Scrambleのロボットキットで、「入会時にゼロから想いを説明してください」として作った資料

1.低い床と高い天井
すぐ動かせ(いきなり/なる早で模擬戦ができるぐらい） 、かつ何でも作れる(最初に動かした時から、性能を変えていける)

2.学生が試行錯誤しながら仕様を決められる
アクセルを踏んでドカンと進む/じわっと進むなどをデザインできる
自動照準のつもりだったが、完成度が上がらないから本番前に手動に戻す　などの試行錯誤ができる
模擬戦を経て、ハードウェアの構成はなるべく変えずロボットの動きを大きく変えることができる
シミュレーション/デスクトップ開発でもある程度の意思決定に参加できる（間口を増やす）
3.学ぶことと意思決定がセット（What You Lean Is What you Get）
「いい感じに砲塔を制御したいからROS上で逆運動学を解かせる」が先、逆運動学の教科書を与えるのは後
先にライブラリなどを実機で試し、何が起こるか分かってから理論を学ぶほうが早い

ハードウェアはなるべくいろいろなことができて、無茶をしても壊れない/すぐ治せること　（たとえばダイレクトドライブ、レゴ穴/Makeblock/Mechanoなどによる取付、モータへのコマンド指示がやりやすい,部品が規格品で交換しやすいなど）
ソフトウェアは標準的なものが使え、カスタマイズの自由度が高く、シュミレーションや、自宅やリモートでの開発ができる (今だとROS2なんじゃないか？）

