公立はこだて未来大学 2011 年度 システム情報科学実習
グループ報告書
Future University Hakodate 2011 System Information Science Practice
Group Report
プロジェクト名
いかロボットプロジェクト
Project Name
Squid robot project
グループ名
グループ B
Group Name
Group B
プロジェクト番号/Project No.
2-B
プロジェクトリーダ/Project Leader
1009175
Yuki Doi
土井佑紀
グループリーダ/Group Leader
1009027
Yutaka Kanayama
金山豊
グループメンバ/Group Member
1007143
三木翼
Tsubasa Miki
1009024
大石勝正
1009046
小笠原鉄也
1009128
影島智貴
Tomoki Kageshima
1009147
山口峻弥
Shunnya Yamaguchi
1009166
岩瀬翔平
Shohei Iwase
1009192
下川義隆
Yoshitaka Shimokawa
1009229
帰山奏恵
Kanae Kaeriyama
1009244
吉川諒
Katsumasa Oishi
Tetsuya Ogasawara
Ryo Yoshikawa
指導教員
松原仁 和田雅昭
柳英克
鈴木昭二
鈴木恵二
Advisor
Hitoshi Matsubara Masaaki Wada Hidekatsu Yanagi Shoji Suzuki Keiji Suzuki
提出日
2012 年 1 月 18 日
Date of Submission
January 18, 2012
概要
本プロジェクトの活動目的は函館の観光用シンボルロボットである「IKABO」を使用して
函館の知名度を向上させ, 函館の観光産業を盛り上げることである. 我々のプロジェクトでは
現在, IKABO1 号機, IKABO3 号機, IKABO5 号機の 3 機を管理している. IKABO1 号機は
2005 年に「ロボットフェス・イン函館市民の会」を中心に, 公立はこだて未来大学, 函館工業
高等専門学校, 函館市の民間企業などの協力によって作られたロボットである. IKABO1 号機
は大型のイカロボットというコンセプトで開発されたため, 全長 2.2m, 重さ 200kg という大き
な機体である. この大きさによって IKABO1 号機はダイナミックな動きができ, 遠くからでも
目立つというメリットがあるが, 輸送費が高いことや輸送に必要な人員が多いというデメリッ
トもある. このデメリットを改善するために一昨年度, 昨年度のプロジェクト学習で開発され
たのが IKABO3 号機, IKABO5 号機である. この 2 体は IKABO1 号機を大幅に小型化し大
人が 2 人いれば持ち運ぶことができ, 輸送費も IKABO1 号機と比較すると安く済ませること
が可能である. さらに, 2 体の動きを連動させることでより高いエンターテイメント性を引き出
すことが可能である. しかし, 2 対の腕部の制御が未実装であることと, 小型化したため人影に
隠れてしまうというデメリットがある.
そこで, 本プロジェクトの制作グループでは, IKABO3 号機, IKABO5 号機の動きを連動さ
せることと, IKABO1 号機の輸送の困難さと IKABO3 号機, IKABO5 号機の人影に隠れてし
まうというデメリットを解消するため巨大風船型イカロボット, IKABO9 号機を開発する. そ
れにより, 大型だが輸送を容易にすることを目標に活動する.
キーワード
IKABO9 号機, 観光, 巨大風船, イカ踊り
（※文責: 金山豊）
-i-
Abstract
The purpose of this project is that Hakodate cheer up and be known to Other People
to use ’IKABO’ : the robot of symbol Hakodate for sightseeing. Our project manage
3Robots, IKABO1, IKABO3 and IKABO 5. In 2005, IKABO is the making robot from
Future University Hakodate, Hakodate National College of Tecnology, the Company in
Hakodate powered by Robot Fes In Hakodate. The Concept of IKABO 1 is Big Ika
Robot, so Robot is weight 200Kg and 2.2m tall. For the big size robot, IKABO 1 could
have the advantage: dynamic action and showy robot. But this robot disadvantage
exist that the transport costs is very expensive and that need many person to move.
To improve that disadvantage, the last and the year before last project learning created
IKABO3 and IKABO5. Both of them are very small and they are able to carry by
two ordinary person and also transport cost is cheap. On top of that,they can educe a
higher entertainment feature by operating them together. But, there are demerits that
operating of their pair of the arms is unpopulated and they are difficult to see from far
away. Furthermore disappeared into the crowd, because of the downsizing.
Then, the project create IKABO9(a huge balloon IKA ROBOT) because to absorb this
IKABO3 and IKABO5 disadvantages that to gear motions of IKABO3 and IKABO5,
IKAROBO1 is difficult to see from far away and to stand out and to take around.
Therefor, the purpose of the project is to create IKABO9 that is easy to transport and
it is huge not to disappeared into a crowd.
Keyword
IKABO9, Sightseeing, A huge balloon, Squid dance
（※文責: 三木翼）
- ii -
目次
第1章
背景
1
1.1
前年度の成果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2
現状における問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.3
課題の概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
到達目標
3
第2章
2.1
2.2
本プロジェクトにおける目的
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.1.1
既存の IKABO に対する最終目標
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.1.2
新 IKABO 作成に対する最終目標
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
具体的な手順・課題設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2.1
イカ踊り実装のための手順 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2.2
IKABO9 号機作成のための手順 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
課題の割り当て . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
第3章
課題解決のプロセスの概要
6
第4章
課題解決のプロセスの詳細
7
2.3
4.1
各人の課題の概要とプロジェクト内における位置づけ
. . . . . . . . . . . . . . .
7
4.2
担当課題解決過程の詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.2.1
IKABO3 号機, IKABO5 号機の改良と運用 . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.2.2
いか踊り開発 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
4.2.3
アプリケーションの開発
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
4.2.4
9 号機模型制作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
4.2.5
IKABO9 号機の試作機を制作する . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
4.2.6
IKABO9 号機のボディ作成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
4.2.7
IKABO9 号機の腕作成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
4.2.8
IKABO9 号機のプロペラ作成
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
担当課題と他の課題の連携内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
結果
83
5.1
プロジェクトの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
5.2
成果の評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
84
5.3
担当分担課題の評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
4.3
第5章
5.3.1
金山豊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
5.3.2
大石勝正 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
5.3.3
小笠原鉄也 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86
5.3.4
岩瀬翔平 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
5.3.5
三木翼 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
89
5.3.6
山口峻弥 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
90
- iii -
第6章
5.3.7
影島智貴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
5.3.8
帰山奏恵 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
5.3.9
下川義隆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
5.3.10 吉川諒 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
今後の課題と展望
96
6.1
IKABO9 号機の今後の課題と展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
6.2
既存の IKABO の今後の課題と展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
活用した講義
98
付録 A
- iv -
Squid robot project
第1章
背景
イカロボットは函館の観光客減少という問題を解消すべく, 新たな観光資源として市民有志らが
巨大なイカ型ロボット制作計画を本学に持ち込み, 公立はこだて未来大学, 函館工業高等専門学校,
ロボットフェス・インはこだて市民の会が参加し, 函館の企業の協力の下で行われた. しかし巨大
イカロボットは予算などの問題で製作が難しいため, 小型のイカロボットを製作することとなり,
2006 年 11 月に全長 2.2m ほどのイカロボット試作機, 通称 IKABO1 号機が完成した.
（※文責: 金山豊）
1.1
前年度の成果
前年度のプロジェクト学習では IKABO3 号機と動きを連動させることで高いエンターテイメン
ト性を引き出すために IKABO5 号機が開発された. IKABO5 号機は重心を低くすることで転倒
の危険性を軽減し, 簡単に分解できる内部構造にすることで, 持運びやメンテナンスが容易になっ
た. さらに全方向移動機構のプログラムに, スロースタート, スローストップを実装したことで
IKABO3 号機の転倒の危険性を大きく軽減した. これにより, より安全に IKABO3 号機を運用す
ることに成功した.
また, IKABO1 号機の操作に使われていたアプリケーションの解析も行い, 様々な環境で扱える
ようにしたことでより管理を容易にした.
（※文責: 岩瀬翔平）
1.2
現状における問題点
IKABO3 号機と 2 体で動作させることで, 動きを大きく見せ高いエンターテイメント性を獲得
しようとした IKABO5 号機であるが, 現状 2 つの大きな問題点があったと考えられる.
1 つ目の問題点は, IKABO3 号機, IKABO5 号機の腕部の制御が未実装であること. この状態で
はこれら 2 機を利用したデモンストレーションは移動することだけになってしまい, メディアを通
した函館の観光アピールが難しい状況になってしまう.
2 つ目の問題点は, IKABO3 号機, IKABO5 号機では, 人影に隠れてしまうことがあること.
IKABO3 号機, IKABO5 号機は小型にすることで輸送面で大きなメリットを得ることができたが,
それ故, 人が集まれば人影に隠れてしまい, 遠くからでは IKABO3 号機, IKABO5 号機を視認する
ことができなかった.
（※文責: 岩瀬翔平）
Group Report of 2011 SISP
-1-
Group Number 2-B
Squid robot project
1.3
課題の概要
1.2 章で挙げられた問題を解決するために, 本プロジェクトではそれぞれ 2 つの方法をとること
に決定した.
一つ目に IKABO3 号機, IKABO5 号機の腕部を制御し, 2 体で動作させ, 動きを大きく見せるこ
と. さらに, IKABO1 号機と同時に IKABO3 号機, IKABO5 号機がイカ踊りを踊ることが可能で
あれば, より函館の PR に繋がると考えた.
二つ目に IKABO1 号機のように遠くからでも注目を集め, IKABO3 号機, IKABO5 号機のよう
に輸送にも優れたイカロボット, IKABO9 号機を製作する.
（※文責: 金山豊）
Group Report of 2011 SISP
-2-
Group Number 2-B
Squid robot project
第2章
2.1
到達目標
本プロジェクトにおける目的
本プロジェクトの目的は IKABO というブランドを函館だけでなくメディアや観光者を通じて
国内, さらに国外に知名度を広めることで函館市の観光産業の促進を図るものである. この目的を
達成するために, 本プロジェクトは函館市内で行われる様々なイベントに参加し, また函館だけで
なく各地での発表に積極的に参加する.
（※文責: 金山豊）
2.1.1
既存の IKABO に対する最終目標
一つ目の課題に対して、IKABO3 号機と 5 号機にいか踊りを踊らせるという目標を設定した. 具
体的には IKABO3 号機と 5 号機にいか踊りを実装するにあたって IKABO の両腕で計 8 個, さら
に両目の 2 個を加えた総計 10 個搭載されているサーボモーターを動かせるようなマイコンがない
という問題点があった. しかしこの点に関しては前年度末に購入してあったアイ・ビー株式会社製
のロボット用マイコンボード RE00V（アール・イー・ゼロ・ゼロ・ファイブ）を提供してもらった
ため, これを採用することが決定した. このマイコンには Bluetooth モジュールが標準搭載されて
おり, PC との無線通信が可能である. また, PWM が 32ch あるため, 総計 10 個のサーボモーター
を動かすことは容易である. さらに, IKABO5 号機に LED を搭載することでイカの発光の再現を
図り, 夜間などの暗い状況下にあるイベントでも十分目立つ存在にすることを考えた. IKABO3 号
機と 5 号機におけるマイコンを用いた LED 制御といか踊りは 2011 年 8 月上旬に行われる函館市
のイベント,「函館港まつり」における「函館いか踊り」までに実装することを目標として設定した.
（※文責: 岩瀬翔平）
2.1.2
新 IKABO 作成に対する最終目標
二つ目の課題に対して, 遠くからでも注目を集められ, なおかつ輸送にも優れたイカロボットを
作成するという目標を設定した. 具体的には, 遠くからでも注目を集めるためには, IKABO1 号機
のように大きくすればよいと考え, 大きさを保ったまま輸送に優れているという条件を満たすため
に, ボディを風船で作成することにより実現できると考えた.
最終的には. 全長約 10m で空中を自在に動くイカロボット, IKABO 9 号機の作成を目標として
設定した.
（※文責: 金山豊）
Group Report of 2011 SISP
-3-
Group Number 2-B
Squid robot project
2.2
2.2.1
具体的な手順・課題設定
イカ踊り実装のための手順
IKABO3 号機, IKABO5 号機にイカ踊りを躍らせる上でまず始めに取り掛からなければいけな
いことは, サーボモーターをマイコンの Bluetooth による制御下での動作確認をすることであっ
た. ロボット用マイコン RE00V にはサーボモーターを動作させるためのサンプルプログラムが添
付されていて, これを組み込みシステムを開発するための総合開発環境である High-performance
Embedded Workshop（以降 HEW）と作成したプログラムを RE00V に転送するツールである
Flash Development Toolkit（以降 FDT）を用いて, そこから無線で指示を送ることで課題を達
成する. これらのソフトウェアは情報アーキテクチャ演習
で用いたものと同じである.
さらにこれから実装しようとしているいか踊りの曲についても調査し, 原曲全体が何秒なのか,
さらに言えば 1 小節が何秒なのかを研究し, 曲に沿ったいか踊りのプログラムを書く際, 忠実に再
現するためにはどのようなことに注意しなければならないかを腕, 足それぞれについて考察する.
以上の手順が終わり次第, プログラムの作成を行い, 順々にいか踊りの振り付けを完成させて
いく.
これらの作業フローに則り, 計画した通りにきちんと実行することで目標の実現を目指す.
（※文責: 岩瀬翔平）
2.2.2
IKABO9 号機作成のための手順
前期には IKABO9 号機作成にあたって, 試作機を製作する. そのためにまずは完成形をどのよ
うなコンセプトにするか決定する. それにより, どのような目標を持つかを決定した後, デザインを
決め全体像を把握する. またその時, メンバー全員のイメージを一致させるために, 小型の模型を作
成する. これには, イメージを一致させる以外に, どのような形が作りやすいかを知るという目的も
ある.
IKABO9 号機のボディには, アルミ蒸着フィルムという期待の通り抜けづらい素材を使用する.
これは熱を加えることで裏面通しが接着するため, 容易に形を作ることが可能である. この素材の
加工に慣れることも IKABO9 号機を作成するために重要である.
さらに, 腕部を動作させるための機構と, 空中での姿勢制御と移動を可能とする機構の開発を
行う.
後期には上記を踏まえた上で, IKABO9 号機を作成していく. IKABO9 号機は大きく分けると 3
つのパーツに分けられる. 浮力得ることと全体の外観を整えるボディ, 可動部となる腕, 空中で移動
するためのプロペラの 3 つだ. 最終的にはこれら 3 つのパーツを組み合わせることで IKABO9 号
機を完成させる. またこの 3 つのパーツが何故必要なのかを簡単にまとめると以下のようになる.
ボディは, イカロボットというロボットのデザインを大幅に変更せず, 且つ全てのパーツを持ち
上げるだけの浮力を得る必要がある. デザインに関しては空中でバランスを取りやすくするため縦
長にしなければならない. さらに今までのイカロボットにより向上した知名度を損ねないよう人目
でイカロボットだと認識できるようなデザインでなければならない. また, 浮力はボディとなる風
船にヘリウムガスを充填することにより得る. ヘリウムガスにより得られる浮力については後述.
2kg 程度の浮力を得られれば, 十分腕, プロペラを浮遊させることができる. 以上よりボディに関し
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Group Number 2-B
Squid robot project
ては, デザインと浮力の二点について特に注意して作成していくこととする.
腕は, IKABO9 号機における移動機構以外の唯一の可動部である. KABO9 号機 10m 級の
大きさになるため移動機構以外の唯一の可動部である腕も相応の大きさが必要になる. さらに,
IKABO9 号機は空中に浮遊するため少し離れた場所から見ることになり, その点においても大きさ
を確保することは重要な課題であると言える. しかし大きくすればするほど重量は重くなってしま
う. また重量だけではなくそれを動かす力もより必要となってくる. さらに, 物を動かすとき必ず
反動でその逆向きにも同じだけ力が発生する. 特に IKABO9 号機は, 空中に浮遊するため少しの
力でも姿勢は崩れ流されてしまう可能性がある. 以上より腕に関しては大きさを保ちつつ軽量化す
ること, さらには無反動ないし反動の少ない動作機構の開発が必要となる.
プロペラは IKABO9 号機における移動機構である. 空中に浮遊する予定である IKABO9 号機
は接地している IKABO3 号機, IKABO5 号機のような車輪による移動は出来ない. また同様に,
動物のように足で移動することも不可能である. よってプロペラにより推力を得るしかない. また
10m 級の物体が移動できる空間は限られているため, 上昇下降のみを目指し作成することとする.
このとき, 浮力が足りないと常にプロペラを稼働させなければならず, 浮力が大きすぎると逆にプ
ロペラによる推力だけでは下降できなくなってしまう. しかしこの問題は重りを載せることで改善
できるため, 可能な限り軽量に作成し重りにより浮力を調節するものとする. 以上よりプロペラに
関しては上昇下降を可能にすること, そしてやはり可能な限り軽量化することが必要である.
最終的に, IKABO9 号機は, 空中に浮遊しており, 自由に動かすことの出来る腕を持ち, 上昇下降
の出来る 10m 級のロボットを目指す.
これらの作業フローに則り, 計画した通りにきちんと実行することで目標の実現を目指す.
（※文責: 金山豊）
2.3
課題の割り当て
各人の得意分野及び関連性を基準に以下のように割り当てた。
金山豊 他メンバーへの作業補助, IKABO5 号機輸送用 BOX 作成
大石勝正 サーボモーターの動作, イカ踊り用全方向移動機構プログラミング
小笠原鉄也 IKABO5 号機腕用マイコンプログラミング
岩瀬翔平 IKABO3 号機プログラミングおよび IKABO5 号機プログラミング補助
三木翼 ペーパークラフトでの IKABO9 号機模型作成
山口峻弥 既存品での IKABO9 号機模型作成
影島智貴 風船作り技術習得
帰山奏恵 9 号機デザイン, 9 号機設計図
下川義隆 9 号機腕部設計
吉川諒 9 号機腕部作成
（※文責: 金山豊）
Group Report of 2011 SISP
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Group Number 2-B
Squid robot project
第 3 章 課題解決のプロセスの概要
IKABO3 号機, IKABO5 号機にイカ踊りを躍らせることと, IKABO9 号機を作成するために以
下の課題に取り組んだ.
1. IKABO3 号機, IKABO5 号機の改良と運用
解決過程：より運用しやすいようにつくり変える
2. いか踊り開発
解決過程：マイコンに付属していたサンプルプログラムを使用
3. アプリ開発
解決過程：IKABO3 号機, IKABO5 号機に同時に接続する.
4. IKABO9 号機模型制作
解決過程：2 通りの方法で模型を制作する.
5. IKABO9 号機の試作機を制作する
解決過程：デザイン, 設計図を作成する.
6. IKABO9 号機のボディ作成
解決過程：浮力の計算, 試作機での問題点を踏まえ改善していく.
7. IKABO9 号機の腕作成
解決過程：実験を繰りかえす.
8. IKABO9 号機のプロペラ作成
解決過程：物品を購入し組み立てる.
（※文責: 山口峻弥）
Group Report of 2011 SISP
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Squid robot project
第4章
4.1
課題解決のプロセスの詳細
各人の課題の概要とプロジェクト内における位置づけ
金山豊の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
IKABO5 号機用輸送 BOX の作成, イベントへの参加.
7月
IKABO5 号機の改良, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機プロペラ作成
（※文責: 金山豊）
大石勝正の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 既存機の問題提起.
6月
サーボモーターの動作実験, イベントへの参加.
7月
イカ踊り時の全方向移動機構プログラムの作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO3 号機, IKABO5 号機改良
（※文責: 大石勝正）
小笠原鉄也の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 既存機の問題提起.
6月
IKABO5 号機へのイカ踊りプログラミング.
7月
IKABO5 号機へのイカ踊りプログラミング, 中間発表会準備
10 月-12 月 アプリケーション開発
（※文責: 小笠原鉄也）
岩瀬翔平の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 既存機の問題提起.
6月
IKABO5 号機へのイカ踊りプログラミング.
7月
IKABO5 号機へのイカ踊りプログラミング, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機プロペラ作成
（※文責: 岩瀬翔平）
三木翼の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
紙での模型作成.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機腕作成
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Group Number 2-B
Squid robot project
（※文責: 三木翼）
山口峻弥の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
既存品での模型作成.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機ボディ作成
（※文責: 山口峻弥）
影島智貴の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
風船作りの技術習得.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機ボディ作成
（※文責: 影島智貴）
帰山奏恵の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
9 号機デザイン作成, 型紙作成.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機ボディ作成
（※文責: 帰山奏恵）
下川義隆の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
9 号機腕部設計.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機腕作成
（※文責: 下川義隆）
吉川諒の担当課題は以下のとおりである。
5月
グループ分け, 9 号機のコンセプト決定.
6月
9 号機腕部試作.
7月
IKABO9 号機試作型作成, 中間発表会準備
10 月-12 月 IKABO9 号機腕作成
（※文責: 吉川諒）
Group Report of 2011 SISP
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Group Number 2-B
Squid robot project
4.2
4.2.1
担当課題解決過程の詳細
IKABO3 号機, IKABO5 号機の改良と運用
.tex IKABO5 号機は IKABO3 号機と比べ, 分解しやすいというメリットがある. そのため今ま
では, IKABO3 号機を専用の BOX に, IKABO5 号機を分解してダンボールに入れ運搬していた.
また, 空輸する際は, IKABO3 号機用の BOX に IKABO5 号機をいれていた. しかしそれらは, イ
ベント会場が近く個人の車両で運ぶことが出来る場合, または空輸が必要であるが, どちらかの機
体だけを運搬する場合のみであったため, 出来たことである. しかしこれからは, 2 体とも空輸しな
ければならない場合が予想される. その場合ダンボールに入れた状態では, 予期せぬ事故に遭遇し
た場合, 機体が破損してしまう恐れがある. そこで, どちらも安全に輸送するため 5 号機専用の輸
送 BOX を作成することにした.
3 号機専用の輸送 BOX は, 分解せずとも入るような大きさになっており, 梱包の際の手間は最小
限で済む, しかし, その大きさのため安定せず運んでいる途中で転倒してしまう恐れがあった.
そのためサイズを小さくし箱を分割することでサイズを小さくする. さらに取り外しやすいよう
に蝶ねじで固定し, 器具を使用しないでも取り外せるようにした. .tex
（※文責: 山口峻弥）
中間発表の終了後, 3 号機の改良と新しいパーツの作成と, 5 号機の改良を行った.
始めに, 3 号機に対して以下のような問題点が挙げられた.
まず, 胴体が長い事から重心が上部になってしまい, 全方向移動機構を動かしたときにバランス
が悪く倒れてしまうという危険性ある点. 次に, 腕が長い事から, 腕を動かすためのサーボモーター
の必要なトルクが多くなってしまい, サーボモーターが動かない, またはプログラムとは異なる動
きをしてしまうという点. また, 胴体を短くする際に腕の長さを短くしなければ, 腕を下に向けたと
き, 腕が地面についてしまうという点. さらに, 3 号機は 5 号機のように顔の透明な半球をマジック
テープではなくネジで固定しているため, マイコンを使う作業やバッテリーの交換等の際のネジの
着脱に時間をとられてしまい, イベントでトラブル等があったときに非常に面倒だという点. 最後
に 8 月に行われた港祭後に 3 号機の頭が紛失してしまったという点である.
次に, 5 号機に対しては以下のような問題点が挙げられた. まず, 腕を動かすためのマイコンを乗
せる場所に, 顔を固定している部分があり, その中心を通るように 2 本の鉄のラインがある. それ
がマイコンを乗せる位置にあるためマイコンと腕をつなぐコードが届かないという点. 次に, 全方
向移動機構を動かすためのマイコンにカバーが無く, 屋外のイベントの際に砂埃等がマイコンに付
着してしまい, マイコンが壊れてしまう恐れがあるという点である.
これらの事から, 3 号機の胴体と腕を短くし, 顔の半球をネジ以外で固定し, 頭を新しく作成する
という目標と, 5 号機の顔を固定している部分位置を少し上げ, マイコンカバーを作成するという目
標を立て活動した.
それでは, 3 号機の胴体の改良から記述する. 胴体を短くするとなると, 胴体の構造上中の鉄でで
きた円柱のものを取り除くか, 円柱と顔を乗せる部分の接続部のくぼみをさらに深くするという 2
つの方法があった.
しかし, 円柱を加工するとなると, 鉄でできているため加工が困難であると判断し, 円柱を取り除
く方法で作業を行った.
円柱を取り除くと, マイコンを入れる為の黒い円の台が存在するので, それを利用して顔を乗せ
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図 4.1 今までの 3 号機の胴体
る部分を固定することにした. 固定する方法としては, 顔を乗せる部分を黒い円の台に乗せたとき,
顔を乗せる部分の中心を通る 2 本の鉄のラインが黒い円の台の縁に交差するため, その交差してい
る黒い円の台の縁にラインがはまる様にくぼみを作ることにした. さらに, それだけでは横の揺れ
に対して安定感が無いので, 顔を乗せる部分の中心を通る 2 本の鉄のラインの間に丁度はまるよう
な横幅の木を, 黒い円の台の中心に固定することで横揺れ対策を行うことにした.
図 4.2
顔を乗せる部分の中心を通る 2 本の鉄のライン
まず, 黒い円の台に顔を乗せる部分を理想的な位置に置いたとき, 中心を通る 2 本の鉄のライン
が交差している位置に鉄のラインの幅を考慮し印を記入した. さらに, 2 本のラインの間に木を固
定するために, 黒い円の台の中心にネジ穴を開けるための印を記入した. ラインの間に入れる木に
関しては丁度良いものがなかったので, 少し大きい長方形の木を紙やすりで削り横幅をラインに合
わせたものを使用することにした. そして, ネジで固定する為の穴を開ける位置を木の中心に記入
した.
次に, 印をつけた位置を実際にヤスリで削り, 縁にラインがはまるくぼみを作った. さらに木を固
定するためのネジ穴を開けた. 同様に木にも穴を開けた. そして, 実際に木を黒い円の台の中心に
ネジで固定し, その後顔を乗せる部分を, 縁を削ったくぼみと木にはまるように乗せることができ
た. しかし, 横に対して若干揺れてしまうため, 厚さ 1cm の黒いゴムを顔を乗せる部分と黒い円の
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台の間にある隙間に入れることでその横揺れも対策をした.
結果, 胴体を 4∼5cm 短くすることに成功した. ところが, 今まで 3 号機のゲソを胴体を短くする
ために取り除いた鉄の円柱に付けていた為, 別の方法でゲソを付けなければならないという問題が
生じた. そこで, 1 本 1 本のゲソに紐を通し, 全方向移動機構付近にあるネジに引っ掛けて止めるこ
とでゲソを固定した. これにより, 5 号機のゲソとほぼ同じ位置にゲソを付ける事ができ, 5 号機と
の統一感を出すことも可能となった.
図 4.3
手前の白い枠が頭を乗せる部分, 電池を置いている奥の黒いものが黒い円の台
次に, 3 号機の腕の改良について記述する. 3 号機の腕は 5 号機の腕よりもサーボモーター 1 個
分も長かった. これは, 腕のサーボモーターの接続に無駄があった為であり, その接続方法を改善す
ることで解決することができる問題だと判断した. 腕の構成は 3 号機 5 号機共にサーボモーター 4
つをアルミの板を曲げたものに穴を開け, その穴とサーボモーターの穴を利用しネジで止める仕組
みになっている. 同じ構成で 3 号機と 5 号機の腕の長さが違う原因は, アルミの板の接続方法の違
いであった. 5 号機の腕は各サーボモーターの間のスキマが 1mm 程度であり, 無駄が無かった. そ
こで, 3 号機の腕のアルミの板を 5 号機と同じ仕組みにすることにした. まず, 3 号機のアルミの板
を一度全て外し, 余っていたアルミの板や外したものを使って 5 号機と同じ仕組みにできるものを
探した. すると, 3 号機に使われていたアルミの板の向きを変えるだけで 5 号機と同じ仕組みにで
きることがわかった. したがって, そのアルミの板にサーボモーターを取り付けるためのネジ穴を
開けるための印を記入し, 穴を開けネジで固定した. この作業を両腕の該当部分にそれぞれ行うこ
とで, 5 号機とほとんど同じ仕組みにすることができた.
結果, 3 号機の腕を短くすることに成功した.
次に, 3 号機の顔の半球の固定について記述する. まず, 3 号機の顔の半球は顔の中心の鉄の輪を
使い, 4 箇所をネジで止めている. そこでこれを外し, 5 号機のようにマジックテープで半球を固定
することで, 問題を解決することができると考えた. 実際にネジを外し, 5 号機と同じように各半球
の上部 5 箇所にマジックテープを使用したところ, しっかり固定することができた. この作業をす
るとき, 3 号機の顔の内部に目を動かすためのマイコンを入れる事を想定され作られた箱が設置さ
れていた.
しかし, 目を動かすためのマイコンをその箱の中に設置する必要も無く, 腕を動かすマイコンを
使った作業をする際に邪魔になる上, 半球が透明なので周りから見ると中の箱が丸見えになってし
まい見た目が悪くなるということから, その箱を取り除いた. さらに, 今まで顔と顔を乗せる部分を
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図 4.4
顔に設置されいていた箱
ネジを使って固定していたが, そのネジを外してみたところ, ネジが顔の重さで変形していたこと
が分かった. 今までの顔を固定していた方法は, 顔を乗せる部分の中心を通る 2 本の鉄のラインに
顔を乗せた後, ネジを使ってそのラインと顔を固定するというやり方だった. ところが, 実際はその
ネジによって顔を支えていた. これはネジに負担がかかり, ネジがこれ以上変形してしまうと顔と
顔を乗せる部分を分解することができなくなってしまい, 3 号機がトラブルを起こした際に細かい
作業を行えないという事態に陥る恐れが考えられた. したがって, そのネジを外し, 顔の重量からネ
ジが無くとも顔が固定されると予想し, 試行した. すると, 予想通り顔の重量が相当あることから顔
が動くことも無く, 横揺れや縦揺れにもビクともしなかったので, これを採用した.
結果, 顔の半球の固定方法を改善し, 無駄な箱を取り除き, 顔の固定方法を変更することができた.
次に, 3 号機の頭の作成について記述する. まず, 元あった 3 号機の頭はイカのヒラヒラをイメー
ジして作られたものだった. 後継機である 5 号機の頭はデザインを重視したものだった. そこで,
一から作り直すのであれば, デザインと統一性を重視して 5 号機の頭と同じ形にしようと考え, 作
業を行った. まず, 元あった 3 号機の頭は 8 角形の鉄の板によって固定されていたため, その大き
さに合わせた物を軸として固定できるようにすることが重要だった. しかし, 丁度良い大きさの材
料はなかったため, 購入したオレンジ色のカラーコーンを切断し, 8 角形の鉄の板にはまる大きさに
加工することとした.
次に, IKABO の頭の特徴のひとつであるヒラヒラの部分については, 5 号機のヒラヒラ部分と同
じ素材のプラスチックの板が残っていたためそれを使用した. プラスチックの板は残りが少なかっ
た事と, 5 号機の頭の縦幅と横幅の比率を計算した結果, あまり大きなものにはならなかった. そ
して, カラーコーンにプラスチックの板が入る縦 2cm 横 2mm 程度の隙間を直線上に 2 箇所入れ,
プラスチックの板をカラーコーンに作った隙間に入れる部分を残してカラーコーンの斜面に合うよ
う切断た. さらにその隙間に入れる部分同士を中で紐で結び固定できるよう, その部分にパンチで
穴を開けた. なお, 3 号機のイメージカラーは白の為, オレンジのカラーコーンを白のスプレーを使
い塗装した.
しかし, 3 号機の頭が 5 号機よりも明らかに小さいため, 今回 3 号機の胴体を短くしたこともあ
り, 5 号機と並べることの多い 3 号機がとても小さく見えてしまうという事態に陥った. そこで, こ
の失敗を考慮し, 再度 3 号機の頭を作成した. まず, 3 号機の頭を乗せる為の 8 角形の鉄の板の大き
さに合うパーツは前回使用したカラーコーンだけだったので, 今回も同じカラーコーンを使用した.
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図 4.5
作成した 3 号機の頭
次に, ヒラヒラに使う素材については, 5 号機と同じものを手に入れることができなかったため, 今
までのある程度透明で薄い素材ではないものを購入した. 5 号機と同じ高さに見せるためには相当
大きなものにしなければならず, そのための耐久性のある少し厚い素材で, 尚且つ 3 号機のイメー
ジカラーである白いものを選んだ. 作業を行う際, 5 号機の作成者の方から”5 号機は個性を出すた
めにあえて 3 号機と同じデザインにはしなかった”とのお話を聞き, 元あった 3 号機の頭の形に似
せるという方向で作業を行った. 元の 3 号機の頭はプラスチックの板を中心の白いパーツの横から
出していて, 二次関数の様な線を描き下部でヒラヒラを再現していた.
しかし今回は 5 号機と 3 号機の高さ分を埋めなければならなかったため, カラーコーンの横か
ら新しく購入した板を出すのではなく, カラーコーンの上部で左右の板が繋がっているような形に
した. 元の 3 号機の頭の形よりも横に広がるように二次関数の様な線を描くようにして, 縦と横の
比率がおかしくならないよう工夫し, ヒラヒラは元の 3 号機の頭と同じように下部で再現した. 板
の固定については前回と同じ様に, カラーコーンの隙間に入れる部分を残し, カラーコーンの形に
沿って板を切断し, 隙間に入れる部分をパンチで穴開けし, 中から紐で結ぶという方法をとった. な
お, カラーコーンの隙間は板を厚くしたため, その厚さに合わせて削った. 最後にカラーコーンと板
を組み合わせ, カラーコーンの上部の左右の板を瞬間接着剤によって板がずれないように固定した.
この結果, 前回の失敗を活かすことができた頭を作成することができ, 5 号機と並べても違和感が無
くなった.
次に, 5 号機の頭を固定している部分の位置を上げる作業について記述する. 5 号機の顔を固定
する部分は, 3 号機を改良したものになっており, 3 号機とは仕組みが異なっていた. 3 号機は黒い
円の台に顔を乗せる部分を固定していたが, 5 号機は 3 号機の台の代わりとなる銀の鉄板が顔を固
定する部分の中に入る形になり, その銀の鉄板が顔を固定する部分の縦や横揺れを防止している.
5 号機の顔を固定する部分には, 5 号機の前後左右の位置に当たる部分に全く同じ形の木をつけて,
高さを出していた. そこで, その木の下の部分にさらに何かを付けて高さを出せば, 顔を固定する部
分の位置が上がり, 問題を解決できると考えた. まず, マイコンを入れる為に高さを出すので, 後ど
の程度上げれば良いのか測ったところ, 1cm 上げれば十分である事が分かった. 次に, この高さを
出すパーツは顔を固定する部分から上の重さを全て支えるパーツの為, ある程度強度があり, 形を
木に合わせることができるくらい加工がしやすい素材が好ましかった. 素材を考察したところゴム
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が適していると仮定し, 厚さ 1cm の黒いゴムを購入した. 5 号機のイメージカラーが黒であり, 高
さを出す木が黒色に塗装されていため, 色についても丁度良かった. そして, そのゴムを木の形に切
り, 木とゴムを瞬間接着剤で接着することで高さを出すことができた.
結果, 高さを出すことができ, マイコンを置く際に 2 本の鉄のラインが邪魔ではなくなった.
最後に, 5 号機の全方向移動機構を動かすためのマイコンのカバー作成について記述する. 5 号機
のそのマイコンは, 先述した腕を動かすためのマイコンを乗せる銀の鉄板の下にあり, その鉄板は
各角に鉄の柱をネジによって固定してある. したがって, その鉄の柱を覆う様に箱のような側面を
作ることで, カバーを作ることができると考えた. カバーを作る際に, 5 号機の頭のヒラヒラとして
使われているプラスチックの板を使用した. これを柱の間の各面に合うように切り, マイコンと全
方向移動機構を繋ぐためのコードが出る部分に重ならないように該当部分を切り取った. このそれ
ぞれの各面を, 箱の側面にする際にある程度の強度を持たせたかったので, 工具箱の中に入ってい
た長さが丁度良い直角に曲がったアルミの端材があったため, これを使い瞬間接着剤でそれぞれの
面を接着した.
結果, 銀の鉄板を外せば取り外しすることができるマイコンカバーを作成することに成功した.
（※文責: 大石勝正）
4.2.2
いか踊り開発
まず, IKABO の腕についているサーボモーターを動かすためのプログラムを書き込むマイコ
ンがある. そのマイコンに書き込みをするための Flash Development Toolkit と, 腕を動かすため
のプログラムを編集するための High-performance Embedded Workshop があるのだが, 自分た
ちが以前から使っていたバージョンでは書き込みが出来なかったため新しいバージョンを導入し,
IKABO の腕のプログラムを書き込める環境を整えた.
次に, 去年先輩が IKABO の腕を動かそうと試みたときに使用したサンプルプログラムをマイ
コンに書き込み, サーボモーターがプログラム通り正しく動くのか, どこかに異常が無いかを確認
した.
このとき, IKABO に腕がついている状態で動かすと, IKABO の胴体に腕が当たってしまう可
能性があったため, 右腕を外し, その外した右腕を使って安全を確認してから作業を進めた.
しかし上記の作業を行った結果以下のような問題点が見つかったため, それらを取り除く作業を
行った.
