動くものづくりをもっと手軽にする「UGOKU」シリーズ」の紹介_RoboSemi_2025-11-14
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November 15, 25
スライド概要
ものづくりとモビリティに興味
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動くものづくりをもっと手軽 にする オープンソースツール UGOKU シリーズ の紹介 Tomohiro AOKI UGOKU Lab 2025
目次 1. 2. 3. 4. 5. 6. 自己紹介 「 UGOKU Lab 」の 紹介 「 UGOKU One 」の紹介 1. UGOKU One とは 2. 開発経緯 3. 他のデバイスとの比較 4. 歴史 「 UGOKU Pad 」の 紹介 1. UGOKU Pad とは 2. 開発の経緯 3. 他のアプリとの比較 4. UGOKU Pad の仕様 5. UGOKU Pad の歴史 6. 通信方式の改良 今後の展望 今後の予定 UGOKU Lab 2025
自己紹介 青木 朝啓 (アオキ トモヒロ ) 26 歳 専門分野：モビリティやロボティクスのメカ WEB: tomohiroaoki.com 設計 経歴 ▲ CuGoMEGA (クローラ運搬車 )を用いた被災地復興支援 2014 ~ 2016 中高生時代ロボカップジュニア に出場 2017 ~ 2020 千葉工業大学でNHK 学生ロボコンチームを 設立 2019 ~ 2023 千葉工業大学 米田研究室で災害やインフラのメンテナンスに対応したロボットを研究・開発 2020 ~ 2023 株式会社 CuboRex( クローラのスタートアップ ) のインターンにてクローラユニットの開発に携わる 2023 ~ 現在 モビリティ業界 でEVの開発に従事 趣味にて動くものづくりを身近にするオープンソースツールを開発 (UGOKU Lab) ▲ NHK 学生ロボコン ライフワーク • ロボティクスやモビリティの 技術 • 科学技術やものづくりの教育や環境の 改善 • 動くものづくりを手軽にする オープンソースツール (UGOKU Lab ) 解決を目指す 日本が抱える課題 • 人手不足 • 大規模災害 • 少子高齢化 UGOKU Lab 2025
UGOKU Lab について 「動くものづくりをもっと手軽に」 開発している ものづくりサークル UGOKU Pad 手軽にスマートフォンから モーターの操作などが行えるアプリ Twitter: @UGOKU_Lab WEB: https://ugoku -lab.github.io/ を実現する オープンソースのツール を UGOKU One うごくものづくりをもっと手軽 にするオープンソースの ワンボードデバイス UGOKU Lab 2025
前回からのアップデート UGOKU Pad 前回（ 2024/3/15 発表内容） • 名称変更（ FlexConsole → UGOKU Pad) • BLE化でIOS対応 • Google Play, AppStore での配信を開始 • FlexConsole の概要と開発経緯 • Bluetooth Serail 版 APKを配布 だれでも手軽に使えるツールに進化 UGOKU One 前回（ 2024/3/15 発表内容） • マイコンを ESP32 一本化 • 単4電池で4本で駆動できる • 片面実装化で低コスト化 • 汎用IOポートも圧着不要コネクタに • FETスイッチング出力を追加 • クラウドファンディングを実施 • UGOKU One の概要と開発経緯 汎用性と手軽さを重視した仕様へ変更 UGOKU Lab 2025
UGOKU One UGOKU Lab 2025
UGOKU Oneとは • • • ハードウェアは Arduino と同じ Creative Commons BY -SA を適用 動くものづくりをもっと手軽にするオープンソースの「ワンボードデバイス」 ハードウェア (KiCAD データ )、サンプルコード (Arduino) を GitHub で公開中 3,000 ~ 5,000 円程度で販売予定 汎用IOポートコネクタ（圧着不要） HARTING har -flexicon FETスイッチング出力 (6A) 9軸IMU RCサーボモーター接続端子 USB Type C 端子 （プログラム書き込み、給電） 外部給電ポート (Max 28 V) 単四電池ボックス DCモーター出力 × 2 (Max 3A) コネクタ： Phoenix Contact 1792863 高機能かつ高い汎用性を低価格で実現 UGOKU Lab 2025
つくったきっかけ（背景・目的） 学生時代、学ロボチーム立ち上げ、ロボット（機構メイン）研究室に所属 ロボットや機構に合わせた回路を毎回作るのが面倒 ・・・ 手軽にPSコンでロボットを操作したい！！！ いちいち回路作るのめんどくさい！ ・・・ いろいろなメカを試すのに汎用的な駆動回路が欲しい！ ・・・趣味のものづくりにも使いたい！！！ UGOKU Lab 2025
