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11.Arduio【Servo】|Geminiで歩かせられるか?

プログラミングロボット「クムクム」をGeminiで動かす!AIによるC言語制御の可能性

近年、生成AIの進化により、プログラミングの学習方法が劇的に変化しています。特にGoogleのAI「Gemini」は、画像認識能力とコード生成能力を併せ持っており、物理的なロボット制御という複雑なタスクにおいても大きな力を発揮します。

本記事では、プログラミング教育用ロボット「クムクム」を題材に、Geminiを使ってC言語の制御プログラムを作成し、実際にロボットを動かすプロセスを詳しく解説します。

学ぶ概要:AIとロボット制御の融合

これまでのロボットプログラミングは、マニュアルを読み込み、各パーツの仕様(ポート番号や角度の範囲)を一つずつ理解した上で、人間がロジックを組み立てる必要がありました。しかし、今回の試みでは、ロボットの構造図や角度の定義を「画像」としてGeminiに読み込ませ、その仕様をAIに理解させることからスタートします。

主な学習ステップは以下の通りです。

  1. ロボットの構造(モーターの配置・角度定義)をAIに教える。

  2. サンプルコードを提示し、制御の基本ルールを学習させる。

  3. 自然言語で「右腕を動かして」といった指示を出し、C言語のコードを生成させる。

  4. 生成されたコードを実機で検証し、フィードバックを行う。

詳細:Geminiへの指示と実際の動作

1. 視覚情報による仕様の伝達

動画内では、まずクムクムの各パーツ(腕、足、頭、太もも)のモーター配置図と、それぞれの回転角度(0度〜180度)を示した図面をGeminiにアップロードしていますこれにより、AIは「どのポートがどの部位に対応しているか」という空間的な情報を把握します。

2. サンプルプログラムの読み込み

次に、クムクムを動かすためのC言語のベースとなるサンプルコードを読み込ませますこれにより、AIは特定のライブラリや関数の使い方、パルス幅の指定方法などの「文法」を学習します。

3. 基本動作のテスト

最初のテストとして、「右腕を真下から真上へ、左腕を真上から90度へ、頭を左右に振る」という複雑な同時動作を指示しました 生成されたコードを書き込んだ結果、ロボットは指示通り完璧に動作しましたAIがモーターの0度と180度の方向を正確に理解していることが証明された瞬間です。

4. 高度なタスク「歩行」への挑戦

さらに難易度を上げ、「3歩歩くプログラム」の作成を依頼しました歩行は単なる角度指定ではなく、重心移動や左右のモーターの絶妙な時間差(ディレイ)が必要です。 Geminiは「重心移動が必要」という概念まで理解し、コードを出力しました 。

注意点:AI生成コードの限界と調整の必要性

AIは非常に優秀ですが、物理世界の制約をすべて把握しているわけではありません。動画内でも以下の課題が浮き彫りになりました。

  • ハードウェア固有の数値: サーボモーターのパルス値(500〜2500など)が、実際の機体仕様と微妙に異なる場合があります。出力されたコードをそのまま使うのではなく、実機に合わせて微調整が必要です

  • 物理的なバランス: 歩行プログラムにおいて、AIはコード上の論理は正しく構築できても、摩擦や重力による「転倒」までは完全に予測できません。実際に動かしてみると、ぎこちない動きになったり、うまく前進できなかったりすることがあります

  • 安全性の確保: 足の可動範囲を制限する(例:70度〜110度)など、人間が安全のための制約条件をあらかじめ指示に含めることが重要です

応用への道:AI時代のロボット学習

今回の実験を通じて、AIを「プログラミングの副操縦士」として活用する有効性が示されました。今後の応用として、以下のような発展が期待できます。

  • トラブルシューティングの迅速化: 動かない原因をAIに相談し、デバッグのヒントを得る。

  • 複雑なモーション作成: ダンスやジェスチャーなど、人間が計算すると手間のかかる数値をAIに生成させる。

  • マルチモーダル学習: カメラでロボットの動きを撮影し、その動画をAIに見せて「もっとスムーズに動くように修正して」と指示する。

ロボットプログラミングは、AIの登場によって「コードを書く作業」から「AIと対話して意図を伝える作業」へと進化しています。皆さんもぜひ、Geminiとクムクムを使って、次世代のプログラミングを体験してみてください。


タイトル: Geminiでロボットを動かす!クムクム×AIで学ぶC言語プログラミング入門

キーワード: クムクム,Gemini,ロボットプログラミング,C言語,生成AI,STEM教育,Arduino,サーボモーター制御

ディスクリプション: GoogleのAI「Gemini」を使って、プログラミングロボット「クムクム」をC言語で制御する方法を解説。画像認識でロボットの構造を教え、歩行プログラムを自動生成する驚きのプロセスと、AI活用の注意点を紹介します。

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