omicro

• Website: http://omicro.tokyo/
• Medium: https://medium.com/omicro
• YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCNNG0Xf5_BI9byQsi13VjeQ

Features / 特徴

omicro is a robotic ball. It can be controlled via bluetooth from a smartphone or tablet, and multiple balls can be controlled simultaneously with hand movements using an Apple Watch. In addition, virtual obstacles can be placed in the AR space via the Unity app, and the real robot ball can be controlled to avoid hitting the virtual obstacles.

omicroはロボットボールです。スマートフォンやタブレットからbluetoothでつないで操作できます。Apple Watchを利用して複数のボールを同時に手の動きだけで操作することもできます。さらにUnityアプリから仮想の障害物をAR空間に設置して、現実のロボットボールを仮想障害物に当たらないように制御できます。

• You can run from iOS smartphone app and external controllers.
• Because it is the size that can install action cameras, you can install a commercially available action camera inside.
• This robot detects changes in the posture of the ball with a 6 axis combo sensor (3 axis acceleration sensor + 3 axis gyro sensor). When the attitude is greatly collapsed during braking, the sensor senses and the wheels automatically move to return the ball to a stable attitude.
• It is possible to turn 360 degrees. It is possible to move even in a narrow area of ​​the room.
• Because it does not use servo or omni wheel for direction change, it can be created at low price.
• Because it is a sphere, it is also possible to run on the water surface. You can shoot underwater video. However, it is necessary to attach a sucker type wart and impart propulsion power.
• Multiple simultaneous controls possible
• Can be controlled by giving instructions with hand gestures. Machine learning of hand movements to control the ball according to gestures.
• AR effect addition and virtual obstacle placement function by Unity app. Digital twin detects collisions in advance and reflects feedback to the real ball.
• iOSスマホアプリや外部コントローラーから操作して走行可能。
• アクションカメラを設置できるサイズなので、内部に市販のアクションカメラを設置できる。
• 6軸コンボセンサ（3軸加速度センサ+3軸ジャイロセンサ）でボールの姿勢の変化を検知します。ブレーキ時に姿勢が大きく崩れた場合にはセンサーが感知して車輪が自動で動いて、ボールを安定した姿勢に戻します。
• 360度旋回可能。室内の狭いエリアでも移動可能。
• 方向転換にサーボやオムニホーイールを用いてないので、低価格で作成できる。
• 球体なので、水面での走行も可能。海中映像の撮影ができる。ただし吸盤型イボをつけて推進力をつける必要がある。
• 複数同時制御可能
• ハンドジェスチャで指示を出して操作可能。手の動きを機械学習で学習し、ジェスチャに応じてボールを制御
• UnityアプリによるARエフェクト追加と仮想障害物設置機能。デジタルツインで衝突を事前に察知し、現実のボールにフィードバックを反映。

How to determine the size of the ball

Considering the exhibition at MakerFaire, I bought plastic spheres which can be carried by train alone on a train, and the action cameras are reasonably fitted, and arranged the parts in the middle according to the size of the ball.

球の大きさの決め方

MakerFaireでの展示を考慮し、電車飛行機で単独で運べるプラスチック製の球体で、アクションカメラもそれなりに入るものを購入し、球の大きさに合わせて真ん中のパーツを配置しました。

The trouble point

I struggled with the placement, size, and weight of the parts. The middle car must be symmetrical (same weight on both sides) and the weights of the front and rear parts must be as close to each other as possible. If the position of the parts or the balance of the weight changes, the ball will not run straight.

苦労した点

パーツの配置、大きさ、重さに苦労しました。真ん中の車は左右対称（左右の重さが同じ）で、前後の重さができるだけ揃うようにしないといけません。部員の位置や重量のバランスが変わると、ボールはまっすぐ走りません。

Possible at the bottom

The size of the tire is where the rubber surface meets the spherical surface just right. Heavy components are placed as low as possible. The weight of the car body should be moderate. The heavier the better, the center of gravity will not collapse, but if it is too heavy, the motor will not have enough power and will move slowly. Increasing the power of the motor will change its size and weight, so the overall weight balance must be readjusted.
To meet these requirements, we assembled and ran the car many times.

底に可能な限り配置

タイヤの大きさは、ゴム面が球面とちょうどいい感じに接するところ。
重い部品はなるべく低い位置に設置してます。車体の重さは適度であることが望ましいです。重いほうが重心が崩れないが、重すぎるとモーターのパワーが足りず動きが鈍くなります。モーターのパワーを上げると大きさや重さが変わるので、全体の重量バランスを再調整する必要があります。
これらの条件をクリアするために、何度も組み立てて走らせました。

What did you learn by doing this project?

I have learned that spherical robots are structurally suited for STEM education.

Until now, most STEM education robotics courses have used humanoid, car, and crawler robots, but I have found that spherical robots are a great way to build inexpensive robots that can rotate 360 degrees. We also learned that parents want safety in the robots they buy for their children, and the spherical, protected robot ball meets that need.
Also, the omicro’s simple structure with cute eyes made it easy to attract children from all over the world.

