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第2回 モーション作成 基本編(前編)

秋も深まる今日この頃、秋刀魚のおいしい季節になりました。combat-eです。

さて、第二回目となる今回は、前回の予告どおりモーション作成について説明します。
「モーション」とは、「歩く」「手を振る」「起き上がる」など、何かひとつの動作のことを言います。いわゆる専門用語というやつですね(それほどでもありませんが)。ここから専門用語もどんどん飛び出すので、皆さんへこたれずについてきてください。

前準備

本題に移る前に、前回の記事で大切なことを説明し忘れていました。この連載を読み進めるにあたって、まずは「Robovie-iソフトウェア簡単操作ガイド.pdf」に従って、ロボットをコントローラで動かせるようにしてください。

ちなみに、最新版のRobovie-iソフトウェア簡単操作ガイド.pdfは以下のURLにアップロードしています。
最新版のRobovie-iソフトウェア簡単操作ガイド.pdf

これを行うことで、RobovieMakerを使用するのに必要な以下の作業が完了します。

  • PCへのRobovieMakerのインストール
  • RobovieMakerのプロジェクト作成とCPUボードの初期化
  • ポーズスライダの基本操作の習得とサーボモータの位置補正
  • 位置補正データのCPUボードへの書き込み

VS-RC003単品をお持ちでオリジナルのロボットを組み立てられている方は、とりあえずRobovieMakerのインストールとサーボモータの位置補正を完了しておいてください。

モーションはアニメーションだ

皆さんは授業中の暇な時間に、教科書の端っこにパラパラマンガを書いて時間をつぶしたことはありませんか?
ページの端っこに、ちょっとずつ変化する絵を何枚も書いて、ページを高速でめくると、あたかもそれが動いて見える、というやつですね。

これはTVなどのアニメーションとまったく同じ原理ですが、RobovieMakerで作成するモーションも、まさに同じ方法で作ります。

前転モーション写真
モーションはアニメーションと同じく、いくつかのコマを作成しそれを連続して組み合わせて動作させる仕組み

写真のように前転を行う場合、「開始時の気を付けの状態」「腕を振り上げた状態」「体を前に倒した状態」.....というように、前転動作中の一瞬の状態を区切ってコマを作成していきます。

RobovieMakerでは、このコマのことを「ポーズ」と呼びます。「ポーズ」は英語で「pose」といい、「姿勢」という意味です。いわゆる「マッチョポーズ」の「ポーズ」と同じ意味ですね(何つう例えだ)。

ではここで問題です。ムービーなどで目にするロボットの動きは、全て非常に滑らかに動いています。アニメーションでは動きを滑らかにするにはコマの数を増やさなければいけませんが、それではロボットの動きを作るときは一体どれだけ細かくポーズを作成しないといけないのでしょうか?考えるだけで気が遠くなりそうです。

しかし、CPUボード「VS-RC003」には、ポーズとポーズの間の動きを自動的に埋め合わせてくれる機能があるのです。そのため、例えば上の前転モーションなら、写真のようにポイントとなる7〜8個のポーズを作成するだけで、あとはCPUボードが自動的に中間の動きをうまーいことつないでくれます。なんと便利なことか。

ちなみに、このようにポーズとポーズの間の動作を埋め合わせる機能を「補間」といいます。英語で言うと「Interpolation」。時間があれば辞書で引いてみてください。

アニメーションのコマ=「ポーズ」を作ろう

原理がわかったところで、早速実行に移しましょう。まずはRobovieMakerでモーション中のコマとなるポーズを作成する方法を説明します。PCからRobovieMakerを立ち上げてください。

RobovieMakerを立ち上げたら、以下の手順の通りに作業してください。

  1. ロボットとPCを通信ケーブルで接続する。
  2. 通信の接続・切断ボタンボタンをクリックしてロボットとの通信を開始する
  3. 片手でロボットの背中のハンドルを持ちながら、サーボモータON/OFFボタンボタンをクリックしてロボットのサーボモータをONにする

※注意:これからの説明中、ロボットが動いて転倒・落下する場合がありますので、しばらく持ったままにしてください。

どこかで見覚えのある操作ですね。そう、Robovie-iソフトウェア簡単操作ガイド.pdfでサーボモータの位置補正の際に出てきた作業です。
この次の説明を含めて、実は皆さんは既にポーズの作り方を少しかじっているのです。

このときのことをよく思い出してください。確かRobovieMakerの画面左側には、ロボットのサーボモータひとつを動かす「ポーズスライダ」というものがあって、それをマウスでいじったらロボットも一緒に動いて....