まず, IKABO の腕は片腕ごとに 4 つのサーボモーターを連結して構成されている. 先に述べた
ように右腕をはずし作業をしたが, 右腕を構成している 4 つのサーボモーターを同時に動かそう
としたところ, 全てのサーボモーターが正常に動くことはなかった. 教授や先輩に状況を説明し原
因を聞いたところ, 多くのサーボモーターを動かすための電力が足りておらず, このようなことが
起きてしまったという事だった. 実際サーボモーターを動かすマイコンには, マイコン用のバッテ
リー, マイコンとサーボモーター用のバッテリーを接続できるが, このときマイコンとサーボモー
ター用のバッテリーしかなかった. このとき, マイコンとサーボモーターを 1 つのバッテリーで動
かしていたため, このようなことがおきてしまったと考えた. したがって, 早急にマイコン用のバッ
テリーを調べ注文し, これ以降同時に動かすことが出来るサーボモーターは 2 つまでとして作業を
行った.
サーボモーターを 2 つずつ動かしていくことで, 電力の供給は足りるようになりサンプルプログ
ラム通りに動くようになったが, サーボモーターを連結している部分のねじがずれていたため, プ
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ログラムで指定した角度とは異なる角度で動いていた. 例えば, サーボモーターへ電力が供給され
たときにそのサーボモーターは初期値として 0 度の位置に動くはずだったが, その角度が 5 10 度
ずれていた.
右腕のサーボモーターを 1 つずつ動かし, どの程度角度がずれているのかを三角定規等の道具を
用いて測定し, 接続部分を付け直す作業を行い, ずれの生じたサーボモーターの角度を修正した.
しかし, 接続部分のねじを止める箇所が限られていたため, 修正後も 1 2 度程度ずれが生じている
サーボモーターもあった. このずれは腕を動かす際大きな障害にはならないため, その程度のずれ
は許容範囲とした. なお, 右腕の修正が終了し次第, 左腕の修正を行った. これにより, プログラム
に異常がなければほとんど完璧に指定した角度に動くことが可能になった.
上記の修正が全て終了し, 改めてサンプルプログラムを用いて正常に動くかをチェックしたとこ
ろ, サーボモーターの動く角度が明らかに違うことが分かった. サンプルプログラムでは, キーボー
ドの d を押すたび全てのサーボモーターは 10 度ずつ動き 180 度を越えると 0 度に戻るというプロ
グラムが書かれていたのだが, 実際に動かすと 0 90 度までは 10 度ずつ動いたが, 90 180 度までは
6 7 度程度ずつしか動かなかった. そこで, サンプルプログラムの中でサーボモーターのく角度を決
定している部分を探し, それを修正する作業を行った. サーボモーターの動く角度を制御している
ものは周辺クロックと言い, この数値は
P φ [Hz]/4 ∗ [usec] = cnt という式で計算される. この式にそれぞれの変数を当てはめて算出された cnt がずれていると考え,
腕に使われているサーボモーターの公式サイトから仕様書をダウンロードし, 誤りのある箇所を探
した. まず, 元のサンプルプログラムでは, 式の x[usec] の部分が 600[usec] と書かれていた. とこ
ろが, 仕様書を見ると 900[usec] 正しいことが判明した. そこで, 式を実際に 900[usec] として計算
し動作確認をしたところ, 問題のあった 90 180 度の間の動きが 600[usec] のときよりも改善されて
いた. しかし正確に動いていたわけではなく, まだ動く角度が足りていなかった. そこで, 計算式を
600[usec] から 900[usec] にした, つまり 1.3 倍したという事実から, 900[usec] の計算結果を何倍か
することで 90 180 度の動きを完璧にすることが出来ると考えた. サーボモーターの接続状況から
サーボモーターを 180 度以上に傾けてしまうと, サーボモーターが壊れてしまう恐れがあったため,
1.1 倍から少しずつ倍数を増やしていき, 丁度良い倍数を探し出した. 最終的に計算結果を 1.41 倍
すると, 0 180 度の間 10 度ずつサーボモーターの角度を動かすことが出来るようになった.
結果, 動く角度が途中から変わってしまう問題も解消できた.
上記のの 3 つの問題点を改善した為, サーボモーターを正確に自分たちが動かしたい角度を動か
すことが出来るようになった. したがって, 次に目標であるイカ踊りの実装を開始した.
まず, イカ踊りを躍らせるとなると, イカ踊りのテンポに合わせて腕のサーボモーターを動かす
ことが必要だと考えた. そこで時間を計るための関数の実装を行った.
全方向移動機構は（株）土佐電気に製作を依頼し, 特注したものである. 全方向移動機構は 3 つ
のオムニホイールから出来ており, その合成ベクトルで移動方向を決定している. この機構の操作
は, 専用の無線コントローラーを使用する. なお, この機構は IKABO3 号機・5 号機共に使用して
いるため, どちらの IKABO も同じプログラムを実装している. このプログラムは, 徐々に加速・
減速をすることが可能になっており, IKABO が転倒することが無いようになっている.
コントローラーは十字キーと LR ボタン, さらに□ボタンを操作し IKABO を動かす. まず十字
キーの上・下・右・左はそれぞれ IKABO の前・後・右・左方向に移動するようになっており, L
ボタンは左回転, R ボタンは右回転に動く. また, □ボタンまたは LR ボタンを同時に押すことで,
IKABO の動きを停止させることが出来る.
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先述したとおり, 腕の動きはイカ踊りの振り付けが出来るようになったが, よりイカ踊りらしさ
を出すために全方向移動機構の動きを腕に合わせる必要があった. したがって, 全方向移動機構の
プログラムにイカ踊りをするためのプログラムを書き込む作業を行った.
まず, イカ踊りの動きをするためには腕のように時間を測ることが必要なため, その方法を考え
た. 全方向移動機構のプログラムは, main 関数に書かれているそれぞれのボタンを押したときの
場合の判定をする部分を while 文によって高速で回しているので, イカ踊りの 1 小節に相当する
while 文の回転数を調べることからはじめた. はじめに, while 文の中に回転数をカウントするため
の変数を用意し, 中身が回転するたびにその変数を +1 してその変数に代入した. 例えば, その変数
が 1000 以上となったときに右に動くという処理をすれば, 右に動き始めるまでに何秒かかったか
が分かるため, 何回転で何秒間なのかが分かるのである. それにより, 何回転すると 1 小節になる
のかが明らかになる. しかし, このプログラムは while 文の中身が増加すると, それに比例して 1 回
転するのにかかる時間が増加してしまうため, 先にイカ踊りをするために必要な処理を全て書くこ
とにした.
イカ踊りの足の動きは実際あまり動く部分が無く, その程度の動きならばわざわざ IKABO に足
の動きを実装する意味は無かったため, IKABO を目立たせるために IKABO オリジナルの動きを
考案し, 小節ごとの動きを紙に書き出した. その動作をプログラムに実装する際, 1 小節ごとに動き
を書く必要があるため, 先に述べた while 文が何回回ったかをカウントする変数を使い, その変数
が 0 以上のとき, 1 小節分の回転数以上のとき, 2 小節分の回転数以上のとき, となるように if 文に
よって分岐を作り, 1 小節ごとに動きを簡単に書き換えることが出来るようにした. なお, 右・左・
前・後方向に動かす, また左・右回転の動きをする際の 3 つのオムニホイールのベクトル方向はす
でに書いてあったため, 改めてベクトル計算をする必要は無かった.
IKABO オリジナルのイカ踊りは, 踊り始めと終わりの位置が変わらないように IKABO を動か
すように考案した. まずイカ踊りの始めは前奏だけで 16 小節あり, そのとき腕はずっと手拍子をし
ている. この部分は長い割に手拍子のみであるため, 1 小節ずつ右回転, 左回転, 左回転, 右回転を
するというオリジナルの動きをさせた. これにより, IKABO のかわいらしさを強調し, 尚且つ棒立
ちを避け, より注目を集められるようになった. 16 小節の前奏が終わると次に, ”函館名物イカ踊
り”という歌詞が 2 小節間ある. この間もまた腕は手拍子をするだけだが, この次の歌詞に合わせ
て違う動きをするため, その動きを見せるために”函館名物”の 1 小節で IKABO を前進させた.
次の”イカ踊り”の 1 小節では IKABO を前進した位置で停止させている. これは, 様々な場所で
IKABO を動かすことになると予想できるので, 稼動範囲を少なくすることで少しでも安全を確保
するためである. 次の歌詞の”イカサシ・シオカラ・イカソーメン” では, まず”イカサシ・シオ
カラ”の部分は前の歌詞の”イカ踊り”に引き続き停止させている. この部分の腕の動きに注目を
集めるために前進したため, ここで IKABO を動かすギミックを入れずとも, 見ている人はしっか
りと腕の動きに注目していると考えたからである. ”イカソーメン”の 1 小節では”イカ”
”ソー”
”
メン”にタイミングに合わせて IKABO を少しずつ右に動かしている. 実際のイカ踊りでは”イ
カ””ソー””メン”にタイミングで右に跳ねるのだが, IKABO は跳ねる動作をすることが出来な
いため, 右に動くことでその動きを表現した. この動きをプログラムで書く際, この小節の if 文の
中に 1 小節分の回転数*1/8, *2/8, *3/8 のように 8 等分して書くことで実質 8 分音符のようにし,
1/8 で右に動き 2/8 で停止, 3/8 で右に動き 4/8 で停止, 5/8 で右に動き 6/8 で停止, 7/8・8/8 で
停止するように IKABO が動くことを可能にした. 次の歌詞の”もひとつオマケにイカポッポ”で
は, まず”もひとつオマケに”の 1 小節で踊り始めの位置に戻し, ”イカポッポ”の 1 小節で停止す
る. ”もひとつオマケに”の 1 小節で元の位置に戻すためには, これまでの”函館名物”での前進
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と”イカソーメン”で右に移動した場所から IKABO を移動させるため, 改めて左後ろへ移動する
ためのベクトル計算をする必要があった. まず, 前進する動きは 1 小節間使っていることと右に動
く動きは合計 1 小節の 3/8 間しか使っていないことから, 前進するための 3 つのベクトルと右に動
くための 3 つのベクトルを 3/8 倍したものを足したベクトルを算出した. その計算したベクトルの
逆方向に動かせば元の位置に戻るため, 計算結果に*(-1) をすることで, 元に戻る方向を決定するこ
とが出来た. さらに, 前進と右に動いた時間が異なるため, この合成ベクトルの方向に 1 小節間動
かしたところ, 動き始めの位置を通り過ぎてしまった. したがって, 計算したベクトルの 3 つのベ
クトルの数をそれぞれ 0 に近づくように 1 3 程度増減して調整することで動く力を抑え, 1 小節間
で動き始めの位置に動くようにした. 次の歌詞の”いかいかいかいか”の部分の踊りは右前に動く
のだが, IKABO でそれを実現するとなると, 右前に動かしながら右前に方向転換するか, ”いかい
か”で右回転をして右前を向かせた後に”いかいか”で前進をさせるという 2 パターンが考えられ
た. しかし, 方向転換をしながら動かすとなると 3 つのベクトルの値がとても複雑で計算すること
が出来ないため, 回転と前進を別で行うことにした. この”いかいかいかいか”の 1 小節も, 1 小節
の 1/2 倍した間つまり 2 分音符ずつで分岐を作り, 始めの”いかいか”と次の”いかいか”でそれ
ぞれ右回転と前進をするようにプログラムを書いた. その次の”イカ踊り”では, 腕を 2 回上げて
下げる動作があり, 実際のイカ踊りではそのとき腕と同時に片足を 2 回上下させるのだが, IKABO
にその動きは不可能なため, この”イカ踊り”の 1 小節間は IKABO を動かさないようにし, 腕の
動きを見せるようにした. その次にまた”いかいかいかいかイカ踊り”の歌詞がある. このときの”
いかいかいかいか”は, まず始めの”いかいか”で後退し, 次の”いかいか”で左回転をして元の位
置と向きに戻すことにした. この後”いかいかいかいかイカ踊り”の歌詞が 2 回出てくる. このと
きの動きは, 直前で説明したものとは左右逆にしたものにした. これにより均等の取れた動きにし
た. イカ踊りはこの後, 前奏を除いたものを 2 回繰り返すため, 残りの 2 回は今までの動きをその
まま利用した.
先述したように, 全ての処理を書き終わったため 1 小節が何回転かを調べる作業を行った. これ
によってテンポ良くイカ踊りの足の動きが出来るようになった. しかし, if 文で処理をしていたた
めか 3 回目の繰り返しから処理が遅くなり, 少しずつテンポから遅れてしまった. この原因は処理
が多くなり 1 回転にかかる時間が増加してしまったと考えた. したがって, 動作の処理のための if
文の条件に使われていた回転数を少しずつ減少させた. これにより, 3 回目の繰り返し時もテンポ
良く動くことが可能となった.
（※文責: 大石勝正）
時間制御を行うことは, 踊りを行う上で必要不可欠なことである. そのためタイマ関数を作成する
ことを目的として行動を開始した. 最初に, 昨年受講した情報アーキテクチャ演習
で取り扱った
タイマ関数を真似てプログラムを書いてみたが, エラーが発生したため断念せざるを得なかった.
原因は講義で取り扱ったマイコンと今回, IKABO5 号機に搭載しているマイコンが違う型式のもの
のため, 同じ指定方法ではタイマを扱うことができなかったようである.
プログラムを更に理解するため, マイコン自体の仕様書をダウンロードし, それを見ながらどこ
にタイマがあるのかを調べた. そこで分かったことは, マイコンには二つの割り込みタイマが搭載
されていること, その内の一つは腕を動かすという過程で既に使用していること, であった. そこで
既に使用しているタイマを参考にして, 使用していないタイマ関数をいか踊り用に使用することに
した.
実際に使用しているものはコンペアマッチタイマ (以下, CMT) というもので, 最初から使用し
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ているものが CMT0, 今回いか踊り用に使用するものが CMT1 である.
ここで CMT0 と CMT1 で, どうしても違う指定をしなければならない箇所が出てきた. それは
どれだけの時間でタイマがカウントアップするか, である. いか踊りを踊らせるという目的がある
ため, あまり長い間隔を空ける訳にはいかない. 例えば, 一秒間に一回だけカウントアップするタイ
マに設定してしまうと, 一秒間に一回だけしか動作を指定することが出来なくなってしまうからで
ある. そこで, いか踊りを実際に見て, どれだけの間隔があれば正確に動作を指定できるようになる
かを考えた結果, 一マイクロ秒ごとにカウントアップすることにより, いか踊りの素早い動作にも
対応できると考えた. 今回使用するマイコンでは, CMCNT と CMCOR の値が一致したときにカ
ウントアップするように設定してあるので, CMCOR に設定する値を変えることによってカウント
アップする時間を設定することが出来る. マイコンのクロック発振器が 44.2368MHz なので一秒
間は 44236800/8 であると考えた. ここでは設定する値が MHz ではなく Hz なので, 44.2368MHz
に 1000000 をかけて調整している. それを更に 1000 で割ることによって一マイクロ秒ごとにカウ
ントアップするよう設定した, これで CMT1 は一マイクロ秒ごとにカウントアップするように設
定できた筈である.
CMT1 の割り込み優先度は CMT0 と同じ値に設定した. また, main 関数の中で実際にタイマを
開始する処理を書き, ここでようやくタイマ関数の実装に至った.
設定が終わったのでプログラムを実際に動かしてみた. ここではいか踊りとは関係なく, ただタ
イマ関数が本当に想定通りに動いてくれるのかを確かめるためなので, わかりやすく一秒ごとに
サーボモータの角度を変えるという単純なプログラムにした. しかし実際に動かしてみると, 確か
に一秒よりも長い間隔を空けてサーボモータは回転しているようだった. 実際に計ってみると, 約
二秒の間隔で動いていた.
間隔が違うということは CMCOR に設定する値が間違っていることになる. プログラムをもう
一度よく見てみると, 内部クロックは既に 44.2368MHz を 2 で割ったものであることがわかった.
よって, 先程の値を更に 2 で割ってプログラムを再び動かしてみた. すると今度はしっかりと一秒
ごとにサーボモータが回転を始めた.
これで想定通りの動きが出来上がったので, 今度はこのタイマ関数を使って, いか踊り用のプロ
グラムの作成を開始した.
時間を正確に測ることが出来るようになったので, いつ, どのように, どこのサーボモータを, ど
の程度動かせば良いのか, を考え, それらを効率よく実装できるようなプログラムを書くことに
した.
いか踊りを踊らせる過程では, 実際に完成したプログラムに少しずつ指定動作を増やしていくこ
とで, IKABO の動きを見ながら角度や待ち時間などを指定していくようにしたかったのでまずは
プログラムの基盤を作ることにした. ここで必要な動作は, 角度を指定する部分, そして次の角度を
指定するための待ち時間を指定する部分である.
まず最初に, それぞれのサーボモータに対応した指定方法をマクロ指定した. これによって,
RIGHT HAND のように, その名前からどこのサーボモータを制御しているのかを分かりやすく
した. これに伴い, サーボモータのコードをマイコンに差し込む際の場所を指定した. いか踊り用
のプログラムでは目のサーボモータを制御する予定はないが, 同じプログラムで後になんらかのア
クションを動作できるようにするつもりもあるため, 目の指定もマクロを用いて表示を簡略化した.
次にシリアル通信によって制御が出来るようにするため, サンプルプログラムの中にあったシリ
アル通信での制御関数の中身を全て削除した. その後, その制御関数の中に d を受信した場合, い
か踊りを開始, 一時停止する, s を受信した場合いか踊りを停止するというプログラムを書いた. い
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か踊りの開始と一時停止, そして停止するという動作に dance flag というフラグ変数を用意した.
開始する時はフラグ変数に 1 を代入する. 一時停止, 停止する場合にはフラグ変数に 0 を代入する
ようにした. また停止する場合には, 現在の動作の順番を示す変数や, 待ち時間を表す変数も全て初
期化するようにした.
実際にいか踊りを制御するために dance() という関数を用意した. この中では, それぞれのサー
ボモータについて, 待ち時間が 0 になった時（つまり待ち終わった時）に次の動作をサーボモータ
に指定し, 次の待ち時間を変数に格納した後に, 行動順番を示す変数をインクリメントする, という
処理が書かれている. また, いか踊りが最終行動順番に達したとき, 一番最初の動作に戻るように行
動順番を 0 に初期化するように指定した.
いか踊りを踊る際, 動かすサーボモータの角度や待ち時間に関しては, それぞれのサーボモータ
について変数の配列を用意した. プログラム起動直後に配列の中身を初期化し, いか踊り用の角度
や待ち時間を格納することによって, 行動順番を示す変数を引数に指定することで順番に想定通り
の動作を指定することにした. また, 配列の要素数を得て, その数を行動数とすることにより, 踊り
をループする際の数を指定する手間を省いた. 実際に行っているのは, 変数のサイズを配列の引数
0 のサイズで割るというものである. この式で得た結果をサーボモータごとに用意した変数に代入
することで, そのサーボモータがいか踊りを踊る際にどれだけの動きを指定する必要があるかを示
した. 実際にいか踊りを踊る際には, いくつかのサーボモータが同時に動くという場面がある. し
かしこれまで, マイコンに接続したサーボモータを動かすためのバッテリーと, マイコン自体を動
かすためのバッテリーは共用していたために, サーボモータを同時に複数個動かしてしまうと, マ
イコン自体に電流が回らなくなってしまい, 瞬間的に電源が切れてしまうという現象に陥ってい
た. そのせいで, プログラムがリセットしてしまうので, 連続して踊りを継続させることが不可能で
あった.
実際にいか踊り用のプログラムを完成させた後, 試しにいか踊りの冒頭の部分を動かしていた際
にはこの問題が起きてしまったので, それ以降の作業が出来なくなってしまっていた.
早めにマイコン用バッテリーを注文していたので, 作業が出来なくなってから約一週間で届いた.
注文したバッテリーのままではケーブルの規格が合わないことがわかっていたので, 変換ケーブル
を作成し, マイコンに繋いでみると, 今度はしっかりとサーボモータを同時に動かしてもプログラ
ムが初期化されることなく動いたので, 本格的にいか踊り用に, 5 号機の腕の角度待ち時間を調べる
作業を開始した.
いか踊りを踊らせる際に特に重要なのは, テンポを合わせることだった. タイマ関数の実装に
よって, 時間を計ることには成功したが, 実際に何秒待てば次の動作に移ればいいのかがわからな
かったので, 最初にいか踊りの音楽を実際に聞いて, 1 小節が何秒になっているのかを計った. こ
こで, 1 小節だけの時間を計るのはとても難しいので, 実際に音楽を流し始めてから 18 小節までの
時間を計り, それを 1 小節ごとの時間に直してから, それを参考に待ち時間を決定していくことに
した.
実際に計ってみると 18 小節で 36．12 秒であることがわかった. よって 1 小節は 1.806 秒であ
る. これで待ち時間を指定する際には小節単位, または拍単位でわかれば実際の時間も指定できる
ようになった. ここで今度はそれぞれのポーズの角度を実際に IKABO5 号機の腕を見ながら, 定
めていくことにした.
いか踊りは最初の 18 小節の全てが, 1 小節ごとの決まったテンポによる手拍子から成り立ってい
る. よって 1 小節分の指定が成功すれば, 後は 18 小節まで全て同じものになるということになる.
ここで手拍子を行う際, 人間のように腕を大きく振って手拍子をすると, 肩のモータに大きな負担
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がかかってしまうため, 肩は動かさず, 手先の動きだけで手拍子を表現した. IKABO5 号機の手は
三角柱の形をしていて, その先端が僅かに当たるほどの位置に角度を調整した. 肩のモータには一
番負担のかからない, 一番上の位置, 角度で言うと 180 度の位置に固定した.
ここで, いか踊りを始める際に IKABO5 号機の腕が別の角度に指定されていると, いか踊りを踊
り始めようとする過程で自らの体やゲソの部分に当たる恐れがあったので, プログラム起動後の初
期位置をいか踊り開始時の角度と同様にした. これによって, 無理なく, 危険もなく, スムーズにい
か踊りに入れるようになった.
図 4.1 に IKABO5 号機の腕の初期角度を示す.
図 4.6 IKABO5 号機の腕の初期角度
いか踊りでは手拍子が終わると次に, いかさし, しおから, いかソーメンの歌詞に合わせてそれぞ
れ独特のポーズを取る. いかさしの部分では両手を上げ, しおからの部分では両手のひらを合わせ
て顔の右に持っていき, いかソーメンで両腕を左右に広げ, 斜めに傾けて片足で 2, 3 回横に移動す
るように飛び跳ねる, というものである. これら全てを IKABO5 号機で完全に再現することは出
来ない. 特にしおからの部分では両手のひらを合わせるという動作があるが, これは腕をぶつけて
しまい, 破損させてしまう恐れがあるので, 少々手のひらを離して動作するようにした. 実際のいか
さしのポーズを図 4.2 に示す.
図 4.7
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いか踊りの「しおから」のポーズ
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また, 手拍子のポーズから一括していかさしのポーズへと移行しようとした場合, 腕が頭に当
たってしまうという問題があった. そこで先に肩を指定の位置へ回転させてから腕や手先といった
その他のサーボモータに動作を指定することにした. これによって順番にサーボモータが動作を開
始するため, 頭に当たらずにいかさしのポーズを取ることに成功した.
いかソーメンが終わるともう一度手拍子を挟んで, 最後にいかぽっぽの節に入る. ここでは先程
のいかさしの部分と似たようなポーズを取る. 両腕を上げるところまでは同じだが, いかぽっぽで
はいかさしの時と違い, 手首を内側に曲げるようになっている. 人間が実際に踊る際は頭の上で手
先を合わせるようにするが, IKABO5 号機では頭の上まで手が届かないため, 手首を曲げて人間と
似たような動作を行わせた. 実際のいかさしといかぽっぽのポーズを図 4.3 に示す.
図 4.8
左が「いかさし」, 右が「いかぽっぽ」のポーズ
最後にいかいかいかいかいか踊り, というフレーズが出てくる. いかいかいかいかの部分では主
に足が動く踊りになっているため, 腕は静止した状態になっている. この時のポーズは初期値と同
じにした. その格好が一番, モータへの負担が小さいからである.
いか踊りの部分は両腕を上下に動かす, という踊りになっている. 人間が行う際には両腕を大き
く上下に振るが, IKABO5 号機に踊らせるとモータへの負担や, 頭に当たってしまうという問題
があるので, 肩のモータは初期値に固定して, 腕だけを前に出した状態で上下に振るという動作に
した.
いか踊りには 2 番, 3 番の踊りもあるが, 全てポーズは同じものなので角度の指定は先述したい
か踊りの部分で終わりである. 基本的にこれらの動きを一小節ごとに分けてポーズを決めながら角
度, 待ち時間のテーブルを完成させた. これで, 三番までほとんどタイミングがずれることなく踊る
ことが出来るようになった.
（※文責: 小笠原鉄也）
IKABO5 号機のいか踊りを実装させることに成功したので, 今度は IKABO3 号機にもいか踊りを
実装しなければならない. 当初の目的として IKABO5 号機が開発されたのには, IKABO3 号機と
同時にいか踊りを踊ることによってエンターテイメント性を向上させる意味があった. よってまず
は 2 体がそれぞれ踊れなければ意味がない. そこで IKABO5 号機に実装させたプログラムを改良
して IKABO3 号機にもいか踊りを実装することにした. そこで IKABO5 号機と IKABO3 号機の
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違いを知ることにした. いか踊りを踊る際に必要な情報は腕のサーボモータがどのように取り付け
られているのかである. これは IKABO5 号機との違いを知ることが必須事項となる.
実際に見てみると IKABO3 号機は IKABO5 号機と腕の取り付け方が違った. サーボモータの
角度でいうと, ちょうど IKABO 自体に直接取り付けている箇所, 人間でいう肩に当たる部分以外
のサーボモータが全て 180 度逆になっていることがわかった. そこで IKABO5 号機で指定してい
る角度を全て変更することにした. IKABO5 号機と IKABO3 号機では搭載しているマイコンが全
く同じものになるので, プログラム上で記憶しているいか踊り用の角度テーブルを変更させること
によって実装が可能になっている.
これに取り組み始めたのが 9 月のことだが, 同時に IKABO3 号機のハードウェアを改良する案
が挙がっていた. これは IKABO3 号機を全体的に白く塗り, 重心を低くすることが目的であった.
そこで IKABO3 号機の改良をするにあたって, 腕を IKABO5 号機と同じ角度で取り付けることに
よってプログラムを全く同じもので実装できるようにした. 肩の部分から先に取り付けられている
サーボモータを 180 度回転させてもう一度腕を取り付けると, IKABO5 号機と IKABO3 号機の腕
の機構が全く同じになった. これによってプログラムを改良することなく, そのままマイコンに書
き込むことによっていか踊りを踊れるようになった.
しかし, 実際に踊らせてみると腕が顔や目の部分に当たってしまうことがわかった. これは
IKABO3 号機の改良を経て, 重心が下がったことにより同時に顔の位置も下がってしまい, 腕に近
づいたことが原因である. いか踊りの中で「いかいかいかいか」というフレーズの次に「いか踊り」
というフレーズで腕をあげる動作がある. その時に目に当たることがわかった. 腕をあげる直前の
ポーズを次に示す.
図 4.9 目に当たる動作の直前のポーズ
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この状態から肩の部分を上にあげるように角度を指定しているのだが, 勢い良く目に当たってし
まった. これによって目の色が剥がれてしまう問題があった. そこで「いか踊り」のフレーズに
あたる部分の角度を少し小さくすることによって目に当たらないように改良した. これによって
IKABO5 号機と IKABO3 号機に書き込まれたプログラムは少し違うものになったので, 同じプロ
グラムを流用することは出来なくなった.
これで IKABO3 号機と IKABO5 号機がどちらもいか踊りを踊ることが出来るようになった.
今度はこれらの踊りを同時に開始させられるようにしなければならない. これまでは最初からパソ
コンに入っていた Tera Term というソフトウェアを使ってパソコンと IKABO に搭載されている
マイコンと通信を行っていた. しかし Tera Term では 1 つのアプリケーションで 1 つのマイコン
としか通信できなかった. IKABO3 号機と IKABO5 号機が同時にいか踊りを踊るためには同時に
通信を行って命令を送る必要がある. 最初さえ合えば, 後はマイコン内のタイマによって時間がず
れることなく踊り続けることが出来るからである. そこで同時に二つのマイコンに命令を送ること
が出来るようなソフトウェアを開発することになった.
（※文責: 山口峻弥）
4.2.3
アプリケーションの開発
今期の制作班マイコンチームは 2011 年 7 月７日に IKABO5 号機に腕・足同時に動作する実際
のいか踊りに忠実ないか踊りの実装をすることに成功した. しかし, IKABO3 号機のいか踊り実装
はまだ完成していない. それらを踏まえて今後行うべき課題と展望について以下に記述する.
マイコンチームの最大の課題であった IKABO3 号機, 及び IKABO5 号機にいか踊りを実装する
という目標は, 中間のグループ報告書提出の現時点では達成されていない. IKABO3 号機用のマイ
コン（IKABO5 号機で使用している物と同じ RE00V）は既に私たちの手元にあるので函館港まつ
りのいか踊りのイベントまでに実装することが最優先の課題である. しかし, IKABO3 号機の腕と
IKABO5 号機のそれとでは使用しているサーボモーターは同じだが, 腕の構造上, IKABO3 号機
の方が IKABO5 号機よりも腕の長さが長くなっている. そのため, 腕の可動域が IKABO5 号機と
どのように違ってくるか, また, 重心が IKABO5 号機よりも高い位置にあるため今回マイコンチー
ムが IKABO5 号機に実装したいか踊りの足部分のプログラムを使い回すことによってその動作の
安定性がどのようなものになるかを実験し, それを各種イベントに持って行き, 実際に動かしたと
きに問題が発生する恐れがあるようなら, 適宜, プログラムを編集して実装しなければならない. こ
れらの箇所に十分に注意し, 期限内の IKABO3 号機のいか踊り実装を目指す.
そして現在, IKABO5 号機のいか踊りは腕と足の動きは独立していて, それぞれ PC とコント
ローラーからの指示で制御している. 今後は, これらを一括して PC から制御できるようにする.
この課題を達成することで, 今まで PC と, コントローラの両方を同時に押さないと手・足の動き
が忠実な, 曲に沿ったいか踊りを踊ることができなかった IKABO5 号機がより簡単に操作できる
ようになり, そのいか踊りにより正確性とエンターテインメント性が増す. また, いか踊りが未実装
の IKABO3 号機についても同様である. マイコンチームの目標として掲げた 2 体連携アプリケー
ションについても考察する.
上記 2 点の問題点をクリアしたら, 誰でも分かりやすく, 簡単に操作ができるインターフェー
スを開発し, イベント時に多くの方に IKABO に触れていただくことで IKABO1 号機と同様に
IKABO3 号機, 及び IKABO5 号機の知名度アップや函館の観光産業の促進を図ることもこれから
の目標の 1 つである. いか踊りだけでなく, 「バンザイ」や「バイバイ」などの IKABO1 号機にあ
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るような動作のバリエーションも追加し, インターフェースに盛り込むことで 2 体の小型 IKABO
をもっと身近に感じてもらえるようにする.
マイコンによる LED 制御については現時点までに基本知識は学習したが, 実際に LED を
IKABO に実装するまでには至らなかった. これは IKABO5 号機のいか踊り実装の手順の過程に
おいて当初の計画以上の時間がかかると判断し, LED の担当であったメンバーがその作業補助に
まわったことで LED 実装の作業が滞ってしまったことが原因である. この点に関しては IKABO3
号機のいか踊り実装と同様に, 当初設定した期限までの完成を目標とする.
最後に, 今回マイコンチームではいか踊り実装作業中の IKABO3 号機, 及び IKABO5 号機の挙
動から, いか踊りを踊らせることによって多大な電力を消費することが分かった. そこから長時間
のイベント時のバッテリ不足が懸念された. よって, これら 2 体の IKABO に用いるバッテリの再
検討が必要だという問題も浮き彫りとなった.
今年度制作班 9 号機チームが制作する IKABO9 号機についても, 以上の課題を達成させること
と並行して, 今年度内の完成を目標にその移動機構についてプログラムの考察, マイコンの選定な
どの手順を経て, 順次実装していく予定である.
（※文責: 岩瀬翔平）
ここで挙がったのは IKABO1 号機で使っていたようなインターフェースを真似して作る案である.
これは実際に扱っていて子供にもわかりやすいインターフェースであることがこれまでのイベント
でも実証されている. また, プロジェクトメンバーにとっても馴染みの深いインターフェースを目
指すことによって説明をすることもなく操作が出来るようになるからである. そこで IKABO1 号
機の操作用アプリケーションのプログラムを入手しようと試みたが, 5 年前に開発されたもので既
に開発者が大学を卒業していることもあってか, どこにも見当たらない状態にあった. そこで仕方
なく, 最初からプログラムを開発し, インターフェースのみを真似ることにした.
しかしこのままではいか踊り用のボタンと, いか踊りを止めるだけのボタンが設置されるだけで
IKABO1 号機のアプリケーションと比べると寂しいものになってしまう恐れがあった. イベント
などで子供などに操作してもらうためのインターフェースでありながらボタンの数が 2 つでは殆ど
意味がない. そこで IKABO3 号機と IKABO5 号機にもアクションを追加することにした.
IKABO3 号機と IKABO5 号機に追加するアクションについてはわかりやすいポーズにした.
IKABO1 号機にも存在しているバイバイのアクションを右手と左手にそれぞれ 1 つずつ. もう 1
つが両腕を下ろし, 手首を外側に広げるポーズである. これをいかゲソのポーズという. いかゲソ
のポーズを次に示す.
いかゲソのポーズが誕生した理由は, イベントなどでゲソを数える際に腕を数えないで 8 本しか
ないという人が多かったので, わかりやすくゲソとして表現するためである. 実際に IKABO を見
ていかなのか, たこなのかがわからないといった声も多くゲソの数で判断しようとする人が多かっ
た. そのため 8 本と認知されてしまうと IKABO をたこだと認識してしまう人が多くなってしまう
ため, いかゲソのポーズでいからしさを表現したのである.
バイバイのアクションでは, 手を顔の横まで上げ, それを左右に振ることによって実装している.
ここでは根元から 2 つ目のサーボモータだけでなく, 手首にあたるサーボモータも振るようにする
ことによって動きのなめらかさを表現している.
これらのアクションは大体, 3∼4 秒で完了するようにしている. 実際, アクションを行っている
間は止める処理がないため, あまり長すぎると誤作動を起こした時や次のアクションを実行させた
い時などに待つことがストレスになると考えられるからである.
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図 4.10 いかゲソのポーズ
アクションを実装するにあたって, プログラムを改良する必要があった. しかし最初からアク
ションは余裕があれば追加しようと考えていたため, アクションを追加しやすいようにプログラミ
ングしていたので, 大規模なプログラムの改良は行わないで実装することが出来た.
プログラム上でアクションを実装している部分は, いか踊り用の関数での機能を模倣して制作し
た. それぞれのサーボモータについて, アクション用の角度をプログラム上で定義している. これ
を安易に変数に代入していてはメモリを無駄に使ってしまうので, アクションをする直前に実際に
角度を変数に代入して実装するようになっている. これらを関数によって管理することによって,
複数のアクションの角度を変数に代入するという処理を行っている. これは無駄に変数を定義する
ことを避けるためである. この関数の定義によってアクションに使う変数は一種類で十分であり,
それを複数のアクションで併用するようにした.
アクションをする直前に角度を変数に代入することによって, いか踊りの時と同じように配列の
要素を 1 つずつ角度として使用することによってアクションを実行させている. 同時に次の動作
までの待ち時間を代入している変数を参照することによって, 1ms 単位で厳密に時間を管理してい
る. これによって腕が床や IKABO 自体に当たることなくアクションを実行することが出来るよう
になっている.
最後にいか踊り用の関数と違うところとして, ループしないという部分がある. アクションは
ループさせる必要がないため, 全てのサーボモータが一回分のアクションを終えると腕は全て初期
角度に戻って動作を停止する.
これらの機能を使うことによって, これからも角度を定義するだけで新しいアクションが追加で
きるようになっている. アクションを追加してから, どのボタンで実行するかを KeyCheck() 関数
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で定義すればパソコンから Bluetooth を用いて命令を送ることによってアクションを実行させる
ことが出来るようになる. 今回実装したアクションは分かりやすい命令ということで文字として 1,
2, 3 で定義している. 今後, アクションを追加する場合は 4, 5, 6 といった数字で判定するのがわか
りやすいと思われる. 10 個を超える場合は適宜, 別の文字で判定を行うべきである.
これでいくつかのアクションを実行することが出来るようになったので, インターフェースの開
発を行うことにした. まずは機能を実装するために, 言語を選ぶところから始めた. 最初は大学の
講義でも扱ったことのある Java を用いて実装を試みた.
Java ではライブラリを導入するところから始める必要があった. まずは開発環境である Eclipse
を導入するところから始める. Eclipse を導入した後はライブラリの導入を試みた. これはインター
ネットで検索して, 解説してあるホームページを参考にした（参考文献１）. ライブラリを導入し
てプログラムをコピーし, 実行してみたがエラーが多く出た. そこで対処しようと試みたが, 上手
くいかずに断念した. 問題はライブラリの導入の仕方がバージョンによって違うために起こったエ
ラーだと思われる.
