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NHKロボコンOB・OGの次なる挑戦-RoboCup SSL Team Scramble-

第36回日本ロボット学会オープンフォーラム「このロボットがすごい」での発表資料.
発表概要:
高専・学生ロボコンを制したヤツらが帰ってきた!全国各地のNHKロボコンOB・OGが集結したチーム,ScrambleがRoboCup小型車輪リーグに参戦.本講演では,初参加ながらフルスペックロボット4台を完成させた上にロボット学会賞を受賞した経緯に加えて,NHKロボコン出身者が集まったからこそ目指せる今後のロボットの開発方針についてご紹介します.

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NHKロボコンOB・OGの次なる挑戦-RoboCup SSL Team Scramble-

  1. 1. 4~5月頃の#scramble_sslタグを⾒ると⼤会前後のデスマーチ感がわかる!? Scramble公式WebサイトScramble公式Twitterアカウント scramble robocup で検索@Scramble_SSLをフォロー︕
  2. 2. 川節 拓実(かわせつ たくみ) 現所属  大阪大学大学院工学研究科 浅田研 博士後期課程  日本学術振興会 特別研究員(DC2) 研究テーマ  ロボットに触覚を与える︓柔軟触覚センサ開発 経歴  大阪大学大学院工学研究科 博士前期課程  奈良高専 本科・専攻科 ロボコン歴  高専ロボコン2006〜2010  World Robot Olympiad 2011〜2012  RoboCup⼩型⾞輪リーグ 2018〜 0 5 10 15 10 0 -10 推定した3軸⼒@ 100Hz 10 0 -10 60 40 20 0 -20 横ずれ⼒ Fx[N] 横ずれ⼒ Fy[N] 垂直⼒ Fz[N] x y z 時間 [s]
  3. 3. ⼩型⾞輪リーグチーム ER-Force SSL RoboCup 2018 Qualification Videoより 2050年までにW杯優勝チームに⾃律型ロボットのチームが勝つことを 目指してロボット開発を推進するプロジェクト
  4. 4. SSL-Vision ロボット・ボール 位置を提供 Referee-box 試合状況を提供 12m 9m 各チームのPC ロボットへの指令値を 生成・送信 審判団 12m×9mのフィールドで最⼤8台 vs. 8台でサッカーをする︕ 指令値を 無線で送信 戦略システム(AI)を実⾏ Scrambleは他チーム公開AIを活用 今後は最大11台 vs. 11台に拡張,審判やボールの再配置も自動化される 人間の介入無しに完全⾃動で試合が進むことに︕ 6月の世界⼤会で ⼀部実証済み︕
  5. 5. 高さ 150mm 直径 180mm 移動機構 : オムニホイールによる全方向移動 ドリブラー : ローラでボールにバックスピンを生成しボールを保持 キッカー : ソレノイドを用いてボールをはじき飛ばす ボール 鉄芯コイル ボール
  6. 6. 高さ 150mm 直径 180mm 移動機構 : オムニホイールによる全方向移動 ドリブラー : ローラでボールにバックスピンを生成しボールを保持 キッカー : ソレノイドを用いてボールをはじき飛ばす ボール 鉄芯コイル ボール ⽐較的安価で製作容易なため (?) 高専現役・OB・ロボコンOBの参加者が多いリーグ︕
  7. 7. もう⼀度ロボコンに出たいけどきっかけが無い⼈たちが集まった…︖ 始まりは奈良高専OBから 「何かまたもの作りしたいけど機会がない…」 と⾔い続けて数年 2017年春,SSLチーム“OP-AmP”さんの講演を聞いてチーム設⽴を決意 ★重要★ Twitterに書くことで後に引けなくする!!
  8. 8. 2018年度メンバ︓15名 (機械班︓7名,回路班︓3名,AI班︓5名)
  9. 9. 奈良高専 仙台高専 名取CP 富山高専 本郷CP 岐阜高専 東京大学 東京工業大学 名古屋工業大学 北九州高専 ⾦沢工業大学 京都工芸繊維大学 ものつくり大学 豊橋技術科学大学 ⽊更津高専 電気通信大学 全国各地からNHKロボコンのOB・OGがScrambleに参加
  10. 10. 奈良高専 仙台高専 名取CP 富山高専 本郷CP 岐阜高専 東京大学 東京工業⼤学 名古屋工業大学 北九州高専 ⾦沢工業⼤学 京都工芸繊維大学 ものつくり大学 豊橋技術科学大学 ⽊更津高専 電気通信大学 全国各地からNHKロボコンのOB・OGがScrambleに参加 The University of California, Irvine 明石高専 2019年度は総勢19名で参戦︖
  11. 11. Fusion360による 機械設計・データ共有 Skypeで毎週ミーティング Slack・Trelloで 議論・情報共有 Gitlabでコード管理
  12. 12. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 5/2 5/3 5/4 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  13. 13. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 5/2 5/3 5/4 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  14. 14. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ テトリスに 勤しむ回路班… 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/2 5/3 5/4 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  15. 15. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 5/3 5/4 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  16. 16. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 モータドライバ取付 5/3 午前 組み⽴てたマシンが何故か動く!? 5/4 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  17. 17. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 モータドライバ取付 5/3 午前 組み⽴てたマシンが何故か動く!? 午後 そのまま4台動作可能に!? 5/4 午前 予選Bリーグを3位通過 午後 決勝トーナメント進出を競う試合で善戦 5/5 ★よくわかる スケジュール★Death
