チロルチョコロボット Teapot(2018)

写真:ロボット「Teapot(2018)」全体像

チロルチョコロボット大会の競技用に作ったロボットです。射的競技用にチロルチョコ投擲装置と照準用カメラを搭載しているのが特徴です。

名前は射的競技を意識して黄道12星座の射手座に由来。英語圏で射手座の一部を構成している明るい星を指すTeapotという名から。

2017年バージョンの設計を踏まえて新造。主な変更点は、電装系のデジタル化。

仕様

諸元(2020年2月現在)
重量約550g、うち70gがチロルチョコ7個+カートリッジ
大きさ幅140mm 前後105mm 高さ185mm
制御装置Raspberry Pi、ATmega328
使用モーター4x Micro 2BBMG(脚)、1x S03TXF※(投擲装置)
電源リチウムイオンポリマー二次電池 7.4V 500mAh

※詳細不明。無限回転型を使用。市販品の同型番では無限回転型ではないかもしれない。

機械系

移動体

Teapot(2018) 内部構造

脚機構はATWALKERRoppo等と同じ4軸構成。それぞれの脚にヨー軸・ロール軸。ロール軸で体重移動あるいは足の摩擦を変化させ、ヨー軸により胴体の回転を繰り返して前後進および方向転換を行う。

電子回路およびバッテリーは本体内部に搭載。ほぼ外装のチロルチョコ箱に隠れる。

R/Cサーボの出力軸をそのまま関節として使用。足首ロール軸関節を両持ち構造にするためにプラスチック製ブラケットを作成。サーボホーンの反対側で関節を支持するベアリング(いわゆる反対軸)はDUブッシュをM3ネジでブラケットに留めて構成。

Teapot(2018) Micro/2BBMG用に設計した足首関節用ブラケット

投擲装置

射的競技用にチロルチョコ投擲装置を搭載。8個まで搭載し、連続して投擲することができる。ピニオン・ラックを用いた投擲機構は2017年版と同じ。カートリッジ式にして再装填を容易にした。

電装系

無線操縦および画像伝送用にRaspberry Pi Zero Wを使用。Pi Zero用カメラ穴付ケースを使用して投擲装置の正面に搭載。

操縦機はBluetooth接続のゲーム用コントローラー、画像モニタリング用に無線LANで接続したラップトップPCを使用する。

Teapot(2018) 電装系システム構成図

紙コップの位置を認識しての自動照準機能を実現した。 コントローラーで「半自動モード」ボタンを押している間、片足を軸として左右に微小に旋回することで標的をチョコの飛ぶ先に捉えようとする。 無線LANでラップトップPCへカメラの映像を伝送、そこでYOLOv2を用いて最も近いコップの中央からの左右ズレ量を計算した上でロボットに戻す。認識処理はGPUアクセラレーションのないラップトップPCのCPUで行っており、2fps程度と若干遅めであった。 YOLO v2のdarknet上の実装をライブラリとして使用。

大会出場記録

2018年 3月 チロルチョコロボット大会13に参加、1位(同率で2台)。

2019年 3月 チロルチョコロボット大会14に参加、4位、アールティ賞。

2020年 3月 チロルチョコロボット大会15に参加、8位。自律誘導型の発射体を披露。

山口 辰久