そこで, 同じページで解説されている Visual C++ を用いて開発するという方針に切り替えた.
結果として完成品は Visual C++ で作られている. このソフトウェアを IKABO コントローラと
名づけた. では制作のプロセスを以下に示す.
Visual C++ は触れたことがない言語だったため, まずは環境の導入から始めた. Visual Studio
2010 Express というソフトが現段階では一番新しいバージョンだったため, これをインストール
した. その後, 参照したホームページにある「VisualStudioC++ で PC 側アプリケーションを作
る」というページを参考に, シリアル通信を試みた. Bluetooth を用いたシリアル通信で, マイコン
側は’d’ を受け取ると踊りを開始するようになっていたので, まずはウィンドウに 1 つボタンを配
置して’d’ を送るだけのプログラムを作成した. まず最初にポートの設定をしなければならない. 通
信速度とポート番号をプログラム上で指定し, ボタンを押したらポートを開いて, ’d’ を送信して,
ポートを閉じるという処理を行った. IKABO5 号機に送信すると確かにいか踊りを開始した. これ
でシリアル通信の機能は使えるようになった. しかしボタンを押してからポートを開くまでに時間
がかかってしまって, 少々のタイムラグがあった. これでは IKABO3 号機と IKABO5 号機が同時
に踊ることは出来なくなってしまう. そこで, アプリケーションを開始した直後にポートをオープ
ンさせるようにした. そしてアプリケーションを終了させるときにポートを閉じる処理を追加した.
これによってボタンを押してから実際にいか踊りを開始するまでのタイムラグが無視できるほど小
さいものになった.
今度は IKABO3 号機と IKABO5 号機を同時に踊らせることにした. これは単純に IKABO3 号
機と IKABO5 号機の 2 体に同時に’d’ を送信することによって実装されるものである. 厳密に言う
と, 2 体同時ではなく, 1 体ずつ順番に送っているような処理になるが, その時間差は無視できるほ
ど小さいものであるため同時に踊っているように見えるのである. これは, 最初にポートをオープ
ンする際に 2 つのポートに対して同じ手順を行うことによって実現が可能である. その後, アプリ
ケーションを閉じる際には 2 つとものポートを閉じる処理を入れた. そして先程, IKABO5 号機を
踊らせるためのボタンに IKABO3 号機に対しても同じように送信をする処理を入れた. これで試
してみたところ, 確かに 2 体同時に踊っているように見えた. これでシリアル通信の実現は達成さ
れたことになる. 後はインターフェースを整えて, アプリケーション側にどのような操作方法を加
えるか, である.
ここで IKABO1 号機のソフトウェアと違う箇所が 1 つある. それは, 今回開発するソフトウェ
アでは 2 つのマイコンに同時にシリアル通信を行うところ, である. これは IKABO3 号機と
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IKABO5 号機を同時に制御することになるので, その部分をまずは改良するようにした. 今回開発
するソフトウェアでは, 2 体同時のいか踊りの実現だけではなく, 誰にでも扱えるようなインター
フェースを目指していたので, 2 体同時ではなく個別にでも制御できるようにしたかったのである.
これは, IKABO5 号機や IKABO3 号機が単体でイベントに出展する場合を想定してのものである.
また, 自分以外のパソコンでも扱えるようにするため, ポートの設定をプログラム上ではなくイン
ターフェース上で変更できるようにする必要があった. そこで, アプリケーションを実行した時に,
ポートをオープンするにあたって, ポート番号を指定するためのテキストボックスを配置した. こ
の場所に自分のパソコンで繋がったマイコンとのポート番号を入力することで, どのパソコンから
でも接続が出来るようにした. また, 同じ画面ではポートをオープンするか否かを決定するボタン
が配置されている. これらの機能を実現した最初の画面を次の画像に示す.
はいを選ぶと, はいの上にあるポート番号に対してオープンを試みるようになっている. ここで
ポートのオープンに失敗した場合, エラーメッセージを返して次の処理に移るようになっている.
この処理を IKABO3 号機と IKABO5 号機の 2 体に対して行い, いずれかのポートがオープンし
ている状態であれば IKABO コントローラのメイン画面を表示する. また, 片方のポートしかオー
プンしていない場合は確実にオープンしている IKABO に対して送信を行うようになっている. 両
方のポートがオープンしている場合は, どちらに命令を送るのか, または両方に送るかの選択が可
能になっている.
図 4.11
IKABO コントローラの最初の画面
ポートのオープンに成功した場合に表示されるメイン画面を次に示す.
図 4.12
IKABO コントローラのメイン画面
これは IKABO5 号機を操作対象にしている状態のメイン画面である. ボタンを押した場合に送
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信される相手について, 中央に大きく画像を表示することによってわかりやすくしている. この場
合は中央に表示されているのが IKABO5 号機となるので, 下のボタンを押した場合に送信される
のは IKABO5 号機だけになる. IKABO3 号機のみを動かしたい場合は左上にある左方向の矢印を
押すことによって, 中央の画像が IKABO3 号機となり, ボタンを押すと IKABO3 号機に送信され
るという仕組みなっている. また, IKABO3 号機と IKABO5 号機を同時に動かしたい場合には右
上のボタンを押せば良い.
下のボタンは実際に命令を送信するためのボタンである. IKABO のメインである動きのいか踊
りは大きく左下に設置した. また, その後に実装した 3 つのアクションは画像の下に配置している.
こちらも操作対象を IKABO3 号機と IKABO5 号機にすれば, 2 体同時にアクションを行うように
なっている. いか踊りは基本的に動きをループし続けるので, 右下に止めるボタンを配置した. こ
れは信号などでも使われている赤色を使うことによってわかりやすく止めるボタンであることを強
調している.
また, アクション用のボタンの文字は全てひらがなにした. これは, そもそもこのソフトウェア
が子供にも扱いやすいようなインターフェースを目指して作られたものだからである. これによっ
て, ボタンを見ただけで IKABO が実際にどのように動くのかを理解することが誰にでも出来るよ
うになった.
今回のソフトウェアではいか踊りのボタンを押した際に, 同時にいか踊りの音楽が鳴るようにし
た. 手動で動きを合わせるよりもこの方が確実に音楽と動きを同調させることが出来るからである.
しかしいか踊りが一時停止が可能なのに対して, 音楽の方は一時停止の機能がないプレイヤーを
使っている. そのため, 折角実装したいか踊りの一時停止機能は使わない状態になっている. 今後
の課題として, IKABO コントローラに一時停止が可能な音楽プレイヤーを使うという問題が残っ
ている.
今回制作した IKABO コントローラは使い方をメンバーの 1 人に教えたところ, そこからメン
バー全員に使い方が伝えられた. それでも問題なく誰でも使えているようだったので, 使いやすい
インターフェースという点においては目標通りのものが出来たと考えられる.
IKABO3 号機と IKABO5 号機に同時にいか踊りを踊らせるという目標が達成できたので, 11 月
からは本格的に IKABO9 号機の製作に加わることになった. その中でも自分は IKABO9 号機の
プロペラと腕を動かすためのマイコンへの組み込み用のプログラムを開発することにした. プロペ
ラは上昇, 下降に使う予定であったが途中で急遽, 旋回のために使用することにした.
IKABO9 号機に搭載されるマイコンは IKABO3 号機や IKABO5 号機と全く同じものであった.
また, 腕についてもサーボモータを使用することになり, その種類も IKABO3 号機と IKABO5 号
機の肩の部分に使われているサーボモータと同じものにした. そのため, IKABO9 号機の腕を動か
すプログラムは IKABO3 号機や IKABO5 号機に使っているプログラムと同じように角度を指定
するだけで動かすことが出来るようなった. そこで問題はプロペラを回すという処理になった. プ
ロペラを回すという処理自体は別のマイコンで行われるようになっている. プロペラ用のマイコン
は, 腕を動かすために搭載されているマイコンからシリアル通信で特定の信号を送ることによって
プロペラを回すことが出来るようになっている. よって腕を動かすためのプログラムにシリアル通
信で送信を行う処理を追加する必要があった. 今回のシリアル通信はパソコンと通信していた方式
のものではなく, TTL というものを使用する必要があった. これはパソコンとの通信に使用してい
たものとは別の場所にあるものなので, プロペラ用に通信用のポートが取られることなく, パソコ
ンからの遠隔操作は可能になっている.
まずは IKABO9 号機の腕を動かすためのマイコンとプロペラ用のマイコンを繋ぐためのケーブ
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ルを制作した. 送信と受信の部分の並びが違っていたので, それらを入れ替えて制作した. その後,
プロペラとマイコンを繋ぐケーブルを制作してプログラムの開発に取り掛かった.
プロペラを動かすためには, 1 バイトの値を連続して送るようなプログラムを制作する必要が
あった. 実際に送るのは 255, 28, 1, 0 といった 1 バイトデータである. ちなみにこの値を連続して
送信すると全てのモータが停止するようになっている. まず 1 つ目の 255 という値は固定されたも
のである. 恐らく, この値が命令の始まりであることを表しているようで, どの命令でも最初は 255
から始まる. 次に送っている 28 という値はマイコンに割り振られた ID である. 最初は 28 になっ
ていて, これを適宜 29, 30, 31 という値に変えることが出来る. プロペラ用のマイコンは直列に繋
いで動作させることが出来るので, マイコン毎に命令を変えるための処理である. 次の 1 という値
は, これ以降の命令が 1 バイト残っていることを示している. 命令によってこの値は変わる. 最後
の 0 は命令の種類を表している. 0 は停止で, 3 が 1 つのモータを回す, 4 が全てのモータを回すと
いったものがある. これらの命令を連続して送る処理としては, 割り込み送信を用いている. バッ
ファに代入された値を送信できる時にマイコンが送信するようになっている. よってバッファに
255, 28, 1, 0 という値を順番に入れておくことによってプロペラ用のマイコンに送信される仕組み
である.
プロペラを回す際には時計回りか反時計回りかを指定できるので, 風を送る方向を逆にすること
が出来る. これによって上昇, 下降を行おうとしていた. しかし実際に完成した IKABO9 号機で試
してみたところ, モータが弱く, また浮力を上手く調節できないために上昇, 下降を行うことが出来
ない状態であった. モータの出力を 1 ％刻みで指定できるものではあったが, 最大の出力にしても
まだ足りない状態であった. そこで IKABO9 号機を実際に製作した後に浮上した, 一定の方向に
IKABO9 号機を固定できないという問題を解決するために, プロペラを横に取り付けることによっ
て旋回を可能にした. 旋回を行うとなれば, モータの出力は十分であったので好きな方向へ顔を向
けることが出来るようになった. これによって, IKABO9 号機を浮かべながら腕を操作したりプロ
ペラを操作したりすることが出来るようになった.
IKABO9 号機の腕は, 顔の下に, 左右に開くように 2 本取り付けるように設計してあった. 腕
の根元にサーボモータがついているので, それを左右に広げるような処理を目指して開発した. こ
こで両腕が同時に左右に広がったり, 狭めたりすることにより, 腕が動いた際の衝撃を相殺するよ
うにした. これによって腕が稼動しても IKABO9 号機は姿勢を安定したままの状態に保つことが
出来た. 実際に IKABO9 号機を操作するのは IKABO3 号機や IKABO5 号機でも使った Tera
Term というソフトウェアである. 送信するマイコンは IKABO3 号機や IKABO5 号機のものと同
じであったため, 操作は問題なく出来た. 実際の操作方法を以下の次の表に示す.
図 4.13 IKABO9 号機の操作方法
a, b, c の動きはそれぞれ, 両側に開いていき, 限界になると今度は閉じていく動作をする. これ
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は勝手に往復するようになっているので連続で命令を送ってもエラーが起こることはない.
（※文責: 小笠原鉄也）
4.2.4
9 号機模型制作
新型の９号機を作るにあたり, まずメンバー全員でそれぞれのデザイン画を持ち寄った. 各々の
デザイン画をもとに全員で話し合い, 意見を出し合い一番いかロボットらしさを残しつつもかわい
らしく, 見る人々が好きになってくれるようなものを製作しようということでデザインを決めた.
デザイン画ができた後に, さっそく設計図の製作に取りかかった. 今回風船型ロボットを製作する
にあたり使用するのはアルミ蒸着フィルムといい, 私たちの生活の中に存在するもので身近にある
ものとしたら, ポテトチップス等の袋に使われるものをもう少し薄くしたようなものだ. アルミ蒸
着フィルムとはアルミ箔にプラスチックのフィルムのようなものを組み合わせ強度・気密性を高め
た素材だ. これは, ヘリウムガスなどが抜けにくく加工も比較的簡単だということだったのでこれ
を使うことにした. また, 表面の色はアルミホイルの表のような光沢のある銀色で, 裏面は光沢がな
いのだ. 両面共に銀色ということで, ロボットらしさを表現できるとともに, 光や熱の反射にも優れ
ていることから, 青白く光るイカのような美しさを表現しようとした.
その素材はポテトチップスの袋の口のように, はんだごてのようなもので熱を加えることで裏面
と裏面を溶かしてくっつけて加工する. もちろんこのような素材は使ったことがなかったのと, 風
船型ロボットは前例がほとんど無かったのでイメージの具現化のためにもまずは試作機の試作を紙
で作るクラフトチーム, １００均などにある様々な商品を繋げ作る既存品班に分かれ作った. クラ
フトで作ったのはフィルムが比較的紙に近い素材と考えたのと, 低予算でかつ簡単に作るというの
がコンセプトにあげられていたからだ. 現在イベントなどで活躍しているいかロボット 1 号機はイ
ンパクトがあり大変人気があるが腕に関しては, 1 本数十万円もしてしまうので, 壊れた際の修理が
大変だからだ. 既存品チームにおいては販売されているものをいかに上手く加工し活用できるかを
みるためだ.
まず, クラフトで製作するにあたりデザインをもとに設計図の製作を行った. クラフトでは土台
の部分は, 四角の立方体なので容易にできたが, 紙素材ということもあり足の丸さの表現が難しく,
また頭の球体にも苦労した. 球の展開図は下図のようなものだ.
もしくは右図のようなサッカーボールを展開した, 五角形と六角形をつなぎあわせた型紙を使え
ば作れることが分かったが左図ならば一枚一枚の細長い円のような形をかなり増やし複雑にすれば
可能で, 右図ならば, それぞれの大きさを限りなく小さくしなければきれいな球にならないことが
わかった. クラフトでも製作がこれだけ大変なのにフィルムでは作れるかが疑問だった. しかも,
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この素材は, 裏と裏をくっつけなければ接着できなく, はんだごての熱ですぐに溶けてしまうので,
頭の球体部分はヘリウムを入れるので空気の漏れ等も考え巨大なバルーンを購入することにした.
このペーパークラフト版試作機では, 足については円柱を 3 本くっつけただけでつくった. それ
を元に９号機に応用しようと試みた. しかし前述の通り, フィルムは裏と裏を合わせる必要があっ
たので最初は裏と裏の間につなぎのフィルムを入れようとしたのだが接着のやりにくさ, また今回
のコンセプトは作りやすいということだったのでこの方法は断念した. これらのように試作の試作
をクラフトでつくったことでイメージをかためることができ様々な問題点をみつけ改善ができたの
で, 模型製作には意義があったと思う. またこのように本製作に移る前に練習台として製作をやっ
ておくことで必要な設計図等がわかるので重要なことだったと思う.
まとめると, 今回のクラフト製作で発見し 9 号機の本製作においての重要なポイントは, まず, 緻
密な計算をした設計図の製作が必要不可欠であること. それは物作りにおいて基本的なことである
が, 今回は作った素材の中にヘリウムガスを入れるということもあり, 少しでもずれることは許さ
れないということと, 図面を基に製作することで, これからイベントなどで頻繁に使用されるであ
ろういかロボット 9 号機の耐久度を少しでもあげる狙いがある. 次に見つけた事象としては頭, 顔,
土台, 腕, 足のそれぞれの接合部分の問題だ. 今回使用したのは紙だったので, 接着に関しては何ら
問題なかったのだが, アルミ蒸着フィルムと風船との接着は容易ではない. 接合面の問題について
は, 簡単に製作, 着脱できるようにクリップをアルミ蒸着フィルムに内蔵し接着することで解決し
た. それぞれのパーツの大きさの比率も重要であることが分かった. このクラフトより, もっとも
よい比率は 1 対 1 対 1 であるとわかり, その比率で 9 号機を製作した. アルミ蒸着フィルムでの
足の製作は, クラフトで円柱を作るのが困難であったのをふまえ (フィルムは裏と裏の接着でしか
くっつかないなどの点があげられるので), 二枚の蒸着フィルムを重ね合わせ, 接着する方法を見つ
けた.
図 4.14 完成した模型
（※文責: 三木翼）
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私たちはまず、IKABO9 号機の試作機作成に向け, ミニチュアサイズで模型を作ることにした。
模型を作ることにより IKABO9 号機である風船型のロボットのイメージを具現化すること、
IKABO9 号機のパーツのバランスや色を考えること、制作途中で新しいアイディアの発見を目的
とした. 模型は 2 種類の作り方（紙で作る物と既存品で作る物）で制作した. ここでは小物で作る
模型について記述することにする.
模型を作る際に, なぜ紙と既存品を選択したかというと, 既存品は 100 円均一で購入したものを
用いるため, 具現化が簡単だと判断したために用いることにした. 紙で作る事にした理由としては,
風船型ロボットを作る際に用いるアルミ蒸着フィルムという素材に近いものだと判断した為であ
る. 紙を用いることでお使ったことのないアルミ蒸着フィルムのイメージを掴むことを目的にした.
以下, 既存品を用いた IKABO9 号機の模型作成に関して記述する. まず, 模型の材料である小物を
100 円均一に行き, 買って来た. 例をあげると, フラフープ, ボール, 風船, お菓子の箱, 小さいコー
ン, テープ（赤, 白, 黒）, ノリ, ハサミなどである. これらの材料は IKABO1 号機をモチーフにし
て想像図を考えそれに見合う材料を選んできた. フラフープ（6 つのパーツを繋げて円にするタイ
プ）のそれぞれに白いテープを巻いて色を統一した. 白を選んだ理由は IKABO1 号機の足はシル
バーであったが, オリジナリティが欲しいと言う事で, 本物のイカの色である白を採用する事にし
た. 次に顔にあたる球体をボールで表現した. この時, IKABO9 号機で扱う顔にあたる風船が白だ
と予測していた為, ボールの皮をハサミや手で剥いで白い球体にした. 白いテープを貼るという方
法も考えたが, 球体にテープを貼ることは容易ではなくまた, テープとテープが重なっている所が
多くなり見栄えがよくないと判断したためである. 次に IKABO の特徴でもある顔にある縦ライン
をつけた. これは赤いテープをボールに 3 列に巻くことで表現することになった. IKABO の目玉
をトイザらスなどに置いてあるガチャガチャのカプセルを用いて, そのカプセルに黒いテープを巻
くことで表現した. その上から更に白いテープを上部のみに貼り付けることで IKABO の目に共通
して存在する瞼にあたるパーツを表現することが出来た. また, IKABO の 1 号機, 3 号機, 5 号機
の瞼がそれぞれ違うことに気付いたため, この模型ではどのような瞼にするかという問題が浮上し
た. そこで IKABO1 号機, IKABO3 号機は落ち込んだイメージの瞼で, IKABO5 号機はキリリと
した怒ったような目をしていることから, 私たちはどれにもない瞼を作るため, 間を取ってなめら
かなイメージの表情を創り上げることにした. IKABO の胴体にあたる部分を四角いお菓子の箱を
用いて表現した. しかし, お菓子の箱を使うことで色の統一感が無くなってしまうので, このお菓子
の箱も赤いテープで巻き, 色に統一感を持たせた. 頭は小さいコーンを用いた. これらの, 胴, 足,
顔, 頭を繋げた所, 全長 60cm 程のそれらしいものはできたものの, なにか想像していた IKABO と
は異なるものになってしまった. この IKABO 模型に足りないものを探るために, IKABO1 号機,
IKABO3 号機との比較を行った.
模型と, IKABO1 号機, IKABO3 号機を比較し, 検討した結果, 顔と頭の接合部に土台のような
ものがある為直接頭と顔を繋げるのではなく, ワンクッション入れ土台を置くことと, 頭にヒレを
付ける事ことで更に IKABO らしくなるのではという仮定を立てることに成功した. それらを具現
化する為にお菓子の箱にテープを巻いて顔と頭の接合部を制作し、頭と顔の間に土台として使用
し, お菓子の箱を切り抜きヒレを制作し取り付けることにした. このような工夫を施した結果, 以下
の画像のような試作機の模型を制作することにした.
これらの事を意識することで IKABO らしい模型を完成させることに成功した. 既存品を用いた
模型と紙を用いた模型を作成することで, 改善するべき課題, IKABO らしい IKABO9 号機を制作
する際に意識して取り組むべき要点が見つかった.
1.IKABO9 号機の顔にあたる風船の色の把握. （IKABO9 号機の足や胴などに使う風船の色（銀
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図 4.15 IKABO 模型, IKABO3 号機, IKABO1 号機
色）に合うような色を選ぶ）.
2. 体のバランス, 足の太さや長さの改善.
3. 頭と顔の接合部になにか付ける.
4. 瞼をどのような形にするかを話し合う.
5. 頭にヒレを付ける.
6. 顔は球体である為, アルミ蒸着フィルムで制作するのでは無く, 既存品を用いるべきである.
7. 試作機を作る際は型紙が必要不可欠.
上記のような事を改善, 検討し全長約 5m ほどの IKABO9 号機の試作機の制作に取り組んで
いく.
（※文責: 山口峻弥）
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4.2.5
IKABO9 号機の試作機を制作する
IKABO9 号機の本体部の風船部分に使用する素材はアルミ蒸着フィルムである. アルミ蒸着
フィルムとはプラスチックのフィルムの上に薄いアルミニウムの膜を形成しているフィルムであ
る. 遮光, ガスバリア性, 光反射などの特性があり, その特性を活かしお菓子や食品の梱包に使用さ
れている. 今回 IKABO9 号機の本体風船部分にアルミ蒸着フィルムを採用した経緯については, ア
ルミ蒸着フィルムにはガスバリア性というものがあり, ヘリウムが抜けづらい素材となっているた
めである. 今回使用するアルミ蒸着フィルムは幅約 80cm 長さ約 2000m 重量約 130kg のロール状
になったアルミ蒸着フィルムを使用する.
図 4.16
アルミ蒸着フィルムロール
まずこのアルミ蒸着フィルムの接着方法は, 二枚重ねたアルミ蒸着フィルムをハンダゴテで溶か
して接着するというものだが, ここで問題点が 3 つ存在する.
1 つ目は, アルミ蒸着フィルムの裏面と裏面とをハンダゴテの熱で溶かして接着させるというも
のである. アルミ蒸着フィルムの裏面と表面, 表面と表面をハンダゴテの熱で溶かして接着しよう
としても, 接着は不可能であるということ.
2 つ目は, ハンダゴテによる接着の際にハンダゴテの高温部分がアルミ蒸着フィルムに触れると,
アルミ蒸着フィルムが溶けて穴が開いてしまうという熱に弱い問題点があるということ.
3 つ目は, アルミ蒸着フィルムをハサミまたはカッターで切る際に, アルミ蒸着フィルムがとても
薄い素材なので切りづらいということ.
これらの改善案としては, まずアルミ蒸着フィルムの裏面と裏面しか接着できないという問題点
は, アルミ蒸着フィルムの特性であり, 裏面と裏面との接着以外は不可能であるので, 裏面と裏面と
の接着でできる IKABO9 号機の形の考案をすることで改善をした. 熱に弱いという問題点はアル
ミ蒸着フィルムの特性でもあるので, ハンダゴテでの接着の際は細心の注意を払うことで改善をし
た. アルミ蒸着フィルムがハサミまたはカッターで切る際の切りづらさの改善方法としては, ハサ
ミまたはカッターで加工したい形をまずハンダゴテで形成し, 熱によって溶けた部分が硬くなるの
で, その熱に溶け硬くなった部分をハサミまたはカッターで切断するということで改善をした.
IKABO9 号機試作機の作成にうつり, まずは足の作成から行った. 足の作成の際の設計図は当初
は（図）のような形であった. これは IKABO の足ということで, 従来の IKABO1 号機,IKABO3
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図 4.17 ハンダゴテで形を形成してからの裁断
号機,IKABO5 号機の足をみてみると間接があり先端がまるみを帯びていて筒状になっていること
がわかったからである. その形を風船で再現しようと考えこのような設計図を作成したがいくつか
の問題点があがった.
図 4.18 当初考案していた足の設計図
まずこの設計図は図のピンク色の部分を黒色部分の内側に入れ込んで, 点線部分を溶かし接着す
というものである. この形からでてくる問題点としては, 形が複雑であるため接着の際アルミ蒸着
フィルムが 3 枚以上重なってしまうということがおきる. そのため上部に重なった 2 枚は接着され
ますが, 一番下にあるアルミ蒸着フィルムは溶けて穴が開いてしまうということ. また, 足のパーツ
が完成しても形が複雑であるので, 空気を入れてみると多くの隙間があり, 空気が一瞬で抜けてし
まうということがおきました.
以上の問題点を改善するために, 型紙の改良をおこないました. 図が改良後の設計図である.
このような形にすることによりアルミ蒸着フィルムが 3 枚以上かさなるということがなくなり,
またシンプルな形であるがゆえに空気が抜けるということもなくなった.
IKABO9 号機試作機の足パーツ完成後は IKABO9 号機試作機の土台部分の作成をおこなった.
足のパーツを作成する際に設計図はなるべくシンプルにという改善案があったので, 土台の設計
図じゃこのようにシンプルな形になった. しかし, 立体を作る際にどれだけシンプルな設計図を作
成しても, アルミ蒸着フィルムを 3 枚同時に接着しなければならない三点接着ということがおきる.
これは, アルミ蒸着フィルムを加工する際に一番困難な技術であった. 三点接着は何度も練習を繰
り返し, 空気の漏れがなくなるまでに上達した.
IKABO9 号機の顔の部分である球体は既存品の風船を利用した. これは, 風船ロボットという前
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図 4.19
足パーツの改良後
図 4.20
土台部分の設計図
例がないものの作成の際に, イメージの具現化のために行った模型作成の際に, 球体は既存品をつ
かうべきであるということがわかったからである.
IKABO9 号機の外とう膜, ヒレ部分の作成もシンプルな設計図で, 外とう膜部分とヒレ部分をわ
けることで作成の簡易化を図った.
IKABO9 号機の目は発泡スチロールを利用した. 風船の浮力の関係で, 目のパーツにはできるだ
け軽い素材を利用したいと考えたからである. IKABO1 号機,IKABO3 号機,IKABO5 号機の目の
色は黒色の目に銀色のまぶたであったために,IKABO9 号機もそれに揃えた. 発泡スチロール塗装
の際は, 発泡スチロールに直接カンスプレーを噴射すると発泡スチロールがとけてしまうため, ま
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図 4.21
外とう膜, ヒレの設計図
ずアクリル絵の具で下地をつくり, その上からスプレー塗装を施した.
IKABO9 号機試作機の各パーツが完成し, 接合部にマジックテープを採用した際に問題点が生じ
た. 頭のパーツと外とう膜の接合部にマジックテープを利用した際に, 風船が縮み風船が割れてし
まうという問題が発生した. このことから風船部分にはテープ類を使用しないほうがいいと考え,
風船と風船の接合部にはクリップを使用しました. 接合部にクリップを使用することで, パーツの
着脱が容易になり空気の出し入れが楽になった.
完成した 9 号機試作機の各パーツににヘリウムを入れてみると, ３つの問題点が発生した.
1 つ目は, 各パーツにはいるヘリウムの容量がちがうので, それによって風船の浮力がかわるので
空中での姿勢維持が難しい. これはもう一度設計図の見直しが必要となる.
2 つ目は, 目の発泡スチロールが重みとなって, 風船が前傾姿勢となってしまう. これはあらたな
目の素材の考案が必要である.
3 つ目は, 容量が小さい風船が自力で浮くことができず, 風船の積載量を超えてしまう. これも新
たな設計図の考案が必要となる.
IAKBO9 号機試作機を作成してみえた問題点を踏まえ,10m 級の IKABO9 号機の作成をしたい.
図 4.22 IKABO9 号機試作型
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（※文責: 影島智貴）
本プロジェクトでは, IKABO9 号機のデザインを考案するにあたって, 現在までの IKABO の問題
点について考えた. 2008 年度に制作された IKABO1 号機は, 高さが 2.2m, 重さが 200kg となって
おり, 非常に大きく, インパクトがあるため, イベント会場でも目を引くというメリットに対し, そ
の大きさであるがゆえに, イベントの際に運送用のトラックを借りることになるため, コストが大
幅にかかってしまうというデメリットがある. 2009 年度, 2010 年度に制作された IKABO3 号機,
IKABO5 号機についてだが, この 2 機は 1 号機に比べ, 高さが m, 重さが kg と, 非常にコンパクト
であるため, イベントの際も持ち運びが容易であり, コスト面についてのデメリットは解消され
ているが, やはりここで, 小さいがゆえに, 目立ちにくいという問題が発生してくる. そこで, それ
らの問題点を考慮した上で, IKABO9 号機のコンセプトは, 持ち運びが容易であり, かつインパク
トがあるものとした. そこで, そのコンセプトをクリアするために, 今回本プロジェクトでは, 巨大
風船型ロボットを考案した. 巨大風船型ロボットにするにあたってのメリットは, イベント会場に
到着した際にヘリウムガスを注入するようにすると, 持ち運びの際には限りなくコンパクトなサイ
ズにすることが可能となることである. IKABO9 号機のデザインについては, 本プロジェクトのシ
ンボルである ”いか”らしさを取り入れ, かつ ”IKABO” らしさを取り入れることとした. 本プ
ロジェクトが考える IKABO らしさとは, IKABO1 号機, IKABO3 号機, IKABO5 号機それぞれ
に共通してういる, 大きくまん丸な目と, 目と目の間にあるラインである.
図 4.23 IKABO の目と目と目の間のライン
その IKABO らしさという点をふまえた上で, 今回は, 風船型だからこそ実現できる”いか”の
なめらかな動きを表現したいと考えた. またインパクトを重視するため, 10m 級のものを目標とす
ることにした. 風船型ロボットは初めての試みであり, 前例がないため, 0 からのスタートであった
ので, 制作するにあたって, 北海道大学の鈴木恵二教授に協力を頂き, 扱う素材である”アルミ蒸
着フィルム”についての解説をしていただき, 実際の制作の際の作業工程のレクチャーをして頂い
た. またデザインを考案するにあたって, 横型か縦型のどちらでも可能であるのかを質問したとこ
ろ, ヘリウムガスの量によっては縦型でも可能だということがわかったので, それを視野に入れデ
ザイン案の作成をすることにした. また実際に”アルミ蒸着フィルム”と”はんだごて”を使用し,
制作の練習を行い, “アルミ蒸着フィルム” は非常に薄い素材であるため, はんだごての熱により,
破けてしまうこと, また裏地同士しかくっつかないため, 複雑な形を再現するのは難しいという大
きく２つの問題が見え, それらの問題点もふまえたた上でデザイン案の考案に入った. まずは, 横型
にするか, 縦型にするかの検討を行った. そこでの問題点は, 仮に縦型にした場合, 空中で姿勢制御
を行うことができるのかどうかということであった. しかし横型の場合, こいのぼりをイメージし
てしまい, ロボットらしさに欠けてしまうということで, 縦型にすることに決定した. 次にシンボル
となるいかの種類を何にするかという検討を行った. IKABO1 号機, IKABO3 号機はともに, ”ヤ
リいか”をイメージしたデザインとなっている. IKABO5 号機は”ホタルいか”をイメージしたデ
ザインとなっている. 大きな違いは, 頭部の形である.
ヤリいかの頭部は縦に長く, ホタルいかの頭部は横に長い. 今回の巨大風船型ロボットは, インパ
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図 4.24 左から IKABO1 号機, IKABO3 号機, IKABO5 号機
クトを重視するために大きく高さがあるものを想定していたため, ヤリいかをイメージし, 頭部に
高さが出るようなデザインとすることに決定した. KABO らしさを表現するため, 顔の部分のデザ
インは, 現在までにある IKABO と限りなく近いものとし, また腕や足のデザインにおいても, 現
在までの IKABO のデザインを参考にした. 今回は, 高さがでるようなデザインを考えていたため,
頭部を大きくし, ｔ頭部においては, 今までにないタイプのオリジナルのデザインを考案した. また
頭部に 9 号機であることを象徴するための”09”の数字をデザインの中に組み込んだ. しかし, こ
の時点で考えられた問題点として, ヘリウムガスを注入して浮かせた場合, 塗装部分が重くなって
しまい, 姿勢維持が困難になってしまうのではないかという点である. しかしながらその問題は, 実
際に制作を終えた段階で, ヘリウムガスを注入して確認しないと判断することが難しいため, 頭部
の数字については, 実際にヘリウムガスを注入してみてからの様子を見て, 判断することとなった.
デザイン画は以下のようになった.
図 4.25 IKABO9 号機デザイン案
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IKABO9 号機試作機の設計図について
本プロジェクトでは, 中間報告に向けて, 目標である 10m 級の IKABO9 号機の 5 分の 1 である
IKABO9 号機の試作機を作成することを目標とした. 試作機を作成する目的として, 形となるもの
を発表したいというメンバーの意向と, 試作機を作成することによって, 制作過程での問題点を見
つけ, 10m 級の IKABO9 号機を作成する際に生かすことができれば, 作業をスムーズに進行させ
ることができると考えたからである. また素材を知るための練習段階で, “アルミ蒸着フィルム”
という素材は非常に扱いが難しいということがわかったので, 初期段階から 10m 級のものを作成
するのは, 難易度が高いという判断になったからでもある. 試作機の設計図を作成するにあたって,
図 3 のデザイン画をもとに, 今回は IllustratorCS4 を使用し設計図の作成を行った. 今回は設計図
兼, 実際に作業をする際に使用する型紙にもなるように, A2 サイズの用紙で印刷することを考えて
いたので, アートボードの大きさを A2 サイズに設定し, 印刷した際に実寸台の大きさになるよう
にした. ”アルミ蒸着フィルム”に慣れるための練習を同時並行して行っていたため, 設計図を作
成している段階で, 頭部の形の底辺の部分の面積が広いために, ヘリウムガスを注入した際に, 風船
が膨らむと丸みを帯びてしまうために, 接合部分が上手くいかないという問題点が見つかり, 頭部
の部分をデザイン画通りに再現することは困難ということがわかった. そこで, 再度, 頭部のデザイ
ンについて検討することとなった. 底辺の面積が広く, 膨らんだ際に顔部分との接合が上手くいか
ないことが問題点として挙げられたので, その点を重視して, 接合部分の頭部の底辺の面積をでき
るだけ小さくすることで, 接合が上手くいくのではないかと考え, 接合部分の頭部の底辺の面積を
小さくすることとした. その点をふまえ, デザイン画をもとに IKABO9 号機試作機の設計図作成
を行った.
図 4.26
IKABO9 号機試作機の全体設計図
全体の設計図をもとに, パーツごとの設計図を見ていく. まずは頭部についてだが, 縦の長さ
85cm, 横の長さ 50cm の長方形に収まる形となっている. 高さを出したいというメンバーの意向か
ら, 頭部はすべてのパーツの中で, もっとも大きいパーツとなっている. また制作練習の際にあげら
れた問題点である接合部分についてだが, それらの問題を考慮しデザイン画と大幅に頭部のデザイ
ンを変更した. このデザインは IKABO1 号機を参考にしている. IKABO1 号機, IKABO3 号機,
IKABO5 号機の中で頭部が動くのは IKABO1 号機のみであり, 今回の IKABO9 号機を作成する
にあたって, 風船ならではのなめらかな動きを表現したいと考えていたので, 頭部も動くことを視
野に入れていたため, 実際に頭部が動く IKABO1 号機を参考にすることでイメージしやすかった
ことが理由である. 接合部分の面積を小さくすることで, 多少不安定になる恐れがあったが, 接合部
分の面積が小さくなることで, 接合しやすく, またヘリウムガスを注入して, 宙に浮かせた際に頭部
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の動きがよりなめらかになると考えた.
図 4.27
頭部分の設計図
次に頭部横に付属している耳部分についてだが, 縦の長さが 85cm, 横の長さが 25cm の長方形に
収まる形となっている. 頭部分の側面に付属するものであるが, 頭部分の側面よりも長いデザイン
にしたのは, 耳部分を頭部分の側面に接合した際に, 頭部分の側面とまったく同じ長さにしてしま
うと, 顔部分と頭部分の接合が上手くいかなかったときと同様に, ヘリウムガスを注入し, 膨らんだ
際に接合がやはり難しくなるという問題が発生してくる. その問題を考慮し, あえて頭部分の側面
よりも少し長めに耳部分を作成することで, 余分な底辺の部分を頭部の底辺に接合することで, 取
れにくく安定したものになると考えた. また縦の部分に丸みをもたせたデザインにしてしまうと,
ヘリウムガスを注入した際にさらに丸みが出てしまい接合が上手くいかないと考えた. これらの点
うぃふまえ, 設計図は以下のようになった.
