2014 6/10 @南種子町立西野小学校

1. ロボットを作（つく）って
動（うご）かしてみよう
かごしまだいがく がくじゅつじょうほうきばんセンター
山之上 卓（やまのうえ たかし）
2013 年 ６月１０日 南種子町立西野小学校 講演会

2. 内容（ないよう）
• 自己紹介（じこしょうかい）
• ロボットとコンピュータ
• ロボットが動（うご）くところを見てみよう
• 注意（ちゅうい）
• ロボットを作（つく）ってみよう
• コンピュータでロボットを動（うご）かしてみよう
• まとめ

3. 自己紹介（じこしょうかい）
• 所属（しょぞく）
– 鹿児島大学 学術情報基盤センター
（かごしまだいがく がくじゅつじょうほう きばん センター）
– かごしまだいがく のネットワークやコンピュータのお世話（せわ）
– だいがくのネットワークの安全（あんぜん）を保（たも）つ
– パソコンやスマホを使（つか）うとき、ご両親（りょうしん）や先生（せ
んせい）から言（い）われたことを守（まも）って、安全（あんぜん）に
使（つか）ってください

4. • 大学向け情報倫理（じょうほうりんり）ビデオ
• 鹿児島県警察（かごしまけんけいさつ）
サイバー犯罪（ぼうはん）ボランティア

5. • だいがくでおしえていること
– コンピュータのつくりかた
– コンピュータと、ほかの機械（きかい）をつなぐ方法（ほうほう）
– 人間（にんげん）にわかりやすい言葉（ことば）をコンピュータがわ
かる言葉（ことば）に変えるプログラム
– コンピュータ同士（どうし）を仲良（なかよ）くさせて、大（おお）きな仕
事（しごと）を、速（はや）く、終（お）わらせる方法（ほうほう）

6. • 研究（けんきゅう）していること
– たくさんのコンピュータを、仲良（なかよ）くさせて、動（うご）かすに
はどうすれば良（よ）いか？
– 人間（にんげん）と機械（きかい）が協力（きょうりょく）して、なにか
面白（おもしろ）いことができないか？
– ロボットや機械（きかい）を、ネットワークを使（つか）って、遠（とお）
くへ送（おく）れないか？

7. – コンピュータと人間（にんげん）が、簡単（かんたん）に話（はなし）し
合（あ）いができるようにならないか？
– インターネットの知恵（ちえ）を使って、よりよい英作文（えいさくぶ
ん）ができないか？
– 授業（じゅぎょう）や会議（かいぎ）のとき、先生（せんせい）や友達
（ともだち）のパソコンの画面（がめん）やスマホの画面（がめん）を、
みんなの手元（てもと）のパソコンやスマホで見（み）ることができな
いか？

11. – ネットワークを安全（あんぜん）に使（つか）うにはどうすれば良
（よ）いか？
– ネットワークの中（なか）でみんなが不愉快（ふゆかい）にならない
ようにするには、どうすれば良（よ）いか？

12. • こんなこともやりました
– 小（ちい）さなコンピュータで、当時（とうじ）よく使（つ）われていたプ
ログラミング言語（げんご）でプログラムを書（か）いて動（うご）かせ
るようにした（１９８０年）
– コンピュータどうしのじゃんけん大会（たいかい）で優勝（ゆうしょう）
したプログラムを作（つく）った（１９８０年）
– パソコン通信（つうしん）をつかって、プログラミング言語（げんご）
を、みんなで作（つく）った（１９８８年）

14. ロボットとコンピュータ
• ロボット … 自分（じぶん）で動（うご）く。人（ひと）のために働
（はたら）く。
– 自動車（じどうしゃ）はロボットの一（ひと）つかも
• コンピュータ… 人（ひと）が、あらかじめ、教（おし）えたとお
り、動（うご）く機械（きかい）
– プログラム… コンピュータはプログラムの指示（しじ）のとおりに動
（うご）く

15. • 形（かたち）は違（ちが）うけど、ロボットとコンピュータはよく
似（に）ている
• コンピュータとロボットのご先祖（せんぞ）さま…時計（とけい）
とオルゴール
– 時計（とけい）は自分（じぶん）で動（うご）いて時間（じかん）を知
（し）らせる
– 昔（むかし）、時計（とけい）を作（つく）っていた人（ひと）が、オル
ゴールを作（つく）った

