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My Works (制作物)

 このページでは,過去に作成した制作物を紹介します.ハードウェアからソフトウェアまで多岐にわたります.

それぞれの詳細は下記を参照(タイトルをクリックで飛べます).

高校生時代

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東工大附属高校

課題研究

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東工大附属高校

科学部

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東工大附属高校有志

高校生時代

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VC++,DXLib,

探索アルゴリズム

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回路設計,

機械設計,mbed

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Android,Java,mbed

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Android,Java,mbed,

C++,Qt

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回路設計,C++,Qt,

OpenCV,画像処理

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C++,NanoPi,

遺伝的アルゴリズム,

数値最適化

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LeapMotion,

Java,Processing

 東工大附属高校では,3年次に自由に研究テーマを決めてグループで研究・発表を行う授業があります.私たちのグループでは,無線操縦できるペンギン型ロボットの開発を行いました.

 私自身はフリッパー(ペンギンの翼部分)の制作を担当しました.水族館の方と連絡をとり,実際のフリッパーに触れることで形状,硬さ,表面の質感などを確かめました.そこからいくつかの材料で比較実験を行うことでフリッパーを作成しました.最終的には,薄い鉄板を骨として見立て,ポリプロピレンの柔らかい板で挟み込むことでしなやかに水をかくことのできるフリッパーを開発しました.また,ロボットへのフリッパー取り付け角による推進能力の違いを評価し,性能向上を達成しました.

 開発したロボットで水中ロボコンin JAMSTEC'13フリー部門に出場し,見事優勝することができました.

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もるぺん
課外活動:ガチャサットプロトタイプ

 東工大附属高校科学部では,缶サット(ロケットによって打ち上げられ,上空で放出されパラシュートを展開しながらミッションをこなすプロジェクト)の小学生向けプロジェクトとして,ガチャサットと呼ばれるプロジェクトの開発を行っていました.ガチャサットは,小型のカプセルの中にミッション達成のための機構を詰め込んだ小型のモジュールです.

 私自身はそのプロトタイプの開発を行いました.ガチャサットでは複雑な電子回路によるミッション達成ではなく,小学生でも扱えるような部品によるミッションの達成を条件として開発しました.作成したプロトタイプでは,高校生の作る本体缶サットから生み出されるたまご(ガチャサット)が地上で開くというプロジェクトの達成を目指しました.これを達成するために,ガチャサット内にオルゴールを内蔵し,親機がピンを引き抜くとオルゴールが開始,オルゴールに巻き付けた紐が緩むことで親機から分離するという機構を考えて内蔵しました.着地後に開くというミッションは,カプセルにばね蝶番をつけて着地の衝撃で開くようにしました.

 ガチャサットで使われるカプセルはわずか7cmほどであり,内部に全ての機構を収めるのが難しい部分でした.また,打ち上げには東海ロケッティア様の協力を頂いたのですが,危険の伴う打ち上げでの運用作業など,厳しい中でも学ぶことの多い体験でした.

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ガチャサット
課外活動:機械学会主催第16回ロボットグランプリ

 東工大附属高校の有志で,機械学会主催第16回ロボットグランプリの大道芸部門に参加しました.自動でキーボードを演奏するロボットを作ることになり,私はロボットの制御プログラム(Arduino UNO)を担当しました.比較的大規模なロボットの制御を行ったのはこれが初めてで,ロボットの位置決めの精度に苦労しました.

 大学生の団体も参加する中,準優勝という好成績を収めることができ,感動したことを覚えています.

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大道芸

学部生時代

学部1年:迷路探索シミュレータ
(VC++,DXLib,探索アルゴリズム)

 迷路の壁情報が未知で,ゴールの座標とスタート座標のみが与えられた状態から,周りの壁情報を更新しながら探索していくシミュレータです.探索し終わると,スタート地点からゴール地点までの最短経路も計算することができます.自動で迷路を生成する機能も実装しました.資料はこちら→

初めて本格的なGUIを含めたソフトウェア開発を行い,

難しさを体感しました.

迷路
学部1年:マイクロマウス(回路設計,機械設計,mbed)

 mbedを制御ICとして,フォトリフレクタやDCモータ,エンコーダ,ジャイロセンサをくみ上げることで,マイクロマウスを作成しました.時期が合わずマイクロマウスの大会自体には出ませんでしたが,初めての本格的な電子回路設計として良い経験になりました.

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マイクロマウス
学部1年:Swing-roid(Java,Android,mbed)

 Android端末とmbedと呼ばれるマイコンボードを繋ぐことで,スマホをセンサ,mbedでモータ制御ICとした倒立振子ロボットを作成しました.スマホはセンサの塊であるため,利用することで多くの情報を得ることができました.

(制御に関しては当時知識が足りず,長く立てられていません...)

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Swing-roid
学部2年:Water-roid
(Java,Android,mbed,C++,Qt)

 Android端末とmbedをつなげ,水中ロボットを作成しました.さらにBlueTooth通信でPCへセンサデータの送信,PCからの操作ができるようにしました.PC側ではQtと呼ばれるC++のGUIライブラリを用いて,データのリアルタイムモニタリングができます.ハードとソフトを含めて一つのシステムを構築する経験を得ることができました.

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Water-roid
学部3年:交通シミュレータ
(回路設計,C++,Qt,OpenCV,画像処理)

 プラレールを改造して,前方車両へ接近したら停止するエージェントを作成しました.さらに,PC側でレール内の混雑度をみて分岐点を切り替えるシステムを構築しました.ロジックを最適化するところまでは行きませんでしたが,マルチエージェントシステムの実装という意味でためになりました.

プラレール
学部4年:GASnake
(C++,NanoPi,遺伝的アルゴリズム,数値最適化)

 5個の独立した関節を持つヘビ型ロボットを作成しました.

ヘビ型ロボットは,位相差をつけて各関節を振動させることによって前進できます.ただ単純に前に進ませることは簡単なので,位相差を遺伝子とし,前進する速度を適応度とした遺伝的アルゴリズムを組み,実機で実際に動かし世代を交代させていくことで,位相差の最適化を行いました.学習的なアルゴリズムを実際に自分で実装することで,アルゴリズムの理解につながりました.

GASnake

修士生時代

修士1年:グラフィカルアート "Fireworks"
(LeapMotion,Java,Processing)

 LeapMotionと呼ばれる手の認識に特化したデバイスを用いて,ハンドジェスチャーで花火を打ち上げるグラフィカルアートを作成しました.今までは見た目にこだわらない制作物が多かったのですが,UIにこだわりました.ロボット技術研究会としての工大祭展示では,全作品(30点ほど)中,人気投票2位という結果を残すことができました.

Fireworks

Kazuma Takeuchi,

Tokyo Institute of technology

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