図 4.28
耳部分の設計図
顔の部分についての設計図ついてだが, 縦の長さが 60cm, 横の長さが 60cm の正円となってい
る. IKABO9 号機の制作に入る前の段階で, イメージをしやすくするために, 紙のみと既存品のみ
でデザイン画に基づいて, 模型作成を行った際に, 紙を使用して綺麗な球形を作成することは非常
に難しく, それが今回のアルミ蒸着フィルムという素材を使用して, 作成するとなると非常に困難
な作業になることが想定されたので, 顔の部分に関しては, 既存品を用いることとなった. 目の部分
に関しても同様に既存品を用いることなった.
頭部の下の体の中心部分の設計に関しては, パーツに分けて, それらを組み合わせ, 作成すること
とした. 理由としては, アルミ蒸着フィルムは, 裏地同士しかくっつかないため, 1 枚で表現するこ
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とは難しいためである. 接合部分が少なく, 1 枚で表現することができれば, 見た目は綺麗だが, 1
枚のみだと四角形を表現をすることは難しく, ヘリウムガスを注入した際に, 膨らむと角の部分も
丸くなってしまい, 作成することができないため, 今回の体の中心部は, パーツごとに分けて設計図
を作成した.
図 4.29 体部分のパーツ
最後に足の部分についてだが, 縦の長さが 80cm, 横の長さが 60cm の長方形に収まる形となって
いる. 設計図を作成し始めた段階では, 縦の長さが 50cm, 横の長さが 42cm と現在の設計図よりも
小さい作りとなっていたが, 制作段階でこの大きさでは, 全体的なバランスが合わず, 短いという意
見が出たため, 縦の長さを 80cm, 横の長さ 60cm と大きくし, 全体的なバランスを整えるようにし
た. 足の部分を表現するためには, パーツに分けて張り合わせるよりも, 1 枚のアルミ蒸着フィルム
を張り合わせて, その上に, はんだごてを使用して型を取っていく方法が, 一番デザインのイメージ
に近いものとなったため, その方法に合わせ, それをもとに設計図の作成を行った.
図 4.30 足部分のパーツ
（※文責: 帰山奏恵）
4.2.6
IKABO9 号機のボディ作成
IKABO9 号機試作機の問題点
IKABO9 号機試作機のデザイン案をもとに制作した, 試作機は, 眼球部分の重さで顔部分が前傾
し, 重心がずれてしまい, 姿勢維持ができず, さらに, 十分なヘリウムガスの確保ができていないた
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めに, 浮力が足りず, ほとんど宙に浮いていない状態となってしまった. （図 1） この結果から,
IKABO9 号機の試作機を制作し, 見えた問題点についての整理を行い, 今後の課題を明確化させた.
まずは, それぞれの接合部分に関しての問題点を挙げていく. 顔部分と胴体部分の接合については,
重さ軽減のためにマジックテープを用いた. しかし, マジックテープでは, 粘着力が弱く, 眼球部分
が付属していることで, 重量のある顔部分と胴体部分の接着をするのは困難であった. さらに, 蒸着
フィルムを用いて制作していた胴体部分に直接, 両面テープを使用して, マジックテープを貼って
いたために, 微調整をする際にテープを剥がすと, 蒸着フィルムに穴が開いてしまい, そこから空気
が抜け, 浮力が足りないという結果となってしまった. 頭部分と顔部分に関しても, 同様に, マジッ
クテープを用いたが, 蒸着フィルムで制作した頭部分に直接, 両面テープを使用して, マジックテー
プを貼っていたために, 微調整をする際にテープを剥がすと, 蒸着フィルムに穴が開いてしまい, 空
気が抜け, 頭部分に十分なヘリウムガスの量を確保することができず, 浮力が足りないという結果
となってしまった. 胴体部分と足部分に関しては, どちらも蒸着フィルムを使用し, 制作していたた
め, 蒸着フィルムを接着させる際にできる, 素材のあまりの部分を利用し, クリップを用いての接
合を試みたが. 重さ軽減にはなったものの, クリップだけでは, 接合部分としては弱すぎたために,
宙に浮かした際に, 足部分が取れてしまうという状態となってしまった. 次に, 顔部分に関しての
問題点を挙げていく. IKABO9 号機試作機を制作する前に, 紙を使用した場合と既存品を使用した
場合の 2 パターンで IKABO9 号機の模型制作をした際に, 球形に関しては, 紙で作ることは非常
に困難であったために既存品を用いるべきだという結果となったため, 球形となる顔部分に関して
は, 既存品であるヘリウムバルーンを使用した. 使用したヘリウムバルーンは直径 1.6m で持ち上
げることのできる重量は約 300g であった. 眼球部分に関しては, 発砲スチロールを用いたが, 発砲
スチロールが予想よりも重量があり, 顔となるヘリウムバルーンに付属させた際に, 前傾してしま
うという結果となってしまった. 次に頭部分に関しての問題点を挙げていく. 頭部分は, すべて蒸
着フィルムを用いて制作したが, ヘリウムガスを入れた際に穴が開いてしまうという問題が発生し
てしまい, その部分から空気が抜け, 十分なヘリウムガスの量を確保することができず, 浮力が足り
ないという結果となってしまった. また頭部分は高さが 85cm あったために, ヘリウムガスが十分
に確保できなかったことで, 前傾してしまった. 次に胴体部分に関しての問題点を挙げていく. 胴
体部分に関しても, 頭部分と同様に, すべて蒸着フィルムを用いて制作したが, やはり, ヘリウムガ
スを注入した際に, 蒸着フィルムに穴が開いてしまうという結果となってしまった. また, ヘリウム
ガスを注入し, 膨らんだ際に, 予想以上に丸みを帯びた形となってしまい, イメージしていた形とは
異なったために, 顔部分との接合が上手くいかなかった. 次に足部分の問題点を挙げていく. 足部
分に関しても, 頭部分と胴体部分と同様に, 10 本の足すべてを蒸着フィルムを用いて, 制作したが,
設計図に基づいた場合の大きさでは, 十分なヘリウムガスの量を確保することができず, 足部分に
おいては, ほとんど浮力を持たないとう結果となってしまった. 最後に蒸着フィルムを使用した際
に, ヘリウムガスを入れる口の部分を止めていた逆止弁についての問題点を挙げる. 蒸着フィルム
の空気口には, 逆止弁が適しているのだが, 制作段階では, 何度も空気の出し入れを行うために, 繰
り返し使用していると, 逆止弁が劣化してしまい, 破損してしまうという結果となってしまった.
これらの問題点をまとめると, まず接合部に関しては, マジックテープなどの接着力の弱いもの
では, 10m 級の IKABO9 号機を制作する際には, 接合部としての力が弱すぎるため, 違う方法で接
合させるということ. 次に, 蒸着フィルムは穴が空きやすく, 同時に蒸着フィルムを使用する場合に
は, 必然的に空気口を止めるものとして, 逆止弁を使用することとなる. しかし, 作業する中で, 何
度も空気の出し入れをすることとなるため, 主な素材を蒸着フィルムとしてしまうと, 穴が開いた
場合の修正が困難であり, また穴が開いたことで, その部分から空気が抜けてしまい, 十分なヘリウ
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ムガスの量を確保ができないために, 浮力が足りず, 宙に浮かないという問題があるので, 浮力を上
げるために, 蒸着フィルムを使用する部分を極力減らすいうこと. 眼球部分は, 顔部分に負担をかけ
ないよう, 方法を変えるということ. 以上の 3 点となった.
図 4.31 IKABO9 号機試作機
IKABO9 号機試作機を制作し, 見えた問題点をもとに, IKABO9 号機を制作するにあたって, 風
船型ロボットとして成功している事例について調べ, それらを参考にしながら, デザイン案の改良,
制作を進めていった. その際に参考としたのが, AirJelly である.(図 2) AirJelly とは, Festo AG 製
の水中のクラゲの動きを応用した生物模倣ロボとして開発された, クラゲ型リモコン気球である.
直径 1.35m の風船に詰まったヘリウムガスの浮力で浮遊しながら, モーターで駆動する八本の触手
を滑らかに動かし, 風を起こし, 上昇, 下降を行っており, 気球の天頂から垂れている振り子で重心
を制御して, 進行方向を変化させている. ヘリウムガスを注入した風船を用いているために, 重量は
わずか 1.3kg である. [1]
事例の少ない, 風船型ロボットという共通点と, いかとクラゲという, 水中生物であるという共
通点から, AirJelly の映像をもとに, 新しく IKABO9 号機のデザイン案を展開することとした.
AirJelly の特徴は, 既存品である風船を利用し, その風船に巻きつけるような形でクラゲの足とな
る部分が付属させられている. こうすることで, 接合するという部分でも, 風船に対する負担が少な
く, 足部分は非常に薄い素材を使用しているために, 宙に浮いた際に, 海中にいるクラゲのような,
なめらかな動きを再現することができている. IKABO9 号機試作機を制作した際に, 主に蒸着フィ
ルムを使用していたが, 蒸着フィルムでは, ヘリウムガスを注入した際に穴が開きやすく, また制作
段階でも, 高温状態の熱を持ったコテを使用するために, 蒸着フィルムが熱で溶けてしまう場合も
あるために, 10m 級までのものになると, すべて蒸着フィルムを用いて制作することは難しいとい
う問題点が上がった. さらに穴が開いてしまうことで, 十分なヘリウムガスの量を確保することが
できず, 浮力が足りないために, 宙に浮かないという問題がでてきてしまったために, 一番浮力が必
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図 4.32 クラゲロボット AirJelly
要となる頭部分, 顔部分に関しては, AirJelly を参考にし, 十分な浮力を得ることのできる既存品を
用いることとした. そこで用いた素材が, コスモプレンである.(図 3) コスモプレンとは, 気象庁や
防衛庁をはじめ, 広く海外諸国の気象機関で, 高層観測活躍している高性能のゴム気球である. [2]
この素材であれば, 穴が開く危険性が低くなり, さらに, 十分, なおかつ一定の量のヘリウムガスの
量も確保することができるため, 十分な浮力を得ることができる. さらにヘリウムガスを抜いた際
には, 非常に小さく持ち運びも便利となる.
まず, 一つ目の解決案として, 頭部分に関して考えた. 頭部分は, すべて蒸着フィルムを用いて制
作していたが, ヘリウムガスを入れた際に穴が開いてしまうという問題が発生してしまい, その部
分から空気が抜け, 十分なヘリウムガスの量を確保することができず, 浮力が足りないという結果
をなってしまっていた. また高さが 85cm あったために, ヘリウムガスが十分に確保できなかった
ことで, 前傾してしまっていた. それらの問題を解決するために, 頭部分は直径 1.8m のコスモプレ
ンを 2 個使用し, それらを接合し, さらに, 蒸着フィルムを用いて制作した, 頭部分の型を上からか
ぶせることとした. 直径 1.8m のコスモプレンだと, 約 450g の重量を持ち上げることが可能とな
る. 頭部分はこの直径 1.8m のコスモプレンを 2 個使用するため, 900 ｇの重量を持ち上げること
が可能となり, 十分な浮力の確保することが可能となる. さらに, IKABO9 号機の試作機を制作し
た際に, 接合部分をマジックテープを用いていたことで, 接着力が弱かったという問題点があった
ため, 接合部に関しては, 下部のコスモプレンを反転させ, 2 個のコスモプレンの空気口を向かい合
わせにした状態で, 紐を用いての接合をすることとした. しかし, 接合部が頑丈になり, 十分な浮力
を確保できたからといって, それだけでは, 横に倒れてしまい, 直立の状態を再現することはできな
い. そこで, 太めの糸を用いて, 網目状のネットのようなものを作成し, 2 個のコスモプレンにかぶ
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た後, 下部に重りをつけることで, 2 個のコスモプレンが接合された状態で直立することが可能と
なった. さらにその上から蒸着フィルムで制作した, 頭部分をかぶせることで, 万が一, 接合部分に
不備があったとしても, コスモプレンが飛んでしまうのを防ぐことが可能となり, 安全性が高まる
と考えた. 蒸着フィルムで制作した頭部分には, 同時にサイドに耳部分を付属させた. 頭と耳にあ
たる部分を蒸着フィルムで制作したからといって, ここにヘリウムガスを注入するわけではない.
あくまで 2 個のコスモプレンを収めるための型として制作したが, 蒸着フィルムという素材は非常
に薄く軽いために, 重さの軽減になるということ, さらに水中でふわふわと浮遊している, いかの様
子を表現したかったため, 素材として, 蒸着フィルムを使用することがベストであると考えた. また
IKABO9 号機試作機を制作した際に, 蒸着フィルムの扱いには慣れていたため, 作業がスムーズに
いくと考えた. 次に顔部分に関しての解決案を考えた. IKABO9 号機試作機を制作する前に, 紙を
使用した場合と既存品を使用した場合の 2 パターンで IKABO9 号機の模型制作をした際に, 球形
となる部分に関しては, 紙で作ることは非常に困難であったために既存品を用いるべきだという結
果となったため, 球形となる顔部分に関しては, 既存品である風船を使用することとしていた. 試
作機の段階では, 直径 1.6m で, 持ち上げることのできる重量は約 300g のヘリウムバルーンを用い
たが, 発砲スチロールで制作した眼球部分を取り付けたことで, 前傾してしまうという結果となっ
てしまった. そこで, それらの問題を解決するために, 1 個の大きさが 2.4m で, 持ち上げることの
できる重量は試作機で使用したヘリウムバルーンの約 2 倍の 630g のコスモプレンを使用すること
とした. さらに, 眼球部分に関しては, 取り付けた際に前傾してしまう危険性を防ぐために, 紙で制
作することとした. 頭部分との接合に関しては, 頭部分の接合と同様に, 太めの糸を用いて, 網目状
のネットのようなものを作成し, 頭部分のコスモプレンの頂点からかぶせ, 顔部分のコスモプレン
の下部に重りをつけることで, 大きなコスモプレン 3 個を接合し, 直立させることが可能となった.
最後に足部分に関しての解決案を考えた. 足部分は, 一本一本コスモプレンに取り付けるとなると,
テープ等を使用することになることが予測されたが, 穴が開いてしまう危険性が, 蒸着フィルムの
場合よりも低いとはいえ, やはりそれでは危険だという判断をし, 一本一本, 直接コスモプレンに取
り付けるのではなく, 網目状に制作した金具に, 8 本すべての足を取り付け, 顔部分のコスモプレン
の空気口となる部分に引っ掛けるようにした. こうすることで, コスモプレンが破損するという危
険性を防ぐことが可能となった. また, いかの動きを再現するために, 軽くて細い針金を使用して,
骨組みを作り, 全体的な一体感を持たせることと, 軽量化を図るため, 頭部分と同様に骨組みの上か
ら, 蒸着フィルムでコーティングを行った. またプロペラを取り付けることで, 上昇下降の制御をす
ることが可能となり, より, いかの動きに近いものを再現することができると考えた. 以上の解決案
とその結果をまとめると, 既存品を使用することで, 十分なヘリウムガスの確保が可能となるため,
浮力が上がり, 宙に浮くことが可能となったということ, 接合部の方法を変えたこと, 眼球部分の重
さを軽減したことで, 前傾せず, 安定した姿勢維持を可能となったということ, 足部分のデザインを
変え, プロペラを付属させることで, より本物のいかに近い動きを再現することが可能となったと
いう, 3 点となった.
（※文責: 帰山奏恵）
IKABO9 号機デザイン案の考案にあたり IKABO9 号機試作機の問題点の把握と改善方法の模索
を行った. 中間発表での IKABO9 号機の試作機の反省を踏まえ, 新しい IKABO9 号機のデザイン
案を考案することにした. IKABO9 号機試作機の問題点については以下の通りである.
• 浮力の不足.
• 目の重さ故の重心の移動による不安定．
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図 4.33 コスモプレン
• アルミ蒸着フィルムを使用した加工の難しさ（大きくなればなるほど加工が困難になる）
上記の問題点を改善する上で新しいデザイン案の考案が必要不可欠であった.
始めに, 浮力を得るために, 風船を 1 つから 3 つ使用することにした. 試作機では IKABO9 号機
の顔にあたる部分のみに風船を使用していたが, この方法だと十分な浮力を得られなかった. 何故
なら, アルミ蒸着フィルムにより自作した風船から微量にヘリウムガスが漏れ出てしまうからだ.
この問題に対して, 完全に漏れでないように風船を作成することができる可能性は極めて低く, さ
らに使用している間に破損してしまう可能性もあった. そこで頭部に 2 つの風船 (直径約 1.6m) を
用いてヘリウムガスの入る量を増やす事にした. また, 風船が丸裸の状態であるのはデザイン的に
も IKABO らしくないのでその風船を覆うための頭をアルミ蒸着フィルムを用いて制作しました.
そして, 私たちは腕や機体を動かす為に最低 3kg の浮力を得る必要があった.
2[kg]（腕やプロペラ部分）＋ 1[kg]（風船などボディ部分）＝ 3[kg]
そこで風船の大きさにより得られる浮力の簡単な計算をし, 浮力の計算を行った. 浮力の計算は別
記. この別記した浮力計算により, 風船を 3 つ使う事により 3.2kg の浮力を得ることに成功した.
この浮力からモーターや腕の重さを差し引いた 1.2kg が私たちボディ部で使うことが出来るパーツ
の重さになる. わずか, 1.2kg なので重いものはほとんど使えずアルミ蒸着フィルムや糸など軽い
素材を使ってのデザイン案が必要となった.
IKABO9 号機試作機での次の問題点である目の重さによる重心移動による体勢維持の問題は目
を発泡スチロールから紙の素材に変えることで難なく解決した. この方法により目の立体感がなく
なってしまったので, 今後改善して行きたい.
アルミ蒸着フィルムの加工の難しさについては, ボディをアルミ蒸着フィルムで制作するのでは
なく, 既存品（風船）を使用することで解決した. アルミ蒸着フィルムは加工に大きなスペースが
必要であり IKABO9 号機の 1/5 のサイズである IKABO ９号機試作機でさえ膨大な制作時間を必
要とするため, 合理的ではないと判断した.
以上の考察により IKABO9 号機の新デザイン案の考案を行った.
試作機の改善点を踏まえ, 10m 近い大きさの為, 難しい事はせずシンプルになるべく簡単なデザ
イン案の考案に務めた.
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図 4.34
IKABO9 号機の新しいデザイン案
頭部の風船の固定方法については部の風船の上の風船のしたの口部分から糸を 4 本垂らし 4 本
の糸の上部をさらに糸で覆い球体の形を再現する. 足の長さは約 3.1m と大きめにする予定であっ
た. 次に頭部の下の風船をその糸で覆い, 顔の風船を覆う糸との連結を考えました. また頭の 2 つ
の風船を覆う為, 軽い素材であるアルミ蒸着フィルムを加工した. この方法ならば持ち運びの際
も折りたたむだけでコンパクトになり, コンセプトから外れる事を防いだ.
顔にあたる風船 (直径約 2.4m) の円周をアルミで制作したボディで囲む. このアルミのボディは
6 等分に分解でき, 持ち運びの際にコンパクトに出来るように工夫する. アルミはホーマックで購
入したものを使用. 分解したボディは簡単に結合出来るように穴をあけ, ネジで固定する方法を考
案した. これらのボディに針金で形を作りその上からアルミ蒸着フィルムを貼りつけ, 制作した足
を取り付けることで IKABO9 号機のボディとすることを考えた. 足は関節を作り, 上下運動の際
に滑らかな足の動きを再現しようと試みた. 頭部の風船の上から紐を垂らし, その紐とボディを固
定することで頭部とボディの連結を考えた. 足の長さは約 3.1m でボディの総重量が 0.1kg である
為, モーターや腕の重さと合わせても少し浮力に余裕が出来た. 糸とボディの固定方法はシンプ
ルに糸で結ぶ方法を取りました. 持ち運びが便利であるというコンセプトより, 組み立ても簡単な
方が効率が良いと考えた為である. また IKABO の特徴でもある顔の縦ラインをアルミ蒸着フィル
ムで制作した. なお、風船はゴム風船という既存品を用いた.
しかし, 最終発表前日に実際に組み立てて制作を行ったが, 組み立てに要する人員は最低６名以
上, 時間は約２時間, ヘリウムはボンベの 3/2 が必要であった. さらに上記通りに組み立てた結果,
金属部分の圧迫により風船が割れてしまうと言う事実が判明し、急遽他の構造の考案が必要になっ
てしまった.
今後の改善点や目標
今後はこの IKABO9 号機の組み立てに要する人員の削減といか踊りの実装を可能にして行きた
いです. 組み立てには最低でも 6 人必要なため、東京などでの公演の際に人員が多く, その分多
くの旅費が発生してしまう為, 組み立て方法, またはボディのデザイン案の再検討が必要となって
くる.
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図 4.35
完成した IKABO9 号機
現在は大きな頭部にアルミ蒸着フィルムを被せる形をとっている為に風船を抑えながらかがんだ
り, アルミ蒸着フィルムを被せる時, またその際にバランスを保つ為に抑えが必要であるが, この工
程での人員削減が必要不可欠となる.
腕の動きについては現在, ただ動かすことしか出来ていないので, モーターへプログラミングを
行い, IKABO3 号機と IKABO5 号機と同様にイカ踊りをさせることが目標とされている. それに
合わせてプロペラによる制御で機体自体のより自由な移動も必要不可欠となってくる.
また, 大きな風船に入れるヘリウムの量が膨大となり, IKABO9 号機自体の移動費の削減には成
功したもののヘイリウム代が非常に高くなってしまうという問題も浮上してしまった.
（※文責: 山口峻弥）
1:浮力の計算について
後期の活動も目標である 10m 級の IKABO9 号機風船型ロボット作成のためまず, 前期の
KABO9 号機風船型ロボット試作機の作成の際に伴った反省点の 1 つである浮力の問題を改善し,
浮力の計算を厳密に行うことにした. 前期に行った IKABO9 号機風船型ロボット試作機の作成の
際は, 試作に使用する目のパーツの発泡スチロールの重量を IKABO9 号機風船型ロボット試作機
本体の浮力ではまかなうことができず, IKABO9 号機風船型ロボット試作機が前傾姿勢になって
しまうという問題と, IKABO9 号機風船型ロボット試作機本体も浮力も十分なく, 中間発表の際
は IKABO9 号機風船型ロボットの頭頂部をはずすという無残な結果になったのである. 浮力の計
算を厳密に行うことにより, 前期の IKABO9 号機風船型ロボット試作機作成を無闇に制作を行い
IKABO9 号機風船型ロボット試作機本体を浮かせるための十分な浮力を得ることができず, パー
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ツの重さの偏りによって IKABO9 号機風船型ロボット試作機の姿勢が崩れてしまうという問題点
の改善を試みたのである. IKABO9 号機風船型ロボット試作機の失敗の原因の主な理由が浮力の
問題と考えたからである. IKABO9 号機風船型ロボットの浮力計算の方法は,
IKABO9 号機風
船型ロボットに使用する風船 (コスモプレン) の質量 (頭頂部のパーツに使用するコスモプレンの質
量 300g 顔のパーツに使用するコスモプレンの質量 600g)
IKABO9 号機風船型ロボットに使用
する頭頂部のパーツと顔パーツに使用する風船 (コスモプレン) に使用するヘリウムガスの質量
IKABO9 号機風船型ロボットが押しのけた空気の質量, の 3 つが必要になっており ＋ ＜ が
IKABO9 号機風船型ロボットが浮く条件である. このうち と は気体の状態方程式
P V = nRT
に
n=W ÷M
を代入し
P V = W RT ÷ M
より
W = P V M ÷ RT
を使うのが一般的である. ヘリウム 1L なら
M = 4.0[g/mol], V = 10−3 [m3 ]
一気圧なら
P = 1.013 × 105 [P a], R = 8.31
27 ℃なら
T = 300[K]
として
W = 0.16[g]
となり, 空気の
M = 28.8
なら 1.17g が浮力である. そして
がその差 1.01 ｖ g 以下なら浮くことができる. 空気の理想気
体からのずれは 0.1% 程度なので問題視する必要はないとする. 風船に入っているヘリウムガスは
1000 リットルで 1Kg の浮力である. このような計算を厳密に行い, IKABO9 号機風船型ロボット
に使用するの重さが 2800g であったので, これを浮かすためには IKABO9 号機風船型ロボットの
頭頂部に使用するコスモプレン (300g) × 2 の風船は 1.6m まで, IKABO9 号機風船型ロボット顔
パーツに使用するコスモプレン (600g) は 2.4m 膨らます必要があった. このとき IKABO9 号機風
船型ロボットに使用する風船 (コスモプレン) の重量は含めない. IKABO9 号機風船型ロボットに
使用する風船 (コスモプレン) の理想の大きさにすると, IKABO9 号機風船型ロボット全体の大き
さは約 7m 級になったのである. 今回 IKABO9 号機風船型ロボットに使用する風船 (コスモプレ
ン) には多くのサイズがありその中から適当なサイズを選出しなければならなかった. 重量が 3000
± 110g, 口官の長さが 18 ± 2cm, 口官の径が 50 ± 4cm, 本体の長さ 295cm 本体の径 190cm, 膨
張径 9.0m, 平均破裂径 13.5m. 重量が 2000 ± 80g, 口官の長さが 18 ± 2cm, 口官の径が 50 ±
4cm, 本体の長さ 250cm 本体の径 160cm, 膨張径 7.3m, 平均破裂径 11.3m. 重量が 1500 ± 50g,
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口官の長さが 14 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 200cm 本体の径 140cm, 膨張径 6.3m,
平均破裂径 10.0m. 重量が 1200 ± 50g, 口官の長さが 14 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の
長さ 200cm 本体の径 127cm, 膨張径 5.8m, 平均破裂径 8.9m. 重量が 1000 ± 35g, 口官の長さが
12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 180cm 本体の径 115cm, 膨張径 5.5m, 平均破裂径
8.2m. 重量が 800 ± 30g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 170cm 本体
の径 108cm, 膨：＠張径 4.9m, 平均破裂径 7.3m. 重量が 700 ± 27g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口
官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 160cm 本体の径 102cm, 膨張径 4.4m, 平均破裂径 6.8m. 重量が
600 ± 27g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 145cm 本体の径 93cm, 膨
張径 4.2m, 平均破裂径 6.5m. 重量が 500 ± 25g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm,
本体の長さ 130cm 本体の径 83cm, 膨張径 3.8m, 平均破裂径 5.7m. 重量が 350 ± 20g, 口官の長さ
が 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 110cm 本体の径 70cm, 膨張径 3.2m, 平均破裂径
4.2m. 重量が 300 ± 15g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 95cm 本体
の径 60cm, 膨張径 2.9m, 平均破裂径 4.3m. 重量が 200 ± 12g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径
が 32 ± 4cm, 本体の長 75cm 本体の径 48cm, 膨張径 2.1m, 平均破裂径 3.5m. 重量が 100 ± 10g,
口官の長さが 9 ± 1cm, 口官の径が 14 ± 3cm, 本体の長さ 57cm 本体の径 36cm, 膨張径 2.0m,
平均破裂径 2.4m. 重量が 100 ± 10g, 口官の長さが 9 ± 1cm, 口官の径が 14 ± 3cm, 本体の長さ
55cm 本体の径 35cm, 膨張径 1.3m, 平均破裂径 1.6m. 重量が 60 ± 4g, 口官の長さが 9 ± 1cm,
口官の径が 14 ± 3cm, 本体の長さ 41cm 本体の径 26cm, 膨張径 1.1m, 平均破裂径 1.3m. 重量が
30 ± 4g, 口官の長さが 9 ± 1cm, 口官の径が 14 ± 3cm, 本体の長さ 28cm 本体の径 18cm, 膨張
径 0.9m, 平均破裂径 1.1m. 重量が 20 ± 4g, 口官の長さが 9 ± 1cm, 口官の径が 14 ± 3cm, 本体
の長さ 25cm 本体の径 16cm, 膨張径 0.8m, 平均破裂径 0.9m. その中から IKABO9 号機風船型ロ
ボットの頭頂部パーツに使用するコスモプレン 2.4m と IKABO9 号機風船型ロボットの顔パーツ
に使用するコスモプレン 1.6m に適当なものを選出した. その結果マイコン, マイコンに使用する
電池, プロペラ, IKABO9 号機風船型ロボット本体を固定するパーツ (曲板) の 2800g を浮かすた
めの浮力を得るためには, 重量が 600 ± 27g, 口官の長さが 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本
体の長さ 145cm 本体の径 93cm, 膨張径 4.2m, 平均破裂径 6.5m. 重量が 300 ± 15g, 口官の長さ
が 12 ± 2cm, 口官の径が 32 ± 4cm, 本体の長さ 95cm 本体の径 60cm, 膨張径 2.9m, 平均破裂径
4.3m のものが適当であった. また, 計算通りに浮力を得ることができるのかを, 実際に風船を膨ら
ますことによって実験をした.
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図のコスモプレンはヘリウムガスをいれ 1.6m 級に膨らませたものである. 計算上では 1.6m 級
のコスモプレンで約 800g の重さを持ち上げる浮力を得ることができるので, 風船に 800g の重りを
つけ実験したところ, 浮くことができたのである. そのため
IKABO9 号機風船型ロボットに使
用する風船 (コスモプレン) の質量 (頭頂部のパーツに使用するコスモプレンの質量 300g 顔のパー
ツに使用するコスモプレンの質量 600g)
IKABO9 号機風船型ロボットに使用する頭頂部のパー
ツと顔パーツに使用する風船 (コスモプレン) に使用するヘリウムガスの質量
型ロボットが押しのけた空気の質量, の 3 つが必要になっており
型ロボットが浮く条件である. このうち と
＋
＜
IKABO9 号機風船
が IKABO9 号機風船
は気体の状態方程式
P V = nRT
に
n=W ÷M
を入れて
P V = W RT ÷ M
より
W = P V M ÷ RT
を使うのが一般的である. ヘリウム 1L なら
M = 4.0[g/mol]V = 10−3 [m3 ]
一気圧なら
P = 1.013 × 105 [P a]R = 8.31
27 ℃なら
T = 300[K]
として
W = 0.16[g]
となり, 空気の
M = 28.8
なら 1.17(g) が浮力であるという計算式を使用することにする.
2:最終発表時の 9 号機のボディの固定方法について
IKABO9 号機風船型ロボットの完成機を作成する際には, IKABO9 号機風船型ロボット試作機
の問題点である浮力の問題の他に IKABO9 号機風船型ロボット試作機のパーツごとの接合部の問
題があった. また IKABO9 号機風船型ロボット作成の際にも多くの問題点が発生した. IKABO9
号機試作機作成の際は, IKABO9 号機風船型ロボット試作機は, 土台パーツ, 足パーツ× 8 本, 顔
部分の風船, 外とう膜部分, ヒレ部分, 目といった部分があり, 接合部が 14 箇所存在した. その際
に生じた多くの問題点がある. まず土台と足との接合部では, クリップを使用した簡易的なものに
なっており, これは取り外しが便利であまり重量を重くしたくなかったという点からクリップを
使用した. しかし, 簡易的が故に空中に浮く際に接合部が外れてしまったり, 空中でパーツがふら
つきクリップの先の尖った部分が土台部分に干渉し, 穴を開けてしまうということもおきた. 次に
KABO9 号機風船型ロボット試作機の顔部分である 60cm 級の風船と土台部分の接合では, 60cm
級の風船の空気の出し入れの口官部分の結び目と, IKABO9 号機風船型ロボット試作機の土台部分
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とをテープとクリップとを利用して接合した. クリップのみでの接合とは違い, 頑丈に接合できた
が 60cm 級の風船に土台がつられている形になるので, クリップ部分の長さだけ接合部に隙間がで
きてしまい, IKABO9 号機風船型ロボット試作機が 1 つのロボットでは別固体であるようにみえて
しまった. そして IKABO9 号機風船型ロボット試作機の顔部分に使用する 60cm 級の風船と目の
接合部ではマジックテープによる接合を行った. こちらも取り外しが可能で簡易的なつくりである
ので空中分離しやすく, また 60cm 級の風船を縮めると膨らますの操作を繰り返すことで, マジッ
クテープと風船が擦れて割れてしまうという問題が起きた. 風船と外とう膜を接合する際も土台と
風船を接合する際と同様の問題が起きた. また外とう膜とヒレ部分は形の複雑さ故に空気が多く漏
れてしまうということがおきた. 以上の IKABO9 号機風船型ロボット試作機を作成してでてきた
問題点を改善策をまとめ, 後期は 7m サイズ IKABO9 号機風船型ロボットの作成に入った. まず土
台というパーツの作成は行わず, IKABO9 号機風船型ロボットの顔部分を曲板というものを使って
覆い, その覆ったアルミに各パーツをつけるという方法をとった. それによって接合部の脆弱性は
改善された. IKABO9 号機風船型ロボットの目の部分はハッポウスチロールでは重量があること
から紙に印刷したものうぃつかうことにした. またコスモプレンには直接接合しないということで,
風船が割れてしまうことは避けた. また外とう膜もヘリウムうをいれるということを行わず, 1.6m
のコスモプレンをふたつ重ねてそれをアルミ蒸着フィルムで覆うということで, 複雑な形をしたア
ルミ蒸着フィルムからヘリウムが漏れてしまうということは避けた. 以上の改善案で作成を行った
がまた多くの問題が発生してしまった. 2.4m 級のコスモプレンを張り詰めた状態まで膨らませて,
曲板で覆うということをおこなっていたので, 風船と曲板の角と風船が擦れて風船が割れてしまう
ということがおきた. これを防ぐために, 曲板の角にビニールテープを巻き, 尖った場所を覆い風船
との摩擦を避けた. しかしビニールテープとコスモプレンも干渉してしまい結局割れてしまった.
鋭利なものとコスプレンとを干渉させないために, コスモプレンを糸を使い覆うこととした. そ
のことによりコスモプレンが割れるという事態は避けることができた. 顔を曲板で覆うという方法
をやめてしまったので, 足パーツやマイコン, マイコンに使用する電池, プロペラを接合するための
パーツを作成した.
顔部分に使用する予定だった曲板を利用し, 図のようなパーツを作成し, これに足パーツやマイ
コン, マイコンに使用する電池, プロペラをとりつけた. これはコスモプレンに干渉することはな
く, コスモプレンが割れてしまう可能性は低い. このパーツを 2.4m のコスモプレンからつるすと
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いう方法で接合した.
