オープンソースは、私たちと世界との関わり方を変えるだけでなく、世界と私たちとの関わり方をも変えています。その一例がオープンソースロボットです。

ロボットは私たちの世界でますます重要な役割を果たしています。テレビシリーズ『宇宙家族ジェットソン』のようなロボット執事のユートピア的な未来はまだ実現していませんが、ロボット工学は50年前には想像もできなかった多くの分野で進歩を遂げてきました。

ロボット工学のルネサンスで最大の恩恵を受けているのは間違いなく製造業ですが、ロボットが人々の生活の主流に入り込んでいるのを目にするようになりました。私たちの多くは、掃き掃除、雨どい掃除、芝刈りなどの作業にロボットを所有しています。

今日では、自動運転車、ドローン、その他の輸送技術の進歩により、ロボットと車両の境界線はますます曖昧になっています。

正直なところ、ロボット工学に興味を持つ人の多くは、単に楽しいからでしょう！嬉しいことに、ロボット工学を趣味として楽しむのに電気技師である必要はありません。幸いなことに、すでにたくさんのオープンソースプロジェクトがあります。経験の浅い初心者でも、始めることができます。

ハードウェアオープンソースプロジェクト

ロボットは物理的な存在であるため、それを作成するために使用されるコードとハードウェアにはライセンスが必要です。幸いなことに、ロボットの作り方を学ぶためのオープンソースのハードウェアプラットフォームがいくつかあります。以下にいくつかご紹介します。

Sparkiは、あらゆる意味で完全にオープンソースのロボットプラットフォームです。回路図、3Dモデリングファイル、そして基盤となるソースコードはすべてオープンソースです。Sparkiは、小学生から大人まで、誰もが手頃な価格の初心者向けロボットを作れるように設計されています。距離センサー、加速度センサー、赤外線通信、コンパス、光センサー、ラインフォロワーなど、様々な機能を備えています。Sparkiロボットは車輪で歩きますが、近縁種として自足歩行する六脚ロボットHexyも存在します。このプロジェクトもオープンソースプラットフォームです。

ロボットは歩くだけでなく、飛ぶこともできます。オープンソースのドローンの中には、OpenPilotやArdupilotシステムなどのプロジェクトを活用しているものもあります。例えば、ArduPilot Copterドローンは、DIYで組み立てることも、複数のメーカーから部品キットやパーツを購入して組み立てることも可能です。ヘリコプター、クワッドコプター、その他の構成に組み立てることができます。

TurtleBotは、複数のメーカーのコンポーネントキットと完全にオープンソースの説明書の両方を提供する、もう一つのロボットプラットフォームです。Web接続可能なノートパソコン、Kinectモーションセンサー周辺機器、Kobukiモバイルプラットフォーム、またはiRobot Create開発プラットフォームを使用して、独自のロボットを構築できます。

ソフトウェアオープンソースプロジェクト

ロボットは単なる金属の骨格ではありません。直接の指示に従ったり、所有者の指示に従って行動するために、何らかの初期判断を下したりするには、何らかの知能が必要です。ここでは、ロボット工学ソフトウェアに関連する興味深いオープンソースプロジェクトをいくつかご紹介します。

初心者にとって、LeJOSは優れたロボット工学ソフトウェアプロジェクトとなるかもしれません。これは基本的に、LEGO Mindstormsロボットのファームウェアの代替品です。Javaプログラミング言語を使ってLEGOロボットをプログラミングするのに頼りになります。

Rock（「Robotics Building Kit」の略）は、Orocos RTT（Real Time Toolkit）をベースにしたソフトウェアフレームワークです。スケーラブルに設計されており、既存のアプリケーション用のドライバも含まれています。

ROS（Robot Operating System）は、ロボット向けソフトウェア開発フレームワークです。プログラミングプロセスを簡素化する様々なツールとライブラリが含まれています。共同開発向けに設計されており、モジュール式のコンポーネントとグローバルコミュニティを特徴としています。中国には既にROSコミュニティが存在します。

ハードウェアを適当に組み立て始める前に、計画を立てる必要があります。現実世界では、ロボットの動作は重力、地形、天候などの要因によって制限されます。紙の上では良さそうに見えるロボットを設計しても、実際に実現可能であるとは限りません。まずはロボットの機能シミュレーションを実施してみてはいかがでしょうか？

ロボットシミュレーター

Gazeboは、著名な非営利オープンソース組織であるApache Software Foundationによってライセンス供与された、包括的なシミュレーションソリューションです。高度な3Dグラフィックス、仮想センサー機能、そして広く利用されているコマンドラインツールセットを備えています。さらに、Gazeboはクラウド上でシミュレーションを実行でき、様々なプラグインと、モデル構築に一般的に使用される複数のロボットプラットフォームをサポートしています。

Morse（モジュラーOpenRobotsシミュレーションエンジン）は、BSDライセンスに基づくオープンソースプロジェクトです。汎用性の高いマルチロボットシミュレーションプラットフォームで、シミュレーションの自由度を制御できるため、ユーザーは特定のニーズに合わせてコンポーネントモデルを自由に設計できます。多数の設定可​​能なセンサーおよびアクチュエータモジュール、高いスケーラビリティを提供し、ヒューマンロボットインタラクションをシミュレーションできます。MorseはPythonでプログラミングされており、Blenderゲームエンジンを使用してレンダリングすることもできます。Morseは学術的なロボットシミュレーションに重点を置いており、現在5つの大学と研究機関で使用されています。

V-REPは、Windows、Mac、Linuxシステムで動作するGPLライセンスの仮想ロボット実験プラットフォームです。V-REPは、様々なプログラミング手法（埋め込みスクリプト、プラグイン、アドオン、ROSノード、リモートクライアントアプリケーションプログラミングインターフェース、カスタムソリューション）と言語（C/C++、Python、Java、Lua、Matlab、Octave、Urbi）をサポートしており、高度な物理シナリオや近接センサーおよび視覚センサーから取得したデータをシミュレートできます。