クムクムとAIで学ぶC言語入門：Geminiを活用した高精度なサーボモータ制御の実践
プログラミング教育用ロボット「クムクム」を活用し、最新のAI（Gemini）と連携してC言語によるハードウェア制御を学ぶ本シリーズ。第6回目となる今回は、サーボモータをより細かく、正確に動かすための「パルス制御」に焦点を当てます。
従来の角度指定（0〜180度）から一歩踏み込み、マイクロ秒単位のパルス幅（writeMicroseconds）を使用することで、ロボットの動きに繊細さと滑らかさを加える手法を解説します。また、AIへのプロンプト（指示）の出し方や、複雑なピン配置を効率的に管理するコードの書き方についても触れていきます。
学ぶ概要：角度制御からパルス幅制御へのステップアップ
ロボット製作において、サーボモータの制御は基本中の基本です。一般的にはservo.write(angle)という関数を使い、0度から180度の範囲で角度を指定します。しかし、この方法では「1度単位」の分解能しか得られません。
本記事で紹介する「パルス幅制御（writeMicroseconds）」は、モータに送る信号の幅（通常500〜2500マイクロ秒）を直接操作します。これにより、1度をさらに細分化した制御が可能になり、クムクムのような多脚ロボットにおいて、より自然で正確なポージングや歩行動作を実現できるようになります。
詳細解説：Geminiを「凄腕プログラマー」として活用する
動画内では、Arduino Leonardoを搭載したクムクムの複雑なピン配置と動作制限を、AI（Gemini）に正確に伝えるプロセスが紹介されています。
1. パルス幅による精密制御の仕組み
標準的なサーボライブラリでは、500マイクロ秒（0度）から2500マイクロ秒（180度）の範囲が設定されています。中間値である1500マイクロ秒を指定すると、理論上は正確な90度（ホームポジション）を保持できます。動画では、実際にこの数値を指定してモータがピタッと止まる様子が確認できます
2. AIへの高度なプロンプト設計
AIにコードを書かせる際、単に「動かして」と頼むのではなく、以下の「前提条件」を明確に提示することが成功の鍵です。
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ハードウェア構成: Arduino Leonardo使用、D4〜D10の7個のモータを使用。
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役割の定義: 各ピンが「右腕」「右腿」「顔」など、どのパーツに対応しているか。
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物理的制約: 腿や足の関節は干渉を防ぐため「70度から110度」の範囲に限定する
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出力の工夫: 配列（Array）やマクロ（#define）を使用し、可読性の高いコードを要求する
3. 生成されたコードの品質
Geminiが生成したコードは、単に動くだけでなく、map関数を使用して角度をパルス幅に変換するロジックや、各パーツの名前を定数化するなど、メンテナンス性の高いプロレベルの記述になっています。これにより、初心者でも「美しいコードの書き方」を同時に学ぶことができます。
注意点：ハードウェア保護と安全なプログラミング
サーボモータの制御には、物理的な故障を防ぐための注意が必要です。
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可動範囲の制限: ロボットの構造上、一定以上の角度に曲げるとパーツが干渉し、モータに過負荷（脱調やギアの破損）がかかる場合があります。プログラム側でハード制限（動画では70度〜110度）を設けることが不可欠です
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電源供給の有効化: クムクムの場合、D12ピンにHIGHを出力してモータへの電源を供給する手順が必要であることを忘れないようにしましょう
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初期位置（ホームポジション）の重要性: いきなり激しい動きをさせる前に、まずは全てのモータを90度（1500μs）で固定し、組み立てのズレがないか確認することが推奨されます
応用への道：多脚ロボットの歩行制御へ
今回のパルス制御とAI連携をマスターすることで、以下のような高度な応用が可能になります。
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滑らかな歩行アルゴリズム: 左右の足の角度を微細に調整し、バランスを取りながら前進・旋回するモーションの作成。
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センサー連動: 超音波センサーで障害物を検知し、瞬時に各関節の角度を計算して回避行動をとる。
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AIによるモーション生成: 「悲しい動き」「嬉しい動き」といった抽象的な命令から、AIに各モータのパルス時系列データを生成させる試み。
AIを良きパートナーとして活用することで、C言語の文法学習という壁を越え、本来の目的である「ロボットを思い通りに動かす楽しさ」に集中できるようになります。
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