（※文責: 影島智貴）
4.2.7
IKABO9 号機の腕作成
新型の IKABO ９号機の腕の設計、制作を行った。新型の IKABO9 号機は IKABO １号機、
IKABO3 号機、IKABO5 号機とは違い、ボディが風船で出来ている風船型ロボットである。風船
型ロボットはヘリウムガスを入れた風船の浮力を上回らないように重量を計算することで浮いてい
る。そのため、腕の動作機構は風船の浮力を上回らないように腕の重量を考えながら制作しなけれ
ばならない。
まず IKABO9 号機の腕の動作機構を決める際に、今までに制作された IKABO の腕の動作機
構を参考にした。そのため、IKABO1 号機、IKABO3 号機、IKABO5 号機の腕の動作機構を説
明するために、今までのプロジェクト活動より一部を引用させてもらう。IKABO1 号機の腕は、
IKABO1 号機に空気を送って、腕のエアシリンダーが駆動して腕が動く機構になっている。空
気を送る動力源はエアコンプレッサーと空気ボンベの 2 種類がある。IKABO1 号機の操作方法
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は Wii リモコンを使って IKABO1 号機の腕が連動して操作するインターフェースとパソコンの
画面のボタンを操作して、ボタンに書いてある動作をするインタフェースがあるが Wii リモコン
は IKABO1 号機の腕に負担がかかり故障してしまう可能性があったので昨年度から Wii リモコ
ンは使わず、パソコンのインターフェースだけで IKABO1 号機を運用している。IKABAO1 号
機の腕の制御方法は IKABO1 号機の本体にあるマイコンボードから各シリンダーを制御してい
る。IKABO1 号機にはすでにプログラムがマイコンに書き込まれているので腕も動かすことがで
き、いか踊りなどの複雑な動きをすることもできる。IKABO1 号機の腕の動作機構は複数のシリ
ンダーによって腕の動きをスムーズに動かすことができる機構である。問題点は腕が大きいので
腕が動いているときにぶつかって場合怪我をする可能性がある。さらに機構が複雑に作られてい
るので腕が故障したときの修理費用がかかる。また動力源でエアコンプレッサーは起動音が大き
くイベントで騒音になり、空気ボンベは取り扱いに注意が必要で空気ボンベを使うと費用がかか
る。IKABO9 号機の腕の動作機構には IKABO1 号機の動作機構を採用することができない。理
由は大きさ 2m 級の IKABO1 号機の時点で腕の重量が相当あり、大きさ 10m だとさらに重くなり
風船の浮力では IKABO9 号機が浮かばなくなる。また空気も腕が大きくなる分、大量に送らなけ
ればならないが動力源のコンプレッサーとボンベでは浮いている IKABO9 号機に空気を送ること
が困難だからである。IKABO3 号機の腕は一昨年の時はベースフレームを両面面部に設置して手
首・肘用のサーボモータを（株）ハイテックの ROBOT 用サーボ HSR − 5498SG を 5 基使用し
て、肩用モータにオリエンタルモータ（株）の PK ５４６− B のステッピングモータを 1 基を使
用した機構である。しかし昨年度に採用していた肩用のステッピングモータではプログラムを作る
のが難しく、1 つのプログラムで腕のサーブモータと肩のステッピングモータを同時に制御するの
が困難だったため、プログラム制御の簡略化のため、肩のアームもサーボモータに変更した。肩の
サーボモータは腕のサーボモータと同じものだとパワー不足だったので、1 段階トルクが高い（株）
ハイテックの ROBOT 用 ROBOT 専用サーボ HSR ‐ 5980SG に換装した。昨年度に完成した
IKABO5 号機は IKABO3 号機と動きを連動させるために腕の動作機構は IKABO3 号機と同じ
機構で制作された。しかし IKABO5 号機は IKABO3 号機の問題点を改良したした制作物となっ
ており、IKABO5 号機は IKABO3 号機より重心が低くしているので、肩の位置が IKABO3 号機
より低いため IKABO3 号機と同じ腕を制作した場合、腕を動かしたときに腕が地面に接触して
しまう可能性がある。そのため、IKABO5 号機の腕は IKABO3 号機の腕より短く作られている。
IKABO5 号機の腕は、肩の稼動域が増えたことにより上下運動が可能になった。肩の上下運動を
行うためには腕全体の重量を減らす必要があるのでサーボモータとサーボモータを接続するため
のアルミ板を最小限に抑える作りになっている。その結果、IKABO5 号機の腕の重量は IKABO3
号機より軽くなっており、腕の強度も十分にある。IKABO3 号機、IKABO5 号機の制御方法は
IKABO1 号機と同様にマイコンボードから各サーボモータを制御する方法である。腕の動力源は
バッテリーを使用している。IKABO3 号機、IKABO5 号機の操作方法は無線コントローラによ
る操作のみである。しかし、昨年度までにマイコンボードの書き込みが完了していなかったので
IKABO3 号機、IKABO5 号機は腕が動かない状態であった。そのため、昨年度まで IKABO3 号
機、IKABO5 号機で操作できるのは IKABO3 号機、IKABO5 号機の移動機構だけであった。し
かし、マイコンボードに書き込むことさえできれば腕を動かすことが可能な状態である。マイコン
ボードと動力源のバッテリーは重くないので IKABO9 号機にも搭載することができる。しかし、
サーボモータの質量は 59.8g あり、10m 級の IKABO9 号機にサーボモータを採用する場合、大き
さに似合った腕を作らなければならないのでサーボモータも 5 基では大きさが足りない。仮に腕に
10 基使用するとしても最低 500 ｇ以上は掛かり、風船の浮力を上回ってしまう可能性がある。ま
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た腕をボディにつけるときにサーボモータを本体のボディに固定しなければならないが、風船がボ
ディとなる風船型ロボットではサーボモータを固定することができない。さらにサーボモータのパ
ワーでは大きくなった腕を動かすことができない。よって IKABO3 号機、IKABO5 号機の腕の動
作機構も IKABO9 号機の腕の動作機構には採用できない。
以上のことから IKABO1 号機、IKABO3 号機、IKABO5 号機の腕の動作機構を採用すること
ができず、腕のパーツも重過ぎるので使用することができない。そのため、IKABO9 号機の腕の
パーツは本体と同じ風船を使用する。しかし問題点として風船で腕の動作機構を制作するのが困難
である。理由は風船が柔らかいので風船を腕として動かすときに風船を曲げた場合、風船に負荷を
かけ、風船が割れるもしくは風船に穴が開いて空気が抜けてしまう可能性がある。また風船には慣
性の法則が働いており、風船を一度動かしたら力を加えない限り、等速直線運動を続ける。また風
船にはヘリウムを入れるので重量が浮力を上回らない限り、浮こうとするので上へ行く力が常に加
わる。。IKABO1 号機はマイコンでエアシリンダーを制御しており、稼動域以上に腕が動かないよ
うになっている。IKABO3 号機、IKABO5 号機はマイコンでサーボモータの回転する範囲を決め
て指定された範囲だけギヤが回転するようになっている。この回転を腕の関節として IKABO3 号
機、IKABO5 号機の腕は動いている。またサーボモータは回転できる範囲までしか回転すること
ができない。しかし、風船は動かそうとすると、思った以上に動いてしまい、腕の稼動域を超えて
風船に負荷がかかったり、腕が本体のボディにぶつかっていまいバランスを崩してしまう可能性が
ある。そのため、風船で複雑を動きをするのは困難であり、簡単な動きだけでも風船を腕としては
動かすならば今までよりしっかりとした制御方法を考えなければならない。以上のことから風船で
腕の動作機構を考える場合は大きな動作と細かい動きをすることが出来ない。それを考慮して動か
すときにしっかりとした制御する方法を取り入れることを目標に IKABO9 号機の腕の設計をしな
ければならない。
上記の問題を踏まえて風船で腕の動作機構を製作するときに本プロジェクトでは、IKABO1 号
機、IKABO3 号機、IKABO5 号機の様にいか踊りのような複雑な動きがするものではなく、腕を
曲げるなど本当に簡単な動きができ、動きをしっかりと制御できることを目標とした。また重量が
風船の浮力に下回るように心がけた。本プロジェクトでは糸で風船を引っ張って風船を腕のように
動かす案で腕の動作機構を制作することにした。糸はそれほど重くないし、IKABO1 号機の腕の
動作機構のように複数本の糸で引っ張ることで引っ張る方向じゃない方向に力を加えることで風船
の制御ができるのではないかと考え、さらに複数本の糸でいくつかの方向に腕を動かすことができ
るのではないかと考えた。腕の部分になる風船は腕の長さが 3 分割して３個の風船を連結したもの
とした。これは腕の風船を三分割にして腕の風船を三個にすることで風船と風船の間にできた空間
を IKABO １号機のエアシリンダー、IKABO3 号機、IKABO5 号機のサーボモータの回転部分の
ように関節部分として腕を動かすことができるのではないかと考えた。そうすることで風船自体が
曲がる可能性が減り、風船に負荷をかけることなく腕を動かすことができると考えた。腕の風船の
大きさは 3 個とも同じ大きさにして、形は楕円型の円柱に統一した。風船を引っ張る糸は３本とし
た。糸を風船につける位置は IKABO1 号機の腕の機構のようにエアシリンダーとエアシリンダー
との間を直線で結んで三本のエアシリンダーが三角形の形になるように IKABO9 号機の腕に糸を
繋げる。そうすれば、腕が 1 つの糸で引っ張って腕を動いたときに、2 つの糸で引っ張ることで腕
を元に戻すことが出来ると考えた。それぞれ一本の糸で引っ張ることで最低でも三方向に腕を動か
すことが可能になり、さらに二つの糸で腕を引っ張って残りの一本で腕を元に戻すことができるな
らば、新たに三方向に腕を動かすことができ、単純な動きをするには十分な動作機構であると判断
し、糸と糸の間を直線で結んで三本の直線が三角形になるよう配置することにした。糸を引っ張る
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道具としてモータとギアボックスを使用することにした。モータとギアボックスを使用する理由は
モータの回転で糸を巻き取ることで腕に繋がっている糸が引っ張られて腕を動かすようにすること
ができるからと考えた。問題は重量は糸の本数分のモータとギアボックスを搭載しなければならな
いが、前期は腕を動かして腕の動作機構が決めるのが目標であり、ちゃんと動いてしっかり制御で
きるかを確かめるので動作機構で現在の案を採用したときにどのモータを使用するかを考えること
にした。またモータの制御方法として、ブレッドボードを使用した。ブレッドボードを選んだ理由
は、はんだ付けを使わずに電子回路を組むことが出来るので簡単に実験行うことが出来る基盤で、
電流の流れを変えることが可能なのでモータの回転を逆回転させ、引っ張っているために巻き取っ
た糸を巻き返すことが出来ると考えた。ブレッドボードを使う問題はブレッドボードを使うときの
動力源のバッテリーの重量とバッテリーの電力で糸をどれだけ巻き取ることができるか、何時間動
かすことが出来るかを考慮する必要がある。またブレッドボードへの書き込みはマイコンボードと
異なるので書き込みが出来るかどうか問題である。以上が IKABO ９号機の腕の動作機構として
本プロジェクトが提案した案である。次に実際にこの動作機構が思った通りに動くかどうかを確か
めるために 9 号機の腕の制作に移った。
まず、前期に制作される 10m 級の IKABO9 号機のサイズを 5 分の 1 に縮小した 2m 級の
IKABO9 号機の試作機のサイズに合わせて腕を制作して動きを確かめることにした。試作機のサ
イズで合わせて制作する理由は、IKABO9 号機の試作機を作るチームと IKABO9 号機の腕の動作
機構を考えるチームに分かれて、IKABO9 号機の試作機を作るチームが IKABO9 号機の試作機
の設計図と型紙を作成するときに、IKABO9 号機の試作機の腕は腕の動作機構を考えるチームで
制作するので腕の型紙は制作しなかった。そのため、IKABO9 号機の腕の動作機構を考えるチー
ムは 10m 級の IKABO9 号機の腕を 2m 級の IKABO9 号機の試作機に合わせて制作し、IKABO9
号機の試作機に搭載することになった。IKABO9 号機の腕の動作機構案が提案されたときにいく
つかの問題点があがった。問題点を解決するために話し合って資料を探したが解決策が見つから
なかった。そのため、IKABO9 号機は 10m 級の大きさの風船となり、IKABO9 号機の腕もデザ
インのサイズから 2m 級の大きさになり、話し合っていても解決できない問題もサイズが大きく
なることで解決できるのではないかという意見と IKABO9 号機はだれも試したことのないイカの
形をした風船が 10m 級の大きさで空中を浮いている風船型ロボットというだけでインパクトがあ
り、風船を腕の様に動かした事例がないのでとにかくにいろいろ試してみることが重要であるとい
う意見がでたので IKABO9 号機の腕を制作することにした。まず始めに IKABO ９号機の腕の動
作機構でどうのように動くかを確かめるために風船では作らず、紙素材を使って腕を製作するこ
とにした。理由は風船で作る前に風船の素材に用いられるアルミ蒸着フィルムに近似している紙
で腕を製作することで、風船と似た状況で腕を動かすしてみて確かめてることができ、紙素材のほ
うが風船で腕を作るよりも容易だからである。また、紙素材で制作した腕を動かしたときに起きた
問題をアルミ蒸着フィルム素材の風船の腕を制作する前に解決する糸口が見つかるかもしれない
と考えたからである。以上の理由から紙素材を使って IKABO9 号機の腕を制作することにした。
まず、IKABO9 号機の試作型のサイズに合わせて腕の大きさを合わせることから始めた。新型の
IKABO9 号機の全長は 10m があり、そのときの腕の長さはデザインから約 2m の長さになる。そ
して今回前期で制作されるのは、新型の IKABO9 号機を 5 分の 1 に縮小した IKABO9 号機の試
作型である。腕の長さは IKABO9 号機の試作型に合わせるので腕の長さは新型の IKABO9 号機
の腕の長さ 2 ｍから 5 分の１に縮小した長さ 40cm が IKABO9 号機の試作型のサイズに合った腕
の長さとした。IKABO9 号機の腕の動作機構の案からまず腕の長さを三分割しなければならない
が、40cm は IKABO9 号機の試作機の全体の長さであり、IKABO のアーム先端を含めた長さを指
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している。IKABO のアーム先端とは、IKABO の腕の先端の先端部分を指し、IKABO1 号機では
カラーコーン、IKABO3 号機、IKABO5 号機では発砲スチロールが IKABO のアーム先端に使用
されている。IKABO のアーム先端は IKABO の腕の動作機構を動かす上で軽くしておくことが
重要であり、IKABO9 号機はアーム先端もアルミ蒸着フィルムを素材とした風船を使用する。し
かし、現在の IKABO9 号機の腕の動作機構案は、腕を動かす部分にアーム先端は IKABO3 号機、
IKABO5 号機のように入れていない。なのでアーム先端の長さを IKABO9 号機の試作型の腕の
全体の長さから引いた長さが腕を動かすのに必要な長さなのでその長さを三分割する。IKABO9
号機の試作型の腕の長さは 40cm なのでアーム先端を 10 ｃｍとするならば、腕を動かす長さは
30cm となり、30cm を三分割にするとそれぞれの腕のパーツの長さは 10cm となる。紙素材では
腕がどう動くかどうか確かめるだけなのでアーム先端は制作はせず、モータとギアボックスで糸を
巻き取らない。紙は A3 の厚めの画用紙から腕の長さに必要な長さから縦 10cm と丸くするのに必
要な長さ横 30cm を長方形を 3 枚を切り取った。まず紙を丸めてセロハンテープで円柱を 3 つ作
成した。次に円柱と円柱を繋げる糸を円柱につけた。このときに注意したことは糸を円柱に固定し
てつけないようにした。なぜなら糸が円柱に固定して付けた場合糸を引っ張っても糸が動かないか
らである。そこで円柱の端に糸を通す穴を作成することにした。穴は小さな紙を山折にして円柱の
端に紙の左右の端をセロハンテープで円柱につけるときに折って作った空間を穴にするように真
ん中にスペースができるようにした。小さな紙は、A3 の厚紙から縦 1cm 横 3cm の長方形を 1 つ
の円柱につける穴の数を 6 つとして合計 18 枚切り取った。穴は端と端が直線になるようにしてつ
けた。また三点が三角形になるように気をつけて穴を円柱につけた。今回使用した糸はタコ糸であ
る。タコ糸を選んだ理由は、引っ張っても切れない糸としてタコ糸が最適だったからである。今回
使用したタコ糸は、綿 100 ％の規格２０/5* 3 、太さ 3.8mm タコ糸を使用した。一本のタコ糸の
長さは約 40cm になるようにした。タコ糸を円柱の穴に通して最後の穴を通したら、最後に通した
円柱の端にセロハンテープでタコ糸が引っ張って腕を動かすために固定した。これで紙素材の腕が
完成した。
図 4.36 完成した紙素材の腕
実際に動かして腕がどうのような動くか確かめた。腕で手で糸を引っ張ることにした。腕を動か
すときは引っ張る糸をまっすぐぴんと張り、動かさない糸が下に来るようにして、上の 1 本の糸を
引っ張ったときどうなるかを確かめた。結果は糸を引っ張ってたら腕は動いたが動いたのは先端の
円柱のみで真ん中の円柱は動かなかった。また元の状態に戻すために、2 本の糸を引っ張ったが円
柱と円柱が引っかかってしまい、戻すことが出来なかった。真ん中の腕が動かなかった原因は先端
の円柱は引っ張られた糸が端で固定されているのでそれに引っ張られるように円柱も引っ張られて
曲がった状態になるが、真ん中の円柱は糸が円柱に固定されていないので糸を引っ張っても円柱が
引っ張られず糸が短くなり円柱と円柱の間がなくなり関節の部分がなくなって曲げることができな
いからである。また紙と紙の摩擦のせいで、元の状態に戻すときも円柱と円柱が突っかかってしま
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うので引っ張っても元に戻らない状態になってしまった。 紙素材による腕の動作機構を制作して
動かしたときに起きた問題点は関節の部分が不十分であることと引っ張られるのは先端部分のみで
ある。、この問題はこの動作機構案を出したときにも出た問題だった。解決策としてバネみたいな
伸縮性のあるものを円柱と円柱の間にいれれば関節として機能するのではないかと考えた。実際に
伸縮性のあるものを入れてもう一度腕を動かしてみたがうまくいかなかった。原因は伸縮性があっ
ても元の形に戻らなければ関節として機能しないからである。仮にもし元の形に戻れるものがあっ
たとしても、重くなって風船が浮かない可能性があるので解決策にはならなかった。また真ん中の
腕に糸を固定すればいいのだが、固定しながら糸を引っ張る方法を見つけることができなかった。
結果的には失敗してしまい解決策も見つからなかったが実際に先端部分のみ動いたのでこれらの問
題点を解決することができれば腕の動作機構として採用することができると考えた。 試作機の腕
は紙による実験を踏まえたうえで, 次のステップの実験の意味もこめて完成型に使用を予定してい
るアルミ蒸着フィルムを用いた風船を用いることとした. 試作機を作成する意味として完成型より
小型の状態で腕の可動を実現することができれば完成型である１０ｍにもその動作機構の採用がよ
り現実的になると考えたほか, 問題点の発見, 改良なども小型のほうが容易であると考えた.
まず, 型紙の作成だが今回は試作機ということで, より簡潔な形を意識してアルミ蒸着フィルム
を楕円にきりとったものを２枚張り合わせることで形を再現することとした. ２枚のフィルムを張
り合わせ, それに空気を入れると立体になることで設計図で考えた形に近いものが得られるとアル
ミ蒸着フィルムを用いた練習の段階でわかっていた. また, ＩＫＡＢＯ１号機, ＩＫＡＢＯ３号機,
ＩＫＡＢＯ５号機すべての既存のＩＫＡＢＯにみられる特徴のひとつである腕の先端部の円錐の部
分はアルミ蒸着フィルムを用いた風船による円錐の再現は困難であるため, これに関してもアルミ
蒸着フィルムを２枚張り合わせる方法で対応した. 以上のことから型紙は腕部の横幅２５ cm の楕
円のものと先端部用の底辺１５ cm, 高さ２４ cm の二等辺三角形の型紙の計２枚を作成した.
次に, 使用したモーター, ギヤボックスについて, 今回使用したものは TAMIYA 製 SINGLE
GEARBOX(４− SPEED) である.
図 4.37 ギアボックス
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これを採用した理由は, ４種類のギヤ比が選べ, パワーが必要な工作からスピード重視の工作ま
で幅広く使える組み立て式のギヤボックスで, 今回のような糸を引く力にどれほどの大きさを必要
とするか不明な場合にギヤ比を変えることで, ４種類のパターンがひとつのギヤボックスから試す
ことができるのは都合が良かったため. また, この TAMIYA 製のものはクランクアーム, ギヤケー
ス, ギヤが高制度なプラスチック製, シャフトが丈夫な金属製であり, TAMIYA というメーカーか
らも信頼性があり, 確かな効果を発揮し, 品質も高く, 故障などのトラブルが少ないと考えたためで
ある. モータに関してはこの SINGLE GEARBOX（４− SPEED）に付属していた１３０ TYPE
MOTOR で十分な力を発揮すると考え, それを用いることとした. また, このギヤボックスのギヤ
比だが,A タイプ (ギヤ比１２．７：１, 回転トルク９４ｇｆ・ｃｍ, 回転数１０３９ｒｐｍ)B タイ
プ (ギヤ比３８．２：１, 回転トルク２７８ｇｆ・ｃｍ, 回転数３４５ｒｐｍ)C タイプ (ギヤ比１１
４．７：１, 回転トルク８０９ｇｆ・ｃｍ, 回転数１１５ｒｐｍ)D タイプ (ギヤ比３４４．２：１,
回転トルク２２７６ｇｆ・ｃｍ, 回転数３８ｒｐｍ) の４種類を試した結果, 回転数の一番高い速度
重視の A タイプ (ギヤ比１２．７：１, 回転トルク９４ｇｆ・ｃｍ, 回転数１０３９ｒｐｍ) を採用
することとなった.
実際に, 型紙を利用して風船をつくり, それにギヤボックスを用いて腕の動作を確かめてみた. ま
ず, ばらばらの３節の風船の接合であるが, ある程度の強度を保ちながら, 柔軟なものを選択すると
して, 風船にクリップをセロハンテープによりくくりつけ, それらを連結することで風船の接合を
行った. 糸に関しては, 紙の実験の際に利用したタコ糸の利用をやめ, 摩擦の少ない釣り糸を用い,
少しでも滑らかな動きを実現することを期待した. 膨らました風船に糸をつける際に紙の場合と同
じく外面に糸を通す穴が必要となった. これに対して今回は風船の外面にストローを短く切ってそ
れをセロハンテープで貼り付けることで対応した. ストローを紙の場合と同じく腕の風船の外面部
に三角形状に等間隔となるように貼り付けた. 片腕に計１８個のストローを取り付けた. そのスト
ローの穴に糸を通して, ギヤボックスの駆動部に縛り付けてモーターを回転してみた. この時点で
は, モーターを同時に１つまでしか可動させることができず, 三角形の頂点の部分に位置する糸を
引っ張ることを試してみた. 結果として, 腕は予想通り上方向に可動したが関節部が不十分なこと
と, 風船自体が強度の高いものでなはなくやわらかい点などから想像のようにきれいな曲がり方は
できなかった. また, 回転数の一番高い A タイプに設定されていたにも関わらず, 腕の動きは遅く,
鈍いものとなってしまった. これらの問題点の改善は必要不可欠な問題となるであろう.
図 4.38
クリップによる接合部
次に, モーターの同時可動を目的としてブレッドボードを用いた. ブレッドボードとは各種電子
部品やジャンパ線を差し込むだけで電子回路を組むことの出来るはんだ付けが不要な, 実験や評価
や試作をするための基盤のことである. これは, 昨年度の IKABO ５号機用の LED の実験の際に用
いられたものを活用し, 行った. このブレッドボードに一定の電圧を与えることでモーターの可動
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を実現することができる. モーターを並列で接続をすることで, 同じ電圧を維持し, 電池 BOX から
の電圧をモーターに送ることができるため, ３つのモーターを同時に動かすことができる. これに
より, 腕の機構の３本の糸の巻き取りが可能となり腕の機構の実現に一歩近づいたと言える.
図 4.39 ギヤボックス 3 個をブレッドボードに並列でつないだ様子
最後に, マイコンについてだが, ブレッドボードの扱いを覚えたところで, 我々はそれに対応した
マイコンの制御へと作業を移した. マイコンへの書き込み用のソフトである AVR studio をインス
トールし, サンプルプログラムのマイコンへの書き込みを試みたがマイコンとの接続がうまくいか
ず, インターネットなどを用いての学習を行ったが技術の習得とまではいかず結果として中間発表
までの時間内にはマイコンへの書き込みは成功しなかった.
中間発表までの活動として以上のことを行ったが, いくつかの課題と問題点があげられた. 腕の
可動を行う際に第一の課題としてあげられるのが腕の関節である. これは紙の模型を用いた際に関
節の実現を試みたが成功しなかった点のひとつである. 紙の模型の際には円柱と円柱の間に紙で作
成したばねのようなものを接着し関節としたが, これは, 紙の強度の関係と糸の聴力の関係から結
論としてうまくいかなかった. その他に, 糸を引ききってしまった際の糸の開放方法の発案, AVR
studio を用いたマイコンへのプログラミングの書き込みがあげられる. また, 大きな問題として腕
自体の浮力の問題も残されている. これは試作機用に作成した腕にヘリウムガスを入れてみた際に
浮上した問題である. 接続部に用いたクリップが風船の容積に対して想像以上の重さとなってし
まったためである.
以上の問題の中で, 最大の問題としてあげられる腕の可動, 浮力の問題についての解決を行った.
まず, 浮力の問題についてはボディ設計に問題があるとして浮力の計算をしなおすこととなった.
それにあたって完成型は１０ｍという大きさから容積を割り出し浮力を計算した結果, 腕について
は右, 左合わせた両腕で最低でも１ｋｇの浮力を得られることがわかった. そこから, 浮力について
は完成型では問題がないのではないかと考えられた. それに伴って, 腕の可動についての問題点は
サーボモーターを用いて糸を巻き取ることにより間接を動かすという考えから生まれた３点制御を
やめて一から考え直すこととした. 浮力の関係上からモーターを用いることが可能なのではないか
と考えた. そこで我々は, 人間と同じように肩とひじの２箇所に関節のようなものをつくろうと考
えた. つまり腕の根元にサーボモーターを装着し本体と結合し, 腕の中間あたりにサーボモーター
をもう一つ装着する. こうすることで, 動きに制限が出るものの糸を用いた制御に比べ, 制御しやす
くなると考えた. このような考えから後期は完成型の作成に取り掛かった.
（※文責: 吉川諒）
プロジェクト前期では, アルミ蒸着フィルムという熱で接着できる特殊なフィルムを使い, ボディ,
足等を製作しまた顔の部分は市販されている風船の大きな物を使っていた. しかし, 中間発表で使
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用した試作号機では, 姿勢の維持ができなかったり, 様々な問題が発生した. その問題というのが,
試作号機では体全体の姿勢が維持できなかったり, ボディに空気を入れる際に空気を注入する弁に
傷がつき穴が開いてしまうために空気が漏れてしまって空気をいれることができないなどの問題で
ある. また中間発表後に, 函館市内で毎年行われている函館港祭りにプロジェクトで参加した. い
かロボットは函館の地域発展や函館の PR を行うために製作したので, 地域交流を行うためである.
また, 屋内で展示する目的で製作していたため, 屋外でも展示・使用することができるようにいか
ロボット 9 号機の欠点を発見するという目的もあった. 中間発表に起こった問題を解決するため
に, いくつか解決策を講じ, 改善を行ったが, はこだて港祭りに参加していた最中にもさらにいくつ
かの問題が発生することが予想された. まず, ボディに使用されているアルミ蒸着フィルムは軽い
素材で（元来風船や気球の要領で室内用として 9 号機を製作するという目的であったため）9 号機
は風に弱く, 強風が吹くと大きく揺れてしまい, そのうえアルミ蒸着フィルムは薄くてとても繊細
な素材でもあるので, 木の枝やとがったもの等に引っかかり破れてしまう危険性があったためであ
る. 実際にはこだて港祭りに参加している最中に問題は発生した. その問題というのが, やはりア
ルミ蒸着フィルムに関する問題である. アルミ蒸着フィルムは軽くて薄く繊細な素材であるため不
安要因であるということは上記でも問題の要因として挙げたが, そのほかにも熱に弱い素材でもあ
るのである. そのため, はこだて港祭り参加した際, 山車代わりのトラックの上に 9 号機を設置し
ていたのだが, トラック上で展示をするためにライトアップしていた電球の熱によってボディや腕
の素材であるアルミ蒸着フィルムが溶けてしまうというハプニングが起こってしまった. そのハプ
ニングに続き, ボディや腕の接着接合部分が風にあおられてしまったために, 不安定になり, そこか
らまた空気がもれだしてしまうというハプニングも起こってしまった. プロジェクト中間発表まで
に 2 ｍ級の 9 号機の試作機を製作し, そこで問題点を見つけることがひとつの目標であった. 中間
発表までに見つけた問題点やはこだて港祭りで見つけた問題点をふまえ, 最終発表に向け試作号機
のデザインからみなおすことにした.
まずプロジェクト後期の初めにプロジェクト内で再度中間発表とはこだて港祭りで発見した問題
点を改善するために意見交換から始めた. 夏休み中に各自で試作号機の問題の改善案について調査
を行った. 主な調査の内容は, 実際にアルミ蒸着フィルムでロボットを製作することは可能である
か, 実際に製作されているクラゲ型ロボットの動画を閲覧しいかロボットにも応用できるものであ
るか等が意見交換の議題として挙がった. プロジェクトの後期開始当初はそのクラゲ型ロボットを
参考にいかロボットを製作していく予定であったが, その方向性でいかロボットの製作を行ってい
くと, プロジェクトメンバー各自の柔軟性や自発性, 創造性が損なわれる恐れがあったため, クラゲ
型ロボットを参考にいかロボットを製作することを断念せざる負えなくなってしまった. そのよう
なわけで, また 9 号機製作メンバーで, いかロボット 9 号機を一から再デザインを行い, 最終発表に
向けて行っていく, プロジェクト後期の活動の方向性を決めていくことにした.
そもそもいかロボット 9 号機の目的は, 従来のいかロボット 1 号機, 3 号機, 5 号機では運搬や持
ち運びが困難なため, 持ち運びが便利ないかロボットを作ることであった. また, ロボットフェスイ
ンはこだて市民の会からの要請で, 巨大ロボットを製作してほしいとのことであったため, インパ
クトがあり持ち運びが便利なものということで, 素材なども考慮したところ, 巨大風船型ロボット
としていかロボット 9 号機を製作していく必要があった. プロジェクトの前期の製作プロセスとし
ては, 9 号機製作メンバー全員で, 各自がそれぞれ思うような 9 号機のデザイン案を持ち寄り, アイ
ディアや意見を交換することによって, それぞれのデザインの長所を活かしたデザインを作り上げ
ることができた. 次に, 実際にそのデザインで試作ができるかどうかを調査するために, 模型で製作
を行うことにした. その模型での試作機作成準備では, まずデザイン案からボディや手足に至るま
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で, すべてのいかロボット 9 号機の本体を各所でサイズを寸法を決めた. そこから模型を製作する
ために, 縮小サイズにサイズを合わせて, 模型を作る素材として, 当初から 9 号機の試作機製作に使
用する予定であったアルミ蒸着フィルムにより近い素材として, 紙やクラフトペーパーを利用して
ボディや腕・足の外部デザインを製作したり, ビーチボールやゴム風船を使用して浮力や弾力, 耐
力などの調査を行った. 模型製作での問題点は, アルミ蒸着フィルムに近い素材として紙やクラフ
トペーパーを使用したが接着部分を糊で接合したが, 実際に試作号機を製作するにあたって接合部
分をなにで接合するべきなのかという課題を発見することができた. そのほかにも, 球体をアルミ
蒸着フィルムで製作することは困難ということがわかった. また, 頭, 顔, 腕, 足, 土台部分などの全
体の各箇所の比率を綿密に調整し, 全体としてのバランスをとり, よりいからしさを表現すること
が重要であることがわかった. 以上のことをふまえて, いかロボット 9 号機製作メンバーでは, 9 号
機の試作機を製作する段階へ移ることにした.
そこで 9 号機の試作機を製作するにあたって, まず最初に素材として, 頭をアルミ蒸着フィルム,
顔を市販の一回り大きい弾力のある風船, いかロボットの目には発泡スチロール, 腕にアルミ蒸着
フィルム, 足にアルミ蒸着フィルム, 土台にもアルミ蒸着フィルムを利用して, 試作機の製作を行っ
ていくことにした. まず, アルミ蒸着フィルムに関してはまず初めに, 各箇所の寸法などを測ってク
ラフトペーパーによる型紙を製作し, その型紙に合わせてアルミ蒸着フィルムで各所の素材部分を
そろえた. アルミ蒸着フィルムは熱に弱いため, アルミ蒸着フィルムの裏側をはんだごてで溶かす
だけで接着できるので, アルミ蒸着フィルムの裏側と裏側をはんだごてによって接着することがで
きた. しかし, 接着部のはんだごての作業では, 溶接作業が大雑把になってしまうと最初に接着され
ていても時間がたってから隙間ができてしまい, そこからヘリウムが漏れ出してしまうことがあっ
たので, 丁寧に溶接作業をメンバーで進めていく必要があった. そのため, 接合部分を確かなものに
し, きちんとした部品を作るまでに時間を要することとなった. また, 頭や顔や手・腕などの各所を
接合するにあたって, それぞれが異なる素材で製作されているため, 何で接合するべきかという問
題が浮上してきた. 異なる素材であるために, 安易にテープでとめることは不可能であるし, まして
やアルミ蒸着フィルム同士を溶接し接着したように, 風船で作らせている顔とほかのパーツである
アルミ蒸着フィルムを溶接して接着することは風船が割れてしまう可能性が確実にあったので不可
能であった. また, デザイン案や模型製作の段階でも問題視されていた, 全体のバランスに関して,
試作機では姿勢維持の問題が発生した. 目を発泡スチロールで製作したことによって前傾姿勢に
なってしまい, 真正面を向くことができないのである. そのほかにも, 中間発表で発表した時点で,
先ほどの全体的なバランスが前傾姿勢によって崩れてしまっている問題のほか, ヘリウムが少なく
製作に使用した風船では浮力がたりず, 耐久や弾力, 浮力などを考慮して後期はサイズアップする
必要があった. また, アルミ蒸着フィルムで頭, 腕・足を製作していたが, 空気を入れる弁の部分を
何度も繰り返し利用することによって, 弁の部分の耐久が弱りすぐに空気が漏れ出してしまうこと
が何度も起こったので, 後期でもアルミ蒸着フィルムを使用していくべきかどうかという問題が出
てきたのである. 次の段落では, 以上のことからプロジェクトの後期として問題点を挙げ, 課題を設
定し, 解決までにいたるプロセスについて説明する.
プロジェクトの前期では, いかロボット 9 号機の試作機製作メンバーが一丸で試作機の製作を
行ってきたが, プロジェクトの後期ではメンバーをボディ, 腕, プロペラ班の 3 チーム分けて製作を
行うことにした. 後期のプロジェクトの試作機製作チームの全体的な問題点として, 第一に, アルミ
蒸着フィルムに関する問題である. 薄くて脆く熱にも弱いという繊細な素材であり, 扱いに非常に
気を付けなければいけないということで, アルミ蒸着フィルムだけでボディを製作することは断念
せざるをえないという結果になった. そのために, プロジェクト後期では試作号機のボディと手足
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にアルミ蒸着フィルムを使用することをやめて, 新たな素材を使用することにした. 新たに 9 号機
の用途にあう素材を調査した. まずボディ自体は, 今までは風船 1 つに対しアルミ蒸着フィルムを
加えて貼り付け, いからしく見えるボディに仕上げていた. しかしプロジェクトの後期からは, 風船
もコスモブレンというヘリウムがより抜けにくくサイズの大きい風船を新たに使用することに決め
た. その風船を大・中・小の大きさで 3 つ用意し, その全体にアルミ蒸着フィルムで覆うことにし
た. 風船をある無蒸着フィルムで覆うことでロボットらしさを演出するためである. 前期でのアル
ミ蒸着フィルムはアルミ蒸着フィルム自体でボディや手足を構成し, それにヘリウムを注入してい
たが, 後期では, ボディの外見を演出するためだけに利用することにしたのである. また, 中間発表
までには完成していなかった腕についても装着することにした.
ここからは, その腕について詳しく説明していく. まず, 中間発表までにデザイン上では, 腕を今
までの既存の 1，3，5 号機と同様に顔 (頭) の部分に装着し, 一目見ればイカボだとわかるように,
イカボらしさを残そうと考えたが, 9 号機では頭の部分が風船なので直接腕を装着することは不可
能であった. また, 中間発表までは, 試作号機ということもあり, 全体が小さく十分な浮力が得られ
ていなかったために腕も軽量で, かつアルミ蒸着フィルムや風船と直接接着しなければならなかっ
た等の点が改善されなかったことや, 腕の製作に関して十分な時間が当てられなかったので中間発
表までに腕を装着することは断念した. プロジェクトの後期からは, 前期で一度断念した腕を, 再
度, ボディに装着することが再提案された. なぜならば, ボディの風船を後期でコスモブレンの風船
にしたことで, 風船の強度や大きさがよりバージョンアップし, それによってヘリウムによる浮力
が上昇したため, 腕の装着が可能になったと考えたからである. 当初の目的では, 腕を装着するだけ
ではつまらないということで, いか踊りを踊れるように腕を製作することが検討されていた. その
腕の検討内容というのが, いかの腕といっても足 10 本あるうちの長い 2 本を腕と設定し, その腕の
部分を操作できるようにすることで, ただ展示するだけのオブジェ的いかロボット 9 号機を製作す
るのではなく, 動的になるようにすることでいかロボットをより楽しんでもらうことを目標とした.
上記の腕を動かせるようにするために取り組む内容として次のことを課題と設定した. まず, 第
一の課題として, 腕をどのようにボディに装着するかである. 腕をすべてロボットのようにしてし
まうと, 腕だけで重量がだいぶ重くなってしまい, 風船で浮かせているボディでは支えきれないと
いう問題があった. そのため, 腕をどこまで軽量化することができるのかを話し合い製作していく
必要があった. この問題に対して, いかロボットの腕の先端部をこれまでと同じアルミ蒸着フィル
ムを用い軽量化をはかることにした. これは, アルミ蒸着フィルムを 2 枚重ねあわせ接着するこ
とで円錐に近い立体を表現するためである. 全体的に機械的で怖いイメージを与えがちなので, 丸
みを帯びたフォルムにすることで, 多少なりともかわいさを表現することにした. この腕の先端部
分は, 先ほどの管の内部を通しボディの土台部分と糸によりくくりつけることで接合した. しっか
りと固定しないことにより腕部の動きに合わせて先端部にしなやかな動きをさせるためである. ま
た腕を動かす装置によっても軽量化ができる具合が変わってくる.
そこで, 第二の課題として, そのほかにも腕を動かすのにどのような装置を設計するべきかとい
う問題である. 前期に腕製作班では, 片腕にギアボックス, モーターを取り付け, 3 本の長さの違う
糸をそれぞれ違うタイミングで引っ張ることで腕を動かしていた. しかし, 糸を巻きとる際に腕の
角度を調節できない点, また糸を巻き取るのに時間がかかってしまう等の問題点から, もう一度腕
の機構として用いられる物が無いかを一から模索した. 問題の改善案として, いくつか出た案の中
から, サーボモーターを用いる案で製作することにした. ここで, モーターの重量とモーターのト
ルクそれぞれの部品の重量の関係の計算が求められた. 計算の結果から腕の長さ 2 ｍに対して約
30 ｋｇ/ｃｍのトルクが必要であることがわかった. 今回ボディ班との話し合いの結果腕の長さは
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2 ｍということになり, IKABO5 号機の肩部に用いられているサーボモーターが上記のようなト
ルクを満たしていたことからそれを用いていくつかの重りを用いた実験を行った. その結果から,
IKABO5 号機肩部のサーボモーターと同じものを発注した. 同じものを選んだ理由としてトルク
が十分だという点と IKABO5 号機で使用しているサーボモーターと同じ機器のため搭載されるマ
イコンを共有できプログラムの書き換えが容易だったためである. 次に, 腕部の素材については柔
らかくある程度の強度がありかつ, 軽いものを探した. 最終的にはガスストーブ等の排気管に使わ
れるアルミパイプに決定した. これは伸縮可能で, 軽く強度があり, しかも予測不能な面白い動きま
でできるのだ.
