースも十分理解できるレベルです。
*1 「静歩行」といい、常に３点（以上の）支持を保つことで、その瞬間の姿勢でいつでも静止できる歩き方です。
対して、人間や動物、高度な歩行ロボット（特に走行時）では、体の運動部位の慣性を利用しながら重心移動を最小限にすることで、その状態で静止すれば倒れるような（例えば１本脚で立ったり、浮上したりした）姿勢も動的に経由しながら、効率的に脚を動かす「動歩行」をしています。
1.6 ＜プロ１年目コース『不思議アイテムI-1②』＞
光と音の世界に入って、２ヶ月目です。
１日目は、“音”の続きです。
前回は、楽譜データをRTTTL形式で１曲分丸ごと与えることで自動演奏させましたが、今回は手動演奏です。つまり、電子ピアノですね。
ゲームパッドの16個のボタン（＝鍵盤）に任意の音階を割り振り、好きな楽曲を演奏できます。
プログラム上の書き換えだけで済むので、自分が演奏し易いオリジナル鍵盤に仕立てることなど、朝飯前です。
さて、正しい音程で奏でるには、プログラム上で“ド・レ・ミ…”に相当する記号“NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, …”を使って指示すれば良いので簡単ですが、そもそもマイコンが“ドレミ”で分かるのかという疑問があります。実は分からない(*1)ので、プログラムの転送前（コンパイル時）に、ドレミを音の周波数に置き換えているのです。
例えば、オクターブ４の“ラ”は周波数440Hzなので、記号"NOTE_A4"を数値440に変換しています。
オクターブ５の“ラ”(NOTE_A5)は2倍の880Hz、逆にオクターブ３の“ラ”(NOTE_A3)なら半分の220Hzです。
１オクターブの間には、半音(*2)で数えて12音ありますので、
難しい計算になりますが、音程が半音上がると、周波数は約1.059倍になり、
１オクターブ上がって（半音12個分、1.059を12回掛けて）2倍の周波数になる関係です。
“シ”と“ド”の間には黒鍵がないので半音、周波数が約1.059倍になる関係です。
“ド”と“レ”の間には黒鍵があるので全音、周波数は約1.059×1.059＝1.122倍の関係です。
人間にはこんな計算やってられませんね。やはり記号を使いましょう。
ゲームのキャラクタのように、上下左右ボタンでLEDマトリクス上の十字や任意の表示パターンを動かす毎に異なる音を出したり、パッドを振動させたりするプログラムにも触れました。
描画の始点（左上）となる座標(x, y)の値に基づき、パターンが画面の端に当たったかを判定するために、OR表現を用いたif文“if( x<0 || x>5 ) {○○}”を学びました。
これは、「もし、x＜0 または x＞5 なら、○○を実行せよ」という意味です。
パターンが画面からはみ出ないよう始点の座標(x, y)の値を有効範囲に制限するために、constraint命令を使用しました。
２日目は、“光”を計算で操ります。
既に、直線を描画する方法をいくつか知っています。
＜方法1＞ １点ずつ座標を指定して、８ドットを順に点灯させる
＜方法2＞ １コマの絵のように、８×８ドットのパターンとして描画する
＜方法3＞ 上記を洗練し、座標変数(x, y)とfor文を使って実現する
＜方法1＞と＜方法2＞は、直線を引くだけにしては面倒ですし、変更も大変な作業です。
＜方法3＞ができるのなら、それは文句なしのスマートな方法ですが、今までは、ｘ座標のみを変えながら水平線か、ｙ座標のみを変えながら垂直線を描くのが精一杯ではなかったでしょうか。
斜めに線を引くには、１ドット毎に難しい座標計算が必要そうです。これを楽にするために、一次関数（中学２年数学）の考え方を導入しました。
ｘ座標とｙ座標との間にある定まった関係を式で表したもので、例えば、画面の対角線を引く場合は、y＝x という関係式を与えます。
「ｙとｘの値は常に等しい」という意味ですが、「ｙはｘと同一に変化する」とも読み取れます。
ここで、“for (x=0; x<8; x++) { y=x; }”のようにｘ値を変化させると、(x, y)は(0, 0)→(1, 1)→・・・→(7, 7) と変化しますので、これらのドットを順次点灯すれば良いのです。
y＝2x なら、ｙはｘの２倍大げさに変化しますので、斜め線は急峻にそり立ち、
y＝0.5x なら、ｙはｘの半分しか変化しませんので、斜め線は緩やかになります。
一次関数のグラフ表現では、斜め線の向きを表す 2 や 0.5 を“傾き”と呼びます。
y＝-x なら -1 のように、マイナスの傾きも考えられます。