もうお分かりですね。ロボットのポーズを作成する場合は、ロボットと通信してサーボモータをONにした状態で、ポーズスライダをいじって実際のロボットをあーだこーだと動かしながら行います。

ポーズエリアとポーズスライダ
RobovieMakerの画面左側を、ポーズを作成する「ポーズエリア」という
ポーズエリアに並んだポーズスライダを操作するとロボットの関節が動くので、実際のロボットの状態を見てポーズを作成する

せっかくだから、ポーズスライダについてもう少し詳しく説明しましょう。

ポーズスライダ
マウスでツマミをドラッグしたりスピンをクリックして角度を変えると、ロボットもつられて動く
スライダの上は関節の名前、左右は関節が動く方向、下は関節の角度を表す

わかりやすいようにポーズスライダをひとつピックアップしました。上の画像をご覧ください。

サーボモータの位置補正のときに行ったように、マウスでポーズスライダのスピンボタン(スピンボタンの部分)をクリックしたり、ツマミ(ツマミの部分)をドラッグしたりすると、ロボットに指示する角度が変わってポーズを作成します。

また、ポーズスライダの周囲には、関節の名前や動く方向、現在の指定角度(??degは??°という意味です)などが表示されているので、これを参考に目的の関節を目的の方向に動かします。

さて、スピンボタンとツマミ、どちらを使ってもロボットのポーズを変更できますが、それではどっちを使うのが良いのでしょうか?答えは、「場面に応じて使い分ける」です。

スピンボタンは、一回クリックするごとに、必ず同じ幅で角度が微妙に動きます。
このように、クリックでわずかに角度を動かすことができるので、角度の細かい調整を行うのに向いています。

一方、ツマミは、ドラッグしたときのマウスカーソルの位置がダイレクトに角度に反映されます。そのため、直感的に関節を動かすことができますが、角度はどうしても大雑把になります。

このように、思い描いたポーズを作成するときに、最初に大雑把な位置を合わせたりするのに向いています。

ちなみに、スピンボタンをクリックしたときに、マウスの左ボタンをしばらく押しっぱなしにしていると、自動的に連続して角度が変わります。ぜひお試しください。

では、スピンボタンとツマミを使って、ロボットのポーズを自由に作成してみましょう。

と、その前に、次に説明するポーズ作成時の注意事項をよく読んでください。

モータロックにご用心

モータロックとは、サーボモータをONにしているときに、関節同士がぶつかる(干渉する)角度を設定して、お互いのサーボモータが力を出して押し合いしているような状態を言います。

モータロックが起こったサーボモータは、ブルブル振るえて、「ジーッ」という音が大きくなり、徐々に温度が上がっていきます。

この状態が続いたらそれは恐ろしいことになります。サーボモータが手で触れないほど熱くなり、最後には煙を噴いて壊れてしまいます。

サーボモータが壊れてしまったら大変です。高いお金を払って換えのサーボモータをもうひとつ買わないといけません。これは手痛い出費です。

この悲劇を防ぐために、もしモータロックが起こったら、以下の手順に従って直ちに対応しましょう。

  1. すぐにロボットの電源を切る
  2. RobovieMakerからサーボモータをOFFにする
  3. サーボモータの熱が冷めるまで、そのままロボットを休ませる

ちなみに、モータロックしていない場合でも、片足立ちなどひとつのサーボモータに負担がかかる状態を長時間続けていると、これと同じことが起こります。

とどのつまり、サーボモータに無茶な負担をかけると壊れる、ということですね。

また、モータロック以外にもモーション作成には危険が付き物です。

例えば、ロボットの変な部分を持ち上げて動かすと、関節の隙間に指が挟み込まれ痛い思いをすることがあります。
また、テーブルの端っこでモーションを作成すると、ロボットが倒れたときにロボットが転落して部品が壊れる場合があります。

他にも、ぬれた手で触る、散らかった場所や飲食物の近くで動かす、乱暴に扱うなどは厳禁です。

ロボットは精密機器です。取り扱いにはくれぐれも注意しましょう。

次回予告

先ほどの説明でポーズの作成方法はわかりました。しかし、いつまでも一個のポーズを弄り回していても仕方がありません。
モーションを作成する場合は、必要な数だけポーズを作成してモーションに登録しなければなりません。

.....と、この説明を続けて行いたいのですが、残念ながらもう時間がありません。続きはまた次回。

ちなみに、本日の内容はRobovieMaker取扱説明書の「3.ロボットのモーションを作成する」の最初から「3-3-1.モーションを構成するポーズの作成」までの内容に相当します(一部次回の内容にもかぶってますね)。時間のある方はぜひ復習してみてください。

↓最新版のRobovieMaker取扱説明書はこちら↓
最新版のRobovieMaker取扱説明書

また、連載中の質問は掲示板の「RobovieMakerマスター 質問コーナー」のスレッドにて受け付けております。文章中のわからない部分については何でも聞いてください。


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