16. – オルゴールはあらかじめドラムに書（か）かれたとおり、ピンをはじ
いて音楽（おんがく）を演奏（えんそう）する。
• コンピュータはオルゴールを進化（しんか）させてもの

17. • オートマタ
– オルゴールでピンをはじく代（か）わりに、人形（にんぎょう）を動（う
ご）かす自動人形（じどうにんぎょう）
– オートマタはロボット
• ロボットはオルゴールを進化（しんか）させてもの
• 日本（にほん）にも昔からあるよ
– 知覧（ちらん）の水（みず）からくり など

19. ロボットが動（うご）くところを見
（み）てみよう
• RAPIRO(ラピロ)
– コンピュータとつないで、いろいろ遊（あそ）べる
– インターネットで、世界中（せかいじゅう）の人（ひと）が、作（つく）り
方（かた）、使（つか）い方（かた）、アイデアを発表（はっぴょう）して
いる。
– これらを組（くみ）み合（あ）わせて、新（あた）しいものを作（つく）る
ことができる

20. • ETロボコンのロボット
– レゴ(Lego)のブロックを使って作っている
– 自分（じぶん）で立（た）つ
• ETロボコン
– 日本中（にほんじゅう）のチームが、同（おな）じロボットを使（つ
か）って、プログラムの作（つく）り方（かた）の技術（ぎじゅつ）を競
（きそ）い合う
– みんなで競（きそ）いあってできた、良（よ）い技術（ぎ）を、みんなで
共有（きょうゆう）する

21. 注意（ちゅうい）
• ショート（電池の＋とーが直接（ちょくせつ）つながる）になると、
火事（かじ）になることがあります。
• 煙（けむり）が出（で）たり、変（へん）な匂（におい）いがしたり、
部品（ぶひん）が熱（あつ）くなったりしたら、ショートしている
かもしれません
• このような時（とき）は、すぐに電池（でんち）のスイッチを切
（き）ってください。電池（でんち）のコネクタをブレッドボードか
ら抜（ぬ）いても良（よ）いです

22. • パソコンを使（つか）っているときは、パソコンから来（き）てい
る電気（でんき）がショートしてしまうことがあります。
• パソコンを使（つか）っていて、電池（でんち）のスイッチを切
（き）ってもまだおかしいときは、USBケーブルをパソコンから
抜（ぬ）いてください。

23. • ブレッドボードのスイッチは簡単（かんたん）に抜（ぬ）けてし
まいます
• ブレッドボードのスイッチを切（き）り替（か）える時（とき）はス
イッチの端（はし）を指（ゆび）で押（お）さえながら、切（き）り
替（か）えてください

24. ロボットを作（つく）ってみよう
• 紙（かみ）コップロボット

25. 材料（ざいりょう）と道具（どうぐ）
- 紙コップ
- スイッチが４つ付（つ）いた小（ちい）さな
ブレッドボード
- マイコンボードが付いた大（おお）きな
ブレッドボード
- スイッチ付（つ）き電池（でんち）ボックス
（中に電池（でんち）が入っています）
- モーター２つと４芯（しん）ケーブル
- USBケーブル
- えんぴつ、はさみ、ぺん、セロテープ

26. かみコップとモータと鉛筆（えんぴつ）を
用意（ようい）します

27. 紙（かみ）コップの縁（ふち）に、
写真（しゃしん）のように、
モーターを押（お）し付（つ）けます

28. 押（お）し付（つ）けたモータの横（よこ）に、
写真（しゃしん）のように鉛筆（えんぴつ）で
線（せん）を引（ひき）きます
モータはおしつけたまま動（うご）かさないで
ください

29. モーターのもう一方（いっぽう）の横（よこ）にも
鉛筆（えんぴつ）で線（せん）を引（ひ）きます
もう、モータを離（はな）してもよいです
紙（かみ）コップにモータの位置（いち）と
大（おお）きさを表（あらわ）す線（せん）が
２本引（ひ）かれています。

