パズル プログラミング

ロボット・プログラミングのこと色々

ロボット プログラミングは、簡単で楽なところから始めましょう。

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この記事は、ロボット プログラミングを始めるのは、まず無料のMAKECODE又はSCRATCHで【パズル・プログラミング】で楽ちんに始めましょうと呼びかけるともに、さらに次の一歩進みたいときの指針を示すために書きました。

ロボット工学について

ロボット工学は、深くつっこむととてもとても難しい技術により成り立っています。
初心者向けに、初心者がどのように ロボット プログラミングに取り組んだらいいのかを以下示します。

ひとことでいうとメカトロニクス(ハードウェア(機械工学✕電子工学✕電気工学)✕制御工学)、加えてプログラミングなどのIT、ソフトウェア、流体力学、材料力学、人間工学など様々な技術が必要となります。

ロボットを作るという意味では、ハードウェアのうち、機構学、メカニズムが結構大事です。

ロボットを動かすという意味では、むしろソフトウェアがずっと大事です。

特にマイコンボードの部品がますます微細化・集積化しているため特にマイコンボードはブラックボックス化しマイコンボードの部品・回路を100%理解しようなんて考えるとそれだけで数年かかってしまい「あーあ!つまらないからやーめた。」となります。

ソフトウェアすなわちプログラミングを重視しましょう

そうならないようにマイコンボードを望むように動作させるソフトウェアすなわちプログラミングを重視しましょう。

機械嫌いの初心者・女子のお子さんは【プログラミング】のみで十分です。

機械嫌いの初心者・女子のお子さんでなくても

プログラミミングが分からないうちにめからお金を使ってロボットを買う必要はありません。特にロボット・プログラミングは授業だけ試験だけでいいなら小中高でロボットは不要です。

注意点:メカトロニクスに時間を使うよりは、プログラミングに時間を使いましょう。メカトロニクスは個人では限界がありますし、ロボットを作り上げるのは楽しいですが、いろいろな異なるロボットを作っていくのは時間もお金もかかってしまいます

それより、ロボットは一つに決めましょう。あるいはMAKECODEやSCARATCHなどのPC画面の中に仮想ロボットがあるものに決めましょう。決めたロボット又は仮想ロボットをプログラミングをいろいろ書き換えて、自分の思うように動かせるようになるべきです。

機械嫌いの初心者・女子のお子さん以外の方も、プログラミングに多くの時間を使っていきましょう。

ハードウェアのエンジニアになるか?ソフトウエアのエンジニアになるか?

ハードウェアとソフトウエア両方のエンジニアになるか?

理系に進路を選び、理系の学部・学科に入ってから決めれば十分です。

(注)高校で必修となる「情報」

機械・メカが好きなひとへ

それでも、特に男の子、男性(勿論女性でもメカ好きはいますが・・)は「自動車や電車などの機械が大好き!」で、

プログラミングでロボットを動かしたいなんて思うと思います

そんなとき、

をロボットを作りプログラミングで動かすことと平行して日本語訳の本「動くモノを作るためのメカニズムと材料の基本」をオススメします。

この本の著者いわく、「私の講座は、”Mechanism and Things that Move" (動くメカニズムとモノ)という名前です。これは学生たちがすでに学んいること(基本的な電子工学、インタラクションデザイン、ネットワーク・オブジェクト)と、彼らが作りたいもの(自動的に階段を上り下りできるベビーカー、木のメカニカルなおもちゃ、テレビに電気を送る静止自転車など)との間を埋めるための授業です。」("Making Things Move" 翻訳書の「はじめに」に記載)と述べているダスティン・ロバーツ教授による本です。
とても分かりやすく楽しい本です。小学校高学年から読めると思います。イチオシです。

(B)日本製のELEKIT社の工作ロボットシリーズ財布に優しい価格のものが多いです。ELEKIT社の工作キットのための本も分かり易いです。

(C)表紙画像のLEGOのマインドストームEV向けのアイデアBOOKに沿って、LEGOのマインドストームに入っている部品でメカニズムを組み立てればなおよいです。

メカニズムはこのような本でまねしながら学ぶのがよいです。レゴ社のマインドストームやWE DOなどにはギヤなどのメカニズムを組むのに必要な部品が入っていいます。
ついついハードルが高いと思って食わず嫌いになりがちですが気楽に進めましょう。
ハードルを低くして楽ちんに始めましょう!

メカの要素を含みながらプログラミング重視で学ぶとき

初心者がソフトウェアすなわちプログラミング重視で学ぶには、

(1)マイクロビット

(2)toio(特に小さいお子様向けに好適)

がよいです。

マインドストームはメカニズムもプログラミングも両方とも学ぶのに最適ですけれども初心者にはまだ早いです。

マインドストームはレゴ社のブロックで様々な自分が作りたいロボットを作ることができます。マインドストームは初心者コースが終わってから、本格的に取り組もうと決めてからで十分です。

レゴ社は歴史がある会社ですし、マインドストームも販売されてから改良を続けているので参考書、関連本が多くかつ世界中のマインドストームロボットのYouTube動画が観れます。GOOGL検索でも相当数の参考にできるサイトや記事を検索できます。

当初からのレゴブロックが現在でもはめ合わせの寸法が変わっていないのでレゴブロックのジャンク品が使えます。例えばヤフーオークションで売られている中古品でも使用できます。個性的なロボットを作るのにはマインドストームにかなうものはないと思います。

マインドストームの大会もあるので学習が進んでスキルがついて自信が出たらぜひチャレンジしましょう!

