ロボットの「ブラックボックス」の中身である、技術や理論の一覧です。

低学年では、まずブラックボックスの中身を「イメージ」でとらえ、簡単なロボットとプログラムで直感的に学びます。

学年が上がるにつれてブラックボックスを少しずつ開けていくように、裏側にある理論や深い仕組みへと踏み込んでいきます。

各項目の後ろにある をクリックしていただくと、Instagram に投稿したロボット動画をご覧いただけます。

移動機構（メカニズム）

基本走行（ドライブベース） ※ロボット掃除機の動き

  • 正確な距離・方向への移動（数値制御）
  • 旋回テクニック（超信地旋回・信地旋回）
  • 多角形の描画（内角と外角の違いを学ぶ）

ステアリングカー ※普通の自動車の動き

  • ギアによるスムーズなカーブ（デファレンシャルギア）
  • 内輪差（カーブ時の前輪と後輪の軌道のズレ）
  • 車庫入れ（バックでの操縦）
  • ギアチェンジ（変速機によるスピード・パワー変化）

特殊な移動

  • リンク機構による移動（二足歩行・多足歩行）
  • 悪路を走るクローラー（キャタピラー）
  • 360度移動オムニホイール（三角関数を使った制御）
センサーによる制御

ジャイロ・チルトセンサー

  • 姿勢制御（倒立振子・ジャイロによる直進補正）
  • 正確な回転角度の測定（ズレのないターン）
  • コントローラーとしての活用（ゲーム作成）

カラーセンサー

  • 黒色まで進む・黒線を数える
  • なめらかなライントレース（比例制御・PID制御）
  • 色の識別による自動仕分けシステム

距離・超音波・タッチセンサー

  • 障害物検知（ぶつからない車・自動ブレーキ）
  • 壁沿い走行（距離を一定に保つ姿勢制御）
  • 迷路探索アルゴリズム（右手法・左手法）
機械要素・物理

ギア（歯車）・プーリー

  • ギア比の計算と回転数の変化
  • 「スピード」と「パワー（トルク）」の関係
  • 離れた場所への動力伝達

リンク機構

  • 回転運動から直線運動への変換
  • 物をつかむ・持ち上げる（ロボットハンド・グラップル）
  • ラック＆ピニオン（回転から直線へ）
  • リール・ウィンチ（クレーンのフックとブーム）
  • 空気圧シリンダー（ショベルカー、グラップル）
  • リニアアクチュエーター（ホイールローダー）
プログラミング的思考

論理的思考とアルゴリズム

  • 順次処理・繰り返し（ループ）・条件分岐（もし～なら）
  • 変数を使ったデータの保存・計算
  • 関数（サブルーチン）によるプログラムの効率化

問題解決力

  • トライ＆エラー（試行錯誤）の実践
  • デバッグ（プログラムのミスを見つけて直す力）
  • フローチャート（処理の流れ）の設計
応用・チャレンジ

射出・発射装置（ランチャー） ※エネルギー変換の応用

  • ランチャー（基本的な発射装置）
  • スリングショット（ゴムの弾性エネルギー）
  • ドライブシュート機構（回転と摩擦による発射）

昇降・搬送システム

  • 宇宙エレベーター（テザーを昇るクライマー機構）
  • 宇宙ステーションへの物資搬送（正確な位置制御）

ヒナタ屋カップ ※学習の集大成

  • FLLを使った教室内ロボコン
  • WROを使った教室内ロボコン

ブラックボックスを開ける意味

最新のAI を使えば、ロボットを動かすプログラム（How）は簡単に作れるかもしれません。しかし、中で何が起きているかを知らなければ、現実のノイズやトラブルに対処することはできません。

このブラックボックスの中身を理解していることは、AI という高度な道具に振り回されるのではなく、「自らの意思（What）で道具を使いこなす側」に立つための、これからの時代に欠かせない大切な素養となります。

当教室がこのプロセスを重視する理由は、「ヒナタ屋の想い」をご覧ください。

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