プラスの傾きを上り坂と見なせば、マイナスの傾きは下り坂になります。
また、y＝x＋4 や y＝3x－2 のように、最後に定数を足し引きすると、元の y＝x や y＝3x の直線を上下（ｙ座標方向）に数値の分だけ平行移動させた位置に描くことになります。一次関数のグラフ表現では、直線の上下移動を表すこの定数を“切片(せっぺん)”と呼び、これは x＝0 のときのｙの初期値(*3)のようなものです。
このように、数学では一次関数の式を y＝ax＋b（傾きa、切片b）の形で表しますので、プログラムにおいても直線描画に限らず、for文でｘ値を変化させながらｙ値を計算する手法(*4)がよく取られます。＜方法3＞ 一次関数とfor文を使って描画する
と書き直しましょう。
なお、直線描画に限っては、もっと便利なline命令が用意されていました。
＜方法4＞ 直線の始点座標(x1, y1)と終点座標(x2, y2)をline命令に与える
これを使えば、内部で＜方法3＞を代行してくれます。
このように、特にCG(コンピュータグラフィクス)の分野では、誰かが用意してくれた便利な部品プログラム群(*5)を利用するのが当然のことです。
そうせずに、何でも最初から自分で書くのは大変過ぎてやってられません。
テキストの最後に、コンピュータ内部で文字を管理し、表示するための文字コードについて触れられていますが、今回は、テキストに説明している以上のことを割愛します。本当に、ロボ・プロは内容が盛り沢山ですね。テキストを見ながら、なるべく曖昧な点を残さぬよう、しっかり復習と課題に取り組んでください。
*1 MIDI(ミディ)規格など、音楽専用のICチップなら解釈してくれるものもありますが、その中で最終的に数値データに変換されるのは変わりません。
*2 ピアノの鍵盤で、黒鍵を含めた隣同士の鍵の音程のこと。五線譜や音符に付く＃や♭は、半音上げ下げする記号。
*3 電気代などの基本料金に相当します。傾きが従量料金になります。
*4 ｙの計算結果が小数になる場合でも、変数ｙをint(整数)型で宣言していれば自動的に整数に切り捨てられますので、整数のみが許されるCG座標を表すのに便利です。
＜例＞ 6.25 ⇒ 6、0.81 ⇒ 0
*5 一般に、ライブラリ(library)と呼びます。有用な書物を集めた図書館ですね。
1.7 ＜プロ２年目コース『アームロボット②』＞
サーボモーター式アームロボット２ヶ月目の授業です。１日目は、無線コントローラー（ゲームパッド）を使って手動操縦します。
主に２種類の制御プログラムが登場しました。
1) [ArmRobot2/ArmControl]
アーム部の開閉に２個(S0,S1)、ベース部の旋回に１個(S2)、ハンド部の開閉に１個(S3)の、計４個のサーボモーターを備えていますから、これらの回転角を、左右アナログスティックの上下および左右の傾倒量に対応させて、独立に制御する方式です。
アームロボットの「どのモーターをどちらに動かすか」だけの制御ですから、プログラムもシンプルで分かり易いのですが、S2, S3 はそれで問題ないとして、S0（肘=ひじ）と S1（肩）の「どちらをどれだけ動かせばハンド部を目標の位置にリーチできるか」は熟練の技が必要で、操作性はイマイチ良くありません。
サーボモーター制御命令は、VarSpeedServo::write(角度) です(*1)。
2) [ArmRobot3/semiAutoArm]半自動という名のプログラムです。手動操縦ながら、自動支援制御を行なっています。
先ず、S2（旋回）は独立のまま変わりませんが、S3（ハンド開閉）がボタン一発動作になっています(*2)。
次に、S0（肘）と S1（肩）が協調動作し、ユーザーはハンド部の高さ(z)と、中心からの水平距離(d)に集中して操作できるようになりました。
移動中は、高校数学の三角関数（余弦定理）で (d, z) を満たす S0 と S1 の回転角を絶えず計算し続けています。
これにより、一定の高さで水平移動したり、水平位置を変えずに高さだけ変えたりすることができ、より細かな仕事に向きそうです(*3)。
ハンド開閉命令は、ArmRobot::gripperCatch() / gripperRelease() です。
位置制御命令は、ArmRobot::setPosition(水平距離, 高さ, 旋回角度) です。
これらの中で、各サーボモーターの回転角を計算し、VarSpeedServo::write(角度) を呼び出しています。
