2019年3月23日土曜日

魚型ロボット試作

魚型ロボットを作ってみました。
手乗り二足歩行ロボットの部品を流用し、防水は食品用チャック付きポリ袋の中に機械全体を入れただけのものです。
この形だと関節の隙間や電子回路周辺の空洞によっても浮力が生じます。これによって当初の(あまり根拠がなく感覚的な)予想よりも全体の比重が小さくなったため、重石を入れて可動部が水面下になるようにしました。重石がないと、横向きに水面に浮かんでしまいます。これはこれでまた面白そうですが。
一応推進と方向転換ができるようにはなりました。
何も知識無しで、進行波があれば推進力が出るのではないか、程度の理解で始めました。そのため理にかなった造りでは決してなく、性能が不十分だと思います。次のバージョンを作る前に文献をあたってみます。


2019年3月17日日曜日

第23回熱田の森ロボット競技会参加


第23回熱田の森ロボット競技会に参加しました。
  • Spirit - 歩行ロボット徒競走競技部門、デモンストレーション
    • 特別賞
  • 銀雲雀 - ライントレーサー一般の部
    • 特別賞
  • Vanilla - ライントレーサー一般の部
    • 完走
※カメラの設定を間違えたため油絵化処理された画像になってしまっています。

Spiritの競技の様子。おそらく今大会唯一の自律型かつ二足歩行。今回は二足歩行部門が競技としては開催されなかったため、歩行ロボット徒競走部門に参加しました。多足型、ラジオコントロールも許可されている部門です。二足歩行と画像認識による自動制御が評価されて特別賞を受賞しました。

決勝戦です。多足型の洗練された速さが解ると思います。手前2つのレーンの昆虫型ロボットが今まで一強だったように見えたのですが、今年は別の新しいロボットが優勝しました。重心の上下左右への動揺が少ないように工夫されているように見えます。

2019年3月10日日曜日

チロルチョコロボット大会14に参加

チロルチョコロボット大会14に参加しました。初心者でも参加できるゆるい大会、ということで始まったそうですが、専用のロボットを作って真剣勝負する人、持っているロボットを流用して気軽に遊びに来る人、技術検証のため実験的なロボットで参加する人など、実に多彩なロボットが見られる大会です。
運動会のように複数の競技で競い、合計得点上位と人気投票による表彰が行われました。


2m斜面ダッシュ


横向きの傾斜のある路面を走行します。傾斜は競技者が選択し、難度に応じたボーナスとしてタイムが割引されます。映像のものが最大設定で90cmあたり5cmの傾斜です。簡単に見えますが、しっかり歩けるロボットが求められます。平地用の歩容生成プログラムに任意角の旋回機能を付け、目視による操縦で対処しました。

持ってけチョコ転がし

日本の小学校の運動会で行われる「大玉転がし」に相当します。チロルチョコの入ったカプセルをゴールラインまで押して得点します。3つのカプセルは中身の数が3個、6個、9個となっています。全部フィールドからなくなると再配置されます。
この競技もまた、操縦性の良い移動機構が求められます。特に大型ロボット(特に、ラジコン格闘競技用の人型ロボットの動きを制限して流用したもの)の場合は、競技場の端とカプセルの間にロボットを移動させるのに苦労することが多いです。

ちょこっとシューティング・ラピッド

5cm角以下の発射体によって紙コップ標的を落とす数を競う競技です。
発射体は手で装填あるいは発射しても良いというルールになっています。入門者用として、ロボットの頭上にレールを取り付けてそこにビー玉を手で乗せて転がして当てる、というような方式も許容するための規定です。この競技のためのメカニズム(発射体と発射装置)を他の競技との間で付け外しすることは認められています。

私のロボットTeapotは、電動化されたメカニズムと無線操縦により投擲を行いました。去年まで同様、間欠ピニオンギアとラックギアを用いた直動機構で輪ゴムにエネルギーを蓄えてから一気に解放するメカニズムによってチロルチョコを飛ばす方式としました。チロルチョコは8個までロボットに搭載し、次々投擲することができます。今年のメカニズムの改造点として、カートリッジを交換することで素早く次の8個を補給できるようにしました。
また、正面付近にある紙コップに自動で狙いをつける機能(以下、アシスト機能と呼称)を付けました。紙コップの位置をカメラの画像から検出、フィードバック制御により画面中央に捉えるよう方向を微修正します。
この機能は去年もあったのですが、肝心の画像からの検出部分が自作の適当なアルゴリズムであまり汎用性がなく、会場では全くうまく行きませんでした。今年はYOLOv2の実装を利用して画像から紙コップを検出するシステムを構築し、周囲の環境変化があっても使えるようなものを目指しました。
まだ学習データの不足のため不完全で、会場では場所によっては検出できなかったり位置がずれたりといった状態でしたが、それでも去年よりは遥かに良い性能となり、何回か実際に活用して得点をあげることができました。上の実際の試合の映像で、ピンク色のコップを最初に落とした際のものがその一例だったと思います。正確には覚えていませんが、足が段階的に動いて向きが修正される点と、会場の環境ではやや右よりにずれていたのが特徴で、それからの推測です。

試合の映像ではラップトップの画面を入れるのを忘れてしまったので、ロボットが認識している様子がわかるよう動作試験の映像も紹介しておきます。左のラップトップPCの画面にカメラからの画像と検出した紙コップの位置が黄緑色の枠で表示されています。なお黒の点線は照準線で、チロルチョコが飛んでいくおよその方向を示しています。2個目の紙コップを狙う際、アシスト機能を使っています。コントローラーのボタンを2個組み合わせて押すとアシスト機能をONになるようにしてあります。この間、ロボットの向きが段階的に変わって狙いが定まっているのがわかります。
自動化ではなくあくまで操縦アシストですので、左手人差し指の発射ボタンは手動で押すようにしてあります。

Kariya Micro Maker Faire 2024に出展

3月2日3日のKariya Micro Maker Faire 2024に出展しました。 文字盤式バーサライタ腕時計と超音波浮揚実験装置を展示しました。