Transcript

1. 高校生に提供したい 教育体験 Proposal for Scramble 高須正和 スイッチサイエンス国際事業開発 ニコ技深圳コミュニティ共同発起人 开源社（中国オープンソースアライアンス） 早稲田ビジネススクール 大公坊創客基地(iMakerBase) ガレージスミダ研究所
2. 高須の自己紹介/経歴 1997-2002 カシオ子会社の 広告代理店 2002-2007 ガリバーインター ナショナル (現IDOM) 2007-2017末 チームラボ 2017末- スイッチサイエン ス エンジニアっぽい仕事と いわゆるWebディレクター (受諾側） -専用線の引き込み -サーバの構築 CGIの設置 インターネット関係の経営企画 （システム開発多め,発注側） -Web広告システム開発 -Windows NT > Solarisのシステム 再構築とか、CDN web中心のディ レクターをやり つつ、イベント屋 さんみたいな感 じになっていた 2014- シンガポールへ この頃からほぼ ずっと移動して いる 2008-メイカーフェア 2011-16 ニコニコ学会β 2014-ニコ技深圳コミュニティ 2016研究者(メイカームーブメント,深圳） ・1997-技術者 インターネット関係の何でも屋エンジニア ・2002-管理職 エンタープライズシステムの構築,EC,Web広告など システム開発とネットマーケティング ・2007-企画職 より「クリエイティブ」な領域へ 2017- 拠点を深圳へ やはり年100フライトぐらい移 動している
3. どう言う教育体験がしたいか？ 「仕様を作る経験」をしてほし い 自分がそう考える背景
4. 仕様を作る：とは？ 仕様作りがなぜ大事なのか？
5. ・何を作る(製品企画,値段設定やマーケティング含む) ・どう作る（製造がわからないと原価もわからない） ・どう売る（売れ行きが予想できないと製造数がわからない） 3つの要素が全部手元にないと意思決定は難しい(押付合いになる） 何を作る どう売る どう作る 日本だってiPhoneは作れた =それは、仕様をもらえればでは？ なぜ仕様策定ができなかったのか 仕様策定はどうやってやるべきか？
6. Produce Promotion Prototype 何を作る どう売る どう作る アイデアを製品にするために最も重要なこと DesignerとPlannerとMarketerの綱引き/連携 (自分の中にこれらが全部ないと難しい） 西欧ではデザイナーと工場は対立するが、深圳ではデザイナーの中に工場が あり、工場の中にデザイナーがある（bunnie huang, Joi Ito) ロボコンは販売ではないから、「売る」ではないが、「自分たちがどう言うものを作りたいのか」 を試行錯誤するきっかけ というのがゴールになるのでは これをロボットキットの機能に落とすと？
7. 使う人が、仕様を作れるよう なロボットキットとは？
8. 原則: 1.低い床と高い天井 • すぐ動かせ(いきなり/なる早で模擬戦ができるぐらい） 、かつ何でも作れる(最初に動かした時から、性能を 変えていける) 2.学生が試行錯誤しながら仕様を決められる • アクセルを踏んでドカンと進む/じわっと進むなどをデザインできる • 自動照準のつもりだったが、完成度が上がらないから本番前に手動に戻す などの試行錯誤ができる • 模擬戦を経て、ハードウェアの構成はなるべく変えずロボットの動きを大きく変えることができる • シミュレーション/デスクトップ開発でもある程度の意思決定に参加できる（間口を増やす） 3.学ぶことと意思決定がセット（What You Lean Is What you Get） • 「いい感じに砲塔を制御したいからROS上で逆運動学を解かせる」が先、逆運動学の教科書を与えるのは後 • 先にライブラリなどを実機で試し、何が起こるか分かってから理論を学ぶほうが早い ハードウェアはなるべくいろいろなことができて、無茶をしても壊れない/すぐ治せること （たとえばダイレクトドライブ、レゴ穴/Makeblock/Mechanoなどによる取付、モータへのコマンド指示がやりやすい,部品が規 格品で交換しやすいなど） ソフトウェアは標準的なものが使え、カスタマイズの自由度が高く、シュミレーションや、自宅やリモートでの開発ができる (今だとROS2なんじゃないか？）
9. そう考えた背景
10. ロボマス強豪校のロボット部 普通科出身の2年生が中心 -1年生は先輩のサポートと電子回路などの基本を覚える -2年がロボマスチームの中心 -3年以降は加工やAIアルゴリズムなどの部分部分で後輩を助け るが、基本自分の研究をやる チームの構成 -30-40名ほど、機械/回路が半分、ソフトウェアやアルゴリズム のメンバーが4割程度,Unityで操縦シミュレーションのソフトも -なるべく早くロボを形にして模擬戦を繰り返す ロボットの構成 -ジンバル、駆動系などはインテリジェントモータ中心 -ある年は倒立振子が一気に増え、翌年ルールで減るなど、アー キテクチャの変化が大きい -AIでの自動照準などでROSが多用されている
11. そもそもロボットを作るとは何か？ これからのロボット開発はどうなる のか 最近の人たちはどうやってロボット を作っている/ロボット開発のなにを やってるのか
12. スマホアプリやwebサービスを作るのが当たり前になっ た時代が今(そして、対応できない会社は消えていった） 次はロボットやロボットサービスを作るのが当たり前に なる時代が来る
13. 複雑化するロボット開発と統合ソフトウェア ロボットそのものが複数社の ハードウェアの集合体になる につれ、 動作系/認識判断系/通信系な どを別々の会社のソリュー ションで構成し、複数社の ハードウェアをまとめるロ ボットが増えてきている この部分の統合=ロボット 現状ではROSが強い
14. 背景： ロボットを支えるハードウェア と半導体の進化
15. ロボット向け半導体と普通の半導体の違い 英ラスベリーパイ(Broadcom) 普通のコンピュータにできる ことがなんでもできる 広くIoTで使われている 米Jetson(nVidia) AIに特化した計算処理 新しいAIモデルなども作れる AI研究開発に広く使われてる 中RDK (Horizon Robotics) いくつかのAIモデルの利用に 特化し、得意分野（ロボッ ト）に限定すると高性能・低 価格 中国はこの分野(AI利用特化） にさまざまなスタートアップ がいる Kendrite, AXION,Sigmastar…
16. 様々なロボット向け半導体 カメラ LiDAR 通信 モーター AI処理, 信号処理 AI処理, 信号処理 AI処理, 信号処理 AI処理, 信号処理 モーターに 付随する センサー 移動 状態 のセン サー AI処理, 信号処理 AI処理, 信号処理 AI処理, 信号処理 この部分 信号処理,電流電圧変換などが発生するところは新しい半導体の仕事が 生まれやすい。中国では近年、モーター周りも進化している
17. モーターとコントローラボードを一体化した インテリジェントモーター モーターとモータードライバーが一 体化したことで、既存のモーターよ り簡単にコントロールできる 角度指定、速度指定、電流指定など をプログラムできる 大脳に対する小脳のようなもの モーター モーターに付随するセンサー類 ・温度 ・電流/電圧 ・回転計測(エンコーダー)
18. ドローンDJI Mavic 3 Pro (2023年）は、71個の半導体(デジタル アナログあわせて)を積んでいる -カメラISP、ビジョンプロセッサ、システムプロセッサ、通信用 ベースバンドプロセッサの４つはDJI自社設計 フライト用モーター制御に中国SPINTROLL製チップが2基 カメラ ジンバル制御用に中国HDSC社製 カメラのオートフォーカス制御にも中国HDSC社製 大脳っぽい部分 小脳っぽい部分
19. 中国SPINTROL社： -会社は2014年にフェアチャイルドから独立 -アナログ・デジタル混載のモータコントローラSoC専門 -洗濯機,ドローンほか、すでに1000万以上出荷 SPINTROL社サイトから モーターのまわりの、小脳的な部分のチップを自社開発し、 ロボットや産業機器、インテリジェント家電が作りやすくなる 統合チップとして販売
20. SPINTROL社サイトから 2020年発売のSPD1178とはどんなチップか プロセスは90nm 製造は2018-19(設計は2018年頃） アナログのPWMチップと、Armマイコンを混載 8V~60VのDC/DCコンバータあり 現行(2020年Ver) 新型(2024年Ver) さらに統合性を増して、複雑・高度なモー ター制御を簡単にコントロールできるよう に
21. 中国HDSC(华大半导体) ：国営企業 -国営で、半導体設計・製造の 材料から研究から いろいろやってるデカい会社 -海外の有名なチップの互換品 開発が多い -互換品でも設計が新しければ 意味がある（たとえば より新しいプロセスを使って 値段を下げる、他の機能と 組み合わせるなど） -中国は市場がデカいので、 値段が下がるメリットは大きいし カスタマイズのニーズもある HDSC社サイトから
22. 日本でも使われているこの手のロボット部品 myActuator高性能・高価・高信頼性 人型ロボットの試作をしたい要望を多くいただ いている 製品に組み込んでいるロボットベンチャーも 安価なDirectDriveモータ(485/CANインターフェース) 高速低トルク(ジンバル等に向く）と高トルクなど複数のシリー ズあり サービスロボットなどに組み込んでいるロボットベンチャーも （ギヤがないので乱暴に動かしても壊れづらい） ロボコン採用だとスポンサー兼ねて大幅値引きできそう
23. それはそれとして、自分の仕様にこだわりがあるわけではない 居住が中国深圳なのはしばらく動かないので、できることが限られる。多くは外国人の相手で、広報/交流/ビジネス開発とか になるはず。 その範囲でContributeできそうなことがあればなんでもやります。中国での部材加工とか、部品あるなしの調査とか.. 中国は今ロボコンになると協力者がやたらと集まってくるので、話がしやすい相手も多いし、まわりまわって僕の勤務先（ス イッチサイエンスと、中国のいくつかのベンチャーキャピタル）の仕事とつながることも多い