２日目は、自動操縦に挑みます。といっても、[ArmRobot3/AutoArmCatch] のように、setPosition() を書き連ねれば簡単ですね。荷物の自動搬送クレーンができちゃいます(*4)。
“自動書記”[ArmRobot4/draw*] を試しましょう。ハンド部を外し、ペンホルダーに付け替えます。
テキストの説明が不十分ですが、setPosition(水平距離d, 高さz, 旋回角度r) は、dを半径とした円(柱)座標系の位置制御関数です。
紙面に文字や記号を書くときは、中学数学で慣れ親しんだXY直交座標系で座標(x, y)を指定したいですね。
心配ありません。ArmRobot::traceLine(始点座標, 終点座標) により、始点と終点を結ぶ直線（線分）上を移動してくれます(*5)。
このとき、ArmRobot::penDown() しておけば線を引き、ArmRobot::penUp() しておけばペンが空中を飛びます。
各座標のデータ、つまり(x, y)２値の集合は、2 × P_NUM(頂点数)分の多次元配列 point[P_NUM][2] に格納しています。
これと、ペンの上下動データ配列 pen_status[P_NUM - 1] をfor文で順次読み取りながら、自動書記が進行します。
プラスチック製の長いアームを付け根のモーターで振り回すので、精度はイマイチですが、大きめに書けば鑑賞に堪えますかね?!
*1 ライブラリ名::関数名() の意です。クラス名::メソッド名() とも呼びます。
*2 全力で掴もうとしますので、卵は割れちゃうかもしれませんね。
*3 人間がさっと腕を伸ばして物を掴めるのも、赤ん坊の頃から肩や肘など複数の関節を協調させる動作に熟達してきた証です。
*4 まだセンサー入力によるフィードバック制御を搭載しておらず、危険ですが…。
*5 三平方の定理・三角関数で(x, y)を(d, r)に座標変換し、setPosition() を呼び出しています。
1.8 ＜プロ３年目コース『六脚ロボット②』＞
“割り込み”の話をしましょう。
割り込みは便利です。やはり爽快です。イメージ悪いですか？
コンピュータの世界では、良い（無くてはならない）処理手段を指します。
例えば、「合格者はそのうち掲示板に貼り出しますので、その後すぐに手続きして下さい」と言われると、頻繁にチェックしに行かないとなりません。
大半は徒労に終わります。イベント発生後の時間的猶予が短いほど、無駄なチェックを多くする必要があります。
このような処理待ち方式を「ポーリング(polling)」と呼びます。
方や、「合格者には決まり次第電話で伝えますので、それから手続きに来ればよいです」と言ってもらえれば、何も心配せず、他の作業に専念していられますね。
このような処理待ち方式を「割り込み/インタラプト(interrupt)」と呼びます。
マイコン/CPUは、この「特定ピンの入力変化で割り込み要求を検知 → 現在の処理を中断(状態値を退避) → 割り込み処理へ移行 → 終わると元の処理に戻る」ためのハードウェア機能を備えています。
君らだって、どんなにゲームに熱中していても、電話（聴覚インタラプト）には気づくし、視界内で這い回るゴキブリ（視覚インタラプト）にギョッとするでしょう(*1)。
適当に処理して、ゲーム続行ですね。
パソコンのキーボードやタブレットの画面を触る度にも、OSが指定した割り込み処理が発生しています。
画面を見つめたまま何分間も操作しないくせに、マウスのカーソルの動きがコンマ何秒でも遅れるとイラッとするのが人間です。
ポーリング方式では、キーボードもマウスもタッチ画面も、1分間で600回ずつ以上は調べる必要があるでしょう(*2)。
キー入力等の、外部要因のイベントに対処する割り込みを「外部割り込み」や「ハードウェア割り込み」と呼びます(*3)。
これに対して、OSシステムコール(サービス要求)や演算例外(ゼロ除算)、メモリアクセス違反等、
プログラム的・CPU内部的要因のイベントに対処する割り込みを「内部割り込み」や「ソフトウェア割り込み」と呼びます。
一定時間の経過を知らせる「タイマー割り込み」は、プログラム的に設定して、CPUチップ内部で発生するイベント処理であっても、
CPUコア外にある専用タイマー回路からの通知を待つ形式なので、外部割り込みの一種に数えられます。
タイマー割り込みは、一回限りのラーメンタイマーのみならず(*4)、数ミリ秒単位の一定タイミングで短時間処理が必要な用途にも使います。
例えば、疑似アナログ出力やサーボモーター指令、演奏に必要なPWM波形を生成しながら、別のメイン処理を進めることができます(*5)。
Arduinoでは、