図 4.40 腕のアルミパイプと根元に取り付けられたサーボモーター
これらの課題をふまえて解決するためにプロジェクトで活動を行い, 最終発表までにつぎの成果
を得られることができた. まず初めに, 本体部分となる箇所を製作するボディ班では頭や胴体をコ
スモプレンという高性能の巨大なゴム気球を利用したことで, 浮力をあげることができた. また, 足
の部分の骨組みを針金で製作し, 以下の動きを再現した. 次にプロペラ班では, マイコンからの命令
をモーターコントローラーが読み取り回転速度回転方向を制御することができるように製作を行
い, プロペラを回転させる時間や強さ, 方向を指定することで移動量や速度, 上昇や下降を制御でき
るプログラミングを書いた. そしてここでメインの腕に関しては, 付け根のサーボモーターにより
腕を稼働させることに成功し, 制御の仕方はプロペラ生業と同じマイコンにより制御することにし
てプログラミングをプロペラ班に託した, また腕の先端部にはアルミ蒸着フィルムを使用しヘリウ
ムガスを入れることで軽量化をすることができた. 同時に腕の先端部に円錐形に近い銀の蒸着フィ
ルムをつけることで, ロボットらしさ, かわいらしさを表現しようという狙いだ.
最終発表までに腕を完成させ, 動かすことまでは達成できた. しかし, これから腕の関節を増やし
より可動域を増やすことや, 今までは左右の腕が同時に動くことでボディ全体のバランスを崩さな
いようにしていたが, いか踊りを踊らせてもバランスが崩れないようなしなやかな動き, また, 9 号
機マイコンにいか踊りのプログラムを実装することで 1，3，5 号機と連動させいか踊りを踊らさ
せ, より一層エンターテインメント性を高めていくことなどをこれからの課題にしたいと思う.
（※文責: 三木翼）
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アーム先端とは, IKABO のアームの先端部分のことを指す. IKABO のアーム先端は, それぞれ
形状, 色, 素材が異なっている. IKABO1 号機のアーム先端にはカラーコーンが使われている. こ
れは IKABO1 号機のボディ部分の各種に廃材が使われている特徴があり, アーム先端にも廃材と
してカラーコーンが使われた. アーム先端の色は IKABO1 号機のコンセプトカラーが赤なので, 赤
色のカラーコーンを用いた. アーム先端の形状はカラーコーンをそのまま使っているので円錐であ
る. 円錐の形が IKABO １号機のアームの先端として違和感が無く綺麗な形状である. 先述からカ
ラーコーンを使ったことで IKABO1 号機のアーム先端は完成度が高い物となっている. IKABO3
号機, IKABO5 号機のアーム先端には発泡スチロールが使われている. 発泡スチロールを使った
理由として 2m の IKABO1 号機を IKABO3 号機, IKABO5 号機では大きさと形状をある程度決
められてカラーコーンより軽い発泡スチロールの方が良いと判断したからである. IKABO ３号
機では発泡スチロールの強度と発泡スチロールの目を消すため, パテ加工を行った. パテ加工を行
うことによって発泡スチロールの強度が増し, さわり心地が良くなった. さらに紙やすりでパテを
削ることでより滑らかな形を作ることができた. しかしパテ加工を行うと強度が増す代わりに発
泡スチロールの重量が増えてしまう欠点がある. そこで紙鑢を使って, 重量を減らして作ったのが
IKABO ３号機の腕である. IKABO ５号機では同じく発泡スチロールを使っているがパテ加工で
はなく, 塩化ビニールを加工して腕先端を作成した. パテ加工を行ってしまうとアーム先端の重量
が増えてしまい, アームを動かすときに転倒する可能性とサーボモータのトルクを超えてしまった
場合に腕が動かなくなってしまう恐れがある. そのためパテ加工を行わず, 発泡スチロールの強度
を増やし, 重量をサーボモータのトルクを超えない様にするために塩化ビニールを用いた. 塩化ビ
ニールは強度があって軽い素材で熱を加えると柔らかくなる性質があるので形をある程度は自由
に決めることができる. IKABO ５号機には厚さ３ mm の塩化ビニールを使用しており, 発泡スチ
ロールでアーム先端の形に加工して石膏を塗って, 発泡スチロールが出ないように金属と紙の鑢で
石膏を削った. 発泡スチロールに石膏を塗った理由は熱した塩化ビニールを直接被せると熱で発泡
スチロールの形が崩れるのを防ぐためである. 作った型に塩化ビニールを被せて, 綺麗な形にしつ
つ塩化ビニールが焦げないように型に合わせて IKABO ５号機の腕先端を作成した. IKABO ５
号機はコンセプトとして蛍烏賊をイメージにしており, イメージカラーを黒なので塩化ビニールは
黒色を使用している. IKABO ５号機のアーム先端のデザインで一番力を入れたのは丸みで, イベ
ントで多くの子供達が来るので IKABO5 号機を触れるときに子供に危険な目にあわせないように
アーム先端を全体的に丸みを帯びることで安全面を強化した. 塩化ビニールを加工したアーム先端
は強度はしっかりとしているがもし壊れてしまった場合, 塩化ビニールを再度加工するのは大変な
ので代用として, 芳香剤を黒色のスプレーを塗って代用品を用意することにした. IKABO ３号機,
IKABO ５号機のアーム先端を腕を繋げるものとして, IKABO ３号機は両面テープを IKABO ５
号機はマジックテープを使用している.
先述の説明から IKABO のアーム先端で最も重要なのは強度と重量, デザインである. IKABO
のアームは IKABO の動作機構では一番動く駆動部分である. IKABO は腕を上下に動かす簡単な
動作だけでなく, いか踊りなどの複雑で激しい動きを行う. そのときにアーム先端が腕の動きに耐
えられなければ腕を動かすたびにアームの先端を作り直す必要がある. それを防ぐためにはある程
度強度があるものを制作しなけらばならない. アームの駆動部分にはトルクがあり, 動かす重量が
決まっている. トルクは距離が離れるほどトルクの強さも減っていくのでアームの駆動部分から最
も遠い位置にあるのはアーム先端である. アーム先端の重量が大きい場合, アーム先端に近い部分
は動くかもしれないがアーム全体の動きが困難である. なのでアーム先端はなるべく重量が小さく
なければならない. デザインもイカっぽく見えるようにしなければならない. IKABO がイカらし
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く見えるためには動くアーム, 動かない足, 頭と頭の耳, 顔のパーツをイカっぽくすることが重要で
ある. アームはイカの触腕の部分なのでイカらしく見えるようにするためには木の葉上の様に尖っ
ている形にする必要がある. IKABO １号機で使われているのはカラーコーンである. カラーコー
ンは先端部分が尖っているけれど丸みを帯びており, 怪我の心配が必要ない. IKABO １号機は約
２ m ぐらいの大きさでアームの動作機構はエアシリンダーを使っており, かなり強い力を出すこと
が出来, プラスチックで出来ているカラーコーンならば動かすことが可能である. また強度も市販
のカラーコーンなので腕を動かしても耐えられる強度である. IKABO ３号機, IKABO ５号機は
発泡スチロールを使っていた. IKABO3 号機, IKABO5 号機は約１ｍぐらいの大きさで IKABO
１号機より小さいので動作機構もサーボモータを使っている. サーボモータの動かせる力は発泡ス
チロールにパテ加工を行ったら重くて肩のサーボモータが動かなくなるほどの力である. 発泡スチ
ロールは形ある程度決められるが発泡スチロールの目が目立ち, 強度もそこまで固くないのが問題
だった. なのでいかに重量を落として強度を高められるが課題であった. またアーム先端とアーム
本体の接合部分でも問題があった. マジックテープと両面テープなので時間が経つにつれて接着の
部分がどうしても弱くなってしまうのである. またアームを動かしているときに取れてしまいアー
ム先端が壊れてしまった場合はどうすればいいのかも今後の課題である.
今回制作する IKABO ９号機は, アーム先端の重量と形状のデザインが問題となっている.
IKABO ９号機は巨大な風船型ロボットなので風船の浮力を上回らないように重量を考えなくて
ならない. 今回の IKABO ９号機の腕に与えられた重量は１ kg でさらにデザインから腕の長さ
は２ m ぐらいになる予定で限られた重量からどうやってアームを制作するかを考察した. その結
果, 根元にサーボモータを設置してそこから薄いアルミの管を限りなく伸ばすデザインにし, 今ま
で IKABO の様に胴体の横に付けるのではなく, ぶら下げることにした. アーム先端はアルミの管
が空洞なのでそこから糸でサーボモータに括りつける. アーム先端もぶら下がった状態になり, さ
らにサーボモータに直接付いていることでサーボモータの力で動いているではんなく管に触れての
し上がるようにすれば距離が離れていてもアーム先端のせいで動かない問題を解決することが出
来た. ただしぶら下がっているのでアーム先端の素材は IKABO １号機のカラーコーンや IKABO
３号機, IKABO ５号機の発泡スチロールよりも軽い素材を使わなければならなかった. IKABO9
号機のアーム先端のデザインは, 今までの IKABO の様に違和感のない形をデザインする必要があ
る. いままでの IKABO のアーム先端は円錐の形をしており, 立体感がありアームとして違和感が
なかった. しかし IKABO9 号機はアームの位置が異なっており, 全体から見て下の部分にアーム
があり空中にあるので円錐だと形に違和感をありました. またアーム先端は風船で制作するので円
錐の形は難しいので IKABO ９号機は円錐ではなく別の形にすることにした. 強度に関する問題
は IKABO ９号機は主に空中にいるのでアームを触れてる心配がないし, 駆動もサーボモータ１個
だけなので激しい動きをしないと考えたからである. アーム先端とサーボモータとの繋げる部分も
問題の一つである. IKABO １号機ではアーム先端はめったなことでは取り外さないので簡単には
取れないようになっている. IKABO ３号機, IKABO ５号機は運搬をするときに外すので外れや
すさと付けやすさのために両面テープとマジックテープを使用している. ただし徐々に剥がれ易く
なっている. サーボモータに取り付けるために糸を使用したがアーム先端にどうやって糸を付ける
かが課題となっている.
IKABO ９号機のアーム先端の素材は前期で手に入れたアルミ蒸着フィルムを使って風船を制作
することにした. アルミ蒸着フィルムで作った風船は IKABO ９号機の試作機ではほとんどの部
分に使用していた. アルミ蒸着フィルムを使った理由は風船を浮かすためにヘリウムガスを使用す
るのだがヘリウムガスは通常の空気より小さく, 通常のゴム風船ではすぐにヘリウムガスが漏れて
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しまい萎んでしまうので, ヘリウムガスが漏れにくいアルミ蒸着フィルムを使用することにした.
さらに風船を自分達で作ることである程度の自由に形を作ることができる. しかしいくつかの問題
からアルミ蒸着フィルムで作った風船を使うのを断念しました. １つ目の問題は必要最低限の浮
力を得られなかったことである. 試作機ではデザイン通りの大きさに風船を作成しました. しかし
制作した風船の体積が自分達が想像してたよりも小さかった. その結果, ヘリウムガスが思った以
上に入らなくて浮力が得られず, 風船そのものを浮かすことすらできなかった. ２つ目は空気漏れ
が激しかった. アルミ蒸着フィルムの風船は本来ヘリウムガスが漏れにくい性質をもっている. 自
分達が制作した風船は初めて作ったこともあり, 試行錯誤をしたが前期で作成した風船の作り方が
問題でヘリウムが予定よりも早く抜けてしまっていた. ３つ目は接合部分が弱かったことである.
IKABO ９号機のパーツは風船なので風船と風船を繋ぐ接合部分を制作しなければならなかった.
IKABO ９号機は空中を浮かなければならないので接合部分を強くしなければいけない. しかし風
船に直接つけてしまうと風船が割れる可能性があり, しっかりしたものをつけても重量が増え, 風
船が浮かなくなってしまった. 試作機ではクリップで風船と風船を繋げていたが少し動いたら取れ
るのであまり良いものではなかった. 試作機で作ったアームにもクリップを使っていたが激しい動
きをしたら取れてしまう恐れがでた. そのためアルミ蒸着フィルムで風船を作るのは今回は断念し
た. これらの問題点を踏まえてアーム先端にアルミ蒸着フィルムを使うのには理由がある. 一つ目
に試作機の問題点を改善した KABO ９号機のデザインからアームはニュートラルがぶら下がって
いる状態だからである. 試作機ではいままでの IKABO と同様にアームはできるだけ持ち上げた
状態を維持しなければならなかったが腕先端の風船にヘリウムガスを入れた場合, 風船の制御が難
しかった. ぶら下がっている状態にしてヘリウムガスではなく通常の空気を入れることで空気の漏
れを遅くして, 風船の制御を簡単にすることが出来る. 次にデザインから今回の IKABO ９号機の
イメージカラーにアルミ蒸着フィルムが会っていると考えたからである. IKABO ９号機はアルミ
蒸着フィルムを風船として使わないが風船を中に入れる頭には使われる. アルミ蒸着フィルムの色
は銀色である. またアームに使われているアルミの管も銀色である. イメージカラーから銀色のア
ルミ蒸着フィルムを使ったほうが良いと考えた. デザインもアルミ蒸着フィルムでならある程度
の自由度があるので IKABO ９号機のアーム先端はアルミ蒸着フィルムを使って制作することと
なった.
アーム先端の制作説明に入る前にアルミ蒸着フィルムの風船の作り方について説明する. アルミ
蒸着フィルムは紙の様に薄く平べったいものである. アルミ蒸着フィルムには表と裏があり, 裏と
裏を合わせるように折って, 熱を加えると熱を与えた部分がくっついて剥がれにくくなる. この性
質を利用して囲むようにアルミ蒸着フィルムをくっつけると風船になる. また三点をくっつけるこ
とで立体的な風船を作ることが出来る. 今回は初めて制作するということもあり, 三点のような高
度なものではなく裏と裏を合わせるものを作成する. 熱を加えた部分は本来, 空気よりも細かいヘ
リウムガスの漏れを通常のゴム風船より少なくする働きがある. しかし前期で作った風船はヘリウ
ムガスの漏れが激しかった. 理由は熱を加えた部分にあった. 前期では半田鏝で熱を加えたい部分
を何度もなぞって空気が漏れないようにしていた. しかし何度もなぞるとアルミ蒸着フィルムが溶
けてしまい空気が漏れやすくなっていた. 今回のアーム先端の風船はヘリウムガスではなく空気を
入れるので漏れる速度も減るが熱を加える部分はアルミ蒸着フィルムが溶けない様に一筆書きで作
る必要がある.
具体的なアーム先端の制作方法として, まずアーム先端の形状の型紙を制作してそれになぞって
風船を作ることにした. 型紙を使う理由は前述の風船の作り方で一筆書きでなぞる必要があるので
型紙で線を描いて線になぞることで腕先端の形に違和感をなくすためである. 型紙は厚紙で作成し
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た. 腕先端の形は今までの IKABO の腕先端が円錐だったが立体的な風船を作るのは困難で失敗す
る可能性があるので三角形の形にした. 腕先端の大きさは底辺３５０ｍｍ, 高さ５００ｍｍの三角
形にした. 風船の角は丸めるようにした. 丸めた理由はデザインに丸みを帯びさせてイカっぽさを
出すためである. さらに角を丸めることで風船を作るときに空気漏れが置きにくくなるのではない
と考えました. 空気を入れたときに角がある場合, 角の部分の接着が取れていまい空気が漏れてし
まう可能性があったからである. また丸みを帯びることで角のときより体積が増えるので空気を入
れたときに大きく見えるのではないかと考えました. 型紙を作成したらアルミ蒸着フィルムに置い
て型紙に沿ってペンでなぞって形を作った. 次にペンでなぞった線を熱した半田鏝でなぞっていっ
た. この時に注意したことは半田鏝で１回で線をなぞりきらないといけないので慎重にするが途中
で止めてアルミ蒸着フィルムがとけないようにゆっくりと半田鏝を強く押さえつけないようになぞ
ることである. 線は全てなぞらず三角形の底辺の中心を３０ｍｍ∼５０ｍｍまで半田鏝ではなぞら
ず残しておく. 線をなぞり終えたら線から３０ｍｍ∼５０ｍｍ外側にアルミ蒸着フィルム残して切
る. 切るときにアルミ蒸着フィルムを残すのは切るときは滑ってなぞった線を切らないようにする
ためである. アルミ蒸着フィルムを切った後は, なぞらなかった部分に逆支弁を入れて半田鏝でな
ぞった. 逆支弁は風船に空気を入れる穴であり, 入れた後は空気が極力漏れないようにするもので
ある. しかし完全に漏れないわけではないので風船の空気を入れる口を作り, そこを糸で縛ること
も考えたが空気の漏れ具合が逆支弁のほうが少なかったので逆支弁を採用しました. 逆支弁を付け
たらほぼ風船としては一応完成しました. しかしこのときに半田鏝でなぞった線が弱くすぐ剥がれ
てしまいそこに穴が出来てしまうので空気が漏れてしまった. そこで空気の漏れを防ぐために穴の
部分を再び半田鏝でなぞって穴が出来ないようにした. 穴の見つけ方はまず風船に空気をある程度
入れた状態にする. そこから風船を潰すように押して, 空気の抜け具合を調べる. そのときに風船
から空気が抜けている音もしくは風が吹いている場所を探す. 見つけた場合, ある程度萎んだ状態
にしてから穴の部分を半田鏝でなぞる. 萎んだ状態にする訳は膨らんだ場合, なぞった部分が地面
に付かないので半田鏝でなぞるのが難しく, 風船に半田鏝を当てて熱でアルミ蒸着フィルムが溶け
て穴が開いてしまう可能性がある. 半田鏝で穴をなぞった後, 再び風船に空気を入れて穴が無くな
るまで繰り返す. 終わりの目処として風船に空気を入れた後, 風船を潰すように押しても萎まなく
なるまでである. 風船の穴抜きチェックを終えたらアーム先端の風船が完成である.
次に最大の問題である接合部分の説明をする. 前述で述べた通り今回制作した風船とサーボモー
タを繋げる部分として糸を使用している. しかし風船には糸を付ける場所が無い. 糸をセロハン
テープで風船にくっつけるのは接合部分としては弱いし, 外すときに風船が割れてしまう恐れがあ
る. 逆支弁に糸を巻きつける方法も考えたが逆支弁は滑るので糸が取れやすくなってしまった. ア
ルミ蒸着フィルムの残っている部分に穴を開けて糸を穴に通す考えもあるが穴が使い物にならなく
なったときに風船も使えなくなるので作り直す必要がある. 今回, アーム先端の風船とサーボモー
タを繋げる部分は直接風船ではなく, 新たに繋げる部分を制作することにした. 風船にはヘリウム
ガスを入れないので浮力も無く, アームとしてはぶら下がっているだけなので落ちないように繋
がっている部分は強くしないといけない. そのため今回接合部分として考えたのが針金である. 針
金ならば風船をぶら下げるぐらいの強度があり, 形を自由に決めることが出来る. 針金を付ける場
所は風船を作ったときに風船のなぞった線の外側にあるアルミ蒸着フィルムを使った. 具体的な作
り方は風船を作るときのように裏と裏が重ねる間に針金をいれて, 熱した半田鏝で針金をなぞって,
針金がアルミ蒸着フィルムにくっつけ取れないように固定した. そうすることで針金が簡単に外れ
なくなり, 針金に糸を付けることが可能である. 針金の形は長方形に長辺の一辺だけ隙間が空いて
いる. この形にした理由は糸が結んでも取れないにするために長方形で隙間がない長辺に糸を巻き
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つける. 隙間が空いてる長辺はアルミ蒸着フィルムの中にいれて針金の筋通りに半田鏝でなぞるこ
とでより抜けにくくした. 隙間があいているのは, 針金を固定する位置を腕先端の中心すなわち逆
支弁があるところに付けるので逆支弁に触れないように間を空けた. 針金を固定して接合部分が完
成し, アーム本体に繋ぐときにサーボモータの動作を邪魔しないように取り付け, 糸と風船につい
ている針金が見えないように糸の長さを調整して, アームを完成させた.
図 4.41 アーム先端の完成物
足の設計・制作
足とは, IKABO で動作機構を持たない腕のことを指す. イカのゲソは合計１０本あり, そのうち
の２本の腕が長く, 残り８本の腕は短い腕である. IKABO では長い腕は動作機構として動かす腕
はアーム, 残りの腕は動作機構を持たない腕は足と呼称する. IKABO の足はそれぞれで目的, 形
状, 素材が異なる. IKABO １号機の足は動作機構が無く, 足８本全てが固定されている. 固定され
ている部分は IKABO １号機の顔の下にある直方体の胴体に当たる部分にアームと一緒に固定さ
れている. 足は前に１本, 後ろに１本, 横に３本ずつ固定されている. 足の目的は IKABO １号機
がイカっぽく見えるかどうかは足があるかどうかで決まっている. 形状は土台の横から出ている
大文字の J である. 形からイカやタコのようなゲソの形を違和感無く忠実なデザインとなってい
る. 大きさは足として小さいが円柱が太く, 簡単には壊れないような素材と作りである. IKABO
３号機, ５号機ではアルミ材を使って足を制作している. IKABO ３号機, IKABO ５号機のどちら
にも足に動作機構はないが足には重要な役割がある. それは IKABO ３号機, IKABO ５号機が移
動時に補助的な役割で転倒を防止するためである. IKABO3 号機, IKABO ５号機は IKABO １号
機とは異なり, 全方向移動機能が備わってプログラムによって制御できる移動が可能である. しか
し, IKABO ３号機は速度の上げすぎや急な方向転換によって IKABO ３号機が転倒する事故が多
発した. 過去にあるイベントに参加した時, 子供にコントローラを渡して操作してもらったところ
IKABO ３号機が転倒して, 左のアームが損傷してしまう事故があった. 幸い大事には至らなかっ
たが, 今後も転倒事故が起きると IKABO が壊れてしまう恐れがあったので, 移動の際に転倒して
も大丈夫な補助できる機構を設計する必要が出た. そこで足を補助する機構にした. 足は IKABO
３号機の胴体に付いていた. この時足は太さ直径３０ｍｍ, 半径１５０ｍｍの円を９０度分の角度
の弧を描いた円の大きさとなっていた. その足をもっと伸ばして地面と接触しない程度で隣接させ
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ることでもし IKABO ３号機が転倒しても足が支えになって, 転倒を防止できると考えた. 転倒を
阻止する案として足の先端にキャスターを取り付けることで転倒防止だけでなく, IKABO ３号機
の全方向移動機構に掛かっている平衡感覚を維持することが出来ると考えた. しかしキャスターを
取り付けた場合, いままで足をつけていた部分につけられなくなり, ベースフレームとペイルボッ
クスを止める固定器具がなくなってしまう問題が起きた. そこでキャスターを取り付けるのではな
く, 足のパーツが IKABO ３号機が転倒しそうになったときの支えになる形にした. そのために,
足は地面から１０ mm 浮かして, 高さ１５０ mm, 横１５０ mm, 幅３０ｍｍ, 厚さ２．０と３．０
mm の大きさとし, 素材はアルミ材を使用した. しかしアルミ材が IKABO ３号機, IKABO ５号
機両方分がなかったのでもともとあった IKABO ３号機の足はそのままにして IKABO ５号機の
分だけ制作することになった. そうすることで２機のデザイン面での違いをアピールすることがで
きるからである. 足は IKABO ５号機の全方向移動機構に付けることにした. 足を付けるために L
字板を足につけた. L 字板と足の間に緩衝材を挟んでずれないように固定した. 緩衝材をつけた理
由は L 字板は２箇所につけており, その一つが足のカーブする部分に接しているので隙間が出来て
しまうので緩衝材を挟むことで隙間をなくすためである. 次に L 字板と全方向移動機構の接合部分
は強力なマジックテープを使うことにした. 当初はネジで固定する予定だったが全自動方向機構に
穴を開けることが困難だった. また転倒する問題もプログラムの改善で転倒を防止の対策を立てた
のできっちり固定はせずにマジックテープで取り外しを簡単にすることにした. その結果, バッテ
リーの交換が簡単になったり, イベントの持ち運び時の利便性が上げることができた. IKABO ３
号機, IKABO ５号機の足の配置はアームの肩の上下運動が可能になったことからアームの運動が
邪魔にならないように全方向動作機構の周りに８本配置した.
前述の説明で足の役割はそれぞれの IKABO で異なっている. 共通の役割は IKABO がイカに
見えるデザインにするために必要なパーツであること, アームの動きを邪魔しないように足を配置
することである. IKABO １号機は共通の役割を果たしており, それ以外の機能と役割は持ってい
ない. IKABO ３号機, ５号機は, 共通の役割だけでなく移動する際の転倒しないようにする補助の
機能も備わっている. 今回制作する IKABO ９号機は共通の役割を達成するだけでなく, 重量を少
なくする目標がある. IKABO ９号機のコンセプトが巨大風船型ロボットである. 風船型ロボット
はその名の通り風船が主体のロボットである. 風船にはヘリウムガスを入れて浮かすがその時に浮
力が発生し浮力を上回らない重量ならば風船は浮いている. そのため, 各パーツごとに風船の浮力
を上回らないように重量を減らす必要がある. 特にアームには動作機構を導入するので相当な重量
となる. そこで全体の重量を減らすために足を軽くする.
前期の IKABO9 号機の試作機では足を風船にしてヘリウムガスをいれて浮かすことで重量を減
らすことにした. 試作機はパーツのほとんどに風船を使ってそれぞれの浮力を得ることで全体の浮
力を上げることにした. 足の風船はアルミ蒸着フィルムを素材に制作した. アルミ蒸着フィルムは,
裏と裏を合わせたところを熱することでくっつくので形をつくってなぞることで平面でならある程
度形の自由度がある. またアルミ蒸着フィルムで作った風船は通常のゴム風船よりヘリウムガスが
抜けにくいのでアルミ蒸着フィルムで風船を制作した. 風船の形状は今までの IKABO の足のデザ
インを参考にしました. IKABO の足は J の様にカーブを作ることでゲソのしなやかさをイメージ
している. 制作したら顔の下にある胴体に足をつけた. しかし試作機の足は浮くことが出来ません
でした. デザイン通りに制作したがヘリウムガスを入れる容量が少なく, 風船の重量が風船の浮力
を上回ってしまい, 浮かなくなってしまった. さらに風船の作りが甘く, ヘリウムガスの抜けるス
ピードが速く２０分で萎んでしまった. さらに接合部分でクリップを使っていたが外れやすく非常
に弱い接合部分になってしまい, 激しく動かしたら取れてしまう恐れが出た. しかし風船と風船を
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繋ぐ接合部分を作ることは前期では出来なかった.
試作機の反省点を生かして, IKABO ９号機のデザインの見直しがされた. 足は風船を作ること
を止めた. しかし素材はアルミ蒸着フィルムを使って制作する. IKABO ９号機でアルミ蒸着フィ
ルムはほとんどのパーツで使用するので足にも蒸着フィルムを使用する. 風船にしない理由は, メ
インの風船にヘリウムガスを大量に使うので足までヘリウムガスを使うと消費が激しいからであ
る. 足全てを風船で作ろうとするとどうしても空気漏れが起きる穴ができてしまう. 長いので何処
から空気が抜けるのか探すのが大変で探しきるのは難しいと思われる. 接合部分でもし風船が割れ
てしまったらその度に作り直す羽目になるので風船を作るのは中断した. 足のデザインは今までの
円柱ではなく, 平べったい長方形にした. アルミ蒸着フィルムで立体を表現するのは難しく, さらに
重量を減らすことを考えるとイカらしく見えるようにするためには, 立体なしで考えると平べった
い形が一番イカらしく見えると思った. 新しいデザインの IKABO9 号機だと足の長さが約１．６
ｍぐらいになるので重量的に平べったく長いのは長方形の形が最適だと考えました.
アルミ蒸着フィルムを使うことに決めたがアルミ蒸着フィルムだけでは解決できない問題もあ
る. アルミ蒸着フィルムを何も加工していなければ紙の様にしか見えない. 二枚重ねてくっつけて
も風船にしかならない. さらに問題なのは制御ユニットに付ける予定なのだが風船だけだと付ける
手段がなく, 付けられたとしても下にぶら下がっているだけなので足としてのデザインに違和感を
感じてしまう. そこでアルミ蒸着フィルムの中に針金をいれて骨組みを作ることにした. 骨組みを
作ることで重量は少し増えるが形を決めることで真っ直ぐにぶら下がらなくなる. 針金ならば扱い
は容易だし形をある程度決められる自由度もある. さらに針金で IKABO ９号機の制御ユニットに
取り付けることが容易になるので針金で骨組みを作成することにした.
まず足の骨組みを作る所から始めた. 足は約１．６ｍぐらいの大きさになる. 針金を入れただけ
では, 骨組みにならないので骨組みの構造を説明する. 足はイカのゲソを再現するために, カーブ
を作ってしなやかさを表現する. それを針金１本で表現をするのは難しいので針金をいくつかに
作って組み合わせた物を作る. １つの骨組みを作るのに必要な針金は, ８００ mm の針金４本, １
００ｍｍの針金４本である. 骨組みの理想の形は中心に短い針金で四角形を作って, 四角形の角に
長い針金を加える. 長い針金は四角形の外側に向かう様にして, 長方形の形になるようにする. こ
の形にするために針金を３本同時に巻く必要がある. その３本は短い方の針金で四角形を作るため
の二本と長い方の針金で四角形の外に伸ばすための１本のことである. なぜ同時に巻くのかという
としっかりと巻いて骨組みをきちんとしたものにするためである. 針金の接合には半田鏝を使って
くっつける案も出ていたが時間の関係上, くっつけるのは止めて針金を巻く方法にした. 巻く場合,
巻いている部分が緩かった時は骨組みの形が崩れてしまったり, 針金が骨組みから取れてしまうこ
とがあった. それらの問題を解決するにはきちんと巻かなければならないため, ３本を同時に巻く
ことでしっかりとした骨組みを作るためである. 針金をきちんと巻くためにニッパーを使った. ３
本を同時に巻く方法はまず, 短い方の針金１本と長い方の針金１本を平行に並べる. 並べている針
金は巻くための長さを決めて２つの巻くための箇所を合わせておく. 巻くための長さを残した箇所
に垂直に短い方の針金をもう１本, ２本の針金の上に置く. 垂直に置いた針金を曲げて２本の針金
と一緒に折りたたむようにする. このとき, 曲げる針金は１回転させるまで曲げないで針金が挟む
ようになるところまで曲げる. ２本を曲げずに１本だけ強く巻いても垂直にある針金だけを曲げて
るので２本は抜けてしまう. なので一旦折った箇所から抜かないように２本を曲げる. 並列に並ん
だ２本は巻くために残した方の針金を２回転巻いておく. 巻くときに折っている針金の方ではない
針金に巻くようにする. 折った方の針金に巻いてしまうと抜けてしまうので巻かないように注意し
た. ２本を２回転巻いたら折ってる針金を巻いて２本の針金が出ないように巻く. 巻いたら余って
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いる針金をさらに巻く, もしくは余った針金をニッパーで切った. これで１点の結びが完成した.
これを短い針金が四角形になるように繰り返す. 足の骨組みが八本全て完成したら長い針金を真っ
直ぐになるようにする. 針金は市販の物を使用しているので巻いてる状態から切った針金なので
真っ直ぐな状態ではない. 針金はある程度形を決めることが出来るがきちんとした形を作ることは
難しいので真っ直ぐに近い状態にするのが限界である. 真っ直ぐな状態にならないので２本の長い
針金が並列に並んでいることが望ましいが針金が曲がっているので２本の間が等間隔にならない.
あまりに間隔の差がひどい場合は等間隔に近い状態にするために２００ m ｍぐらいの針金を２本
の間に巻いた. 巻いたものは動くのでできるだけ動かさないように気をつけた. 仕上げに両端に針
金を巻いた. 巻き方は前述の説明したものである. 端に針金を巻く理由はアルミ蒸着フィルムで包
むときに半田鏝を使用するのだが何かになぞっていった方がやりやすいからである. ただし, 片方
の端だけは針金が余って, アルミ蒸着フィルムに包まないように外に出しとく. 理由は余った針金
で IKABO ９号機の本体に繋げる接合部分に針金を使うので残しておく.
骨組みが完成したので次に足の製作を本格的に行った. まず骨組みをアルミ蒸着フィルムで包み
込んで, 半田鏝でくっつけて足の大部分を完成させる. 骨組みにアルミ蒸着フィルムを一気に包む
のはアルミ蒸着フィルムの長さが足りないので２回で行う. 一回目は前述で端でアルミが余ってな
いほうを行った. まずアルミ蒸着フィルムを敷いてその上に骨組みを置いた. 次に骨組みを覆いか
ぶさるようにアルミ蒸着フィルムをかける. なるべくアルミ蒸着フィルムが動かないように気をつ
けておく. そしたら熱した半田鏝で骨組みの針金に沿ってなぞる. アルミ蒸着フィルムが動いて剥
がれないようにするために針金の内側と外側の両方をなぞる. 内側と外側をなぞることで針金をな
ぞった部分に固定することが出来るので針金が勝手に曲がって骨組みとして役に立たなくならない
ようにしている. 片側のアルミ蒸着フィルムを付けるのが終わったら今度は反対側も同じ様に付け
る. このとき, 接合部分用に残した針金をアルミ蒸着フィルムで付けないように気をつける. 反対
側もアルミ蒸着フィルムを付けたら外側のアルミ蒸着フィルムを切り取る. 見た目から端が長いと
だらしなく見えるので骨組みの枠ぎりぎりまでアルミ蒸着フィルムを切り取る. 切り取りが終了し
たら足の大部分が完成した. 次に足の先端部分を作成する. 今まで作った足だと長方形だけなので
イカのゲソには見えない. そこで先端部分を作成する. 先端部分の形状は楕円でアルミ蒸着フィル
ムを２枚合わせてなぞったものである. 形状が楕円なのはいままでの IKABO の足には先端が無
かったが足の形状は円だったので安心感を出せる意味で楕円の形になった. 先端部分が完成したら,
最後に先端部分を針金が飛び出てない方の端に取り付ける. 取り付け方はテープで見えないように
貼り付けた. 先端部分と足のアルミ蒸着フィルムは裏と裏ではないのでアルミ蒸着フィルムを半田
鏝でつけることができないのでテープを使いました.
足が完成したので IKABO ９号機の本体に取り付ける. 取り付ける部分はプロペラやアームを動
かすマイコンを置いている制御ユニットである. 制御ユニットにアームの動きを邪魔しないように
制御ユニットの周りに糸をつけてその糸に足をつけることにした. 余った針金を糸でくくりつけた.
針金を巻く前に針金を糸の間に入れて落ちないようにした. くくりつけた後, 針金をテープで巻い
た. 巻いた理由は風船が割れる可能性を減らすためである. 今回使用している風船は金属に触れた
ら割れてしまう恐れがあるので出来るだけ触らないようにした. 足の重量が予定より増えてしまっ
たが, IKABO9 号機の浮力が上回っており IKABO ９号機は浮かぶことができた.
（※文責: 下川義隆）
腕に使う素材を考える。まず、第一に優先して考えられるものが使う素材の軽さである。さらに、
何度か動かすことが考えられるためある程度の強度、また空中から万が一落下してしまった際の安
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全度も考えなければならなかった。そこで、前期の試作で用いたアルミ蒸着フィルムであるが形が
不安定であることと、サーボモーターの動きに対して腕の動きとして制御しきれないという問題
点があげられた。そこで、素材についてもまた新たに案をあげることとなった。最初にあげられた
案がペットボトルのようなプラスチックを用いることである。しかし、これについても強度が足り
ず形が保てないと考えられ、実験を行うこととした。数種類のペットボトルを用いて強度をはかっ
た。しかし結果として、腕にするには強度が足りないと考えられた。次に、ホームセンターにて見
かけた排ガス用のアルミパイプである。これは全長４ｍあり、ばね状のつくりとなっていた。素材
はアルミでできており、サーボモーターの力にも負けずに形を保つことができそうな十分な強度で
あった。あとは、重量と理想とする動きを再現できるかであった。
そこで, 実験用にアルミパイプを１本購入し, 早速実験へと移った. サーボモーターをまだ発注し
ていなかったため前年度に作成されたＩＫＡＢＯ５号機の肩部分に用いられていたサーボモーター
を使用して実験を行うこととした. ５号機の肩部分に用いられていたモーター固定部のアルミパー
ツにより作成されたブラケットをそのまま使用しアルミパイプに固定することができた. アルミパ
イプはボディの比率に合わせた長さである２ｍに裁断して実験用とした. サーボモーターの力でど
れだけの長さ, 軽さのものを動かせるのかがこれを用いることでよりリアルな結果が得られると考
えたためである. ＩＫＡＢＯ５号機の肩部分に用いられていたサーボモーターはＲＯＢＯＴ用サー
ボＨＳＲ−５４９８ＳＧの１段階トルクの高いサーボモーターである株式会社ハイテック製の電
圧７．４Ｖ対応トルク３０．０ｋｇ・ｃｍのＲＯＢＯＴ用サーボＨＳＲ−５９８０ＳＧ（図４）で
あった. このサーボモーターは丸型メタルホーンを出力軸に搭載しており, ギヤには強打尾がチタ
ニウムとほぼ同等のスチールギヤを使用し, 軸受にはダブルボウルベヤリングを採用しており, 軸
の回転スピードは一定の速度を保つことが可能である. ギヤの可動範囲は１８０度となっており,
重さは７０ｇであり軽くて小さいがパワーがあるのが特徴である. これだけのトルクがあればアル
ミパイプを動かすには十分である. 実験では実際にマイコンにモーターを接続し, モーター部分を
人間の手で固定しアルミパイプをモーター部を上にしてぶら下げる形をとり, 実際に腕として利用
する際の形をとり動きをたしかめた. 動きは０度から１８０度までを行った.
