project: Silf-H2

[H2計画とは]
 時代の流れは早いもので個人で2足歩行ロボットを作っても何の不思議もない 時代となってしまった。自分ものんびりしていたら時代に取り残されそうなので 一気に次のフェーズに進むことにする。と言っても、経済的、政治的に許される レベルに止める。

− Specifications −
Hight   :252mm
Width   :95mm
Depth   :50mm
Weight  :730g(with battery)
Actuators :DC motor×21
       Leg's DOF : 12
       Arm's DOF : 6
       Head's DOF : 2
       Waist's DOF : 1
Sensor :CCD Image sensor 100kPixels
Battery :Ni-MH(7.2V/2100mAh)×1

ハードウェアー完成度: 90%
ソフトウェアー完成度: 70%
開発期間: 2002年3月〜
開発人員: 1名
製作総予算:非公開
■ Video (MPEG)
 ・自律シュートRoboCup2004大阪(1.2Mbyte) [NEW]
 ・2003年5月までの総集編(11.4Mbyte)
 ・回転ジャンプ(3.6Mbyte)
 ・その場駆け足(2.4Mbyte)
 ・一歩0.2秒の動歩行(5.8Mbyte)
 ・その場跳躍その1(1.4Mbyte)

[RECORD]
第3回ROBO-ONE大会(2003年2月) 予選5位 決勝棄権
RoboCup Japan Open 2003 新潟大会 (2003年5月) 歩行競技 優勝
                              フリースタイル 優勝
RoboCup Japan Open 2004 大阪大会 (2004年5月) 日本ロボット学会 最優秀賞

[2005年11月25日掲載]

− オーム社 ハンディブックメカトロニクス 改訂2版 −



今年唯一の活動!
 オーム社から出版された ハンディブックメカトロニクス改訂2版Silf-H2の解説記事を 執筆させてもらいました。9章3節の二足歩行ロボット(P.403〜409)のところです。 ホームページは製作風景を中心に掲載してますが、解説記事の方は技術手法、 ノウハウを中心に少ないページの中に凝縮して書いたつもりです。 是非ご覧ください。


[2004年9月12日掲載]

− Industrial automation asia −

 

Ia誌の表紙に登場!
 エアメールで何やら憶えの無いものが届いた。ダイレクトメールだと思い捨てようかと思ったが一応中身を確認。なんとIa誌の表紙に日本を代表する大手自動車メーカーのロボットと並んで自分のロボットが掲載されていた。そういえば写真を送ってくれと頼まれて送ったことがあった。こういう使われ方をするとは!個人開発のロボットが大企業のロボットと同等に扱われたと勝手に解釈。とても気分がいい。


[2004年6月6日掲載]

− RoboCup2004大阪 最優秀?賞 −



突然の朗報!
 今年のRoboCupは忙しい中それなりに頑張ったが惨敗で悔しい思いをしていた。いい加減ホームページを更新しないとと思っていたところへ五輪の会代表の森永さんからメールが届き、私のロボットが日本ロボット学会最優秀賞に選ばれたとの連絡。そんな賞があるとは聞いてなかったし、RoboCupの公式HPにも載ってないので半信半疑だったがホントに森永さんから盾と賞状が届いた。今ごろになってこんな良い賞を頂けるとは!頑張った甲斐があった。RoboCup大阪大会の様子は宮田さんのHPをご覧ください。それとSilf-H2が自律でシュートする動画をある方から頂いたのでUPさせてもらう。

 自律シュート(1.2Mbyte)

− カメラを内蔵した新頭部 −

 

怖い顔!?
 今回の改良によりSilf-H2は頭部に10万画素CCDと画像処理プロセッサーを搭載し画像認識が可能となった。また、関節自由度が1自由度増えて21自由度、身長が4mm伸びて252mmとなった。カメラむき出しの顔はちょっと怖い。このままでは感じ悪いのでなんとかしたいが・・・。下手なカバーじゃ画質にも影響するし困った。


[2004年4月30日掲載]