#include <MsTimer2.h> でタイマーライブラリを召喚し、
MsTimer2::set(100, my_update); で設定後、
MsTimer2::start(); で開始するだけで、
100ms毎に自動的に my_update() 関数が呼び出されます。簡単!!
六脚ロボット操縦プログラム[HexRobot3/RemoteTest*], [HexRobot4/RemoteWalk*]では、下記のようなコードで、
20ms毎の滑らかなサーボ制御と、100ms毎の十分な(*6)コントローラー操作性という、異なる更新周期を両立させています。
#include <MsTimer2.h>
void setup() {
MsTimer2::set(100, gatepad_update);
MsTimer2::start();
}
void loop() {
servo_update();
delay(20);
}
void servo_update() {
《サーボ位置更新(微動)》
}
void gamepad_update() {
《コントローラー読出し》
}
これくらいなら、MsTimer2ライブラリを使わず、
下記のような時間カウンタ変数で管理しても良いです。
int Time;
void setup() {
}
void loop() {
if(Time == 5) {
gamepad_update(); Time = 0;
}
servo_update();
delay(20); Time++;
}
void servo_update() {
《サーボ位置更新(微動)》
}
void gamepad_update() {
《コントローラー読出し》
}
ところが、どうしても一方を30ms毎に、他方を100ms毎に更新したいとなると、
その最大公約数 delay(10) でループさせながら、Time30 と Time100 のような２変数で管理する面倒さと、コードの読み難さが出てきます。
MsTimer2ライブラリの使用時は制限事項もありますので(*7)、都合の良い方を選択してください。
六脚（カブトムシ型）ロボットが組み上がり、サーボモーターを滑らかに制御するプログラミング方法論や、コントローラー読出しのタイマー制御、
個別のサーボモーター操縦方式[HexRobot3/RemoteTest*]から、ステートマシン（状態遷移）の考え方を取り入れた自動シーケンス制御[HexRobot4/RemoteWalk*]へのステップアップを経て、
残すは自律制御のセンシング歩行になりました。
来月はロボティクスの名に相応しい総仕上げです。
*1 人間にも、このハードウェア（生来的）割り込みが実装されているかのようです。意識せずとも、敵や獲物の動き（視覚）・足音（聴覚）の変化を即座に察知することができます。
画像や音声データ処理に係(かか)る計算量を知ると、生物の感覚神経ニューロン（ハードウェア回路）による情報処理能力の高さに思い至ります。
*2 これだけなら大したことは無いですが、忙しいCPUには、メモリアクセスや演奏、通信ポートの監視等、他にタイムリーな仕事が山ほどあるのです…。
*3 Arduinoでは、外部ピンを監視する標準の割り込み関数 attachInerrupt(intno, func, mode) が使えます。
割り込み処理関数func()内では、delay()が機能しない、millis()の戻り値が増加しない、等の制約があります。
*4 ラーメンタイマーくらいなら、1秒毎にカウントダウン表示する以外することが無いので、タイマー割り込みを使わずとも、delay(1000) を指定秒数分だけ繰り返せば済みます。
但し、delay() がタイマー割り込みを使用しています。
*5 Arduino UNO用を含め、PWM出力ハードウェアを実装した（一般的）マイコンなら、それを活用したアナログ出力analogWrite()、サーボモーター駆動Servo::write()、演奏tone()等の関数/ライブラリが用意されていますので、通常はタイマー割り込みを駆使したコードをゴリゴリ書く必要はありません。
*6 超音波センサー等、入力デバイスによっては、必要以上に短い周期で読み出そうとしても、
ハード的な計測が間に合わず正しい値を得られないか、
ソフト的な処理に周期以上の時間を要して、他のデバイスの更新周期を乱すことになりかねません。
接続デバイスのデータシートを見て、適切な頻度でアクセスする心得が必要です。
*7 タイマー回路は数個しかありませんので、MsTimer2ライブラリを使うと、
