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Hakusanroku Journal 白山麓ジャーナル

November 1, 2018 Fighting Robots

Hello, it's Jonathan the camera guy. Today, I would like to introduce this week's activity in the Engineering Design class. You can read more about Engineering Design here. It is the course where students use design thinking and engineering skills to make things for society. This week, we are building robots using Lego Mindstorms. Lego Mindstorms is a platform for robots that can be programmed and built using Lego blocks, motors, gears, sensors, tires, etc.

This week's Engineering Design class was divided into two parts. In the first part, students were given a list of challenges to program their robot; such as "turn exactly 90 degrees", "move forward and bring back a box" or "move along a fixed path." Mindstorms has a visualized programming interface, and users can program their robot simply by connecting orders on a computer and uploading them to the robot. Students could do the challenges in any order they wished. There was much trial and error. However, students completed the challenges one by one thanks to Mindstorms' user-friendly interface.

Mindstorms' interface is visually intuitive

The second part was more interactive. The goal was to build and program a robot to fight Sumo wrestling style. Students were given 45 minutes to build and program their robot. Afterwards, they would hold a single elimination tournament. Students quickly began preparing their robots for battle. Many students added weapons to the front, while some worked on reworking the tires. 45 minutes passed in no time, and many students rushed to finish up their programs. Students could not control the robots after the battle started and they had to predict and program their robots as best they could. Students completed their robots and the tournament began.

Student working on robot

It was interesting to see the individual strategies each student came up with for exterior and movement. Some students programmed their robot to advance forward, while others took a more "clever" approach and programmed their robot to back off to the side and flank the opponent. You can see a couple of the battles in the video below. As you can see, things do not always go as planned. The robot that won the tournament looks innocent without any added weaponry. However, its secret is in the tire mechanism. The builder explained that working with the gear ratio of the motor and tires, he was able to create a robot that moves slow but powerfully. After the tournament, students gave a presentation on their robot and about what they would do differently next time.

I asked the students about the class and many answered that they enjoyed it. It was an intense schedule, but a fulfilling one. Ogawa sensei, who is in charge of the class, explained that Mindstorms is a perfect way to prepare students for more complex programming and robot building in the future. This technology can be utilized to create robots for manufacturing lines, rescue robots, etc. in the future. There is a distinct muscle in the brain for programming robots the way you wish them to move and I believe this class was a fun and effective way to tap into that field. Thanks for watching. See you next time.

Jonathan

2018年11月1日 戦うロボット

こんにちは、ジョナサンです。今日は今週のエンジニアリングデザインの授業内容を紹介したいと思います。エンジニアリングデザインは学生がデザインシンキングや、ものづくりの技術を使って社会に役に立つものを作ることを学ぶ科目です。今週はLEGO Mindstormsを使ってロボットの製作をしました。LEGO Mindstormsはロボットのプラットフォームで、ブロック、モーター、ギア、センサー、車輪などを使ってロボットを組み立て、プログラミングを使って動かすことができます。

今週の授業は2つのパートがありました。前半では、「90度回転する」「前進して箱を掴み取る」「設定された道を進む」など、いくつかの課題が提示され、学生は達成すべくロボットのプログラミングに取り組みました。Mindstormsのプログラミングは視覚的にわかりやすいインターフェースなので、ユーザーはパソコン上で命令をつなぎ合わせることによってロボットの動きを設定することができます。学生は好きな順番で課題に取り組む事ができました。Mindstormsに挑戦するのは初めての1年生でしたが、直感的なインターフェースのおかげで試行錯誤しつつも、ひとつずつ課題をこなしていました。

後半はもっとインタラクティブな活動でした。課題は相撲形式で戦うロボットの製作およびプログラミングです。学生には製作時間45分が与えられ、その後、勝ち抜き形式のトーナメントが行われました。学生の中には、ロボットの正面に武器となる突起物を作る学生や、車輪周りを改造する学生もいました。作業に熱中していると45分はあっという間に過ぎ、最後の1分までプログラミングを急ぎました。試合が始まると学生はロボットを操作することはできなくなるので、試合の展開を予想しながらプログラミングを組む必要がありました。全員のロボットが完成し、いよいよトーナメントが始まりました。

学生によってロボットの見た目や、動きの戦術が多種多様で、見応えのある試合がたくさんありました。前進して相手を押し出すための動きをプログラミングした学生もいれば、後方へ下がって相手をやり過ごしてから側面を突く頭脳プレイを見せる学生もいました。いくつかの試合の動画を載せました。見てわかるように、なかなか計画通りにいかないものです。優勝したロボットは一見武器もついておらず平凡ですが、秘密は車輪周りにあります。製作者によると、ギア比を変えることによってゆっくり進むがパワフルなマシンを作れるとのことです。大会後は各学生が自分のロボットの解説と、改善すべき点を紹介していました。

学生に授業の感想を聞くと好意的な返答がたくさんありました。作業量が多く、ハードスケジュールだったが、充実感があったようです。担当のオガワ先生に聞いたところ、「Mindstormsはもっと複雑なプログラミングやロボット製作の導入として最適で、この技術は製作ラインのロボットや、人命救助ロボットなどに応用できる」と話してくれました。ロボットを思うように動かすには独特の知識とスキルがあるという風に感じました。この授業はその分野への導入として、非常に有効だったと思います。それでは、またお会いしましょう。

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