制御工学博士の日常+備忘録

ようやく制御工学で博士を手に入れたので真っ当な人間になるべく研究以外の事とか色々と備忘録的にやっていく。そんな感じ

世界2.0を読んで

世界2.0を読んだ感想

最近メタバースとかいう仮想空間のキーワードをよく耳にするようになった。NFTとか色々よくわからないし、とりあえず面白そうなので読んでみた。

 

メタバース(並行世界)と定義づけられている。

メタバースと言えば何?と聞かれると「仮想空間」とすぐに連想する。私もそう思っています。最近だと仮想通貨で利用されるブロックチェーン技術からNFTという流れも見るし、そういう話も否定派、肯定派と色々と懐疑的なことをよく言われているように感じる。

そういった話がこの本の冒頭で書かれているが、この本を読んだ一番の印象は著者の頭の良さが一般人とは別次元にいるんだなーというところ。

 

私自身は頭の悪い凡人なのでこういう視点の違う本を読むとちょっと刺激を受ける(良いか悪いかはわからないが。)

 

読んでいて面白いなと思ったのが、新しい技術で企業が勝とうと思った時に大企業だと融通が利かなくてうまくいかないというところ。ここら辺は本の内容を読んでほしいが、簡単に言えば組織が大きくなりすぎると意思決定に時間がかかりすぎて決まったころには時すでに遅し。という状況になるってことらしい。

 

そういう点では新しい技術はベンチャー企業が強くなってきて資金力のある企業に買収される流れが某米国企業を見るとあるのでそういうところで大手企業はうまく立ち回る必要があるんだろうなと感じる。

 

ここまでは前半を読んだ感想だが、著者が言うメタバースというのは並行世界ということなので、3DCG技術で新しい世界を作ってそれを使う人が増えたらそこは新しい世界ということらしい。

そう考えるとFF11のようなオンラインゲームの世界も一つのメタバースだし、最近ではフォートナイトやApexのようなゲームも同時にすごい数の接続ができるのでそこにログインしているユーザーは既にそのメタバース空間で一部の時間でも生活していることになるんだろう。

 

つまりメタバースという言葉は仮想空間という言葉ではなくて、新しいコミュニティで形成される世界だということなので、

起業して新しい市場や流行を作り出すのも、研究者として新しい理論を提案して研究分野を作り出すのも、1つのメタバースを作っているということなんだと思う。

 

新しいことをやるときは皆が懐疑的だったり否定的だったりすると、それはやる価値があると聞くがそうやって新しい分野を開拓していくことで先駆者になって結果的に新しいメタバースを作ることができるのかもしれない。

 

私自身もオリジナルのメタバースを作れるように頑張っていきたいと思いました。

 

 

※ここまでの感想は全て個人的な思い込みも含めたものになっているので無視してください。

 

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ホーキング博士の映画「博士と彼女のセオリー」を見て

博士と彼女のセオリー」を見た感想

世の中には天才がいる。ホーキング放射を提唱したのがホーキング博士である。

一般相対性理論が破綻する特異点の存在を証明した特異点定理をロジャー・ペンローズと共に発表した。

一般相対性理論量子力学を結びつけた量子重力論を提示している。この帰結として、量子効果によってブラックホールから粒子が逃げ出すというホーキング放射の存在を予想している。

タイムトラベルが不可能であるとする「時間順序保護仮説」を提唱し、過去に行くことを許容する閉じた時間線が存在するためには場のエネルギーが無限大でなくてはならないとしている。(wikiから引用)

そんな偉大な宇宙物理学者の人生を描いた作品が本作である。

 

ALSという難病を持ちながらも子供を持ち、また研究、宇宙の探求を続ける研究者姿勢が素晴らしいものがある。

そしてそれを支えた家族がとても素晴らしい人たちだった。人間は欲深い生き物なのでなるべく辛いことは避けるはずなのにそうしなかった家族という存在は素晴らしいものだと思わせられる。

 

映画の最後にホーキング博士が言った

However bad life may seem, there is always something you can do, and succeed at. While there’s life, there is hope. -Stephen Hawking, 2006

最悪だと思える人生でも、必ず何か出来ることがあるし、それを何とかやり遂げられるものなんだ。生きている限り、希望はある
スティーヴン・ホーキング 2006年

この言葉を見るとどんなに自分がしょぼい研究者だとしても何か科学に貢献できることはあるはずだし、自分が諦めなければ少しずつでも前に進められる。と勇気を貰える。

 

私自身、博士(工学)を取って2年程経つが教育現場での仕事や育児に追われて中々研究も進まないし、学生と協力しようにもそこまでの育成に到達できない。

それでもそこで諦めずに初心に帰って自分の探求心の赴くまま少しずつでも研究を続けていきたい。この熱意を消さないように頑張っていきたいと思いました。

 

今度、ホーキング博士の本でも買って読みたいと思う。

 

※今回見た映画は契約しているdTVで視聴しました。

 

