ネコチーム電気制御班編：走る「ネコちゃん」の影の立役者たち

電気制御班のメンバー
（上段左から）永谷、角谷、亀山／（下段左から）片山、栗原、塩野

エンジニアたちが極限のアイデアとテクニックを競う、NHK BSプレミアムの技術開発エンタテインメント番組「魔改造の夜」。“子どものおもちゃ”や“日常使用の家電”を魔改造しモンスターマシンへと姿を変える興奮と感動の夜会。その第5弾「ネコちゃん落下25m走」と「電気ケトル綱引き」に、ソニーグループのエンジニアたちが挑戦、1か月半魔改造に励み、闘いに挑んだ。
本シリーズでは、モノづくりへの熱き思いを持った挑戦者たちに迫る。
「ネコちゃん落下25m走」のモンスター開発に携わった通称「ネコチーム」のうち、主に電気制御の開発を担当したチームメンバーに話を聞いた。

難題だからこそワクワクするエンジニアたち

──今回のテーマが発表されたときには、どのように感じましたか？

亀山：例えば、「ネコちゃん」は25m走るだけでなく6mの段差まであって、以前の放送よりもものすごく難易度が上がっているなと思いました。

──そんな難しい2つのテーマを聞いて、皆さんはなぜ「ネコちゃん落下25m走」を選ばれたのでしょうか？

永谷：業務では自律移動ロボット開発を担当しているので、大きなエリアで移動物体を制御するのは普段の仕事に近いかなと思って参加しました。結果的に全然違いましたけど（笑）。

角谷：ケトルも「ネコちゃん」も難しい問題で、どっちも挑戦し甲斐があるなと思いましたが、「ネコちゃん」の方が制御や電気的な部分で、自分の知見を活かせるかなと思いました。今までの経験を活かして、難題を乗り越えられたら本当に面白いと思い、自分にとってわくわくする方を選びました。

──今までの経験に近いと思い「ネコちゃん落下25m走」を選んだ方が多いのですね。普段の業務が魔改造に活きた部分はありましたか？

永谷：チーム内で「灯台」（「ネコちゃん」をゴールに誘導する赤外線投光装置）と呼んでいるデバイスの発想自体にはある程度普段の業務が活かせたと思います。機体が理想的に動くために何が必要かを考えると、「ネコちゃん」本体に内蔵されるIMU（姿勢を検知するセンサーユニット）だけでは位置がわからないので、ゴールに誘導するための「灯台」が必要だという考えに至りました。

角谷：業務では6m落下して合計25m走る機械を作ることはないので、みんな本当に手探りで、試行錯誤していました。やっぱり自分たちで手を動かしてできる人たちだからこそ、達成できたのかなと思います。

細部までこだわり抜いた緻密な制御

──実際には業務とは遠く、試行錯誤して進められていたのですね。特に苦労したことは何でしたか？

亀山：落下検知に関する制御手法を決めるのに非常に苦労しました。最初はIMUで落下検知を行うという話をしていたのですが、距離センサーも使った方がいいのか、といったことや、どのIMUだったら6mの落下衝撃に耐えられるのか、またセンサーのずれが少ないのか、さらにはIMUだけでやる場合は壊れた場合に備えて複数のIMUを乗せたほうがいいんじゃないか、など様々な検討をしていました。

角谷：本番約2週間前に新しい基板の立ち上げ（設計、製作、ソフト開発）をしていた時が大変でした。抜本的に構成を変えた上、メカもギリギリのスケジュールで作っていたので想像で設計、実装する状態だったんです。メカとの連携含め、上手くいくイメージが明確にあったわけではなかったので、新基板の立ち上げをしてよかったのか、ずっと悩んでいました。最終的には、本番10日前に新基板が完成し、1週間前に自動制御ではじめて落下を含む一連の動作で25m完走するという怒涛の追い上げでした。ソフト制御もスムーズにできるようになり、無理してでも新基板を開発して本当に良かったなと思いました。