コンセプト 子供から大人まで、いろいろな分野の人に手軽な動ものづくり体験を → 手軽にうごかせることで、やりたいことにより多くのリソースがさける → やりたいことにより多くの時間をかけることで自分らしい生き方ができる 幅広い層により手軽な動くものづくり体験を提供 UGOKU Lab 2025
既存のデバイスを使うと … • • DCモーター 2個を Bluetooth で遠隔駆動するために必要なデバイスを比較 はんだづけや圧着をせずに実装 でき、 国内在庫があるもので比較 M5 stack を使う場合 Arduino を使う場合 UGOKU One なるべく安く 構成 M5 Stack ESP32 ¥7,480 @amazon ＋ GoPlus2 (バッテリー内臓 ) ¥3,102 @ SWITCH SCIENCE ESP32 -DevKitC -32E ¥1,800 @ 秋月 Arduino UNO R4 Wi -Fi ¥4,260@amazon ¥4,640@ 秋月 ＋ ＋ L298N デュアルモーター コントローラー ボード 999 / 2個 @amazon Arduino モーター シールド Rev3 ¥2,280@ 秋月 ＋ ＋ 電池ボックス ワンボードで完結 電池ボックス 配線用のジャンパー線 合計価格 ¥10,582 ¥6,540 ¥ 2,799 目標価格 ¥ 3,000 ~ 5,000 モータドラ イバ出力 6 ~ 12 V RMS 1.5A, PEAK 2A 5 ~ 12 V 連続 2 A, PEAK 3A 5 ~ 35 V 連続 2 A, PEAK 3A 4.5 ~ 28 V 1.5 ~ 3 A (放熱条件による ) その他機能 ディスプレイ , RCサーボモーター x 4 備考 • モーターの配線に圧着コネクタ使 用(圧着済ケーブルが付属 ) RCサーボx2, 9軸IMU, FET スイッチ • 電池が5Vを超える場合、 別途電源 回路が必要 • 配線が煩雑 画像引用元：秋月電子通商 , Amazon, M5stack WEB サイト UGOKU Pad はコストパフォーマンスが高く手軽で高い拡張性がある UGOKU Lab 2025
歴史 2021 年 2022 年 名称を 「 MultiBoardMini 」から「 UGOKU One 」に変更 ←学生 社会人→ 2024 年 2023 年 2025 年 研究室のメンバーが活用 初代初動作 スマホで操作 したい！！！ UGOKU One オープンソース化 手軽さを大幅に向上 FlexConsole 公開 改良を重ねる UGOKU Lab 2025
改良の経緯 V0.3 2022 年7月 V0.4 2023 年11 月 メインマイコン 無線モジュール Nucleo F303K8 ￥1000 要改造 ￥1000 ESP32 -WROOM -32E V1.0 2025 年4月 メインマイコンと無線モジュールを に統合 ESP32 -WROOM -32E ＋ Arduino USB host shield モータードライバ ESP32 1 個 Bluetooth ドングル 2 x TB67H303HG (8~50V 8A) 2 x TB67H450FNG (4.5~44V Max 3A) • • • • 単四電池ボックスを内蔵 FETスイッチング出力を追加 全てのコネクタを圧着不要化 電池ボックス以外片面実装で低コスト化 画像引用元：秋月電子通商 , Amazon WEB サイト V1.0 で手軽さを大幅に向上 UGOKU Lab 2025
UGOKU Pad について UGOKU Lab 2025
UGOKU Pad 開発の経緯 当初はPSコンで操作 もっと手軽にモーターを遠隔操作したい！ スマートフォンならだれでも持ってる！ UGOKU Lab 2025
既存のアプリについて スマホから Bluetooth でマイコンに接続し、アナログスティックによるモーター操作が可能なアプリを調査 2021 年にBluetooth でジョイスティック が使えるアプリの提供が終了 ホームメードガービッジ「 Blynk でBLE制御ラジコン」 https://homemadegarbage.com/blynk_car01 より引用 Arduino Bluetooth Controller インターネット、 Wi -Fiの接続が必要な IoTアプリへと変化（無料版は制限あり） https://blynk.io/no -code -iot -mobile -apps Arduino Bluetooth Controller ゲームパッドボタンは有料 … 画面を切り替えるたびに動画広告 … その他アプリ https://play.google.com/store/apps/details?id=com.giristudio.hc05.bluetooth.arduino.control https://play.google.com/store/apps/details?id=com.giumig.apps.bluetoothserialmonitor アナログジョイスティック機能なし、無料版は制限付き、広告アリ 現時点で使えるアプリがない / いずれもクローズドソース UGOKU Lab 2025
