ヴイストンが学習用図形描画ロボット「ナノローバー 」発表!東大、埼玉大、千葉工大らと開発、数式からグラフ描画

ロボット数学教室の利点は、抽象的な概念と考えられがちな数学に対して、ロボットという目に見える応用例を用意することで、概念がどのように実際に応用できるのかや、実社会でそれがどのように役立っているか、ひいては、学んだ知識がどのような目的を持っているのかを、体感的に理解することができるようになることだ。

ロボット関連製品の開発・製造・販売を行うヴイストン株式会社は、浜学園グループ 株式会社HILSと、東京大学名誉教授 佐藤知正氏、埼玉大学大学院理工学研究科准教授 琴坂信哉氏、千葉工業大学先進工学部教授 林原靖男氏の諸先生方と、画期的な数学教育「ロボット数学教室」で使用できる教材ロボットとして、ペンのアップダウン機能を備えた、学習用図形描画ロボット「ナノローバー」を開発、同社オンラインストアで7月25日より発売開始予定であることを発表した。価格は40,000円(税抜)。




同製品の開発背景

同社では、ロボット数学教室に対応するロボット教材として、アームタイプの「アカデミックスカラロボット」を発売し、好評を博しているが、今回、ペンのアップダウン機能を備えた図形描画ロボットとして、同製品を新規開発。教材としてプログラミングを学習する目的にとどまらず、数学などの一般教科を、より効率良く、楽しく、実感を伴って学習するためのツールとして活用可能だ。

同製品を教育現場に導入することにより、プログラミングを学習する目的にも、数学などの一般教科をより良く学習するためのツールとしても活用可能で、特に数学においては、数学の応用先としてのロボット工学への理解と、ロボット工学を支える必須知識としての数学への理解とが双方向に深まり、実社会で真に役立つ知識や技術の習得に、効果的に寄与することが期待できる。

東京大学名誉教授 佐藤知正氏

数学は、工学や産業の基礎です。今回発売した「ナノローバー」は、浜学園グループが開発した「ロボット数学」の教育において、次のような効果をもたらします。
1)数学にとって根本的に重要ですが、困難なことでもある“数学概念の理解”を、ロボットの動きという具体例をもって深いレベルで可能にします。
2)応用力を養うために不可欠な演習問題を解くことに関して、ロボットに絵を書かせてみるというというような、正解か不正解が直ちに目に見える形で判断できるため、興味を持ち続けて、結果的に多くの問題を解くことになり、真の応用力を養うことが可能になります。
3)ロボットの産業応用実例が数多く授業中に紹介されますので、学んだ数学や数学概念が、実社会で我々の身近に役に立っていることが実感でき、さらに数学への学習意欲をかきたてます。




商品の特徴

同製品は数式を入力するだけで、そのままグラフとして紙面に描画できる。また、高精度エンコーダーとペンアップダウン機構や、動作状態を示すフルカラーLEDを搭載。さまざまなプログラム、制御方法にも対応している。


数式を入力するだけで、そのままグラフとして紙面に描画可能

教材として求められる扱いやすさを実現するため、数学の数式を直接入力できる専用ソフトウェア「nanoRoverMath(ナノローバー・マス)」を新規開発。プログラミング不要で、ソフトウェアに入力した数式が、そのままグラフとして紙面に描画でき、ソフトウェア上で速度・加速度・移動距離等を指定し、「Goボタン」を押下することで動作が可能となる。また、専用ソフトウェアnanoRoverMathは、既発売の弊社製品アカデミックスカラロボットにも対応しており、数式によって指定した軌跡に沿ってアームを動かすこともできる。

nanoRoverMath メイン画面



高精度エンコーダーとペンアップダウン機構を搭載

ナノローバーは小型の筐体でありながら、高精度のエンコーダー付きギヤードモーターが内蔵されており、エンコーダーのフィードバックを生かした緻密なモーター制御と、精密な本体構造により、安定した描画を実現。描画用のペンを保持する部分には、ペンをアップダウンする機構も備えられている。また、線の描画が不要な場合にはペンをアップすることで、グラフや図形を正しく描き出すことができる。

小型筐体ながら安定した図形描画



動作状態を示すフルカラーLEDを搭載

筐体のフロント部分に、ロボットの動作状態を把握することができるフルカラーLEDを搭載。プログラム開発時には発光状態の制御も可能で、LEDを活用したロボットモーションの演出にも活用でき、さまざまなプログラム、制御方法に対応している。

フルカラーLEDを搭載



さまざまなプログラム、制御方法に対応

ナノローバーには、プログラミング不要な専用ソフトウェアnanoRoverMathが付属しているが、それ以外にも、Arduino IDEを用いたプログラムの開発と、ROSデバイスとしての制御に対応。また、通信方式については、USBケーブルでの有線接続、Wi-Fiでの無線接続、Bluetooth®での無線接続に対応している。

●nanoRoverMath付属
専用ソフトウェアのnanoRoverMathは、USBケーブルの有線接続のみに対応。
●Arduino IDE対応
Arduino IDEでのプログラミング用には、左右車輪の制御とエンコーダー値の取得、LEDの制御に関する関数などが用意されている。Arduino IDEを用いた開発においては、PC等と本製品をUSBケーブルにて接続する必要がある。また、開発したプログラムの内容によっては、USBシリアル、Wi-Fi、Bluetooth®での通信が可能だ。
●ROS対応
Arduino IDEを用いて、本製品に付属する専用のスケッチを描き込むことで、ナノローバーをROSメッセージ通信に対応したデバイスとして動作させることが可能。ROSの制御については、USBケーブルでの有線接続と、Wi-Fiでの無線接続に対応している。
●無線操縦のためのサンプルソース付属
本製品には、Wi-FiやBluetooth経由でPC等から制御するためのサンプルソースが付属。VisualStudioなどの開発環境にてコンパイルすることで、無線操縦のサンプルプログラムとして活用することができる。

Arduino IDE 開発画面

▼ 製品概要

製品名 ナノローバー
型番 4571398313233
価格 40,000円(税別)
サイズ 66(W)×69(D)×95(H) [mm]
重量 約169g(電池搭載時)
駆動モーター 車輪×2、ペンの上下機構
インターフェース USBコネクター、フルカラーLED×9
付属ソフトウェア 専用ソフトウェア「nanoRoverMath」
電源 単3アルカリ乾電池×2(別売)または単3Ni-MH充電池×2(別売)
内容物 本体、サインペン、microUSBケーブル
必要環境 nanoRoverMath:Windows®7/8/8.1/10 (.Net Framework® 4.5.2以上)
Arduino IDE:1.8.9で動作確認
ROS:動作環境はUbuntu 18.04、バージョンはROS melodicで動作確認
その他:外部と通信して制御する際のWindows用サンプルプログラムはVisual Studio2015以降に対応


関連サイト
ヴイストン株式会社

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ロボスタ編集部
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