− 取り込み画像 −



取り込み成功!
 ちょっと手こずったがなんとか取り込みに成功。画像の上の方が少し変だが色認識にはまずまずの元画像ではないかと思う。Windows用の画像ViewerはFさんにお願いして作ってもらったもの。短期間で使い勝手の良いものを作って頂いてホントに助かった。
大きな山をなんとか越えることができた。残る作業は頭部外装の加工、カメラボードの切断、結線、組み込みなどである。果たして間に合うだろうか・・・


[2004年4月29日掲載]

− カメラボード −

 

実装完了!
 カメラボードが完成した。実装した部品はH8Sマイコンや512KByteのSRAMなど。ロボットに載せるのもいいが、このまま箱に入れてメモリースティックサイズのデジカメにするのもいいかも。


[2004年4月27日掲載]

− 新しい頭部の材料 −

 

組立て準備完了!
 発注していたカメラ基板と首部結合部材が納品された。これらの部品と以前から用意していた部品を組み合わせて新頭部を作る。小型ラジコン・サーボはパーン軸として頭部に内蔵する。果たしてうまく組み上がるだろうか・・・


[2004年4月19日掲載]

− カメラボード・パターン図 −



アートワーク強制終了!
 小規模な回路ではあるが今回のアートワークも非常にしんどかった。時間が無いので4層基板で作りたいところだがそんな予算は無いので両面基板で強引に進めた。その結果、ジャンパー・チップ3個とジャンパー線1本を跳ばす羽目になった。非常に悔しいが大会に間に合わなかったら意味が無いのでこのまま発注。この細長い基板をそのままH2の頭部に搭載する訳ではなく、デバッグ終了後、基板中央より少し上のところで2つに分割して格納する。


[2004年4月15日掲載]

− 携帯カメラの解析 −

 

活動再開!
 今年もRoboCup Japan Open(大阪大会)が迫ってきた。 昨年の5月からまったく改良していない機体で出場するのもマズイのでカメラを搭載して自律動作を目指すことにする。まずはYさん経由で入手した携帯カメラ(10万画素CCD)の解析。思っていたより簡単かもしれない。ちゃんと動いたら解析結果を公開しようかな・・・


[2003年12月31日掲載]

今年の反省?
 今年の製作活動はそれなりに充実していたのではないかと思う。特に今年の前半はH2が完成し、それなりに動かすことができた。 こんなこと(3.6Mbyte)こんなこと(2.4Mbyte)をやっていた時期もあった。 5月にはRoboCup新潟大会でASIMOと同じ土俵で戦うこともでき、ホントに充実していた。 ASIMOと言えば、来年こそは走行に関する何らかの発表があってもいいように思う。 果たしてどの様な走行を見せてくれるだろうか? 本来、走行することの意義は歩くよりも遥かに速く移動できる点にある。 ライト兄弟は1903年12月17日に12秒間の飛行に成功しているが、そのことのみ が重要ではなく、その後の研究で長時間安定して飛行できるという大きな意義を確立した ことにあると思う。そんなことを考えていると走行レースはまだまだ始まったばかり のように思える。さて、来年は何をしようか・・・


[2003年6月5日掲載]

− RoboCup2003新潟のトロフィー −



チーム名の刻まれたトロフィーが到着!
 ちょっと遅くなってしまったがトロフィーが届いたのでRoboCup Japan Open 2003 新潟大会の結果報告。ヒューマノイドリーグに出場したSilf-H2は歩行とフリースタイルの2競技で優勝することができた。なんといっても世界的に有名なあのロボットに勝てたことは正直嬉しい。マイクロマウスの世界ではNORIKOやMM3に勝てない日々が続いているが、ヒューマノイドではあっけなく勝ちを奪うことに成功してしまった。来年は銀の方を目標にしようかな・・・(^_^;

このところ動画のUPをしてこなかったのでまとめたものを作ってみました。
 2003年5月までの総集編(11.4Mbyte)


[2003年5月10日掲載]

− バッテリーを変更 −


稼働時間の改善と環境への配慮?
 数年前から使っていたニッカドバッテリーを最新鋭のニッケル水素バッテリーに変更した。この変更で容量が一気に倍増したが・・・ 25gの体重増となってしまった。もう一回り小さいバッテリーを搭載して機能を強化すべきか?