「ネコちゃん」本体メインの基板（電気回路部分）

──こうして皆さんで苦労して作り上げた「ネコちゃん」の自慢ポイントはどこでしょうか。

片山：角谷さん、亀山さん、永谷さんが作り上げた制御だと、もし落下時に姿勢がぶれていてゴールとは逆の方向を向いていたとしてもきっちり180°旋回してゴールに向かえる実力があるところまで仕上がったのは凄いところだと思います。

塩野：「灯台」についても、赤外線が正しく投射できているかどうかを確認用センサー付き台車で走行直前に確認するなど、本番に強い作りにしていました。

赤外線を確認するためのセンサー付き台車

片山：「灯台」はゴールするための必須機能ではなく、速度を上げるための機能と割り切っていて、その装備が全部壊れても大丈夫なようにあくまで付加機能としていました。とは言え、やはり最速タイムを出すためには「灯台」を使って最短経路で走行することが肝になると感じていました。そのため、「灯台」が最も走行をアシストできるよう、本番試技前に与えられる5分間の準備時間にいかに効率的にセットアップするのかを考え、見えない赤外線信号がどこまで来ているか見えるようにするために、台車を作って当日コース上の赤外線信号の状況をくまなく確認していました。

塩野：「灯台」は実は本物のブラビアのテレビリモコンを魔改造して作りましたが、中身だけでなくデザインも巨大リモコンにしたのもよかったですね。

巨大リモコンのデザインにした「灯台」

片山：「灯台」の投光については、テレビの赤外線リモコンの信号をそのまま使ったら上手くいくと思っていたのですが、試してみたら光が広がり過ぎて駄目でした。そこでスポットライトのように、うまく光が届くところ、届かないところに切り分けるアイデアが出たのがポイントでした。スポットライトのようにするのであれば、あとは光源を強くすればよいと考え、通常はLED1個のリモコンをLEDの数56個にして光らせたら、横の隙間からの光が漏れまくったみたいな笑い話もありますけど。結果的に、夜会の会場では照明やスモークといった外乱に負けず20m以上光が届いていたので良かったです。もともと外乱に強いテレビリモコンを流用して魔改造したのは正解でした。

角谷：自慢したい点はやっぱり落下検知としっぽ制御（しっぽを用いた進行方向の制御）、そして「灯台」ですね。これ以上改善するべきものが思いつかないぐらい、本当に完成度の高いものができました。しっぽでの制御は、最初の頃は蛇行していたのですが、最後の一週間で新しい制御方式を加えたら、まっすぐ進むようになりました。実際制御的には緻密に計算してくねくねさせているんですけど、外から見ると「ネコちゃん」がまっすぐ動いているようになったのです。

栗原：最終的にはまっすぐ進むようになったのですが、初期の頃に蛇行して動き出したのを見たときには、ついに制御が実装されたんだと、個人的には感動の瞬間でした。

永谷：いや、自分はその時点では「まだまだ蛇行している」と絶望していました（笑）。もし蛇行が改善出来なければ、タイムロスなので操舵機能を外す必要が出ます。すると今まで作ってきたしっぽと操舵制御と灯台も全部外れてしまうので。

進行方向を制御する2又のしっぽ

角谷：自動制御を実現する前に手動で制御できる仕組みを準備していました。理由は、実際に自分で動かしながら、制御方法を探らないと適切な加減で自動制御できないと思ったためです。しっぽで制御するなんて今まで誰もやったことがないですから。その思惑がちょうど当たって、実際に自分でリモコン操縦しながら肌感覚をつかんで、その感覚を元に実装することでようやく自動制御がうまくいきました。

「ネコちゃん」を手動で制御している様子（角谷）

片山：あと、無線通信で機体のセンサーデータや制御モードの変遷の記録（ログ）を取っていたこともかなり価値があると思っています。本番の試技の最中もログを取って、2回目の試技にフィードバックできる仕組みまで用意していました。

亀山：路面の状態によっては落下検知が失敗する可能性もあったので、ログで第一試技の結果から路面の状態を見て、最初の5mの走行中は機体が傾かないと分かったからこそ、第2試技でより速く走るためのパラメーターに変えることができました。本当にログを取っていてよかったと思います。

角谷：ログを取っていなかったら、そのままのパラメーターで勝負せずに行くか、イチかバチかの勝負に出るか、いずれにせよ不確実な状態で試技に臨むしかなかったと思います。