tone()関数が利用できない、13番ピンと11番ピンからanalogWrite()/PWM出力できない、という制限があります。
2. ８月の課題
＜スタートアップ(全コース)＞
特にありません
＜プレプライマリーコース＞ （プライマリーではありません）
- オリジナル図形プリント
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotPP2308-Q.pdf
＜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/RobotP2308-Q.pdf
＜ベーシックコース＞
- 授業まとめを精読する（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/RobotB2308-Q.pdf
＜ミドルコース＞
- 授業まとめを精読する
- オリジナル課題プリント（３面図＋設問）
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotM2308-Q.pdf
＜アドバンスコース＞
- 授業まとめを精読する
- オリジナル課題プリント（見取図＋設問）
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotA2308-Q.pdf (来月まで分)
＜プロ１年目コース＞
- 授業まとめを精読する（該当テキストページを見ながら）
- 下記の手段で、任意の楽曲を演奏する（１日目）
・[RTTTL_Kaeru]をベースに、RTTTL楽譜データを書き換え、自動演奏
・[TonePS2]をベースに、必要に応じて音程割り当てを変更し、手動演奏
-《第4回テキストp.11 チャレンジ課題》
[MatrixGraph4]をベースに、for文２重ループのまま、平行する２本(または直交する４本)の斜め線が同時に平行移動するアニメーションを作る
または
-《第4回テキストp.14 チャレンジ課題》
[MatrixLineMove1]をベースに、for文１つのまま、縦と横２本の線(十字)が同時に平行移動するアニメーションを作る
-《第4回テキストp.15 チャレンジ課題 拡張》
[MatrixLineTurn]をベースに、十字線を回転させる
- 授業まとめを精読する（該当テキストページを見ながら）
- 任意の文字・図形を方眼紙にデザインし、座標データを抽出して、[draw*]をベースに自動書記プログラムを作る
＜プロ３年目コース＞
- 授業まとめを精読する（該当テキストページを見ながら）
3. ７月の解答
＜プレプライマリーコース＞
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotPP2307-A.pdf
＜プライマリーコース＞
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotP2307-A.pdf
＜ベーシックコース＞
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotB2307-A.pdf
＜ミドルコース＞
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/HW/RobotM2307-A.pdf
＜アドバンスコース＞
⇒テクニカルコンテスト向けマシン注力の為、割愛しました
4. ９月の授業予告
http://robocobo.sakura.ne.jp/blog/hap/robo-2309.pdf＜プレプライマリーコース＞『カヤックン』
＜プライマリーコース＞『ロボットしょうぼうたい』
＜ベーシックコース＞『ジャイアントホッパー』
＜ミドルコース＞ 『ダンゴム』
＜アドバンスコース＞『バグモジョラ②』
＜プロ１年目コース＞『不思議アイテムI-1③』
＜プロ２年目コース＞『アームロボット③』
＜プロ３年目コース＞『六脚ロボット③』
5. 今後の授業スケジュール
◆中間9月～代替施設（ハピネスなかま他）での開催が多発します。
プロ2・3年目は1年目と同じ（原則17:30～）に前シフトします。
――――――――――【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
⇒ 9/2, 16, 10/7, 21, 11/4, 18
［東福間プロ］第2・4日原則<学習ルームでこぼこ>
- 10:00～ プロ1年目《休止》
- 13:00～ プロ2年目
- 16:00～ プロ3年目《休止》
