夢の二足歩行ロボットキット「KHR-1」徹底レビュー(第1回)~組み立てとサンプルモーションによる動作ツクモが販売する近藤科学製の自作ロボット「KHR-1」ASIMOやAIBOの登場によって盛り上がったロボットブームも、その後やや沈静化したが、昨年あたりから、映画「ロボコン」が公開されたり、ROBO-ONE出場ロボットが日テレの「ワールドレコーズ」にたびたび登場するなど、再びブレイクの兆しを見せている。技術的にも着々と進歩しており、ホンダからは先日、走ることも可能な次世代ASIMO(森山氏の記事を参照)が発表された。筆者も、ロボットに興味はあるのだが(本連載でも以前「週刊リアルロボット」を取り上げた)、ロボットに関しては全くの素人であり、二足歩行ロボットのような高度なロボットを自分で作る技術はとてもない。二足歩行ロボットはロボットの華であり、いつかは二足歩行ロボットを手に入れたいと思っていた。そんな夢をかなえてくれるのが、2004年夏に登場した近藤科学の二足歩行ロボットキット「KHR-1」である。KHR-1は、歩くことはもちろん、前転や後転、側転などさまざまな動作が可能な二足歩行ロボットだが、初心者でも気軽に組み立てられるように設計されていることが魅力だ。KHR-1では、PCから制御を行なうことで、オリジナルの動作(モーション)も自由に作ることができる。KHR-1の販売価格は126,000円(税込)であり、気軽に購入できる値段というわけではないのだが、本格的な二足歩行ロボットキットとしては、これでも驚くほど安いのだ。二足歩行ロボットバトル大会「ROBO-ONE」に出場しているロボットのパーツ代の合計は、安いものでも数十万円、高いものでは100万円を超える。KHR-1は、初期ロットがあっという間に完売するほどの人気を集め、すでに1,000台以上が出荷されたという。KHR-1は、近藤科学のサイトから購入できるほか、ツクモロボット王国のネットショップでも取り扱われている。秋葉原のツクモロボット王国ではKHR-1を常時展示しており、店頭での購入も可能なので、興味を持った方は一度見に行ってみてはいかがだろうか。●教示機能の搭載によってモーションデータを簡単に作成可能KHR-1の詳細については、近藤科学のサイトを見ていただきたいが、簡単にスペックを紹介すると、サイズは340×180mm、重量は約1.2kg(バッテリ込み)、全部で17の自由度を持つ。自由度とは、人間の関節に相当すると思えばよい。ノートパソコンの液晶のヒンジは、1つの軸の周りしか動かないが、この場合の自由度は1となる。最近のケータイでは、2軸のヒンジを搭載し、液晶を表側にも裏側にもできる製品が登場しているが、この場合自由度は2となる。自由度が多いほど、複雑かつ柔軟な動きが実現できることになる。KHR-1の17自由度の内訳は、首が1、片腕が3(両腕で6)、片脚が5(両脚で10)となっている。KHR-1に搭載されているコントロールボード「RCB-1」では、最大24個のサーボモーターを制御できるので、24自由度まで拡張可能だ(4自由度を追加するオプションも発売されている)。した二足歩行ロボットでは、ロボットの動きを制御するモーションデータを作るのが面倒なのだが、KHR-1では、教示機能と呼ばれる世界初の機能を搭載し、短時間でモーションデータを作成できることが特徴だ。教示機能とは、脱力したロボットを直接手で動かして、そのポジションのデータをPCに取り込むことができる機能だ。ポジションとポジションの間の動きは自動的に補完してくれるので、途中のポーズを何カットか指定していくだけで、スムーズなモーションデータを作成できる。●ドライバー1本で組み立て可能だがネジ止め箇所は100カ所を超えるこのように、KHR-1は非常に高機能なロボットであり、オプションによってさらに機能を拡張していくことが可能だ。1回の記事ではとても紹介しきれないので、数回にわたって取り上げることにしたい。第1回となる今回は、キットの組み立て手順と、あらかじめ提供されているサンプルモーションによる動作を紹介しよう。KHR-1のパッケージにはさまざまなパーツが入っているが、中でも重要なのが17個のサーボモーターとフレーム、ブラケット類である。サーボモーターは17個全部同じだが、フレームはいくつかの種類があるので、間違えないようにしたい。印刷物は、B5用紙1枚のキットガイダンスだけで、組み立てマニュアルやソフトウェアマニュアルは付属のCD-ROMにPDF形式で収録されている。2000/XPが動作するPCも必要である。KHR-1のパッケージ。KHR-1のパーツ一式。ネジやコード類は、種類別に袋分けされているので分かりやすい付属のニッカドバッテリと充電器。サーボモーターとCFカードのサイズ比較。フットプリント(底面積)はほぼCFカードと同じだPDF形式の組み立てマニュアルには、図が多用されているので、マニュアルに従ってゆっくり組み立てていけば、初心者でも問題なく組み立てられるだろう(なお、マニュアルに一部誤記を見つけた。P.18のサーボアームの取り付けに必要なネジの合計本数は6本ではなく、16本が正しいと思われる。P.32のサーボの接続の説明で、10cmの延長ケーブルを使用するサーボはCH3,9,15,21の4つとなっているが、これはCH3,9,15,16,21,22の6つが正しいと思われる。キットにも10cmの延長ケーブルが6本付属している)。右用と左用で微妙に違うパーツがあるので、間違えないように注意したい(筆者は途中で一回間違えてしまった)。基本的には、プラスドライバー1本あれば組み立てが可能だ(サーボモーターの出っ張り部分をカットする必要があるので、ニッパーがあると便利)。組み立て手順は、1.サーボモーターのケースビスを外す2.サーボモーターをブラケットに取り付ける3.ボディを組み立てる4.腕や足などをパーツ単位で組み立てる5.サーボホーンの取り付け(この際に通電して位置出しが必要)6.腕の組み立て7.足の組み立て8.基板の設定と取り付け9.全体の組み立てと動作確認10.配線を束ねる11.基板カバーのカットと取り付けという流れになる。この5番目から9番目の項目では、サーボモーターに通電して、初期状態の停止位置を確認(位置出し)しながら作業を行なう必要があるので、組み立てをはじめるまえにに、付属のニッカドバッテリを充電しておくこと(付属の充電器ではフル充電に約12時間もかかるのが難点だ)。KHR-1の組み立ては、基本的にはネジ止め作業だけだが、ネジ止めが必要な箇所は100カ所を超えるので、組み立てにはそれなりに時間がかかる。一気に組み立てようとしないで、途中で休憩を入れながらゆっくり組み立てるといいだろう。ネジやワッシャは少し多めに入っているので、1つや2つなくしても大丈夫だ。サーボモーターと小さなアルミ製パーツを組み合わせていくことで、最初はとてもロボットに見えなかったパーツが少しずつロボットの形になっていくのを見るのは、なかなか楽しい。思わず、時間も忘れて夢中になってしまった。筆者の場合、9番目の項目まで終わって、動作確認をするまでにかかった時間は6時間ほどであった。筆者は途中で写真を撮りながら作っていたので、作ることに専念すればもっと短い時間で完了するだろう。組み立ての様子については、写真とキャプションを参考にして欲しい。サーボモーターをブラケットに全て取り付けたところ。コントロールボード「RCB-1」の裏面。PICマイコン「PIC16F873A」が搭載されているコントロールボード「RCB-1」の表面。