なおマインドストームはレゴ社の方針でもう作らないとの情報があります。今後はWe Do 2.0を買ったほうがよいです。

より取り組みやすいものとしは

(1)イギリスのBBC(英国放送協会)が主体となって作られたマイクロビット

(2)SONY社のtoio

(3)LEGO社のマインドストーム又はWe Do 2.0、です。

マイクロビット手軽で安価です。今後イギリスのように日本でも文科省から無料で支給される
模様です。

(1)マイクロビット(2)toio(3)マインドストーム又はWe Do 2.0を予定しています。

当方も、マイクロビット、toio、マインドストーム、We Do2.0を七転八倒でいじくり
このHPに投稿しながらロボット プログラミングと奮闘します。

ソフトウェアすなわちプログラミングのみで学び始めるには・・・

ところでロボットそのものがなくても

PC、タプレットさえあれば「無料で」

パズルを並べ替えながら、必要な「数値」や「はい」「いいえ」などを代入するだけで、

十分にプログラミングに楽しく取り組めるアプリがあります。ここから初心者は始めるべきです

1)メークコード;Makecode

2)スクラッチ;SCRATCH

の2つです。この2つでプログラミングの論理的な考え方をマスターすること、プログラミングを組んだものが自分の思うように動くか確認し楽しむこと、が十分にできます。

メークコード; Makecodeについて

マイクロソフト社から提供されているパズル型プログラミングの開発環境アプリ

Microsoft Makecode

があります。パズルでプログラムが組めるこのMakecodeのみでも十分コンピュータ プログラミングに取り組めます。

このMicrosoft Makecodeは、シミュレータが表示されます。マイクロビットそのものと「同じ」仮想的な画像で模擬的な動作が可能なものできます。

すなわち、マイクロビットを購入しなくてもマイクロビットを持っていると同等のことが学べます。

ただし望ましくはマイクロビットの基本セットを手に入れた方がよいです。学べる範囲がより広がるからです。
マイクロビット、電池ボックス及びマイクロビットとPCとを接続するUSBケーブルなどが基本セットになっているものを買うことをおすすめします。


ぜひ手に入れることをおすすめします。上記の画像をクリックするとAMAZONの購買ページに飛びます。

シミュレータで試したプログラムを、PCからUSBケーブルを介してマイクロビットの記憶部に、16進法からなる機械語として流し込みます。MAKECODEやSCRACHのパズル言語で作ったものはPCで16進法からなる機械語に自動的に翻訳してくれます。
そしてマイクロビット本体でシミュレータで試した通りに動くか試します動いたら感動します!相当数体験できますから動いた感動の体験を積み重ねましょう

マイクロビットは安価で遊べるバリエーションが豊富であり高性能でいま日本の学校でも教材として支給が始まっているところもあります。マイクロビットの入門書は図書館でも結構あります。

例えば以下の表紙画像の「micro:bitであそぼう!」というような入門書です。
始めはこのようなカラフルな入門書を見ながら、読みながらコツコツ少しずつ進めるのがよいです。

 

スクラッチ;SCRATCHについて

アメリカのマサーチュセッツ工科大学いわゆるMITを中心に子供のプログラム学習用に開発されたのが
SCRATCHというパズル型プログラミングの開発環境アプリです。

SCRATCHもパズルでプログラムが組めるMakecodeと同様
十分楽にPCやタブレットのみでプログラミングに取り組めます。
SCRATCHは、仮想ロボットとしてカワイイ動物が出てきます。
このカワイイ動物をパズル型プログラミングでパズルを組み合わせながら自分の思うように動くようにしていきます。
背景も森の中など色々と選べます。

SCRATCHは、MICROBITのようなマイコンボードを買わなくても
画面の中の仮想ロボットを動かす
ことで
学べます。

SCRACHについてはたとえば「SCRACHの絵本と」ともに遊ぶのが一番よいです。

 

本を選ぶコツは
カラフルな画像をふんだんに使い
かつ
あまり活字の文字がなく見ているだけでも分かりそうな本を選ぶことです。

◯◯の絵本シリーズはその点優れています。

MakecodeとSCRATCHをどんどん利用しましょう!

入門書を図書館で借りるなり、AMAZONなどで入手して本を片手に遊びながら歩んで行くことをおすすめします。

一人でやるより友達や親子で「ワイワイ」進めると楽しいです。
「習うより慣れろ」です。

ロボットにどのようなプログラムで指示を出せば
ロボットどのように動くか? ソフトウェアの考え方に「慣れる」ことが大切です。

まとめ

PCやタブレットはよほどのことがない限り絶対壊れません!
どんどんPCやタブレットを使い込みましょう!
お子さん、親御さん、シニアの方、老若男女、一緒に楽しみながら
ロボット プログラミングの世界で学び、遊びましょう。

 

ロボット村_管理人
西東京市 ロボット プログラミング村で、ロボットと友達になりましょう!
わたしもがんばるわよ~
ロボ子
ロボ太郎
ヨッシャ!ぼくもがんばるぞーーー!
  • この記事を書いた人

NEMOYAN

1961年生。普通高校を理由あって4年で卒業。予備校で一浪して1981年早稲田大学理工学部に合格。大卒後メーカ技術者および知財技術者を経て個別学習塾勤務。そのあと「根本義塾」を開設し数学のオンライン個人指導。現在は西東京市で大学受験をする高校生向けにコンサルタント。主に数学と英語について勉強方法のご相談を受け付けて回答。2020年からロボット プログラミングについて初心者・シニア向けにブログ投稿始動。西東京市でロボット プログラミングのもくもく会を開催予定。

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