⇒ 9/10, 24, 10/8, 22, 11/12, 26
［中間］第2・4土原則
- 13:30～ ベーシック／プライマリ
- 15:30～ ミドル
- 17:30～ アドバンス／プロ1・2・3年目
⇒9/ 9※第1回 【ハピネスなかま】2F研修室①
9/23⚠第2回 【地域交流センター】2F和室
10/14※, 28, 11/11※, 25※
※9/9, 10/14, 11/11, 25は【ハピネスなかま】で開催します
9月以降、プロ2・3年目は17:30～20:00に前シフトします
⚠9/23(土・祝)は【ハピネスなかま】休館の為、【地域交流センター】で開催します
アドバンス16:15～/プロ15:15～とし、17:45終了（18:00閉館）に前シフトします
［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
- 15:00～ アドバンス
- 12:30～ プロ1年目
- 15:00～ プロ2・3年目
⇒9/ 3 第1回 5F企画ルーム1・2
9/17 第2回 5F企画ルーム1・2
10/1, 15, 11/5, 19
――――――――――【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
⇒ 9/2, 16, 10/7, 21, 11/4, 18
［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
⇒ 9/10, 24, 10/8, 22, 11/12, 26
6. お知らせ
1) 第13回ロボット教室 全国大会 終了
例年通り、東大 安田講堂で8/26(土)開催されました。
テクニカルコンテスト（アドバンスレース）部門にて、下記１名を含む全国12名がトーナメント形式で戦い、YouTubeでもライブ中継されました。
テクニカルコンテスト出場者
［中 間］藤津 結多さん
練習通り程ではないにしても、まずまずの得点を稼ぎましたが、さすが全国出場レベルの面々だけあって他のマシンの完成度も高く、トーナメント１回戦の対戦相手に敗退しました。
しかし何より、このような良い刺激に触れる絶好の機会を自力で獲得したことを心より祝福すると共に、得られた知見をぜひ来年に活かして再登壇して欲しいと思います。
他に、全国出場レベルのアイデアコンテストの方も相当な秀作ぞろいであり、観覧する楽しさ・感動も一入ですから、ぜひ雰囲気だけでも一度ご視聴いただき、来年の構想に役立てて下さい。
《全国大会 詳細》
https://kids.athuman.com/robo/event/convention/2023/
《全国大会 ライブ全編》… 後日ダイジェスト版も制作されます
https://youtu.be/K8zwly8qjXw
2) スペシャル地区イベント 観戦報告（中野 記）
全国大会に先立ち、今年も九州地区イベントが福岡市科学館サイエンスホールで8/12(金)開催されました。
イベントのアナウンスから〆切までの期間が例年より短く、ベーシック／ミドルコース向け改造レース部門、アイデア発表会とも参加者は少ない印象でした。
改造レース部門では７月ロボットの「ロボケラトプス」／「シュート君」でゴールを目指します。
真っすぐゴールを目指すには、ロボットのクセを見極め、調整に活かせる経験が必要です。
当日は保護者様や先生は一切の手出しが禁止です。頼れるのは己のみ。
本番直前まで練習や調整を行い、競技に参加してくれました。
【改造レース：ベーシック】
‐亀平さん １００点
‐長神さん １００点
他、染森さん、中川さん、原さん
【改造レース：ミドル】
‐栗本さん １００点
‐砂川さん １００点
他、本田さん、宮田さん
アイデア発表会では九州各地から各コース(プライマリ/ベーシック/ミドル/アドバンス)のユニークなロボットが集い、会場を盛り上げてくれました。
観客として、よく作り込まれた資料を使っての発表に聞き入ったり、会場のプレッシャーに言葉が詰まる場面に心の中で応援したり、トラブルに見舞われ動かなくなったマシンの修理をドキドキしながら見守ったりと、楽しませてもらいました。
地区イベントへの参加に手を挙げてくれた皆様、大変お疲れ様でした。
プレッシャーの中、何かをやり遂げる経験は大きな成長になりますね。
本番直前は不安げな表情が見え隠れしておりましたが、大会後はみな晴れやかな顔をして、心なしか大きく見えました。
来年はもっと多くの皆様のご参加をお待ちしております！
特にオリジナルロボットの発表は日頃の成果をアピールする良いチャンスですよ!!