30. さっきのモータの線（せん）をひいた場所（ばしょ）
の反対側（はんたいがわ）の
紙（かみ）コップのふちに、
写真（しゃしん）のように、もう一個（いっこ）の
モータを押（お）し付（つ）けます

31. さっきのモータのときとおなじように、
モータの位置（いち）と大（おお）きさを
表（あらわ）す２本の線（せん）を引（ひ）きます

32. （２個目（こめ）のモータの
反対側（はんたいがわ）の線（せん）を
引（ひ）いているところ）

33. はさみを用意（ようい）します

34. はさみで、線（せん）のところを切（き）ります

35. ２本（ほん）の線（せん）のところを切って、
写真（しゃしん）のような、切り目（きりめ）
をつくります

36. 反対側（はんたいがわ）も
同（おな）じように切（き）ります

37. スイッチのついた小（ちい）さな
ブレッドボードとセロテープを
用意（ようい）します。

38. ブレッドボードの短（みじか）い側（がわ）の
長（なが）さよりもちょっとだけ長（なが）めに、
セロテープを切（き）ります。

39. 切（き）ったセロテープの真（ま）ん中（なか）が、
紙（かみ）コップの、片方（かたほう）の、
切り目（きりめ）のまん中（なか）くらいに
なるように、写真（しゃしん）のように、
内側（うちがわ）から張（は）ります

40. モータの片方（かたほう）を、写真（しゃしん）
のように紙（かみ）コップの切り目（きりめ）
に合（あ）わせて、
セロテープで貼（は）り付（つ）けます。

41. もう片方（かたほう）の切り目（きりめ）に、
さっきと同（おな）じようにセロテープをはります。

42. さっきと同（おな）じように、もう片方（かたほう）の
モーターを紙（かみ）コップの、
もう片方（かたほう）の切れ目（きれめ）に
貼（は）り付（つ）けます。

43. モータがないところの側（がわ）の
一方（いっぽう）に
顔（かお）などの絵（え）をかきます。
（前（まえ）の方向（ほうこう）を
決（きめ）めます）

44. ４芯（しん）ケーブルの結（むす）び目（め）を
ほどきます。
さきほどの小（ちい）さなブレッドボードと
モーターの４芯（しん）ケーブルを、
写真（しゃしん）のように接続（せつぞく）します。
４芯（しん）ケーブルの向（むき）きはどちらでも
かまいません。

45. ブレッドボードと電池（でんち）ボックスを
写真（しゃしん）のように接続（せつぞく）します。
写真（しゃしん）では、電池（でんち）ボックスの
赤（あか）い線（せん）が左側（ひだりがわ）、
黒（くろ）い線（せん）が右側（みぎがわ）
になっています。
ここでは向（む）きを間違（まちが）っても
動（うご）きますが、間違（まちが）わない
方（ほう）が良（よ）いです。

46. スイッチがどこに付いているか、
覚（おぼ）えておいてください。
スイッチがはずれたら、もとの所（ところ）に
挿（さ）してください
電池（でんち）ボックスのスイッチを、
「ON」にして、ブレッドボードの
スイッチのどれかを、
スイッチがボードからはずれないように
指（ゆび）で押（お）さえて、
切（き）り替（か）えてみてください。
ロボットが動（うご）きます。
４つのスイッチの切（き）り替（か）えの
組（く）み合（あ）わせで
ロボットがいろいろな動（うご）きをします。
確認（かくにん）してください

47. • 動作（どうさ）を確認（かくにん）したら、
電池（でんち）ボックスのスイッチを必（かなら）ず
「OFF」にしてください。

48. • ちょっと考（かんが）えてみよう
– ４つのスイッチのうちの２つは、片方（かたほう）の
モータにつながっていて、
もう２つは、もう片方（かたほう）のモータにつながっています
– ２つのスイッチの切（き）り替（か）えの組（くみ）み合（あ）わせで、
１つのモータが
• 止まる
• 回る
• 反対に回る
– のように動きます

49. • モータとスイッチと電池（でんち）はどのようにつながっている
のか、かんがえてみよう

50. コンピュータでロボットを
動（うご）かしてみよう
• 人間（にんげん）がスイッチを切（き）り替（か）えて動（うご）か
していたロボットを、パソコンで自動的（じどうてき）に動（う
ご）かしてみよう