実験の結果, 薄いアルミながらサーボモーターの力にも負けることなく形状を維持することが
できた. また, ばね状の形状から適度なしなりがでてやわらかい動きが表現できるということがわ
かった. また, 万が一空中から落下した際の安全度についてもこのアルミパイプは強い力で圧迫す
ることで形がつぶれるほどの薄さなので万が一落下してしまい人間に当たったとしても致命傷に
なることはなく軽傷で済むであろうと考えられた. そのため, 十分に安全な素材だと言えた. さら
に, アルミの薄さも適度で加工のしやすさも抜群であった. 以上のことから今回は, このアルミパイ
プを用いることとした. また, この実験からＩＫＡＢＯ５号機の肩部に用いられていたサーボモー
ター株式会社ハイテック製の電圧７．４Ｖ対応トルク３０．０ｋｇ・ｃｍのＲＯＢＯＴ用サーボＨ
ＳＲ−５９８０ＳＧは今回発注するモーターが決まっていなかったことと, ＩＫＡＢＯ５号機に用
いられていることからマイコンによる制御を行う際に同じプログラムを用いることができ, 他社製
のモーターを用いるより時間の大幅な短縮が可能であると考えこのＩＫＡＢＯ５号機に用いられ
ている電圧７．４Ｖ対応トルク３０．０ｋｇ・ｃｍのＲＯＢＯＴ用サーボＨＳＲ−５９８０ＳＧを
発注することとした. 問題として, サーボモーターをアルミパイプ内部に入れすぎるとサーボモー
ターの可動に対してモーター周りの固定用のアルミパーツであるブラケットとアルミパイプがぶつ
かってしまい可動が制限されてしまうことであった. それを踏まえて, モーター周りのブラケット,
モーターと本体の固定パーツの作成を行わなければならなかった.
サーボモーターを固定するものがなかったためブラケットを作成する. サーボモーターの構造
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図 4.42 ＲＯＢＯＴ用サーボＨＳＲ−５９８０ＳＧ
上サイドのベヤリングを挟み込むように固定する必要があった. これについては, 実験の際に用い
たＩＫＡＢＯ５号機の肩部のサーボモーターの固定方法を参考にすることにした. まず, ＲＯＢＯ
Ｔ用サーボＨＳＲ−５９８０ＳＧの側面部についていた突起物をニッパーを用いて切断し, サーボ
モーターの形を立方体に近づけ作業をしやすくした. 次にサーボモーターを挟み込む板についてで
ある. これは, ＩＫＡＢＯ５号機同様アルミ板を加工することで作成することとした. 用いたアル
ミ板の厚さは１ｍｍのものを使用した. これは, 加工のしやすさ重量, 強度から最も適していると
考えたためこの厚さを選んだ. この厚さ１ｍｍのアルミ板を工房にあるアルミカッターを用いモー
ターの形に合わせてＴ字型に裁断した. これに挟み込む際に対になるアルミ板との固定用の４つの
穴を卓上ボール盤付き電動ドリルを用いて空けた. この２枚の板の間にモーターを入れねじで固定
することでモーターを固定することができるブラケットとした. このねじの間にスペースを設ける
ためにスペーサーをねじに装着した.
さらにボディ本体との固定用にこのアルミ板で作成したブラケットに対して一定の間隔で穴の空
いたＬ時板を固定した. これについても工房のアルミカッター, 卓上ボール板付き電動ドリルを使
用した. Ｌ字板を用いることでボディ下部に腕をぶら下げる形で装着が可能となった.
当初の予定では, 間接部を２つ設けることで人間の腕のようなモデルを考えていたが, 予定を変
更し腕の根元に可動域１８０度の２つのサーボモーターをそれぞれの腕に計４つのモーターを使用
し, 別々の方向につけることでほぼ全方向に可動が可能だと考えたためである. これの弱点として
根元だけの動きになるため高度な動きが不可能になってしまう点である. しかし, 腕の素材にアル
ミパイプを用いたためしなやかな動きができるようになりイカらしさをうまく表現できているとい
うことでこちらを採用した. モーターのブラケットに対してサーボモーターの側面部のダブルベヤ
リングに対応したアルミ板を裁断し作成した. これを左右のベヤリングに装着し可動部とした. ま
ずは, 左右の腕に対してモーター１つずつの計２つでの作成を行った. ベヤリングとアルミ板の結
合は直径４ｍｍの２つのねじを用いて固定した. さらにそのアルミ板をアルミパイプと固定するに
あたって, アルミパイプの強度を考えてステン製の曲げ板を用いてステーを作成した. これにより,
アルミパイプの穴の拡張を防ぎ, 強度をあげることができる. この曲げ板は, 長さが２０ｃｍ程度で
一定の間隔で穴が空いていてねじ用として穴を新たに空ける必要がないものを購入して使用した.
これをアルミパイプの内側に筒状に取り付けた. これに対して先ほどのベヤリングに装着したアル
ミ板を内側からねじで固定した.
ボディ部は今回風船素材のため, それに直接腕を固定することはできないためプロペラ装着用の
パイプ部にアルミ板をはさんで装着することとした. 固定にはねじを２本使い安定をはかった. こ
れを左右バランスをとるように装着し, ボディ部から下にたらすように配置した. 腕を動かす際も
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図 4.43
モーターとアルミパイプ接合部
左右バランスをとるように動かし制御した. パイプの左右に腕を装着した図がこれである.
図 4.44 腕を装着したパイプ
（※文責: 吉川諒）
4.2.8
IKABO9 号機のプロペラ作成
IKABO ９号機のプロペラ部分については, IKABO ９号機をマイコン制御によりモーターを
自由自在に動作させ, IKABO ９号機全体を上昇・下降させるという目標を設定した. 頭部や顔部
に用いているコスモブレンに注入されたヘリウムによる浮力のことを考慮し, プロペラ部分にかか
る総重量をなるべく軽量化するよう意識して, 設計・作成を行った. 函館の観光産業を促進させる
役割や, ”IKABO らしさ”を持ちつつ, エンターテインメント性を披露するための, 「空中を自由
に飛び回り, 足（ゲソ）を制御していか踊りを踊る」という要素を持った IKABO ９号機は, これ
までの IKABO １号機, IKABO ３号機, IKABO ５号機とは全く違った要素であったためこのプ
ロペラ部分をどうするかについて度重なる話し合いの場があった. インターネットで IKABO ９号
機のプロペラ部のアイデアが見えてくるような動画を視聴するなどして, IKABO ９号機に対する
イメージや今回本プロジェクトが制作する風船型巨大ロボット IKABO ９号機においてプロペラ
部分が果たさなければならない役割について考察した. プロペラ部分の各パーツは画像とともに以
下に示す. これらはインターネットでの購入がほとんどであった.
DC モーター GWS EDP-50XC
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重量：15g
必要量：4 個
参考価格：￥780(1 個)
図 4.45 DC モーター GWS EDP-50XC
DC モータコントローラ AGB65-DCM (浅草ギ研)
重量：９ g
必要量：２個
寸法：40x50mm 参考価格：￥6,300(1 個)
図 4.46 DC モータコントローラ AGB65-DCM
プロペラ GWS EP4040 （黒）
重量：２ g
必要量：４枚
参考価格：￥270 （２枚）
プロペラセーバー Hyperion 3 ウェイプロペラセーバー 3.0mm シャフト用
重量：３ g
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図 4.47 プロペラ GWS EP4040 （黒）
必要量：４個
参考価格：￥290 （１個）
図 4.48 3 ウェイプロペラセーバー
マイコンボード RE00V （
ピルクス）
重量：12g
必要量：1 個
寸法：40 × 55mm
参考価格：￥19,800 （先行販売モデル）
これらを購入して, IKABO ９号機のプロペラ部分とした. ここまでの総重量は 110g と, 非常に
軽量であることが分かる. 作成のプロセスとしては, まず DC モーターにプロペラセーバーをは
め込み, さらにそこにプロペラセーバー付属の止めゴムを使用してプロペラを接続する. マイコン
ボード RE00V に関しては, IKABO ３号機, IKABO ５号機と同じ製品を使用しているため, あら
かじめ本プロジェクトで保管してあったマイコンボードを使用した. DC モータコントローラＡＧ
Ｂ６５− DCM はシリアル通信が可能であり, シリアル通信は５ V レベルなので５ V 系のマイコ
ンと直結して使うことができる. そういう点で, 動作電圧が５∼９ V で, Ｃ言語でプログラミン
グを行うことが可能であり, ロボット用マイコンボードであるこの RE00V を使用することは, 毎
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図 4.49 マイコンボード RE00V
年このマイコンボードを使用している本プロジェクトにとってプログラミング作業をスムーズに
進めることができるという強みを持っている. プロペラ部に用いるモーターを選出する時点で, 今
回 IKABO ９号機に用いた「ブラシ付 DC モーター」, その他に「ブラシレス DC モーター」と
いうものが候補に挙がった. ブラシ付 DC モーターとは, 入力電圧を直接モーターとつなぐだけで
よいというメリットがあるモーターである. 直流モーターならばバッテリーとモーターを直接つな
げばよいので実装が簡単である. かつてのミニ四駆などで使用しているモーターはこのブラシ付
DC モーターである. その一方で, ブラシレス DC モーターというのは, 整流子に電気を伝える役割
であるブラシが無いモーターのことである. 消耗品であるブラシが無いことによって, ブラシレス
DC モーターは基本的にメンテナンスが不要であり, ブラシとコミュテーターの電気的・物理的接
触がなく, その結果ブラシ付 DC モーターでは出てしまう火花が出ることがないのでノイズが少な
く, 効率がよく, また, 高速回転が可能なことが特徴である. しかし, 一見全ての面において不自由
なく使用できるかと思わせるが, ブラシレス DC モーターを動作させるには専用のスピードコント
ローラー（ESC） が必要とするので電源以外に制御装置が必要であった. しかもこのスピードコ
ントローラーは相当な重量がある物が多い. 今回本プロジェクトにおいて IKABO ９号機を制作
するにあたっての最重要課題はコスモブレンに注入するヘリウムの浮力と IKABO ９号機本体に
積み込む装置もろもろの重量との折り合いなので, ブラシレス DC モーターを採用してしまったら
ブラシレス DC モーターやその他の装置で相当な重量をとってしまうことや, このブラシレス DC
モーター自体は比較的軽い割にパワーがあるが, 技術面などで回すことが困難だったためブラシレ
ス DC モーターは採用には至らなかった. その観点から DC モーターについて考えたときに, DC
モーターはブラシレス DC モーターに比べ, 重量こそすこし重いが, 今回制作する IKABO ９号機
が巨大な風船型ロボットであることから, 十分浮力を得られるだろうと考え, DC モーターを採用
することになった.
そして次に, このプロペラ装置を IKABO ９号機のどの位置に取り付けるかについて考えた.
IKABO ９号機はプロペラ部分のほかに頭部, 顔部, １０本の足（ゲソ）部（うち２本は可動式）か
ら構成されており, それらとのバランスも加味した. その結果, IKABO ９号機が下降する際に必然
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的に浮かんでくるであろう足部と接触して絡まないようにその足部の間に設置することにした.
そして, プロペラ装置を IKABO ９号機にどう取り付けるかの設置方法について述べる. 上記ま
でで制作したプロペラ装置では, プロペラ部分としての機能をまるで果たせない. そこで考えたの
がマイコンや DC モータコントローラ, さらにバッテリーを置く台の導入である. しかし, これに
も重量はかかってくるので, その素材選びも慎重に論議した.
まず, ホーマックでプラスチック製のパイプを２本購入した. この２本は正面を向いた IKABO
９号機の上から見た中心軸をｚ軸としたときにｘ, ｙ軸方向にこれら２本のパイプをクロスさせ,
その各末端にそれぞれモーターを取り付ける. これは四方からのプロペラ回転による IKABO ９号
機制御により宙に浮いた状態での IKABO ９号機の制御を安定させるためである. このモーター
配置についても巨大風船型ロボット IKABO ９号機に対してどのような配置にするかを検討した.
IKABO ９号機の周辺を正面を頂点として正三角形の３頂点で囲み, モーターをそれぞれ配置する
方法も考えられたが, やはり今回採用した４点のモーター配置による制御を採用した. そしてクロ
スした２本のパイプの交点に 150mm × 150mm のアルミ板を取り付ける. さらに, ３枚のアクリ
ル樹脂にそれぞれマイコンボード RE00V, DC モータコントローラ２個を固定する. このアクリル
樹脂はそれぞれの媒体の大きさに合わせて加工しておいたものである. それらをさらに先ほどのア
ルミ板の上に配置し, 同様に固定する. そうすることで IKABO ９号機が上昇・下降などの動作を
した際にこれらの媒体がずれて落ちてくるというハプニングを阻止できる. これらの接着には主に
ビニールテープやホーマックから購入した園芸用ヒモを使用している.
これより, ブラシ付 DC モーターの PWM 制御について記載する. 今回の本プロジェクトではブ
ラシ付 DC モーターの PWM 制御に関して, 学習・実装を行った. PWM 制御とは, パルス幅変
調（Pulse Width Modulation）の略であり, 変調方法のひとつである. これは, パルス波のデュー
ティ比（周期に対するパルス幅の割合の比）を変化させて変調することを意味している. 一般に, ブ
ラシ付 DC モーターの回転速度は, そのブラシ付 DC モーターの特製やギヤが内蔵されている場合
は, ギヤ比などによって決まる. この回転速度を遅くしたい場合は, モーターに供給する電流を少な
くする方法も存在するが, 現在説明している PWM 制御という方法によってコントロールするのが
一般的である. マイコンからブラシ付 DC モータを制御するとなると, 電圧をを上下させてモータ
の速度を帰ることは少々面倒になる. 主にハードウェア的な理由からであるが, マイコンからの出
力は基本的に High（例えば３ V や５ V といった固定値）を出力するか, Low を出力するかののど
ちらかなので, 電圧の強さを変えるとなると専用の回路を用意する必要があるうえに, 電圧の上昇・
下降による無駄な熱が出たりして効率が非常に悪いのである. そこで登場するのが PWM 制御で
ある. PWM 制御は, パルスの幅でもって平均の電力を少なくする方式で, 制御するのはパルスの
幅なのでその制御はデジタルで簡単である. PWM 制御は簡単にいれば, ON と OFF を繰り返す
制御である. この ON の期間を調整することによってモーターの速度をコントロールする. つまり,
デューティが大きいと, モーターが速く回転（最大 100 ％）し, デューティが小さいと, モーター
は遅く回転する（最小０％＝停止）. この比率が小さい時は High の時間が短いので, モーターは
少しだけ回転して止まろうとし, 逆にデューティ比が大きいときには, モーターは長時間回転する.
そして, このパルスは, ポートの ON/OFF を繰り返すことによって作ることができる. RE00V を
始め, マイコンにはタイマー機能の一部に PWM 機能が内蔵されている. よって, このマイコン
の PWM 機能を用いたほうが効率が良いとことで知られている. PWM 機能を使えば, タイマー
の TCNT（タイマカウンタ：このレジスタは TCR で選択した入力クロックにより, カウント動
作を行う. read/write が可能なレジスタであるが, PWM 制御中は書きこむことはあまりない）と
GRA（ジェネラルレジスタ A：このレジスタの設定した値と TCNT の値が常に比較される. 値が
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一致したらそれ以降は PWM 波形の１「High」が出力される）, それと GRA に似た GRB（ジェ
ネラルレジスタ B：このレジスタの設定した値と TCNT の値が常に比較される. 値が一致したら
それ以降は PWM 波形の０「Low」が出力される）を調整することで, 任意の周期, デューティの
パルスを作り出すことができる. その原理を以下に示す.
上の図において, ノコギリ波形の斜めの線は, TCNT がクロックにしたがって, カウントアップ
している様子を示している. TCNT が GRB レジスタの値に一致すると, TIOCA という端子の出
力が反転される. また, TCNT が GRA レジスタの値に一致すると, TIOCA の出力が元に戻り,
TCNT が０にクリアされる. そうして結果的に TIOCA 端子からはパルスが出力される, という仕
組みである. この上に示した図を見ると, パルスの周期は GRA レジスタの値できまることがわ
かる. また, パルスの幅（＝デューティ）は GRB レジスタの値で決まる. そしてデューティ比は以
下の式で表される.
D ＝τ/T (※)
（※）において, τは関数がゼロでない期間, T は関数の周期である.
ブラシ付 DC モーターを制御する専用 IC, 入力端子が２つある. なので, パルスは２系統作る必
要がある. ただし, 両方同時にパルスを生成する必要はなく, どちらかは必ず「０」信号である.
ブラシ付 DC モーターは周知のとおり外側に固定された N 極, S 極磁石と, 軸を中心に回転する
コイルで構成されている. 磁石の中には磁界が発生しており, 磁界の中でコイルに電流を流すこと
で力が発生する. ブラシ付 DC モーターはこの力, いわゆるフレミングの法則によって回転する
モーターである. 今回本プロジェクトが巨大風船型ロボット, IKABO ９号機を制作し, 制御するに
あたって大きくみてこのブラシ付 DC モーターの以下の２点を制御することになる.
1．回転速度
2．回転方向
1 の回転速度は, 前述したとおりブラシ付 DC モーターに与えるパルス波の長さによって調節す
ることになり, デューティ比が 100 ％に近づくほどモーターに電圧が切れ目なく与えられることに
なり, モーターの最高速度の近づく.
2 の回転方向は, モーター端子のプラス・マイナス極性を逆にすることによってそれまでの回転
に対して逆回転できる. つまり, ２本あるブラシ付 DC モーターの端子のどちらにパルス波を与え
るかで決定するわけであるが, この切替に関しては PLD の助けを借りている.
これらの制御をふまえて, 上昇・下降する動きのある IKABO ９号機に適したプログラミングを
行うことになる.
以上, ブラシ付 DC モーターの PWM 制御について述べたが, 今回本プロジェクトで購入した 浅
草ギ研の DC モータコントローラ AGB65-DCM 用いることで IKABO ９号機に上記の１，２をよ
り容易に実装できるのである. DC モータコントローラ AGB65-DCM は１ボードで２個までのブ
ラシ付 DC モーターの制御をすることができる. IKABO ９号機には前述の理由から４個のブラシ
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付 DC モーターを用いているため, DC モータコントローラ AGB65-DCM は２個必要だった. こ
の DC モータコントローラ AGB65-DCM の出力は PWM により０∼100 ％の１％単位での指定
が可能なので, これまでに述べてきた１の要素を十分満たしてくれるものである. 同様に, ２の内容
に関しても, ２つの出力チャンネルはそれぞれの回転方向と出力を制御できる, と DC モータコン
トローラ AGB65-DCM の説明書に明記されているので, こちらの問題も解消される.
（※文責: 岩瀬翔平）
4.3
担当課題と他の課題の連携内容
すべての課題は IKABO9 号機の作成および, IKABO3 号機, IKABO5 号機の運用をするために
行った.
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第5章
5.1
結果
プロジェクトの結果
制作班は, 本プロジェクトの目的である函館市の観光産業を盛り上げる為に, 以前に作成された
IKABO の改良と新たな IKABO の作成を行ってきた. 今年度は, IKABO3 号機, IKABO5 号機
の腕部の動作の実装およびアプリケーション作成, および持運びが容易である巨大風船型ロボット,
IKABO9 号機の作成に成功した.
IKABO9 号機の作成に関して, 前期では, 最終目標の 5 分の 1 となる大きさの 2m の試作
IKABO9 号機の作成を目標とした. それに伴い巨大風船型ロボットに適した IKABO の新たなる
デザイン, 風船作成技術の習得, 腕部の設計を行った. しかし, 実際に試作機が完成してみると, 浮
力の不足, 姿勢維持の難しさ, 各パーツの接合部の弱さなど様々な問題点が残る結果となった.
後期では, 試作機で明らかとなった問題点への解決策を練り, デザイン, 構造共に一新した. また,
腕部とプロペラも完成し, デモを行う上でより高いエンターテイメント性を獲得した. 最終的には
IKABO9 号機は全長 7m の巨大風船型ロボットとして 2011 年 12 月 9 日に完成した.
IKABO9 号機は主にボディ, 腕, プロペラの三つのパーツから成り立っている. ボディについて
は, 試作機で自作した風船からヘリウムが漏れ出してしまうという問題があったため, コスモブレ
ンという既存の風船を使用することで作成の時間短縮とヘリウムが漏れ出てしまうことを解決し
た. また, 腕部は低自由度であるが長さ 2m 重さ 400g と軽量化に成功した. さらに, 稼働する際二
本の腕が互いに反動を打ち消しあうため, 本体が動くことはない. プロペラは当初上昇下降を行う
予定であったが, 空中で IKABO9 号機の向きが定まらないということが判明したため, 急遽旋回用
として使用することとなった. それにより向きを正すことだけでなく, 回転するモーションも加え
ることが出来た.
また IKABO3 号機, IKABO5 号機の保守, 管理も目的としているが, 今期は 2 体の IKABO に
イカ踊りを実装することが IKABO9 号機制作と並ぶ目標となった. 前期には, IKABO5 号機のイ
カ踊りを完成することができた. しかし IKABO3 号機は腕の長さが IKABO5 号機と比べ長かった
ため, サーボモーターのトルクが足りず IKABO5 号機のようにイカ踊りをすることが出来なかっ
た. そこで IKABO3 号機の腕を改良し IKABO5 号機と変わらない程度の長さにすることにより,
全く同じプログラムを適用することに成功した.
後期には, IKABO3 号機, IKABO5 号機を同時に PC 上から制御できるアプリケーションも開
発しより運用を容易にした. また, 開発したアプリケーションは誰でも簡単に扱えるよう, ボタン一
つで一つのモーションを行うようになっている. さらには, 2 体を同時に動かすだけでなく, 1 体ず
つの制御も可能になった.
以上のことから, 今年度の目標である IKABO3 号機, IKABO5 号機の腕部の制御, およびそれ
に伴う新たなアプリケーションの開発, 巨大風船型ロボット IKABO9 号機の作成は成功したと言
える.
（※文責: 金山豊）
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5.2
成果の評価
IKABO3 号機, IKABO5 号機の腕部の制御, およびそれに伴う新たなアプリケーションの開発,
巨大風船型ロボット IKABO9 号機の作成を成し遂げたことで様々な影響があった.
始めに IKABO3 号機, IKABO5 号機の腕部を制御できるようになったことでより高いエンター
テイメント性を獲得することが出来た点である. 特に 2 体同時に動くことで単純に 1 体で動くとき
よりも空間を広く使え, より大勢の方に目視していただけるようになったと考えられる.
さらに, アプリケーションも開発し, 手軽に IKABO に親しんでいただけるようになった. それ
までは, 腕部の制御が未実装だったこともあり, IKABO3 号機, IKABO5 号機で行えるアクション
はコントローラによる移動, 旋回のみであった. しかし今回開発されたアプリケーションを用いれ
ば, 画面のボタンをクリックするだけでそこに書かれたモーションを行うことができる. これは使
い方などを説明せずとも直感的に操作でき幅広い人に楽しんでいただくことができるようになった
といえる.
しかし, IKABO3 号機, IKABO5 号機にも未だ解決できていない問題が二つある. 一つ目は, 足
と腕が別々の操作系統をしていることだ. つまり, 腕を動作させる場合と足を動作させる場合で命
令を送信する媒体が違う. 具体的には, 腕は Bluetooth 接続で PC 上から操作することができる
が, 足は赤外線通信で専用のコントローラから操作しなければならない. そのため, 今後は腕の制
御に使っているマイコンと足の制御に使っているマイコンを何らかの方法で接続し, 一括して PC
上から命令を遅れるようにならなければならない. 二つ目は自ら発光する IKABO1 号機と違い,
IKABO3 号機, IKABO5 号機は光を発することがないので暗闇では目立ちづらい. 特に函館で行
われる港祭りでは昼間から夜間にかけて行われるので, 自ら光を発することができるならばより目
視しやすくなる. これに対しては LED を埋め込みマイコンで発光パターンを数種類用意すること
で解決できる課題であると言える.
また IKABO9 号機を作成したことにより, それまでの IKABO にあった, 人ごみにまぎれて視
認することが出来ないということ, または大きすぎて輸送費が高くなってしまうということを解消
することができる. IKABO9 号機はヘリウムガスを充填させ地上から任意の高さに浮遊している
ため, どのような人ごみであろうと隠れて視認できなくなってしまうことはない. また, IKABO9
号機は全長 7m だが, 風船にヘリウムガスを充填していない状態ではスペースをとらないのである.
風船についてはもちろんのことであるが, 腕についても取り外したあと折りたたむことができ, プ
ロペラについても, 交差しているプラスチックの棒を取り外せば輸送費を抑えることができる.
しかし巨大風船型ロボットとして開発された IKABO9 号機だが, 組み立てに数名の人員を要し
てしまう. 輸送費を削減するため風船型としたが, その分人員が必要となってしまうと旅費がか
かってしまう. また組み立てるのに 2 時間ほどかかってしまうのも問題だ. イベントなどでは準備
に費やせる時間が少ない場合がある上, 不足の事態に陥った場合さらに時間がかかってしまう場合
がある. そのため今後は, 少ない人員と少ない時間で組み立てることができる構造にすることが課
題といえる.
最終発表会の評価としては, 発表技術点が 8.31 であり, 発表内容点が 8.21 であった. コメントと
して多かったのが, 声が大きくテンポよく発表できていたこと, スライドの内容が簡潔にまとめら
れていたこと, デモンストレーションが多かったため聴衆に飽きさせずに発表できたことが多く挙
げられていた. その反面 IKABO9 号機の作りに粗雑な部分が見られたことも挙げられた. これは,
最終的な組み立てが前日になってしまったことと, 前日に構造の大幅変更を行ってしまったことが
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問題であった. 特に, 以前より入念に実験を重ねていれば事前に防げたことであるので, 改めなけれ
ばならないポイントである.
（※文責: 金山豊）
5.3
5.3.1
担当分担課題の評価
金山豊
制作グループのリーダーとして, 前期の活動においては主に他メンバーの作業のサポートとスケ
ジュール管理, IKABO5 号機運送用 BOX を作成した. 特に IKABO3 号機, IKABO5 号機のマイ
コンプログラミングを行うマイコン班, IKABO9 号機の制作を行う 9 号機班の両方の班のサポー
トとスケジュール管理を行った. さらに IKABO5 号機の運用をより容易にするために, 眼球部の
構造を変更した. この構造は後に IKABO3 号機にも使用し, 軽量化と運用の容易にした.
また後期の活動においては, 自らも IKABO9 号機のパーツの一部であるプロペラの設計, 作成を
行った. これにより IKABO9 号機は旋回という動作が可能になり, 向きを変えることができるよ
うになった. この際, 夏季休業中に入念な調査を行い, 部品の購入リストを作成した. また当初ブラ
シレスモーターを使用する予定であったが, 様々な問題点があることが判明したため DC モーター
を使用することに決定した.
IKABO9 号機のボディに関して, 組み立て時に風船が破損してしまうという事態が発生した. 原
因を究明し今までの構造を見直すことにより, 安全に IKABO9 号機を運用できるような構造に一
新した. また, その際担当者を含めた数人で納得のいくまで議論を行い, 危険性のある部分を徹底的
に排除した. その結果, IKABO9 号機は無事に完成し, 最終発表会ではデモンストレーションを行
うことができた.
さらに年間通して, 毎週状況を報告するため資料を作成し担当教員とも相談を行った. これを行
うことにより, 自らの課題の到達度合いを確認することが出来た.
中間発表会や中間報告書, さらには最終発表会や最終報告書についてもスケジュールを管理しき
れず, 毎回前日などに集中してやってしまう場合が多かった. このことから, スケジュールの管理に
重点をおいて管理すべきであったという反省点があった.
（※文責: 金山豊）
5.3.2
大石勝正
まず, 3 号機に関して記述する. 3 号機改善の成果としては以下の 4 点である.
第 1 に, 胴体を短くした. これによって重心が下がり, 全方向移動機構を動かした際のボディバ
ランスを安定させることができ, それによって転倒してしまう恐れが無くなった. また, 胴体を短く
する際に今までと同じ方法でゲソをつけることが不可能になったしまった. そこで, 全方向移動機
構にゲソをつけることで, 5 号機と同じ位置にし, 統一感を出した. 第 2 に, 腕を短くした. これに
よって腕を構成しているサーボモーターが必要とするトルクが少なくなり, プログラム外の動きを
してしまったり, 動かなくなるという問題が無くなった. 加えて, 今回胴体を短くした事により腕が
地面についてしまうという問題も, 腕を短くすることで解消することができた. 第 3 に, 顔の半球
をマジックテープで固定した. 腕を動かす為のマイコンを使った作業は, 顔の半球を外して行う必
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要がある. 今回マジックテープを使って半球を固定したため, 腕を動かす為のマイコンを使った作
業が簡単になった. また, トラブルがあった際の対処も容易になった. 第 4 に, 港祭りで紛失した頭
を新しく作成した. 3 号機は 5 号機と並ぶ機会が多い. 今回胴体を短くしたため, 5 号機よりも 3 号
機の方が背が低くなってしまった. そこで, 新しく作成した頭はその差を埋め, 同じ高さになるよう
にした. これにより, 5 号機の隣に並べても見劣りするようなことは無くなった. また, 3 号機の新
しく作成した頭は, 無くなる前の形をアレンジしたものになっており, 3 号機の個性を残した.
次に, 5 号機に関して記述する. 5 号機改善の成果としては以下の 2 点である. 第 1 に, 胴体に高
さを出している木に厚さ 1cm のゴムを足した. これによって, 5 号機の顔を固定している部分の位
置を少し上げることができた. 結果, 腕を動かす為のマイコンを乗せる部分を邪魔していた鉄のラ
インが 1cm 上昇し, 腕を動かした際にマイコンと腕を繋ぐコードが無理に引っ張られる必要が無く
なった. 第 2 に, 全方向移動機構のマイコンカバーを作成した. これにより, 屋外のイベント等の際
に全方向移動機構を動かす為のマイコンに砂埃等が付着し, マイコンが壊れてしまう危険性が少な
くなった.
以上, 3 号機 5 号機共に, イベント等で動かす際のトラブルが起こる可能性を少なくすることを
主に活動に取り組んだ.
最後に今後の課題, 展望を記述する. 今後の課題としては, 3 号機の胴体についてである. 今回の
改善で胴体を短くしたが, 横揺れに若干耐性が無く, これを無視しイベントの際の運搬や前方向移
動機構を動かしたときの衝撃が積み重なり, いずれ胴体の固定部分が破損してしまうというトラブ
ルが考えられる. 現在は, その可能性を考え, 胴体の隙間にゴムを入れることで横揺れを無くしてい
るが, そんな方法ではこの先どのようなトラブルが起こるか分からない. そこで, 今回の改善をする
際に挙げられた案のもう 1 つを試行するべきであると考える. その案は今回取り除いた鉄の円柱を
使うというものである. 今回はその加工が困難であると考え実行しなかったが, 横揺れ対策はこれ
からのイベントの中でも特に港祭りまでには必須だと考える. 港祭りでは IKABO を車に乗せて躍
らせるため, 車の発進や停止時にかかる衝撃で大きく揺れてしまうからである. したがって, 港祭り
までに今回試行しなかった案やそれ以外の良案によって 3 号機の横揺れ対策を行うことが必要不可
欠である. 現在, 今回の改善により考えうる不安な要素は間違いなく減少した. しかし, 今後のイベ
ント等でさらなる改善点が見つかる可能性がある. その場合, 原因を究明し, 遅くとも次のイベント
までにそれらを改善するよう心がけていくべきである.
今後は, 3 号機 5 号機は, その小ささから運搬は容易になるメリットがある反面, 人ごみで目立た
ないというデメリットが存在する. そこで今期のプロジェクト開始時に挙がった案の, 3 号機と 5
号機に LED を設置し, 港祭り等の暗い環境でのイベントで, 3 号機と 5 号機を光らせる事で存在を
目立たせることができるのではないだろうか. 明るい環境でもある程度目立つようになる可能性も
考えられるだろう. 現在, 腕を動かす為のマイコンには使用していないピンがいくつかあるため, そ
こから電力を供給することができるのではないかと考えられる. 今後, 3 号機と 5 号機はさらなる
機能を搭載し, 目立たないというデメリットを解消できれば, より一層素晴らしいロボットとなる
だろう.
（※文責: 大石勝正）
5.3.3
小笠原鉄也
10 月の初めに CEATEC JAPAN というイベントが千葉の幕張メッセで開催された. このイベ
ントにはいかロボットプロジェクトとして毎年, IKABO を出展してきた. 前年度は既に完成して
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いた IKABO3 号機を出展した. そこで今年は去年の末に完成した IKABO5 号機を新作として出
展することに決定した. そのため, プロジェクトメンバーの中から 2 人が IKABO 出展のために千
葉へ赴くことになった. 私は IKABO5 号機の腕のプログラムを担当したこともあり, メンバーの
中では一番, IKABO5 号機には詳しい. イベントに出展する際には IKABO5 号機のことを聞かれ
ることも多いので, それに対応出来る人が必要になる, ということで参加することにした.
イベントは 10 月 4 日から 10 月 8 日まで連日で行われた. しかし学生である私たちの場合, 他の
講義との兼ね合いもあって全ての日程に参加することは出来なかった. そこで今回は 10 月 6 日か
らプロジェクトメンバーは参加することとなった. それまでは別件で出展することになっている元
プロジェクトのメンバーである先輩に IKABO のことを任せることになった.
10 月 6 日に幕張メッセで開催されている CEATEC JAPAN の函館ブースで先輩から引継ぎ
IKABO5 号機でデモを行った. イベント中は IKABO5 号機を走らせたり, いか踊りをさせたりし
ていた. それに興味を持った人たちが足を止めると, 自分たちから積極的に声をかけて IKABO の
説明をしたり, 函館ブースの中で行われていることを説明したりした. 毎年参加していることも
あって, 足を止める人は多く居た. また, ロボットなどの目に見えて興味を引くようなものを出展し
ているブースが少ないこともあってか, IKABO5 号機は興味本位で足を止める人が多かったように
思える. しかし IKABO を見て, タコだと思ったと言うような人も多かった. どうやら顔の丸さが
いかではなくタコを連想させるようだった.
このイベントに参加して問題になったことはバッテリーの量である. IKABO5 号機は底面の車
輪を動かすために 2 つ, 腕を動かすために 1 つバッテリーが必要になる. これは全て同じものでま
かなっているため, バッテリーの消耗が激しいことがわかった. そのため, 腕を動かすことを控えめ
にしたり, イベントの途中でもバッテリーの充電をしたりして何とかまかなっていた. 勿論, イベン
トが終わる頃には大体バッテリーも使い切っているので, 翌日までにはバッテリーの充電を全て済
ましていた.
また, イベントの最中に一度, IKABO5 号機の右腕が外れる事故が発生した. これは日ごろ, あ
まり見ないモータの中心を止めているねじが緩んでいたことが原因であった. 外れた際にねじを無
くしてしまったが, 二点止めしている部分のねじを代用することによって何とか修復は可能だった.
これによってイベント中は腕が外れることはもうなかったが, イベントが終わり, 帰ってからすぐ
に予備のねじを用いてしっかりと腕を固定した. 今後はこういったトラブルを起こさないためにも,
定期的なメンテナンスが必要になることだろう.
CEATEC JAPAN では毎年 IKABO を出展していることもあって, 前年度の IKABO を覚えて
いる人も中には居た. 去年, IKABO3 号機を出展した際に人に埋もれて目立たないという問題が
あった. 今回も同じ大きさの IKABO5 号機 1 体だけの出展だったので少し不安だったが, 去年と
は違って腕も動くようになったためか道行く人の興味を引くことが多くあった. しかし IKABO1
号機を知っている人が比べて見てしまうと, やはりインパクトが無いというのも事実である. 実際,
IKABO1 号機を知っている人からは小さくなったね, と声をかけられることがあった. 来年度は
IKABO3 号機と IKABO5 号機を同時に出展して, もう少し広い範囲でアピールできればインパク
トが上がると思われる. 今年度制作した, IKABO コントローラを用いることによって IKABO3 号
機と IKABO5 号機が同時に踊りを開始することが出来る. 同時に音楽を流すようになっているの
で, スピーカーなどを用いれば音楽と一緒に動いている IKABO をよりアピールすることが出来る
だろう.
（※文責: 小笠原鉄也）
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5.3.4
岩瀬翔平
前期の活動においては制作班マイコンチームのリーダーを務め, 主に２人の他メンバーの統率と
支援, そして各日のプロジェクト活動の進捗管理をし, 次回活動への目標設定や, インターネットや
情報ライブラリの書籍を利用した情報収集を行った. 前期のマイコンチーム全体の目標は「IKABO
３号機・IKABO ５号機にいか踊りを踊らせる」だったので, ８月初旬に行われる函館港まつりま
でにこれを達成しようと活動を行った.
