PiDogは、SunFounder社が販売するRaspberry Piで制御する犬型ロボットです。
この犬ロボットは各関節にサーボモーターを搭載し、生きている犬であるかのようなリアルなモーションを再現することが可能です。
PiDogに搭載されるセンサー、アクチュエーターにアクセスするためのソフトウェアライブラリが用意されており、ユーザーがプログラミングにより制御することができます。
メーカーから提供されるチュートリアルも、日本語で用意されており、動画での解説も充実しています。これからマイコンのプログラミングに挑戦してみたいと思っている方に最適な製品です。
ポチップ
本記事は製品をSunFounder様よりご提供頂き作成しています。
- PiDogの概要と特徴
- PiDogの入手先
- PiDogのデモプログラムと動作
PiDogとは？
PiDogはマイコンボードRaspberry Piをコントローラとして動作するロボットキットです。
- 各関節にサーボモータを装着した本格的犬型ロボット
- はんだ付け不要で組み立てが簡単（工具も同梱）
- 組み立て後、スマホアプリですぐに動かせる
- Raspberry Piで制御できる（ユーザーがプログラミング可能）ため、プログラミング入門に最適
- 25000円前後と安価
組み立て後にすぐ動かせる
PiDogには、SunFounder公式サイトから無料でダウンロードできるサンプルプログラムが用意されています。
スマホやタブレットに専用アプリをインストールすることで、ラジコンのように操作でき、組み立て後すぐにPiDogの様々動作を体験することが可能です。
PiDogの顔に搭載されたカメラ映像を見ながら、FPSゲームのように1人称視点で家の中を探索することもできます。
ゲーム感覚で操作できますので、お子さんのおもちゃとしても最適（私の小学生の子供も喜んでいます）で、「小さなころから最先端のテクノロジーに触れる」という体験がすぐに実現できます、
PiDogの動きをユーザーがプログラミングできる
PiDogのコントローラーは犬の背中に搭載されたRaspberry Piです。
Raspberry Pi上で動作する制御プログラムはユーザーが自由にPythonで作成できます。
プログラミング初心者の方でも、PiDogの様々な動作を実現するライブラリが用意されていますので、簡単なコードで実装でき、プログラミング教材としても最適です。
様々なセンサーやアクチュエータの使い方を学べる
PiDogにはカメラや距離センサー、モーターなど様々なデバイスが搭載されています。
これらを自分で記述したPythonのコードから制御できますので、ハードウェアを組込みソフトウェアから使用するといったノウハウを習得することが可能です。
センサー、アクチュエータの組み合わせは無限大で、ユーザーのアイディア次第でオリジナルのモーションを実現する過程を体験できます。
最近はやりのChatGPTなどと組み合わせると、より動物らしい高度なアプリケーションも実現できそうですね。
PiDogの入手方法
PiDogはSunFounder公式のネットショップやAmazonで購入することができます。
SunFounder公式サイト
SunFounder公式サイトから購入できます。（日本にも発送してもらえます）
公式サイトでは頻繁にセールが行われており安く入手できることがありますので、チェックしてみてください。
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Amazon
ポチップ
Amazonでも購入可能です。
公式ドキュメント
SunFounderの公式サイトでは日本語ので解説が用意されています。
PiDogのハードウェア
ここからは実際にPiDogの製品を見ていきましょう。
PiDogの外観
ここからはPiDogの外観を見ていきます。
PiDog正面の写真です。センサーが顔の役割をしています。
PiDog左側面の写真です。
PiDog右側面の写真です。
PiDog背面の写真です。
PiDogに搭載されるハードウェア
サーボモータの制御、センサー信号の受信を行うRobotHat v4です。バッテリーの充放電制御も行います。Raspberry PiのGPIOに接続できるHATとして設計されています。
私のRaspberry Piは既にヒートシンクを取り付けてしまっていたので、スペーサーを重ねて高い位置にRobotHatを取り付けています。
RobotHatの下にはコントローラとなるRaspberry Pi 4が搭載されており、写真のようにRaspberry Piのコネクタ類には直接アクセスできるようになっています。
手足の関節部分にはサーボモーターが取り付けられており、Raspberry Piのソフトウェアから動きを制御できます。
首の部分には計3つのサーボモーターが取り付けられています。
犬が喜んでいる様子を再現できるよう、尻尾もサーボモーターで振ることができます。
犬の顔の目に相当する部分には超音波距離センサー HC-SR04他搭載されています。また鼻の部分にはRaspberry Piカメラモジュールが搭載されています。
