ゆるふわフィジカルAI
あそぶ
読むより、さわる。フィジカルAIのしくみを体で覚えるデモ集です
全9種・インストール不要・スマホでも遊べます
1. 物理シミュレーション
ロボットの「練習場」を体験。ドラッグで投げて、重力を変えてみよう
🕹️ さわれる物理シミュレータ
箱やボールをドラッグして投げてみてください。重力も変えられます
重力をマイナスにすると…？🌙 いろいろ試してみましょう
→ くわしくは MuJoCo入門
2. センサーの見え方
カメラ・LiDAR・深度カメラで、同じ景色がどう違って見えるか
🕹️ センサーの「見え方」を切り替えてみよう
同じ景色でも、センサーが違うと見えるものが変わります
だから実際のロボットは複数のセンサーを組み合わせます（センサーフュージョン）
→ くわしくは センサー超入門
3. そっと持つ難しさ
たまごを壊さず、落とさず。力加減を調整してみよう
🕹️ 「そっと持つ」の難しさを体験しよう
にぎる力を調整して、壊さず落とさずつかんでみてください
物によって「ちょうどいい力」が違うのが難しさの正体。だから力覚センサーで確かめながら握ります
→ くわしくは センサー超入門
4. 減速機のギア比
モーターの「速さ」が「ちから」に変わるしくみ
🕹️ ギア比をうごかしてみよう
スライダーでギア比を変えると、速さとちからが交換されるのが見えます
2つの点の速さをくらべてみてください。大きいギアほどゆっくり・力強い＝これが減速機
→ くわしくは アクチュエータ超入門
5. ロボットアームの関節
関節の角度で手先の位置が決まる（順運動学）
🕹️ ロボットアームをうごかしてみよう
2つの関節の角度を変えて、手先を⭐に当ててみてください
関節は2つだけ。でも組み合わせると、いろんな場所に届きます
→ くわしくは メカ超入門
6. 自由度（DoF）
関節を増やすと何が変わる？届く範囲と器用さの関係
🕹️ 自由度（DoF）を増やしてみよう
関節が増えると、同じ場所に「いろんな姿勢で」届くようになります
人間の腕は7自由度。だから「机の下を避けてコップを取る」のような器用な動きができます
→ くわしくは メカ超入門
7. 動きの調整（PD制御）
目標にピタッと止める。振動させずに素早く動かすには
🕹️ ロボットの「動きの調整」を体験しよう（PD制御）
アームを⭐の位置にピタッと止めるのが目標。2つのつまみで調整します
✅ いい感じ！素早く、行き過ぎずに止まっています
P＝目標までの距離に比例した力／D＝速度にブレーキをかける力。この2つの綱引きが制御の基本です
→ くわしくは 強化学習入門
8. 強化学習
試行錯誤だけでゴールへの道を自力発見する様子を観察
🕹️ 強化学習を見てみよう（試行錯誤で学ぶ）
ロボットが穴🕳️を避けてゴール🎯へ行く道を、自力で発見します
青が濃いマス＝「ここは良い」とロボットが学んだ場所。最初はデタラメでも、だんだん道筋が浮かび上がります
→ くわしくは 強化学習でロボットを歩かせる
9. 経路計画（A*）
壁を置くと道を探し直す。掃除ロボットや倉庫AMRの頭の中
🕹️ 経路計画を試してみよう（A*アルゴリズム）
マスをタップして壁🧱を置くと、ロボットが別の道を探し直します
青いマスが「ロボットが選んだ道」。掃除ロボットや倉庫のAMRは、これと同じ計算を毎秒しています
→ くわしくは 物流倉庫の自動化