  18. 18. Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 モータドライバ取付 5/3 午前 組み⽴てたマシンが何故か動く!? 午後 そのまま4台動作可能に!? 5/4 午前 予選Bリーグを3位通過 午後 決勝トーナメント進出を競う試合で善戦 5/5 日本ロボット学会賞受賞 初出場なのに!? ★よくわかる スケジュール★Death
  19. 19. ★よくわかる スケジュール★Death Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 モータドライバ取付 5/3 午前 組み⽴てたマシンが何故か動く!? 午後 そのまま4台動作可能に!? 5/4 午前 予選Bリーグを3位通過 午後 決勝トーナメント進出を競う試合で善戦 5/5 日本ロボット学会賞受賞 初出場なのに??
  20. 20. ★よくわかる スケジュール★Death Scrambleのメンバー全員が このロボカップを通して思ったこと 人人人人人人人人人人人人人人人人_ > なんでロボット動いてんの︖︖ <  ̄Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y ̄ 大 会 期 間 2月頃 1号機機械組み⽴て完了 4/16 モータが届く 4/28 回路が収まらない︕ 5/1 2〜4号機組み⽴て開始 5/2 モータドライバ取付 5/3 午前 組み⽴てたマシンが何故か動く!? 午後 そのまま4台動作可能に!? 5/4 午前 予選Bリーグを3位通過 午後 決勝トーナメント進出を競う試合で善戦 5/5 日本ロボット学会賞受賞 初出場なのに??
  21. 21. が目指す次世代SSLロボット
  22. 22. 一般的に 全ロボットは 役割に関わらず共通設計 ロボットのハードウェア開発は停滞(?) or 1つの完成形に収束(?) まだまだロボットのハードウェア⾯で進化の余地はあるはず︕ ゴール キーパ ディフェンス オフェンス ストレート or チップの 限られたキック方法 基本的に ボールは前方へ蹴るのみ
  23. 23. ストレート キック サイド キック ストレート+ サイドキック サイドキック +バックスピン キック 可能方向 サイドキック ストレートキック機構+サイドキック機構+高速バックスピンを 組み合わせるとほぼ全方位キックが実現できるのでは︖ サイドキック+バックスピン
  24. 24. 横方向加速度を最⼤限引き出す⾞輪配置+フィールド吸引による 高機動ゴールキーパを実現する︕ 横方向加速度さえあれば 蹴られてから移動してもセーブできる!? ダクテッドファンによる吸引 横加速度1Gで守れる範囲 横加速度5Gで 守れる範囲 横移動特化型 ⾞輪配置 ⼀般的な⾞輪配置
  25. 25. ダクテッドファンによる吸引 横移動特化型 ⾞輪配置 ⼀般的な⾞輪配置 横方向加速度を最⼤限引き出す⾞輪配置+フィールド吸引による 高機動ゴールキーパを実現する︕ 横方向加速度さえあれば 蹴られてから移動してもセーブできる!? 横加速度1Gで守れる範囲 横加速度5Gで 守れる範囲 2020年には世界⼤会参戦を 目指して頑張ります!! ※イメージ
  26. 26. 多くの方に参入頂けるようSSLコミュニティの皆さんが尽⼒されてます︕ 例)松江高専OBチーム“Roots”さんによるロボットの作り方と戦略システムの提供 ROSベースのサッカーAI ⼩型⾞輪リーグはチーム数が激増中︕(18年度8チーム→19年度11チーム︖) 各種ロボット 設計図の配布
  27. 27. Scrambleの初出場を支援頂いた,また⼤会⾃体を支えて下さっている SSLコミュニティの皆様に感謝致します 特にOP-AmPとRootsの皆さん,本当にありがとうございます︕
  28. 28. Scrambleの初出場を支援頂いた,また⼤会⾃体を支えて下さっている SSLコミュニティの皆様に感謝致します 特にOP-AmPとRootsの皆さん,本当にありがとうございます︕ 質問があれば「#このロボ」と「#scramble_ssl」タグを付けて ツイートしてもらえると誰か回答できると思います︕
  29. 29. ブラシレス モータドライバ ブラシレス モータドライバ ブラシレス モータドライバ メインMCU STM32F4 AI用PC 無線LANルータ 5GHz帯 ブラシレス モータドライバ EC45 Flat (50W) ボールセンサ ソレノイド 駆動回路 ブラシ付 モータドライバ 無線LAN受信側 ジャイロセンサ等 Xbee (デバッグ用) 2.4GHz帯 (デバッグ用) キック機構 マシン側
  30. 30. 概要  駆動モータ : Maxon EC-Flat 50W  センサ部+制御部+パワー部を一枚の基板 &モータの裏に設置(おそらく新規性)  メイン制御基板がスッキリ  モータの直径とほぼ同サイズ 機能  速度制御  ホールセンサ  磁気エンコーダ  電流リミット  RS485によるバス接続 今後の予定  ベクトル制御の実装したいなぁ… (処理能⼒的にきついかもしれない) モータとの接続図 43mm 43mm @yuqlid
  31. 31. Scrambleはロボットのハードウェア⾯が評価されロボット学会賞を受賞 実現したこと 駆動輪モータと制御回路を一体化し,低重⼼化を実現 何がすごい︖ 機構が密集し空きスペースのないロボット下部に回路を組み込んだ 駆動輪+モータ ソレノイド+キック機構 40mm 40mm ブラシレスモータドライバ +磁気エンコーダ基板 駆動輪モータ Maxon EC45 flat (50W)
  32. 32. Googleスプレッドシートを活用してアイデアまとめ+議論 ジャンル毎にアイデアを記入 コメント機能で個別アイデアを議論 やるべき・保留・たのしいに分類

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