UGOKU Pad について • • • • アナログジョイスティックをはじめとする、豊富なウィジェット ウィジェットが自由に配置可能 オープンソース 広告なし、完全無料 UGOKU Lab 2025
UGOKU Pad の仕様 開発言語： Flutter / dart アプリで各軸に任意のチャンネルを割り当て 対応OS： Android, IOS 通信仕様 • BLE(Bluetooth Low Energy) • デバイスとスマホの簡易な 1対1通信 • チャンネルと値によるデータ 交換 • チャンネル ・値の範囲はともに 1バイト (0~255 ) ライセンス ： GPL v3 ESP32 に対応した Arduino サンプルコード も配布 詳細はこちら https ://github.com/UGOKU -Lab/UGOKU -Pad UGOKU Lab 2025
UGOKU Padの歴史 2023 7 8 9 FlexConsole 開発 2024 10 11 12 1 2 3 4 BLE版開発 FlexConsole apk 配布開始 ストア配信準備 5 6 7 8 9 2025 10 11 12 1 2 自前開発を UGOKU Pad 断念 (BLE版)開発(外注) 不具合 原因究明 対策検討 Android 版 Google Play 配信開始 IOS版 App Store Google Play は自前 配信開始 ココナラで外注先を 募ったところ , 複数 の応募あり 配信、 IOS版は配信 まで外注 3 4 5 6 7 8 9 10 UGOKU Pad 2.0 開発(外注) 自前ビル UGOKU Pad 2.0 配信開始 Android 最新API対応 IOS版配信も 手の内化したい … 遅延する 不具合確認 UGOKU Lab 2025
通信方式の改良 Bluetooth にはBluetooth Serial と BLEの２種類の方式が存在 IOSに対応するため BLEに対応 UGOKU Pad 2.x (BLE 版) FlexConsole Bluetooth Serial 版 UGOKU Pad 1.x(BLE 版) 最大9チャンネルのパケット にまとめて送受信 3バイト単位を逐次送受信 Value 1 0~255 2 0~255 3 0~255 マイコン マイコン ・・・ Channel Value Check Sum Channel Value Check Sum 1 0~255Check XOR Channel Value Sum 1 0~255Check XOR Channel Value Sum 1 0~255 XOR 1 0~255 XOR Channel Check Sum XOR 周期:50ms 周期:50ms Bluetooth Serial 版を通信方式をそのままに BLE化したところ、 2軸同時 使用で大幅な遅延が発生 ↓ ストリーム 方式のBluetooth Serial では問題にならなかったが、 BLEではオーバーヘッド（ 1回の送受信ごとに付随する BLEプロトコル やOSの処理）の処理待ち時間の増加し遅延が発生 BLEは20 バイトまでのパケットに対応していることから、 最大9チャンネルのデータを 1パケットにまとめて送受信することで遅延が改善 UGOKU Lab 2025
今後の展望 UGOKU One • モーターの動作範囲を明確化 (熱的条件含めて連続何Aまでいけるか） • 複数のUGOKU One を同時に操作したい • コードレス環境に対応 したい UGOKU Pad • UI の使い勝手向上 • Console( 操作画面)共有機能 • データロギング機能 全般 • ドキュメント整理（誰でも簡単に使える環境を整える） • コミュニティを促進 UGOKU Lab 2025
今後の予定 9月 UGOKU One クラファン 開始 10 月 11 月 12 月 1月 2月 クラファン リターン発送 クラファンによる資金調達 委託販売準備 量産 量産準備・試作 販売開始 UGOKU Oneクラウドファンディング実施中！ 2025/11/15まで ▲CAMPFIRE クラファンサイト うごくものづくりがもっと手軽になる未来にご支援お願いします！ UGOKU Lab 2025
おわりに オープンソースなので みなさんの開発参加をお待ちしています！ https://ugoku -lab.github.io/ UGOKU Lab 2025