3) 中間9月～臨時会場と時間シフト
コロナ終息と共にハーモニーホールでの優先イベントが増えた他、
代替施設の『生涯学習センター』が9月～来年3月まで改修工事に入り、
代替会場の確保に窮するようになりました。
近隣（中間市内）を優先し、下記を最善策として決定させて頂きたく、
大変ご不便をお掛けしますが、何卒ご協力お願い申し上げます。
時間シフトを原因とした振替は無料と致します。
振替によっても消化できない回がありましたら随時ご相談下さい。
≪中間9月～時間帯≫
- ベーシック／ミドルは変わりません
- アドバンスは【地域交流センター】のみ16:15～17:45に前シフトします
- プロ１年目は【地域交流センター】のみ15:15～17:45に前シフトします
- プロ２・３年目も【地域交流センター】のみ15:15～17:45に前シフトし、
それ以外も１年目と同じ17:30～20:00に前シフトします
≪中間9月～会場≫
9/ 9※第1回 総合会館ハピネスなかま2F研修室①
9/23⚠第2回 中間市地域交流センター2F和室
10/14※第1回 総合会館ハピネスなかま2F研修室①
10/28 第2回 なかまハーモニーホール3F会議室4(和室)
11/11※第1回 総合会館ハピネスなかま2F研修室①
11/25※第2回 総合会館ハピネスなかま2F研修室①
※9/9, 10/14, 11/11, 25は【ハピネスなかま】で開催します
9月以降、プロ2・3年目は17:30～20:00に前シフトします
⚠9/23(土・祝)は【ハピネスなかま】休館の為、【地域交流センター】で開催します
アドバンス16:15～/プロ15:15～とし、17:45終了（18:00閉館）に前シフトします
≪所在地≫
【ハピネスなかま】= 総合会館ハピネスなかま
中間市通谷(とおりたに)1-36-10 駐車場無料
【地域交流センター】= 中間市地域交流センター
中間市大字垣生(はぶ)660-1 駐車場無料
4) ７月課題 高得点者 []内は教室と学年
◆プレプライマリ【4名平均 図形4.8】
5点…北川[東福間1], 高村[東福間1], 中野[東福間1]
◆プライマリ【4名平均 図形4.3】
5点…小川[小倉北2]
◆ベーシック【18名平均 図面3.7＋設問2.4＝6.1】
10点…なし
9点…亀平[八幡東2], 宮尾[八幡東5], 木村[小倉北1]
8点…土屋[小倉北3], 井上[小倉南3], 吉岡[小倉南3]
7点…なし
◆ミドル【10名平均 図面3.2＋設問1.6＝4.8】
10点…なし
9点…なし
8点…なし
7点…渡辺[小倉南6]
6点…古賀[中間5], 古川[小倉北4]
東福間・中間・小倉北教室 佐藤 / 八幡東・小倉南教室 中野