栗原：本体、しっぽ、リモコンなどそれぞれが作っているハードウェア機構を最終的にまとめて動かすようにするのは、実はソフトウェアを担当する人たちなんです。すべてをまとめて動かすようにしたチームワークの良さに本当にびっくりしました。今回の角谷さん、亀山さん、永谷さん、若手3人のまとまりが、本当にほめたたえるぐらいすごいと私は感じました。すばらしい！

あらゆる「もしも」を想定し、緻密に準備

──チームワークのよさがあって、うまく動かすことができたということですが、具体的なエピソードを教えてください。

片山：角谷さん、亀山さん、永谷さんのソフトウェアチームは忙しい時もしっかりと話を聞いてくれるんです。その理解しようとする姿や、一緒に考えてくれることが素晴らしいと思いました。また、ここの配線が切れたらどうする？とか、部品が壊れたらどうする？というフェールセーフを徹底的に考え抜いていて、動いたらオッケーではなく本番で起こり得るトラブルまでしっかり想定して緻密に準備をしていたのは、プロフェッショナルだと思いました。

ソフトウェアチームの三人　（左から）永谷、角谷、亀山

角谷：落下検知が誤って途中で動作したらどうするかなども考えていました。

亀山：フェールセーフの話は、角谷さん、永谷さんの学生時代の大学ロボコンでの経験が活きていると感じています。私はロボコン経験がなかったので、ああ、そういう所も気にするのか！と毎回毎回勉強になりました。

──最後に、今回のプロジェクトを通しての感想を教えてください。

亀山：時間的に相当ハードだったのですが、それ以上にものすごく楽しかったです。メンバー募集の社内メールが来たのがちょうど誕生日だったので、最高の誕生日プレゼントになりました。

永谷：やりたいことが全部できて、非常に満足しています。まるっきり違う分野のことをして違う分野の人たちと出会うことができました。光学系の話をしていたら、カメラレンズ持ってきてくれるカメラの人がいたり、リモコンが必要となったらリモコン開発の人がいたり、何でもできる環境だなと実感しました。

角谷：皆さん、私の知らないことをたくさんご存知で、エンジニアとして本当にすごい方ばかりで勉強になりました。本番はスタート地点がある2階から見ていたので、落ちてからは音だけを聞いて、落下検知もうまく動いてそうだなとか、落下したあとも動き始めてそうだなと感じていました。最後にゴールに近づいてきて2階から「ネコちゃん」が全速力でゴールに向かって走っている姿が見えた瞬間は本当に忘れられなくて、人生で一番嬉しかったくらいです。このようなかけがえのない経験を共有できた皆さんに本当に感謝しています。

チームメンバー

片山裕士

ソニー株式会社
モバイルコミュニケーションズ事業本部
Xperiaの実装技術の開発と導入を行っている。リモート環境下で、集まってモノづくりをする機会が減る中で、実際にモノに触れるモノづくりがしたいと思い応募。
亀山聖太

ソニー株式会社
モバイルコミュニケーションズ事業本部
Wi-Fiに関するソフトウェア開発設計を行っている。趣味で電子工作や基板設計などのモノづくりの経験がある。
栗原邦彰

ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
システムソリューション事業部
普段は無線系システムのソフトウェア開発を行っている。プライベートでもモノづくりを行っており、フリーフォール型深海探査機江戸っ子一号の開発経験がある。
塩野浩一

株式会社ソニー・インタラクティブエンタテイメント
インタラクションR&D部門
コンピュータビジョン関連の研究開発に従事。放課後活動にも力を入れており、モノづくりサークルへの参画や社外有志で電子楽器開発を行っている。
角谷和宣

ソニーネットワークコミュニケーションズ株式会社
法人サービス事業部
小型のコミュニケーション通信端末によるみまもりサービス「amue link（アミューリンク）」のソフトウェア開発のリーダーを務める。
永谷智貴

ソニーグループ株式会社
R&Dセンター
普段の業務では、ロボット（自律移動台車）向けのソフトウェアプラットフォームの開発・実行環境の構築や整備を行っている。大学・社会人ともにロボコンに参加しており、番組「魔改造の夜」のファン。