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ラズパイで作ろう! ゼロから学ぶロボット製作教室

瀬谷 啓介=ダブルバインド 2015/04/20 日経Linux

 「いつかロボットを作ってみたい」。そんな夢を見ていた方に朗報です。「ラズベリーパイ」(Raspberry Pi)は手のひらに乗るほどコンパクトなサイズでありながら、れっきとしたコンピュータであり、しかも、外部のハードウエアと簡単に接続する仕組みが搭載されています。自分だけのオリジナルロボットを作るために必要な土台を提供してくれます。そして、ソフトウエアとハードウエアの両方を同時に学べる優れた学習教材でもあります。

 この連載は、ソフトウエアのこともハードウエアのことも何も知らない読者が一からロボットを作る過程を楽しんでもらうことを目的にしています。基本的には大人の方を対象にしていますが、初めてロボット作りを体験する子供でも理解できるように話を進めます。ですから、これから子供と一緒にロボットを作ってみたいとお考えの方や、学校のプログラミング学習教材として使いたいという先生方にも楽しんでいただけるのではないかと思います。

瀬谷 啓介(せや けいすけ)
Double Bind(ダブルバインド)代表取締役社長
「まるごと学ぶiPhoneアプリ制作教室」「アジャイルソフトウェア開発の奥義」 などソフトウエア・プログラミング関連の著書・訳書多数。オンラインIT動画学習サイト「zero2one」を運営。子供から企業までを対象に、幅広くIT教育に関わる。日本TI半導体グループ技術主任、日本AMD次世代製品開発センター部長、 フィルモアアドバイザリー技術統括・執行役員などを歴任。小型飛行機免許所有、理論物理学学士、物性物理学修士。

目次

  • 第1回 ラズベリーパイの組み立てと初めてのプログラミング(1)

     子供の頃、筆者がよく見たアニメにはロボットものがたくさんありました。いつかロボットを作ってみたいと夢見た読者の方もたくさんいらっしゃるのではないかと思います。しかし実際は、ロボットの「頭脳となるソフト」と「身体となるハード」の両方を作って組み上げるなんて、ちょっと自分にはハードルが高すぎると、諦め…(2015/4/20)

  • 第1回 ラズベリーパイの組み立てと初めてのプログラミング(2)

     新しい機能を追加するたびに、新しい部品が必要になります。最終的に、どの程度のコストがかかるのかを事前に分かっていれば助かると思います。ラズベリーパイ本体を含めて、だいたい1万8000円前後でロボットを製作できます。(2015/4/21)

  • 第1回 ラズベリーパイの組み立てと初めてのプログラミング(3)

     購入したばかりのmicroSDカードの中にはまだ何も入っていません。ラズベリーパイを動かすにはまず、コンピュータの最も基本的なソフトウエアであるオペレーティングシステム(OS)をmicroSDカードにインストールする必要があります。WindowsではWindows OS、iPhoneにはiOS、A…(2015/4/22)

  • 第1回 ラズベリーパイの組み立てと初めてのプログラミング(4)

     デスクトップが起動したら、画面左上のメニューの並びにある「LXTerminal」をクリックして、「LXTerminal」を起動してください。(2015/4/23)

  • 第1回 ラズベリーパイの組み立てと初めてのプログラミング(5)

     Raspbianには、Scratchという子供向けに作られたプログラミング学習ソフトウエアが最初からインストールされています。これは初めてプログラミングを学ぶ大人にとっても役立つソフトウエアです。(2015/4/24)

  • 第2回 ScratchでLEDを光らせる(1)

     ラズベリーパイ(Raspberry Pi)を使ったロボットの作り方について、子供でも理解できるように解説する本連載。第2回は、いよいよLEDをプログラムでチカチカと点滅させる「Lチカ」に挑戦です!(2015/5/25)

  • 第2回 ScratchでLEDを光らせる(2)

     「Lチカ」とはプログラムでLEDをチカチカと点滅させることなので、これを実現するには、ハードウエアだけでなく、プログラムも作らなければなりません。そこでまず、LEDをずっとピカーと光らせる電子回路を作ることに挑戦してみましょう。「Lチカ」ではなく「Lピカー」です。LEDをずっと光らせるだけであれば…(2015/5/26)

  • 第2回 ScratchでLEDを光らせる(3)