私は球型ロボットが構造的にSTEM教育向きなことを学びました。

これまで、STEM教育のロボット作成講座ではヒューマノイド、車、クローラーロボットが使用されることが多かったのですが、球型ロボットは安価に360度回転できるロボットを作れる素晴らしい構造であることが分かりました。また親は子供に買い与えるロボットに安全性を求めてることもわかり、球体で守られてるロボットボールはそのようなニーズにマッチすることを学びました。
あと、シンプルで可愛い目がついてるomicroの構造は、どこの国の子供にも興味を持ってもらいやすかったです。

What impact does your project have on others as well as yourself?

Through this project I have learned so many skills outside of my day job. Electronics, robotics, 3D printing, Unity, xR, machine learning. Through the exhibition, I have learned from these experts, and the technical exchange with them has had a great impact on my life.

I hope that this work will present a use case for spherical robots and expand the possibilities so that they can be used in STEM education and the arts in the same way that humanoid, car, and crawler robots are used. I hope that every child in the world will have a robot ball, and that new spherical robots will be used to create products that change the world.

このプロジェクトを通して、私は本業以外の技術をとても多く身につけました。電子工作、ロボット製作、3Dプリント、Unity、xR、機械学習。また展示を通して、それらの専門家から知識を学び、彼らとの技術交流が人生に大きな影響を与えてます。

私はこの作品で球体型のロボットの利用ケースを提示して、可能性を広げて、STEM教育やアートの場でヒューマノイド、車、クローラー型のロボットと同じように球体型ロボットが使われることを望みます。世界の子供たちが、1人1台ロボットボールを所持して、新たに球体型ロボットを用いて世の中を変えるプロダクトを生み出すことを望みます。

Story / ストーリー

T

There are two movies that triggered me to make this robot. One is Star Wars, there is a scene where BB — 8 runs in the sand in the movie, but I think that it would be difficult for the ball type robot to realize it, and in order to actually confirm that it is a robot I started making balls. Although I did not run at all at first as a result of trial, now it is getting over if it is a little sandy land. Another is Jurassic World, a sphere ball that comes out in this movie. I thought that if I could control the contents of a small robot ball horizontally, I could expand the size and make a sphere ball. As a result of trial, it has become possible to keep level level little by little by the action of six axis accelerometer and inner wheels, but we have not realized it yet.

このロボットを作るきっかけとなった映画は2つあります。一つはスターウォーズで、映画の中でBB-8が砂地を走るシーンがあるのですが、ボール型のロボットでは実現が難しいと思い、実際にロボットであることを確認するために、ボールを作るようになりました。
試行錯誤の結果、最初は全然走らなかったのですが、今ではちょっとした砂地なら乗り越えられるようになってきました。
もうひとつは、「ジュラシック・ワールド」という映画で出てくる球体のボールです。小さなロボットボールの中身を水平に制御できれば、サイズを広げて球体のボールができるのではと考えたのです。試行錯誤の結果、6軸加速度センサーと内輪の働きで少しずつ水平を保てるようになってきましたが、まだ実現には至っていません。

The reason I moved multiple robot balls at the same time was because I saw a drone swarm flying. As you may know, it is difficult to fly drones in Japan, so we tried this with a land-based robot.
The exhibition was the catalyst for the creation of the hand-operated function. I created this function because I thought that children would think it was magical if it moved in conjunction with their bodies rather than moving inorganically with a smartphone.

複数のロボットボールを同時に動かしたのは、ドローンの群飛行を見たのがきっかけです。ご存知かもしれませんが、日本でドローンを飛ばすのは難しいので、陸上のロボットでこれを試しました。
手で動かす機能を作ったのは展示がきっかけです。スマートフォンで無機質に動くより、体に連動して動くほうが子供が魔法のように思ってくれるだろうと思って、この機能を作りました。

At the beginning these movies began making me as a trigger, but now I have set different goals. That is to have robot balls used in programming education. The protagonist of the most famous robot animation in Japan possesses a robot ball in the future world and is repairing it. I think that it is futuristic and fun if children have robot balls one by one.

Until now, four-wheeled vehicles and others were used in STEM education, but I am hoping that the world will become interesting with robot balls using the robot ball system, as robot balls become familiar like RC cars.

当初、これらの動画はきっかけとして作り始めたものでしたが、今は別の目標を立てています。それは、プログラミング教育でロボットボールを使ってもらうことです。日本で最も有名なロボットアニメの主人公が、未来の世界でロボットボールを所有し、修理している。子どもたちが次々とロボットボールを手にするのは、未来的で楽しいことだと思うのです。
これまでSTEM教育では四輪車などが使われていましたが、ラジコンのようにロボットボールが身近になることで、ロボットボールシステムを使ったロボットボールが面白い世の中になることを期待しています。