５月は IKABO １号機, IKABO ３号機および昨年のシステム情報科学演習「函館観光シンボル
ロボット」で制作された IKABO ５号機の取り扱いおよび操作方法を学習した. この成果として,
これら IKABO １号機・IKABO ３号機および IKABO ５号機を自由に操作することが可能になっ
た. また, これまでに新聞, テレビなどのメディアやインターネット上の PR ムービーを見たりし
て, いかロボットプロジェクトの一員としての IKABO に関する基礎知識をつけた. また, 先輩方
から昨年のプロジェクト活動における問題点や IKABO の動作に関わる注意, また, イベント時の
子どもたちに対する注意点なども引き継ぎの際にご指導していただき, これまでロボットやマイコ
ンなどの精密機械に触れる機会があまりなかった私にとっては非常に勉強になり, それと同時に,
イベント時でも何らかの事故によりこれまでの諸先輩方が制作された IKABO を壊すことのない
よう守り, そしてこれら IKABO シリーズをを多くの方に知っていただけるように発展させていこ
うという決意を持つことができた. その後, 今年の本プロジェクトでは制作班内でチーム分けをし,
チーム別で個々に目標を設定するという方法をとるということが会議で決定し, そこから個人の仕
事を分担した. さらに, ５月の終盤には, サーボモーターのサンプルプログラム理解というステップ
を踏んだ後, サーボモーターの動作確認ができて, IKABO ５号機にいか踊りを踊らせるための本
格的な実装が始まった. その際に, 多くのサーボモーターを本プロジェクト既存のバッテリーを用
いて動作させるとマイコンに電気がいかずリセットされてしまうという問題に直面し, 解決策に悩
んだ.
６月には前年度の課題であった IKABO ５号機の目のアクリルドームを拡大させ, 目が円滑に
動作できるよう調整した. さらに, IKABO ５号機がいか踊りを踊るために必要不可欠であるタイ
マー関数について和田先生のご指導のもと学習を行い, チームの他メンバーに対してマイコンにこ
の関数を導入する支援を行った. また, いか踊りの曲について研究し, 何度もこの曲を聞いて, １小
節あたりにかかる時間を解析した. そして IKABO ５号機に実際にいか踊りを実装する際にこの曲
をどのような長さで, またどのような構成にするかを話し合った. フリーソフトを用いていか踊り
の曲を話し合いで決定したとおりに曲の構成を編集した. 中旬には TV 番組の取材もあり, これま
で習得してきた IKABO の知識を簡潔に伝えられるようにした. そして６月末には今年度の本プロ
ジェクト最初のイベントである「はこだて花と緑のフェスティバル 2011」に参加した. 先輩方から
の指導を活かし, 子どもが IKABO に接触して怪我することのないよう気をつけて同イベントに来
ていただいた方に IKABO に触れてもらった. IKABO １号機はタッチパネル, IKABO ３号機お
よび IKABO ５号機はコントローラによる簡単な操作のため, 年代を問わず楽しんでいただけたこ
とかと感じた. 同イベントでは本プロジェクト企画班が中心となって IKABO をより楽しんでいた
だくためのヒーローショーを行ったが, 企画班からの呼びかけにより, 私もそのヒーローショーに
出演者として参加した. 他の制作班メンバーも, ヒーローショーにおける IKABO の動作担当をし,
ヒーローショーの成功に貢献した. 活動内容が全くちがい, 普段の活動ではあまり接点のない制作
班と企画班がこういった形で連携をとったということが, IKABO をより多くの方に知ってもらい,
函館の観光産業を促進させるという点でいかロボットプロジェクト全体がどの方向で活動している
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かが実感できたイベントであった.
７月は初旬に札幌テレビ放送（STV）の「どさんこワイド」に生出演し, IKABO １号機, IKABO
３号機および IKABO ５号機を連れて８月の函館港まつりの PR を函館駅前で行った. しかし, 本
番直前に IKABO ５号機の足部分コントローラーの十字キー以外のボタンが動作しなくなるとい
うトラブルが発生した. 先輩の手をお借りして生放送自体はなんとか乗り越えることができた. そ
れを終えて, マイコンチームはなぜこのような自体に陥ったのかを調査したが, その日のうちには
原因は分からなかった.
７月中旬には中間発表会を行った. ここまでの活動を振り返り, 制作班の中のマイコンチームと
してのまとめを行った. 各日のプロジェクトでなにがあったかをこと細かくメモ帳に記していたの
で, ここまでに発見した問題点やそれに対する改善の過程, さらに, その改善を踏まえてのこれから
の展望を提案, 再確認するのには苦労しなかった. その一方で, これら全ての過程を中間発表会の場
で定められた時間内で傍聴者にどう伝えればよいかの配分に苦労した. 中間発表会では音源の使用
や人の踊りなどのパフォーマンスに制限があったためいか踊りの曲を実際に流すことなく前期のマ
イコンチームの成果である IKABO ５号機のいか踊りの発表を行ったが, 発表評価シートに「音が
なくて本当に IKABO ５号機が曲に合わせて踊っているかどうかが分からなかった」という意見が
多々あった. これを受けて, 発表用スライドや口頭での説明で事前に音源が使えないことを伝える
べきだったと後悔した.
中間発表会が終わると, 函館港まつりに向けて IKABO ３号機にもいか踊りを踊らせる実装
に取り組んだ. IKABO ３号機は IKABO ５号機と違って多くのネジを用いており, 腕の長さが
IKABO ５号機よりも長いなど複雑な構造となっているためその理解と実装に時間がかかった.
８月にはマイコンチームの当初からの目標点であった毎年恒例の「函館港まつり ワッショイは
こだて」に参加した. ８月にもなると IKABO の取り扱いにも慣れ, 輸送中に故障することのない
ようスピーディーかつ正確に函館港まつり前日の IKABO ３号機および IKABO ５号機の梱包を
行うことができた. 函館港まつり当日には展示用のトラックに IKABO を設置する作業の手伝いを
した. プロジェクトメンバー全員が参加したこのイベントでは, 楽しく踊り, IKABO を PR できた
と思う.
函館港まつり後と９月は IKABO ３号機の改良のサポートをした. 土台部分に相当な長さをも
ち, そのせいもあって IKABO ３号機は急な方向転換や加速による転倒の可能性が高かった. マイ
コンチームはその問題点に着目し, IKABO ３号機の胴体部分を短縮する作業を行った. 胴体部は
金属でできており, それを削ることに力を要した.
後期には, マイコンチームの活動も一段落した所で今年度新たに制作する巨大風船型ロボット
IKABO ９号機を制作するサポート役にまわった. 私は, IKABO ９号機のうちでもそのプロペラ
部分を担当し, １０月から活動した. １０ｍ級の巨大風船型ロボットをプロペラでどうやったら制
御できるかを他の制作班メンバーとも話し合い, 主要部分で説明のある通りの装置を購入し, 実装
した. ロボットに関する前提知識がなかったため, 他メンバーよりも１歩も２歩も出遅れてしまっ
たが, 知識のある他メンバーや先生方のご指導もあり, IKABO ９号機を完成させることができた.
（※文責: 岩瀬翔平）
5.3.5
三木翼
前期に腕製作班では, 片腕にギアボックス, モーターを取り付け, 3 本の長さの違う糸をそれぞれ
違うタイミングで引っ張ることで腕を動かしていた. しかし, 糸を巻きとる際に腕の角度を調節で
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きない点, また糸を巻き取るのに時間がかかってしまう等の問題点から, もう一度腕の機構として
用いられる物が無いかを一から模索した. いくつか出た案の中から, サーボモーターを用いる案で
製作することにした. ここで, モーターの重量とモータのトルクそれぞれの部品の重量の関係の計
算が求められた. 計算の結果から腕の長さ 2 ｍに対して約 30 ｋｇ/ｃｍのトルクが必要であること
がわかった. 今回ボディ班との話し合いの結果腕の長さは 2 ｍということになり, IKABO ５号機
の肩部に用いられているサーボモーターが上記のようなトルクを満たしていたことからそれを用い
ていくつかの重りを用いた実験を行った. その結果から, IKABO ５号機肩部のサーボモーターと
同じものを発注した. 同じものを選んだ理由としてトルクが十分だという点と IKABO ５号機に利
用していることからプログラムの書き換えが容易だったためである. 次に, 腕部の素材については
柔らかくある程度の強度がありかつ, 軽いものを探した. 最終的にはガスストーブ等の廃棄管に使
われるアルミパイプに決定した. これは伸縮可能で, 軽く強度があり, しかも予測不能な面白い動
きまでできるのだ. また, 先端部についてはこれまでと同じアルミ蒸着フィルムを用い軽量化をは
かった. これは, アルミ蒸着フィルムを 2 枚重ねあわせ接着することで円錐に近い立体を表現し
た. 全体的に機械的で怖いイメージを与えがちなので, 丸みを帯びたフォルムにすることで, 多少な
りともかわいさを表現した. この腕の先端部分は, 先ほどの管の内部を通しボディの土台部分と糸
によりくくりつけることで接合した. しっかりと固定しないことにより腕部の動きに合わせて先端
部にしなやかな動きをさせるためである.
さらにモーターと腕部の固定については適合する物がなかったため, 設計図を描き 2
厚のアル
ミ板を切断し製作した. また, 本体との接合も T 字のアルミ板を用いた.
LED 装着に関しては, 達成することができなかったがこれからの課題とする
（※文責: 三木翼）
5.3.6
山口峻弥
本プロジェクトの活動目的は函館の観光用シンボルロボットである「IKABO」を使用して函
館の知名度を向上させ, 函館の観光産業を盛り上げることである. 我々のプロジェクトでは現在,
IKABO1 号機, IKABO3 号機, IKABO5 号機の 3 機を管理している. IKABO1 号機は 2005 年に
「ロボットフェス・イン函館市民の会」を中心に, 公立はこだて未来大学, 函館工業高等専門学校, 函
館市の民間企業などの協力によって作られたロボットである. IKABO1 号機は大型のイカロボッ
トというコンセプトで開発されたため, 全長 2.2m, 重さ 200kg という大きな機体である. この大き
さによって IKABO1 号機はダイナミックな動きができ, 遠くからでも目立つというメリットがあ
るが, 輸送費が高いことや輸送に必要な人員が多いというデメリットもある. このデメリットを改
善するために一昨年度, 昨年度のプロジェクト学習で開発されたのが IKABO3 号機, IKABO5 号
機である. この 2 体は IKABO1 号機を大幅に小型化し大人が 2 人いれば持ち運ぶことができ, 輸
送費も IKABO1 号機と比較すると安く済ませることが可能である. さらに, 2 体の動きを連動させ
ることでより高いエンターテイメント性を引き出すことが可能である. しかし, 2 対の腕部の制御
が未実装であることと, 小型化したため人影に隠れてしまうというデメリットがある.
今回巨大風船型ロボット IKABO9 号機を制作するにあたって, インパクトを重視するため最終
的な完成系は 10m 級のものを考えている. そこで制作班では, 中間報告に向けて, 目標である 10m
級の IKABO9 号機の 5 分の 1 である IKABO9 号機の試作機を作成することを目標とし, 課題に
取り組んだ. 試作機を制作する目的として. 中間発表での IKABO9 号機試作機での反省点を生か
し, 解決方法を模索し IKABO9 号機の完成を目標とした. デザイン案の再検討を行い使用する材料
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を変え, 十分な浮力を得る事や, しっかりといた体制維持を目標とする.
IKABO9 号機デザイン案の考案にあたり IKABO9 号機試作機の問題点の把握と改善方法の模
索を行った. 中間発表での IKABO9 号機の試作機の反省を踏まえ, 新しい IKABO9 号機のデザイ
ン案を考案することにした. 以下,IKABO9 号機試作機の問題点.
• 浮力の不足.
• 目の重さ故の重心の移動による不安定．
• アルミ蒸着フィルムを使用した加工の難しさ（大きくなればなるほど加工が困難になる）
上記の問題点を改善する上で新しいデザイン案の考案が必要不可欠であった. IKABO9 号機は風
船を 3 つ使用する事で十分な浮力を獲得し, 目を軽い紙の素材を用いる事で体制維持の問題の解決
を計った. その結果,IKABO9 号機は腕や腕のモーターの重さを入れてもそれ以上の浮力を獲得し,
空中に浮遊する事が可能となった. また, 目を紙で表現する事で前傾姿勢になる事を防ぎ垂直に浮
遊することが可能になった.
また IKABO9 号機についてボディ, 腕, プロペラの三つのパーツにおいてそれぞれ改良を加える
べき点が存在する. そして, 今後さらに新たな機能を加えることにより, IKABO9 号機はさらによ
り良いロボットへとなっていくだろう.
始めに, ボディについてであるが, 現段階の IKABO9 号機ではロボットを組み立てる際に人手が
最低でも 6 人は必要になってしまうため, 組み立ての人数を 2,3 人で行えるような設計をしなくて
はならない. なぜならば, 元々 IKABO9 号機は大きくて目立つがコンパクトに折りたためて輸送
費を抑えられるという目的のもと作成された. 現在全長 7m になり, ヘリウムガスを抜くことで輸
送費も抑えられるが, その分人手が多く必要になってしまい旅費が多くかかってしまう. そのため
現状において組み立てに最も人手を使ってしまっているパーツ, 顔の上にある頭部を改良すること
により, 必要な人手は削減することができる. 具体的には, 現状風船に対し紐をくくりつけることに
より風船同士を接合しているが, ネットのようなものを用意し風船をその中に入れてしまう方法が
考えられる. そうすることにより, 紐をくくりつけるために必要であった人手が削減されネットを
固定していれば問題はなくなると考えられる.
次に, 腕についてであるが, 現段階の IKABO9 号機の腕は片腕につき 1 個のサーボモーターで
動いている. つまり, 片腕につき 1 自由度しかない状態である. 人間の片腕は, 肩 3 自由度, 肘 1 自
由度, 手首 3 自由度の 7 自由度となっており, IKABO9 号機の腕は圧倒的に自由度が少ない状況で
ある. よって, 腕の自由度を増やすことが腕における課題といえる. しかし, IKABO9 号機は空中
に浮遊しているため, 腕を動かすための反動の影響を直にうけてしまう. そのため, 現在のように 1
自由度に抑え, 一直線上に配置された両腕を同時に反対方向に動かすことで反動を打ち消している.
ゆえに, 自由度を増やすということは反動を受けるということであり, それを打ち消す, または極
限にまで抑えるよう設計しなければならない. そうすることで, IKABO9 号機は, IKABO1 号機,
IKABO3 号機, IKABO5 号機と同時にいか踊りをすることができ, より函館の観光産業を盛り上
げていくことが出来ると考えられる.
さらに, プロペラについてであるが, 完成時に IKABO9 号機の方向が定まらないため, 上昇下
降用に用意していたプロペラを急遽旋回に用いることにした. そのため現在 IKABO9 号機は全く
移動できず, その場に留まり旋回を行うことしかできない. そこで, 当初の予定通り上昇下降用の
プロペラを設置することで, より動きを大きく見せることができる. しかし, これを行うためには
浮力よりもプロペラの推力が上回らなければならない. もしも, 同値であったり下回ってしまうと
IKABO9 号機は空中に静止したまま動かないという結果に陥ってしまう. 浮力を調節するために
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は, 重りをつけて調節する方法が良い. ヘリウムガスの容量だけで調節してしまうと, 時間の経過
とともにガスが抜けていったときプロペラを使用しなくても浮力が足りず, 浮遊することが出来な
くなってしまうからだ. これに対し, 重りを載せる方法をとると時間の経過とともにガスが抜けて
いったとしても, 重りを減らすことにより浮力を簡単に調節できる. また, 重りは微量の調節のしや
すい水などの液体が適していると考えられる. そして, 上昇下降用だけでなく最終的には公立はこ
だて未来大学という建物の構造を利用し, 空中を自在に動き回ることを可能にすることを目指して
いく.
また, 今あるパーツを改良するだけでなく, 全く新しい機構も取り入れていくこととする. 現在 9
号機の操作は PC 上から Bluetooth 接続で命令を送っているが, 移動のみ自律飛行にし, よりエン
ターテイメント性を高めていく. 自律飛行をするためには, 測距センサなどのセンサを用いる必要
性がある.
取り付けたプロペラと腕のサーボモーターで IKABO3 号機と IKABO5 号機と同様にイカ踊り
を踊れるようにプログラムを実装する. また、プロペラの制御で自動旋回や上下運動を可能にして
いきたい.
（※文責: 山口峻弥）
5.3.7
影島智貴
私はいかロボットプロジェクト製作グループの IKABO9 号機風船型ロボット班として、一年間
活動を行いました. 前期の活動内容としては,10m 級の IKABO9 号機風船型ロボット作成のための
IKABO9 号機風船型ロボット試作機の製作を行った. IKABO9 号機風船型ロボット試作機の作成
のためデザイン画をメンバーで話合いで決め, そのデザイン画に沿って模型制作を行った. この模
型は既存品を使って IKABO9 号機風船型ロボットが制作できるかを判断するために,100 円ショッ
プで購入した材料を組み合わせ IKABO9 号機風船型ロボット試作機の模型を作成した. 既存品で
の模型制作を行いみえてきた問題点を試作機に応用しようと考えた. 模型を作成してみてきた問題
点としては, 球体を手作りで作り出すことはできないので, 既存品の風船を利用することに決めた.
模型作成を経てアルミ蒸着フィルムでの IKABO9 号機風船型ロボット試作機にうつった. 2m 級
の IKABO9 号機風船型ロボット試作機を製作してでてきた問題は, 浮力を厳密に計算せずに制作
を行っても浮力の偏りで姿勢維持がうまくできないこと, 接合部の強度の問題点などがでてきた.
後期は IKABO9 号機風船型ロボット試作機制作してでてきた問題点を改善するために, デザイン
画の再設計と浮力の計算を行った. 私は浮力の計算を担当し,IKABO9 号機風船型ロボットに使用
するプロペラ, マイコン、マイコン用電池, モーター, モーター用電池の重量もちあげるための計算
を行い, それを持ち上げるための浮力を得るためには IKABO9 号機風船型ロボットは最低でも 7m
の大きさになることがわかった. また IKABO9 号機風船型ロボット試作機の問題点であった接合
部では, アルミの板と糸を使用することで改善された.
（※文責: 影島智貴）
5.3.8
帰山奏恵
前期は, 中間報告に向けて, 最終目標である 10m 級の IKABO9 号機の 5 分の 1 サイズの
IKABO9 号機の試作機を制作することを目標とし, 個人課題として, IKABO9 号機試作機の設計
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図作成に取り組んだ. グループメンバーで意見を出し合い, 描いたデザイン案をもとに, Illustrator
を使用し, 設計図の作成を行った. 設計図の作成をするにあたっては, ヘリウムガスを注入した際の
膨らみを慮し, デザイン画では曲線を描いている部分や, 丸みのある部分を直線にするなどの工夫
を施した. 作成した設計図は, 試作機の原寸大の大きさに合わせて印刷し, 厚めの紙に貼り付け, 制
作の際に型紙としても使用した. 5 分の 1 サイズとはいえ, 2m 級の試作機を制作するには, 型を一
つとるだけでも, おおがかりな作業となるため, 型紙を作成したことにより, 作業をより効率良く行
うことができた. また設計図を作成し, 原寸大の型紙を作成したことで, 蒸着フィルムを使用して,
実際に制作に移る前に, 全体的なバランスの確認や, 調整, 修正等を行うことができたため, 実際に
試作機を制作した際には, 蒸着フィルムに穴が開いてしまい, 浮力が足りないというような素材に
関する問題点などは出てきたが, 全体的には, デザイン画に非常に近い, イメージ通りの出来となっ
た. 後期は, 前期に行った IKABO9 号機試作機の制作を通して, 見えた問題点をもとに, IKABO9
号機デザイン案の作成を行い, IKABO9 号機の制作を行った. 個人課題として, グループメンバー
で意見を出し合い, 描いたデザイン案をもとに, 試作機制作を通して見えた, 扱う素材などの問題点
を考慮しながら, デザイン案の改良を行った. 前期に制作した試作機では, 蒸着フィルムが, ヘリウ
ムガスを注入した際に穴が開いてしまったことで, 十分な浮力の確保ができず, 自立した状態で宙
に浮かず, さらに, 眼球部分の重さで顔部分が前傾し, 重心がずれてしまい, 姿勢維持ができていな
い状態となってしまうという結果となった. そこで, それらの問題点を考慮し, 風船型ロボットとし
て成功している事例について調べ, それらを参考にしながら, デザイン案の改良を行った. 主に扱う
素材に問題があったため, 試作機と大きく変えた点は, 浮力を上げることを目的とし, 蒸着フィルム
ではなく, 既存品である風船を用いることとしたことである. 結果, 既存品の風船を用いたことによ
り, 十分な浮力を確保することが可能となり, 自立した状態で宙に浮くことが可能となった. 数少な
い風船型ロボットとして成功している事例について調べることは容易ではなかったが, その工程を
しっかりと行ったことで, 最終的には, 風船型ロボットとして形になるものができた. また後期は,
個人課題として, 企画班と連携を取りながら, ホームページ制作に取り組んだ. 主にトップページの
動的な部分を Dreamwever と Javascript を用いて作成した. 要望を受けた完成イメージが, Flash
を用いてではなく, Javascript を用いて, 表現することが非常に難しいものであったが, 要望された
イメージに少しでも近づけるよう, 課題に取り組んだ. 結果, グループメンバーに満足してもらう
ことができ, ほぼイメージ通りに完成することができた. また 1 年を通し, 報告会の際のポスター
作成やパワーポイントの作成は積極的に取り組んだ. 「人に伝える」ということの難しさを改めて
知ったと同時に、少しずつではあるが、作業を進めていく中だんだんと、少しでも「わかりやすく、
見やすく、人に伝える」ということを意識しながら、取り組むことができていたと感じる. また,
グループメンバーに Illustrator の使用方法を教える機会もあり, 結果, プロジェクトが始まった段
階では, Illustrator をまったく扱うことのできなかったプロジェクトメンバーが, 自分のイメージ
したものを Illustrator で作成することができるようなになった. プロジェクトを通し、複数のメン
バーで一つのモノを創りあげる喜びを知ることができ、本当に良い経験ができた.
（※文責: 帰山奏恵）
5.3.9
下川義隆
今年度のプロジェクトで制作班に入って, IKABO9 号機の制作に携わった. IKABO9 号機は今
までの IKABO と異なり, 風船を使うロボットであった. まず私達は風船型ロボットのイメージを
固めることから始めた. まず, 試作機を製作してデザイン通りの形に出来るかどうかを確かめた.
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試作機から出た問題を解決するためにデザインの全体の見直しや風船の取り扱いに注意しながら各
パーツの改良を行った.
前期で試作機の製作をするときに制作班の中で各パーツごとに役割を分担を行った. IKABO9
号機のアーム制作のチームに入った. 試作機のデザインからアームは今までの IKABO のような形
状になった. しかし風船では金属などを使っては割れる可能性があり, 風船の浮力から得られる浮
かせる重量が決まっているのでアームを持ち上げるのが困難であった. そこでアームは風船で作っ
て, アームに糸をつけて糸の引き伸ばしでアームを動かす案にした. アームは紙と風船を作って, 紙
のアームを作って実際に動くかどうかを確かめた. しかし, 思った通りの動きが出来なかった. 試
作機も多くの問題を抱えたので IKABO9 号機のデザインを見直すことにした.
後期は IKABO9 号機のデザインを見直して, 新たにデザインされた IKABO9 号機のデザインを
元に IKABO9 号機を作成した. アームはアルミ材を使ったサーボモータを駆動部分にする 2m ぐ
らいの大きさになった. 私はアームの先端部分の作成を担当した. アームの先端部分は一番軽くし
たかったので前期と同様にアルミ蒸着フィルムで作った風船を使うことにした. アーム先端のデザ
インは, 今までの IKABO の円錐のような形状を作りたがったが, アルミ蒸着フィルムで作った風
船で立体の形状を作るのは難しく平面の形しか作れなかったので円錐に似ている形で三角形の形
状にしました. アーム先端で安全面や体積を増やすために三角形の角を丸くしたり, 辺を真っ直ぐ
ではなく膨らみを持たせるように曲げて全体的に丸みを帯びようとした. アーム先端の試作が出来
たのでプロジェクトのメンバーに見せたところ, 辺を真っ直ぐにした風船のほうが細身がしっかり
してよいという感想をもらったので辺を曲げるのは止めて, 角を丸くするだけにした. アルミ蒸着
フィルムでの風船作りは相当難しかった. アルミ蒸着フィルムの上をあらかじめ作った線を半田鏝
で一発でなぞるのは難しく, なぞった線が歪な線になってしまった. 一筆書きでなぞってもなぞっ
た線がきちんとくっつかずに穴ができてしまい, そこから空気が漏れてしまった. 空気を漏れない
ようにするために抜けている部分をもう 1 度半田鏝でなぞって空気が抜けないようにした. しかし
空気をいれていた時に空気の入れすぎでくっついた部分が剥がれてまた穴が出来てしまうので補強
を何度もする羽目になってしまった. 好きな形を作るためには手作りで作る必要があるため, 何度
か練習をしてからアーム先端を作るのに臨んだ. 今回作った風船はそこまで大きいものではないの
で補強の回数が試作機の風船に比べて少なかったので空気が抜けにくい風船を期限通りに作ること
が出来た. アーム本体が完成した後はアーム本体とアーム先端を繋げる部分は, 前期の試作機で風
船を繋げる部分が弱かったことを踏まえてクリップではなく別のものを使うことにした. 足の製作
をしていたときに針金を使ったのを見て針金を使うことにした. 時間も残り少なかったのが自分の
想像してた通りに風船をアーム本体に付けることが出来た. アーム先端の制作が終わった後は足
の製作をした. 足は IKABO9 号機本体のチームが設計した. 本体の方の制作に難航しており, 足の
制作を手伝った. 足のデザインに関してはあちらの方でしたので後は作るだけであった. 私が主に
やったのは, 針金での骨組み作り, 足の先端部分の制作, 骨組みにアルミ蒸着フィルムを半田鏝で
付けたことであった. 骨組みと足先端の制作は本体のチームと一緒に行った. 骨組みにアルミ蒸着
フィルムをつけた後, 余った部分を切るのと足本体に足先端を接合は他のメンバーに一任した. 足
が完成したが針金が曲がってたり, 半田鏝でなぞった部分が剥がれて針金が飛び出たので若干の修
正をした. 足先端も外れやすかったのでテープと使ってくっつけるなど補強を行った.
アームと足の製作が終了したら, IKABO9 号機の組み立てをした. IKABO9 号機の風船は巨大
で浮力も強いので組み立てるには多くの人が必要である. 私も風船にヘリウムを入れたり, 頭の中
に風船を入れるときにちゃんと入れるようにした.
（※文責: 下川義隆）
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5.3.10
吉川諒
今回, 私は新型ＩＫＡＢＯ９号機の製作を行う制作班として１年間活動を行った. まず, 新型とい
うことで前回までのＩＫＡＢＯ１号機, ＩＫＡＢＯ３号機, ＩＫＡＢＯ５号機の共通した特徴であ
る目と目の間の線を残すこと. 顔の上にあるイカの耳にあたる部分を残すこと. を意識して設計図
を作成した. これは, 最初の試作機の設計図として用いられた. 次に行ったことがそれを用いてもと
もとあるものを利用して試作機の模型となるものを作成した.
次に, 制作班をＩＫＡＢＯ９号機の本体となるボディを作成するボディ班と, ロボットとしての
可動部分である腕を作成する腕班の２つにわけて活動を行った. 私は腕班として活動をすることと
なった. この時点で, １年間の個人の大まかな課題が決定したといえる. そこで, 腕を制御する方法
を考えた. 数種類のパターンを考え, 紙を用いて腕にみたててシミュレーションを行い数種類の制
御方法を試した結果, 試作機の段階では腕の制御方法を糸をモーターで巻き取りその張力を利用し
た制御とすることとした. そこで, ギヤボックスを発注して糸の巻き取りの速度, パワーを調べた.
また, それを制御するためにマイコン対しての学習も行った. マイコンへの書き込み用のソフトで
ある AVR studio をインストールし, サンプルプログラムのマイコンへの書き込みを試みたがマイ
コンとの接続がうまくいかず, マイコンへの書き込みは成功しなかった. 結果として, 中間発表まで
に腕機構の完成を目指したが巻取りの速度と制御の難しさから, 発表することはできなかった. 個
人としては中間発表では, 制作班として発表を行った.
後期の活動は, 前期の失敗を活かし新たな腕機構の発案からはじまった. もう一度, 風船型ロボッ
トについての学習をインターネットを用いて行った. そこで, 新たな腕機構としてモーターを腕の
根元に直接つけることで制御する方法を発案した. ここで, モーターに対するブラケットの作成を
行った. ブラケットはアルミ板を用いて作成した. 作成に当たってアルミカッターの使用方法の学習
を行った. そのアルミカッターを用いてアルミを裁断し, モーターの形に合わせたものを作成した.
それらを組み合わせることでモーターブラケットとした. その際に, ねじにスペーサーを用いる案
を発案した. スペーサーを用いることでモーターとブラケットの間の密度があがり, またモーター
に対する圧力も軽減され, より安定した固定をすることができた. 次に, それらを本体固定用にＬ字
型のアルミ板につけることで腕完成となった. マイコンについてはプロペラのマイコンを使用し一
括で制御することとなった.
以上のように１年を通して制作班として新型ＩＫＡＢＯ９号機の腕部分の制作全般に取り掛かっ
た. 腕部分についていくつかの課題を残してしまったことが残念である. また, マイコンについての
学習を自分で進められなかったことも残念であった.
（※文責: 吉川諒）
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第 6 章 今後の課題と展望
6.1
IKABO9 号機の今後の課題と展望
IKABO9 号機についてボディ, 腕, プロペラの三つのパーツにおいてそれぞれ改良を加えるべき
点が存在する. そして, 今後さらに新たな機能を加えることにより, IKABO9 号機はさらにより良
いロボットへとなっていくだろう.
始めに, ボディについてであるが, 現段階の IKABO9 号機ではロボットを組み立てる際に人手が
最低でも 6 人は必要になってしまうため, 組み立ての人数を 2,3 人で行えるような設計をしなくて
はならない. なぜならば, 元々 IKABO9 号機は大きくて目立つがコンパクトに折りたためて輸送
費を抑えられるという目的のもと作成された. 現在全長 7m になり, ヘリウムガスを抜くことで輸
送費も抑えられるが, その分人手が多く必要になってしまい旅費が多くかかってしまう. そのため
現状において組み立てに最も人手を使ってしまっているパーツ, 顔の上にある頭部を改良すること
により, 必要な人手は削減することができる. 具体的には, 現状風船に対し紐をくくりつけることに
より風船同士を接合しているが, ネットのようなものを用意し風船をその中に入れてしまう方法が
考えられる. そうすることにより, 紐をくくりつけるために必要であった人手が削減されネットを
固定していれば問題はなくなると考えられる.
次に, 腕についてであるが, 現段階の IKABO9 号機の腕は片腕につき 1 個のサーボモーターで
動いている. つまり, 片腕につき 1 自由度しかない状態である. 人間の片腕は, 肩 3 自由度, 肘 1 自
由度, 手首 3 自由度の 7 自由度となっており, IKABO9 号機の腕は圧倒的に自由度が少ない状況で
ある. よって, 腕の自由度を増やすことが腕における課題といえる. しかし, IKABO9 号機は空中
に浮遊しているため, 腕を動かすための反動の影響を直にうけてしまう. そのため, 現在のように 1
自由度に抑え, 一直線上に配置された両腕を同時に反対方向に動かすことで反動を打ち消している.
ゆえに, 自由度を増やすということは反動を受けるということであり, それを打ち消す, または極
限にまで抑えるよう設計しなければならない. そうすることで, IKABO9 号機は, IKABO1 号機,
IKABO3 号機, IKABO5 号機と同時にいか踊りをすることができ, より函館の観光産業を盛り上
げていくことが出来ると考えられる.
さらに, プロペラについてであるが, 完成時に IKABO9 号機の方向が定まらないため, 上昇下
降用に用意していたプロペラを急遽旋回に用いることにした. そのため現在 IKABO9 号機は全く
移動できず, その場に留まり旋回を行うことしかできない. そこで, 当初の予定通り上昇下降用の
プロペラを設置することで, より動きを大きく見せることができる. しかし, これを行うためには
浮力よりもプロペラの推力が上回らなければならない. もしも, 同値であったり下回ってしまうと
IKABO9 号機は空中に静止したまま動かないという結果に陥ってしまう. 浮力を調節するために
は, 重りをつけて調節する方法が良い. ヘリウムガスの容量だけで調節してしまうと, 時間の経過
とともにガスが抜けていったときプロペラを使用しなくても浮力が足りず, 浮遊することが出来な
くなってしまうからだ. これに対し, 重りを載せる方法をとると時間の経過とともにガスが抜けて
いったとしても, 重りを減らすことにより浮力を簡単に調節できる. また, 重りは微量の調節のしや
すい水などの液体が適していると考えられる. そして, 上昇下降用だけでなく最終的には公立はこ
だて未来大学という建物の構造を利用し, 空中を自在に動き回ることを可能にすることを目指して
いく.
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また, 今あるパーツを改良するだけでなく, 全く新しい機構も取り入れていくこととする. 現在 9
号機の操作は PC 上から Bluetooth 接続で命令を送っているが, 移動のみ自律飛行にし, よりエン
ターテイメント性を高めていく. 自律飛行をするためには, 測距センサなどのセンサを用いる必要
性がある.
（※文責: 金山豊）
6.2
既存の IKABO の今後の課題と展望
今年度, IKABO3 号機, IKABO5 号機のイカ踊りの実装を行った. しかし前述したとおり腕と足
の操作媒体が違うため, 最適な操作環境とはいえない. ゆえに, 腕を制御しているマイコンと足を制
御しているマイコンを接続する必要がある. そうすることにより, 一つの操作媒体から命令を送り,
腕と足を両方操作することが出来るようになる.
また, 眼球においてもサーボモーターが搭載されているが, 現在はまだプログラム上で動作させ
ていない. 今後は, 眼球を動作させるプログラムも作成し, より愛嬌のある動作を実現していく.
また, 現在腕には電源スイッチが存在しない. つまり電池を接続した段階から, 電源が入り起動を
始める. そして, 命令が送信されていない状態でも, 常に電力を消費し続ける. さらに, マイコンは
本体の内側にあるので, 電源を抜き差しするためには, 頭部にあるアクリル半球を取り外さなけれ
ばならない. この手間を省くためには電源スイッチを新たに作成する必要がある. これにより, 極
限まで電池の消耗を抑えることが出来る.
さらに, LED によるイルミネーション機能を実装することがあげられる. これによって夜間の
イベントにも多く参加できるようになると考えられる. また, 毎年恒例イベントの港まつりにおい
ても, 今までよりも存在感をアピールすることが出来る. 今までの IKABO プロジェクトの主旨と
ははずれてしまうが, 昨年度のプロジェクトの提案も引継ぎ, 実用的な巡回警備ロボットとしての
応用も可能である. そのためには, カメラやマイクを搭載し, 音声・映像をワイヤレスで送信する
ことで移動可能な監視カメラを装備したロボットとしても実装することができる. 昨年度開発した
IKABO5 号機はカメラやマイクの搭載など改良を加えることを考え顔の部分に多くのスペースが
用意されており, 今年 IKABO3 号機も同様に顔の部分に多くのスペースを確保するよう改良した.
（※文責: 金山豊）
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付録 A
活用した講義
本プロジェクトにおいて, 以下の講義の技術を活用した.
• コミュニケーション
• 電子工学基礎
• 電子センサ工学
• 情報アーキテクチャ演習
• 制御理論
• ロボティクス
活用した講義についてそれぞれ分析する. コミュニケーションはメンバー間での強調や外部団
体, 企業との交渉・協議に活用した. 例えば, IKABO9 号機作成の際, ガスボンベ等必要な物を依
頼する企業や IKABO グッズを販売して頂く為の店舗等との交渉, また各イベントの際にその場所
の提供者と連絡を取り合う場面, さらに中間・成果報告会での発表の際に活用された. 制御基盤設
計の際には, 電子工学基礎で得られた電気回路知識が有効に活用された. 電子センサ工学では光電
センサとサーボモーターを利用した講義に取り組み, サーボモーターの知識や制御方法の知識を多
く得られた. ロボットの科学技術では, 現代社会におけるロボットの在り方等のロボット概念的な
知識を得ることができた. 情報アーキテクチャ演習では H8 マイコンを利用した課題に取り組んだ
ことにより, 制御に関する知識を深めた. この知識により, IKABO3 号機・IKABO5 号機の全方
向移動機構や腕のサーボモーターを制御するプログラムを理解し, 自由に動きを変えることができ
るようになった. 制御理論ではフィードバック制御等の, サーボモーターの制御には欠く事のでき
ない理論を得ることができた. 最後にロボティクスについてだが, 様々なモーターの基礎知識, ロ
ボットアームの機構と制御等, IKABO3 号機や IKABO5 号機の腕の構造や動きを理解する事, ま
た IKABO9 号機作成の際の腕等の機構の設計に活用された.
（※文責: 大石勝正）
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