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PS4コントローラを分解して修理を試みる

目的

以前地震があった時に棚が落ちてきた+水が掛かってコントローラが壊れてしまった。ついでに別のPS4コントローラのアナログスティックが不具合を起こしているのでその修理を試みたい。あとは単純な興味。まずは分解を試みる

 

必要なもの

  • マイナスドライバー
  • プラスドライバー
  • ピンセット(あると便利)

必要なものは2つしかないので簡単です。

 

分解手順

以下に備忘録として画像をひたすら貼っていきます。

 

壊れているコントローラ

 

外した様子

コントローラの裏を見るとプラスねじが4つある。これを外してからコントローラ側面をマイナスドライバーを使って開けると下に示す写真になる。

 

 

アナログスティックを修理するためには下に示す写真の方が重要なのでそこだけさらに分解する。

確認してみるとねじがまたついているのでここも外す。

 

 

外すとさらにパネルとボタン側を外すことができる。

ここからさらにアナログスティックを修理するために、黒いケースを緑基板から外す。

 

 

下の写真にあるように返しが付いているのでピンセット等で外側に広げながら取ると簡単に取れる。

 

 

次回以降に続くが、基盤にアナログスティックが付いているのでこれに関しては別途はんだでアナログスティック部品を外して付け替える作業がいる。

 

すぐには修理できないので、その内部品を購入してから再挑戦したいところ。

また、はんだを容易にするためにフラックスも買っておきたい。

 

アナログスティックの部品はこちら↓


 

また、バッテリーも交換するならこちらが良さそうだ。


 

 

 

まとめ

今回はPS4コントローラを修理するために、分解をやってみた。

結局アナログスティックを直すには部品が必要なことが分かったので、材料をそろえてから再度挑戦したいと思う。

 

 

 

scilabでシミュレーションするための楽になる設定

matlabが欲しい。でもお金がない。pythonで制御をやろう。でもプログラムベースだと全然わからん。そんな状況の改善に向けてScilabのシミュレーションブロックベースでの検証を考える。

 

しかし、scilabではmatlabと違って無料な分ちょっとわかりにくい操作方法がある。
ということで今回は、シミュレーションブロックを作るたびにパラメータ設定したり、グラフ描画の設定をいちいちいじるのは面倒なので、必要最低限のファイルをあらかじめ作っておこうと思う。

 

Plant Parameterの初期設定

まず、Scilabを導入したらコンソール画面が開くはず。

ここで、アプリケーションタブからSciNotesを選択して開く。

f:id:kwaz6:20210710012246p:plain

 

すると下の画像のように真っ白なウィンドウが出てくる。

ここに必要になるパラメータ設定、プラントや制御ゲイン等を定義して実行する。

 

f:id:kwaz6:20210710012233p:plain

 

パラメータを設定して実行すると下画像の右側に示すようにワークスペース上にパラメータが反映される。これで準備OK。

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Xcosによるシミュレーションブロックの作成

同様に今度はアプリケーションタブからXcosを選択してシミュレーションブロック用のウィンドウを開く。

 

f:id:kwaz6:20210710012249p:plain

 

使い方は各自操作して覚えるしかないので、とりあえずPI速度制御系を作成してみた。

そちらの完成図を下に示す。

f:id:kwaz6:20210710012222p:plain

PI速度制御系のシミュレーションブロック

 

ここで、スコープとは別に 「To Workspace」ブロックがあるが、これはグラフ描画で使用するので置いている。

 

シミュレーション波形の描画

ということでシミュレーション波形をスコープ上で自由に観測できるようになっているわけだが、グラフの編集が面倒である。

そこで、パラメータ設定と同様にグラフプロット用のsceファイルを作って一括でやってしまうことにする。

 

実際に作ったsceファイルがこちら。

 

// プロット関数
// Xcosでシミュレーションした情報をto workspaceブロック経由でグラフ描画するファイル
data1 = MotVel;  //ここに観測したいデータを入れる
data2 = MotVelCMD;  //ここに観測したいデータを入れる

fontsize = 5;   //フォントサイズ設定
linewidth = 3;  //線の太さ
axd = gca(); //axd = get("current_axes");でも可。gcaは省略形

plot(data1.time, data1.values,'g-', data2.time, data2.values, 'k--', 'thickness', linewidth);
hl=legend(['Response';'Command']);  //凡例の描画
hl.font_size = fontsize;    //凡例のフォントサイズ
xlabel("Time [s]", "fontsize", fontsize);   //X軸タイトル
ylabel("Motor-side velocity [rad/s]", "fontsize", fontsize); //Y軸タイトル

axd.font_size = fontsize;  //メモリフォントサイズ
axd.grid=[1,1]; //gridの設定と色指定。-1はグリッド無。1は黒

axd.labels_font_size = fontsize; //凡例フォントサイズ

 

というわけで、実際に描画したものがこちら↓

f:id:kwaz6:20210710012218p:plain

PI速度制御系の応答波形

 