51. • スイッチの代わりに、モータードライバという部品を使います
• モータードライバは、２つの端子のON（１）とOFF（０）の組み
合わせでモータを止（と）めたり、回（まわ）したり、反対（はん
たい）方向（ほうこう）に回（まわ）したりします

52. • コンピュータから届いた指示でモータードライバを動かすた
めに、Arduino(アードゥィノ)というマイコンボードを使います

53. d8 d7
d4 d2
モータ１
モータ２
d8, d7 の出力の, 1,0 の組み合わせを変えて,
モータ1 の動作を変える
d4, d2 の出力の, 1,0 の組み合わせを変えて,
モータ2 の動作を変える

54. モーターの４芯（しん）ケーブルを、小（ちい）さな
ブレッドボードからはずして、
大きなブレッドボードに、写真（しゃしん）のように
接続（せつぞく）します
電池（でんち）ボックスも、小（ちい）さな
ブレッドボードからはずして、
大（おおき）きなブレッドボードに、写真（しゃしん）
のように接続（せつぞく）します
USBケーブルを写真（しゃしん）のように
マイコンボードに接続（せつぞく）します

55. モーターの４芯（しん）ケーブルと、
電池（でんち）ボックスを接続（せつぞく）
したところです
４芯（しん）ケーブルの向（む）きはどちらでも
かまいません。
電池（でんち）ボックスの赤（あか）と
黒（くろ）の線（せん）を挿（さ）す
ところと向（む）きは間違（まちが）えないで
ください。赤（あか）い線（せん）同士（どうし）
を接続（せつぞく）します。

56. マイコンボードとUSBケーブルを接続（せつぞく）
したところです

57. USBケーブルのもう片方（かたほう）と
パソコンを接続（せつぞく）します

58. • パソコンではScratch(スクラッチ)という名前（なまえ）のソフト
ウェアを使ってプログラムを作（つく）ったり、動（うご）かしたり
します
• スクラッチは、命令（めいれい）を表（あらわ）す部品（ぶひん）
を画面（がめん）の上（うえ）に並（なら）べることによって、プ
ログラムを作ります

59. • スクラッチとArduino をつなぐプログラム（Scrattino）を使って、
スクラッチとArduino をつなぎます。
• Arduino の出力端子のOn(1), Off(0) を指定することができま
す

60. Scratch
Scrattino
Arduino
モータードライバ
ロボット

61. • d8, d7 の出力（しゅつりょく）の, 1,0 の組（く）み合（あ）わせを
変（か）えて, モータ1 の動作（どうさ）を変（か）えることができ
ます
• d4, d2 の出力（しゅつりょく）の, 1,0 の組（く）み合（あ）わせを
変（か）えて, モータ2 の動作（どうさ）を変（か）えることができ
ます

62. • スクラッチの画面

63. • 詳（くわ）しい使（つか）い方（かた）は、その場（ば）で説明（せ
つめい）します。わからないときは、大人（おとな）の人（ひと）
と一緒（いっしょ）にやってみてください。
• ロボットを止（と）めるときは、赤（あか）い○のボタンをクリッ
クして、スペースキー（パソコンのキーボードの下（した）の方
（ほう）にある横（よこ）に細長（ほそなが）いキー）を押（お）し
てください。急いで止めるときは、電池ボックスのスイッチを
OFFにするか、電池ボックスのケーブルをブレッドボードから
抜いてください。

64. • いろいろ変（か）えてみて、仲間（なかま）と相談（そうだん）し
て、みんなが思（おも）うようにロボットを動（うご）かしてみて
ください

65. まとめ
• ロボットを作（つく）ることができる
• ロボットをコンピュータで動（うご）かすことができる
• あるものは感謝（かんしゃ）して使（つか）わせていただこう
– ニュートン 巨人（きょじん）の肩（かた）の上（うえ）
• みんなと一緒（いっしょ）になにか作（つく）ると、いろいろ良
（よ）いことがある
• 安全（あんぜん）には気（き）をつけて