[2003年4月25日掲載]

− ギヤを変更 −


バックラッシュの改善
 バックラッシュの多かった6関節(左右の股関節、膝関節、足首関節の各ピッチ軸)を改善するため一種類のギヤを作り直した。大きいギヤの基準ピッチ円直径を0.06mm、小さいギヤの基準ピッチ円直径を0.16mmそれぞれ大きくした。この改善によりバックラッシュを半分以下に抑えることができた。また、材質を黄銅からアルミに変更したことで5gの体重減となった。


[2003年1月31日掲載]

今どき歩いて当たり前?
 突貫工事で作ったので、まだまだ納得のいくものではないが取り合えず歩いた。Silf-H1の時に比べたら物凄く簡単だった。やはり2足は難しい理論を考える前に、できの良いハードを用意すべきだ。H3の開発資金を貯めようかな・・・(^^;

 一歩0.2秒の動歩行(5.8Mbyte)


[2003年1月27日掲載]

− 暫定頭部 −

 

 取りあえず暫定の頭を用意した。E社製USBハブとYさんのプラモから奪った部品を切った貼ったでなんとかカタチにした。正式な頭でないので中身は空っぽです。


[2003年1月10日掲載]

− H2打ち上げ成功!? −



 頭部の設計が終わってないが、何もしないで考えているだけでは時間がもったいないので組み立てて動かしてみることにした。
まずは目標性能(自立したヒューマノイドロボットをバネや空気圧を使わないでモータだけで浮かせる)が発揮できるかこのような実験を行なった。実験場は広くて平らなコタツの上です。

 その場跳躍その1(1.4Mbyte)
 その場跳躍その2(4.7Mbyte) ←容量が足りないので公開終了

音的には合格なのだがもう少し見た目の派手さが欲しい。腕を振れば良かったのかもしれない。計算上は初速0.42m/sで打ち上げているので9mm浮くはずであるが、実際には脚部の平均初速が0.2m/s程度であることと、伸ばし始めた足はすぐには止められないので浮いた後も0.03秒ほど足が伸び続けるため見かけ上そんをしている。


[2002年12月28日掲載]

− 外装パネル −



4ヶ月ぶりに作業を再開、
資金の目処がついたのでフロントパネル、リアパネル、ハーネスカバーを発注した。
ハーネスカバーは複雑な形状なので樹脂製、それ以外は板金製です。
これで首から下の全ての部品がそろった。あとは頭部のデザインを考えなければならない。難しい・・・


[2002年8月17日掲載]

− モーション・コントローラ −



モータ制御用CPUボードはH1用を流用、
電装系も新規に起こしたいところだが予算も暇もないのでSilf-H1用に開発した基板を2枚使用する。
左が表面、右が裏面です。これらの基板のみで最大32自由度分のモータを直結し制御できる。
(メモリーステックは搭載していません。)


[2002年8月11日掲載]

− 構造部材 −

 

全ての構造部材を公開、
これらの部材のみで下記掲載のアクチュエータを結合しロボットの筐体を構築している。
残る部品は頭部、フロントパネル、リアパネル、CPUボードなどである。


[2002年8月10日掲載]

− アクチュエータ(その3) −



残りの脚部用アクチュエータを公開、
3つのピッチ軸(股関節、膝関節、足首関節)をまとめたアクチュエータ・ユニットです。
まとめると軽くて丈夫になるだけでなく多少のコストダウンにもなります。


[2002年8月3日掲載]

− アクチュエータ(その2) −



脚部用アクチュエータを公開、
左の2つが股関節ロール軸用、右の2つが足首関節ロール軸用アクチュエータです。
小さいのに最も精度を要求される部分なので心配だったが、割といい感じに仕上がった。


[2002年7月28日掲載]

− アクチュエータ(その1) −

 

上半身用アクチュエータを公開、
上半身には同じサイズのアクチュエータ・モジュールを10個使用する。一個の重さは20gである。


[2002年7月20日掲載]

− H2用コントローラ −



まずはSilf-H2用のコントローラから公開、
表面にはナビシステム製送信モジュール(NVT100)、4方向スイッチなど、
裏面にはコインサイズのリチウム電池(CR2032)を実装。時間がないので簡単に済ませました。
(同じ送信モジュールを使用している方はご注意を!)


本活動は私個人のライフワークであり、ビジネスなど私利私欲のために行うものではありません。