     LEDは光を発する電子部品です。豆電球や白熱電球も光を発しますが、これらが電気を使って発生した熱によって発光するのに対し、LEDは電気エネルギーを直接光に変えているので、効率が良く、省電力を実現する照明部品としてさまざまな場所で利用されています。(2015/5/27)

  • 第2回 ScratchでLEDを光らせる(4)

     続いて、LEDを点滅させる「Lチカ」を実現します。Lチカには、そのような動きになるようにコントロールするプログラムが必要です。Scratchを使って、このプログラムを作りましょう。いよいよ、Scratchで「Lチカ」に挑戦です!(2015/5/28)

  • 第2回 ScratchでLEDを光らせる(5)

     Pythonは「パイソン」と読みます。Pythonは初心者にも扱いやすい汎用のプログラミング言語で、特に欧米を中心に海外で人気がある本格的な言語です。ここではScratchのようなGUIを使わず、Pythonを使ってLチカに挑戦してみましょう!(2015/5/29)

  • 第3回 ロボットが独立行動できる環境を作る(1)

     ラズベリーパイが電源ケーブルを通して家庭用のコンセントにつながっているとロボットは自由に動けません。また、キーボードやマウスを使ってロボットをコントロールしなければならない状態では、離れた場所から自由に動かせません。(2015/6/29)

  • 第3回 ロボットが独立行動できる環境を作る(2)

     次に、ブラウザーを使ってGPIOをコントロールできるようにしましょう。GPIOをコントロールできるということは、GPIOとつながるLEDやモーターをコントロールできるということです。つまり、ロボットをコントロールできるようになります。(2015/6/30)

  • 第3回 ロボットが独立行動できる環境を作る(3)

     インストールして動き出したWebIOPiをもっと使いやすくしましょう。パスワードを外したり、分かりやすい名前でアクセスできるようにしたりします。(2015/7/1)

  • 第3回 ロボットが独立行動できる環境を作る(4)

     ここまでの作業でロボットを独立させる基礎はできました。ロボットが動き出したら、マウス、キーボード、モニターを外し、後はブラウザーで操作すればロボットを自由に動かすことができます。(2015/7/2)

  • 第3回 ロボットが独立行動できる環境を作る(5)

     ここまでの作業を通して気付いたと思いますが、ScratchのようなGUIアプリケーションを使わないのであれば、すべての作業を「LXTerminal」で行うことができます。これは、一般的に「ターミナル」と呼ばれているもので、コンピュータに直接働きかける窓口です。コンピュータに詳しくない人は「あの黒い…(2015/7/3)

  • 第4回 ブラウザーでロボット駆動!(1)

     ロボットの足の作り方はいろいろありますが、今回はキャタピラーで作ります。ロボットを初めて作る人にとっては、ロボットの身体の工作はビッグチャレンジです。ですから、この部分をできるだけ簡単に作れるように、タミヤから発売されている「楽しい工作シリーズ」の4点を使います。(2015/7/27)

  • 第4回 ブラウザーでロボット駆動!(2)

     ギヤボックスに続いて、「ユニバーサルプレート」の袋を開いたらプラスチック部品を切り出す作業をまず行います。この作業には、ニッパーを使うと便利です。ニッパーは、針金や導線を切断するのにも役立つ道具ですので、工作道具として道具箱に一つ入れておくことをお勧めします。(2015/7/28)

  • 第4回 ブラウザーでロボット駆動!(3)

     ロボットの足であるモーターの動きをコントロールするのは、ロボットの頭脳であるラズベリーパイです。当然のことながら、足(モーター)と頭脳(ラズベリーパイ)をつなぐには物理的な配線が必要になります。もうお気付きだと思いますが、Lチカで学んだように、GPIOを通せば頭脳(ラズベリーパイ)と外部の世界をつ…(2015/7/29)

  • 第4回 ブラウザーでロボット駆動!(4)

     それではラズベリーパイにつないだモーターを試しに動かしてみましょう。第3回で「WebIOPi」をインストールして、ラズベリーパイを起動したらすぐにWebIOPiを使えるようにセットアップしました。(2015/7/30)

  • 第4回 ブラウザーでロボット駆動!(5)

     「WebIOPi」が用意してくれているGUIを使えば、GPIOピンを簡単にコントロールできます。しかし、私たちが本当にやりたいことは、ロボットを「前」「後」「右前」「左前」「右後」「左後」「停止」させることです。(2015/7/31)

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