小学校にフィジカル・コンピューティングを（其の6）

2010年6月20日　フィジカル・コンピューティング素材の教材研究

これまでの研究の中でArduinoやGainerで 使える様々なモジュールを作ってきました。どこまで使えるのか、実際のところはまだまだ未知数なところはあるのですが、ようやく使えそうなものがいくつか でき上がってきました。そもそもこの研究は、小学校にフィジカル・コンピューティングを持ち込む研究ですから、ようやく当初の目的に近いところまでたどり 着いた感じになってきました。

【Arduinoに対応したモジュール】

韓国のPINYというプロジェクトチームが開発した「HelloBoard」というPicoボード互 換のArduino互換機があります。（若干ややこしい…）そもそもは、普通のArduinoをPicoボードに仕立てるようなプログラム（スケッチ）が 作られ、次いでハードウエア自体もPicoボードに激似なものが開発されたようです。（Picoボードのお値段を考えると、HelloBoardはとても 魅力的だけど、そんなことしちゃっていいの？という気もします）これに刺激を受けて、Hブリッジドライバを使ったモータドライバーモジュールを作ってみました。

フォトカプラを使っていて、LEDを動かす程度の電気でモータを制御します。モータは別電源を必要としますが、Arduinoに対する負担が少なくてよいのではないかと思っています。ArduinoでもJapaninoでも動くことが確認できました。ついでに、ミュウロボを手本にした車型ロボットを作ってみました。

ちょうどピッタリはまる感じで、我ながら上出来です。動きも問題はありません。でもHelloBoardは、ここにうまくはまりません。ちょっと大 きいです。むしろPicoボード互換機としてロボットを操縦するのに使えたら良いかもしれません。もちろんHelloBoardだけでモータを動かすこと もできます。「歯ブラシロボット」のような活用事例もあります。なかなかおもしろそうです。

【Gainerに対応したモジュール】

工夫次第でいずれのマイコンボードでも使えるとは思いますが、GainerやPepperで動かすことを前提としたモジュールを作ってみました。「Gainer互換Pepperでフィジカル・コンピューティング」という本を参考にして作りました。

＃フォローアップ記事も充実しています。「フォローアップ記事（1〜4）」「フォローアップ記事（4〜13）」

温度センサモジュール	SX-150コントローラモジュール

「温度センサモジュール」は、オペアンプICと温度センサICを組み合わせたシンプルなモジュールです。（その他に抵抗を2つ使っています）本で は、LM35が使われていますが、今回はお値段が気に入ったLM61を使用しました。この温度センサICは、温度によって電圧が変化します。それをオペア ンプICで増幅して、Gainerで解析すれば温度がわかるという訳です。

「SX-150コントローラモジュール」は、学研の「大人の科学マガジン」 の付録として作られたアナログシンセサイザーをコントロールするためのモジュールです。一見すると、SX-150のためだけにこんなモジュールを作って も、あまり役に立たないのではないかと思われるかもしれませんが、これを作ったことによって身の回りにある多くのものが、フィジカル・コンピューティング の素材になりうることを強く意識させられました。

モジュール自体は、4つの抵抗と2つのフィルムコンデンサ、そして2つの発光ダイオードと1つのボリュームでできているので、かなりシンプルな構成 と言えます。この程度の電子工作で、コンピュータとつなぐことができるのですからおもしろいですね。（このおもしろさがどれだけの人に共感して頂けるかは わかりませんが…）

【その他のセンサを使ったロボット】

先日、触覚センサ付きのミュウロボベルトを購入し、勝手に3軸バージョンにしてみました。前方に触覚センサがあるため、3軸の使い道が制限されますが、段差のあるところを登った先で作業をしたり触覚センサの働きを助けたりするなど、様々な活用が考えられると思っています。

ついでに、昨年買ったミュウロボにも赤外線センサを2つ付けて、ライントレースができるようにしました。（リミットスイッチがすぐに壊れるので、PC用のリセットスイッチを転用しています）

最近では、様々なセンサが通販などで簡単に安く手に入るようになり、フィジカル・コンピューティングへの活用も気軽に考えられるようになってきまし た。また、簡易なセンサであれば子どもたちでも作ることができるので、あとはマイコン基板自体の性能が向上し、子どもたちの素朴で乱暴な使い方にも耐え、 より簡単に使うことができる（ハード、ソフト両面の改良が必要）ようになるとうれしいなぁと思っています。

こうしたセンサ、マイコン、アクチュエータ（モータやスピーカーなど）の組み合わせによって、さまざまな機能を持たせることができるというのがフィ ジカル・コンピューティングの魅力であり、それを体験しながら、試行錯誤の中で論理的に物事を考えたり、新しいものを創り出したりすることがフィジカル・ コンピューティングを小学校に持ち込む価値なのだと思っています。