結構いい感じになっていると思います。0.1秒付近を拡大して表示するようにすれば目標値応答波形も拡大できますが、今回は外乱応答も含めてこんな感じに載せました。

上記ファイルを使えば今後も自由に描画が可能になるので良かったです。

 

今後必要に応じてここら辺の機能は拡張していきたい。

 

まとめ

今回はシミュレーションパラメータ設定からグラフ描画まで簡単に設定する方法をやってみました。

このほかにも例えば、

  • シミュレーションファイルを実行するコマンド
  • sceファイルを利用したサブ関数(matlabmatlab functionのようなもの)
  • Bode diagram, Nyquist等々

があるので、そういったものも一括でできるように改良を加えていきたい。

特に、制御の研究となると、安定性の解析、パラメータ変動等様々な比較検討を行う必要が出てくるのでそういった要素を作っておけるといいかなと思います。

 

次は実際に設計した制御系をまとめておきたいと思う。

【家庭菜園】進捗記録+にらの収穫

前回の家庭菜園からの進捗報告です。

梅雨入りとなりましたが、暑い日日が続いておりいい感じに野菜が成長しています。

今回はその途中経過とにらを収穫した報告です。

 

成長記録

それでは、それぞれの状況について

ピーマン

いい感じに大きくなってきました。花も咲いているのでこの調子で実がなってほしいです。

 

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ピーマン
パプリカ

まだまだ緑色でピーマンと見分けがつきませんが色が変わってくれることを祈ります。

 

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パプリカ

オクラ

オクラはどんな感じにみがなるのかまだわかりませんが、かなり成長してきました。

 

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オクラ
トマト

この間洗濯物が落ちてしまい枝を折ってしまいました。

実が無事でよかったです。これがこのまま熟してくれるのを祈ります。

 

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トマト
枝豆

枝豆がなっていますが、水分が足りないせいだったのか実が入っていないようです。

一日水やりを忘れてしまった時があったのでそれが原因かもしれません。

 

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枝豆

 

にら

最後ににらです。いい感じに大きくなっていたので、収穫しました。

スーパーでみるよりは全然小さいですが、おいしそうです。

明日の味噌汁に使う予定です。ちゃんとにらのにおいがしていたので、よかったです。

 

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にら

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収穫後

まとめ

今回はにらを収穫しました。

次回はトマトとパプリカが収穫できるといいなー。

それでは。

 

前回の記事

kwaz6.hatenablog.com

 

 

 

 

【python】【ロボット】mycobot-piで遊んでみる。

今回はmycobot-piを頂いたこともあり、さっそく遊んでみることにしました。

実際はROSをやりたいんですが、まだ不安なうえによくわからないのでとりあえずpythonで確認します。

 

確認したpython program

確認したサンプルプログラムは2つです。

  1. ロボット先端にあるAtomのLチカ
  2. ロボットダンス

参考にしたリンクを下記に示す。

www.elephantrobotics.com

 

続きを読む

モータの仕組みについてわかりやすかった動画やリンクのまとめ

モータの制御方法は知っていたので、その通りにプログラムすれば回るということは体験していた。例えばmyway社製のインバータでSPMSM駆動とか、サーボアンプを用いてモータ駆動で実際にギアードモータを駆動するなどです。

 

しかし、直流モータや誘導機、リラクタンスモータ等の回転原理や構造をしっかり理解したことが無かったので改めて色々と調査したので参考になった動画、サイトをまとめておきたいと思います。

 

 

参考になった動画

基本的に以下の二つのYoutubeチャンネルがやはり勉強になります。

モータの原理を理解するには電気磁気学の基礎知識が必要です。

頭で何となくわかっていたのですが、ちゃんと説明できるほどではなかったので今回改めて動画で再認識することにしました。

特に動画を見る前に事前知識として

  • レミング左手・右手則
  • ファラデーの電磁誘導
  • 右ねじ則
  • 磁束の向きに対するN/S極の極性
  • 三相交流の基本的な関係
  • 整流器の動作原理

このあたりが分かっていれば楽しく理解が進むと思います。

 

直流モータ

www.youtube.com

www.youtube.com

 

直流モータにはステータ(界磁側)に永久磁石を利用するタイプや巻き線による電磁石を利用した他励式や直巻、分巻、複巻などの自励式がある。

直巻式は電動工具などでも使用されるユニバーサルモータ(直流、交流両方で駆動可能)としてでも利用されているらしい。

 

誘導電動機

www.youtube.com

 

同期モータ(ブラシレスDCモータ)

www.youtube.com

 
同期リラクタンスモータ

www.youtube.com

www.youtube.com

 

オルタネータ

www.youtube.com

www.youtube.com

 

他参考になる動画

www.youtube.com

 

まとめ

今回はモータの説明動画で参考になるリンクをまとめてみました。

ブラシレスDCモータの説明以外は日本語ですが、Lesicsの動画は英語なので専門知識の英語の勉強にもなると思います。

他にも勉強になる動画やリンクがたくさんあるので後々追加していきたいと思います。