これら2つのセンサーを使用し、サーボモーターで首を振ることで広範囲のオブジェクトを探知することが可能です。
顔の下の胸の部分にはLEDがついており、犬ロボットの感情を表現したい場合などに活用できます。
ロボットの左側面には6軸IMUセンサーが搭載されており、後程紹介する姿勢制御などに利用できます。
ロボットの本体背面にはバッテリーが搭載されています。
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PiDogの組み立て方法
PiDogの組み立て方法についての解説は現在執筆中のため、記事が作成でき次第公開します。
PiDogのPythonサンプルプログラムと実際の動作
PiDogはRaspberry Piを搭載していますので、Pythonのプログラムを記述することで動作を制御することができます。
PiDogのソフトウェアをインストールすることで、様々なサンプルプログラムを実行し、動作を確認することができます。
Raspberry Pi OSのインストール
Raspberry Piで使用するmicroSDカードにブートイメージを書き込みます。
Raspberry Pi Imagerを起動し、デバイスを選択後、「OSを選択」をクリックします。
OSのリストの中から「Raspberry Pi OS(Legacy, 32-bit)」を選択します。
必ず「Raspberry Pi OS(Legacy, 32-bit)」を選択するようにしてください。それ以外のOSを選択すると、GPIOから予期しない信号が出力され、ハードウェアを破損する可能性があります。
ライブラリのインストール
microSDにブートイメージを書き込んだら、Raspberry Piにセットして起動します。
Raspberry Pi OSが起動したら、PiDogを制御するのに必要なライブラリをインストールしていきます。
こちらで紹介するコマンドをターミナルで実行してください。
aptのパッケージを更新します。
sudo apt update
sudo apt upgraderobothatモジュールをインストールします。
cd ~/
git clone -b v2.0 https://github.com/sunfounder/robot-hat.git
cd robot-hat
sudo python3 setup.py installvilibモジュールをインストールします。
cd ~/
git clone -b picamera2 https://github.com/sunfounder/vilib.git
cd vilib
sudo python3 install.pyGitHubからPiDogのリポジトリをダウンロードします。
cd ~/
git clone https://github.com/sunfounder/pidog.gitpidogモジュールをインストールします。
cd pidog
sudo python3 setup.py install以上でライブラリのインストールは完了です。
サンプルプログラムの実行
ここからはPiDogのライブラリに付属するPythonのサンプルプログラムを実行し、システムの動作テストを行った動画を紹介します。
サンプルプログラム：起床
cd ~/pidog/examples
sudo python3 1_wake_up.pyプログラムを実行すると、PiDogが寝起きで伸びをしているモーションが実行されます。
サンプルプログラム：反応
cd ~/pidog/examples
sudo python3 4_response.py超音波センサーで近い距離のオブジェクトを検出すると、PiDogがおびえて警戒するモーションが実行されます。
サンプルプログラム：休息
cd ~/pidog/examples
sudo python3 5_rest.pyプログラムを実行するとPiDogがうたた寝するモーションが実行されます。この状態で近くで大きな音を立てるとびっくりして驚いたモーションが実行されます。
サンプルプログラム：腕立て伏せ
cd ~/pidog/examples
sudo python3 8_pushup.pyプログラムを実行すると、PiDogが腕立て伏せをするモーションが実行されます。
上記以外のサンプルプログラムについても後日追加していきます。
まとめ
今回はSunFounderから発売されている犬型ロボットPiDogについて紹介しました。
これほど高機能なロボットが３万円以内という驚異的な低価格を実現した素晴らしい製品です。
プログラミングの勉強で何かモノを動かしてみたいと思っている方には特におすすめです。
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それでは、また次の記事でお会いしましょう。
ポチップ
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