東京工業大学 ロボット技術研究会

東京工業大学の公認サークル「ロボット技術研究会」のブログです。 当サークルの日々の活動の様子を皆さんにお伝えしていきます。たくさんの人に気軽に読んでもらえると嬉しいです。
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2014年05月

「ロボット技術研究会」通称「ロ技研」は、その名前の通りロボットの制作や研究はもとより、電子工作や機械工作、プログラミングなどの幅広い分野にわたるものつくり活動を行っています。

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FPGAでプロセッサを作ろう vol.0

初めまして,ロ技研シニア枠のすいぼうです.

自己紹介としましては,学部では大学ロボコンや電子工作なんかをやってました.
新入生に 機械系や電気電子工学科と間違われる 情報工学科の学部生でした.

ブログ画像2
↑PCとの通信はなく,H8マイコンだけで3500以上のLED(ばら売り)をダイナミック表示.
 右の方ではニコニコ動画であがっていた『Bad Apple!!』を表示しています.


最近は FPGA (後で説明)にハマっていて,UART,VGA,SDRAMコントローラとか作っていますね.
卒論ではプロセッサを作りました.
院では無関係のことをやっているので完全に趣味です.
次はカメラ映像の取り込みやUSBメモリへの読み書きとかやりたいですねー.

ブログ画像3
↑SDRAMに1フレーム分の画像を保存して,VGA出力.


ブログのネタもFPGAについて
です
正直,初心者の域を出てるかすら怪しい技術レベルなので,非効率的なツールの使い方や間違いも多々あると思います
ですので,あまり大きな期待はしないで下さい. というか,教えて下さい.
一応,Xilinx社とAltera社のFPGAの開発環境導入からシミュレーション実行の部分まで, 不定期に 連載していきたいと思います.
ちなみに,私はXilinxの方が使用歴が(少し)長いです.
せっかくなので関係ありそうな手法や講義の紹介,VerilogHDLの簡単な説明とかも入れたいですね.

目標もなしに説明するのもアレなんで,こちら『CPUの創りかた』に紹介されているCPU (TD4)を実装することにしましょう(今,思いつきました←).
ブログ画像1

各ICのVerilogHDL記述なんかも載せる予定ですが,回路図やアーキテクチャを読み取れる部分については非公開とさせていただきます.
気になる人は本屋さんなんかで見てみると良いですよ.
表紙は人を選びそうですが(寧ろ,うちの学生は手を出しそう?),簡潔にディジタル回路の仕組みが書かれていて良書だと思います.
情工なら,学部2年で論理回路理論等をやるのでそのあたりで読むとより理解できると思います.

(......これぐらい販促したら多少は許してもらえるよね?)


はい,では初回となる今回はFPGAについてかるーい紹介をしようと思います.
もうちょい突っ込んだ紹介は次回に.

ブログ画像4
↑wikipedia commonsよりAltera StratixIVの写真

FPGA(Field Programmable Gate Array)は「 後からでも回路の書き換えが可能 なロジック・デバイス」です(参考サイトより).
世間で使用されている大半のICは,設計時に仕事が決められているのでそれ以外の仕事を行うことが出来ません.
入力された数を足して出力する回路で,引き算を行うことは出来ないわけです(実際は同じ回路を工夫して使うことで引き算を行っていたりします.詳細は割愛).
しかし,FPGAは出荷後にユーザが好きな回路を実装することが出来るので,足し算だろうか引き算だろうが使いたい用途で動かすことが出来るわけです.

後で失敗に気づいたり,追加機能を載せたくなったりしたときでも, チップを作り直さずに 新しい回路データを入れるだけです.
開発期間の短縮やリスク低減などといったメリットが多数存在します.
予め仕事が決まっているICと比較すると,載る回路規模が小さいことや大量生産時には生産費用が大きくなることといったデメリットもあるわけですが.

産業的なニュースとしては,Intel社が14nmプロセスのFPGAをAltera社向けに製造し,Altera社がそのテストチップの試験を始めたそうですね.
まだまだ伸びていく分野だろうなぁと個人的に思って(期待して)たりします.

研究的なネタとしては,その特性を活かして並列計算機を構成しているものが挙げられます.
特に画像処理や一部の科学計算なんかをよく見かけます.
動的再構成(動作中に一部の回路構成を変えること)を使っているものも.

同人的なネタとしては,ゲーム機のハードウェアエミュレータ等,市販のマイコンでは制御しづらい回路の製作をされている方々がいらっしゃいます(探してみてください).
私がFPGAをやり始めたきっかけも,先の電光掲示板でマイコンのスペック不足やコンパイラの制限によって実装できなかった不満があったからです.

次回はどうやって任意の回路を構成しているのか,その仕組みについて簡単な説明をしようと思います.
訂正や要望,質問等はコメントへどうぞ.

参考サイト
日本アルテラ
"知って納得FPGA入門"
http://www.altera.co.jp/products/fpga.html

mynavinews
"Altera、Intel 14nmプロセスを用いたFPGAテストチップによる各種試験を開始"
http://news.mynavi.jp/news/2014/04/24/257/

【CG^2】群知能ゲーム制作 -その2-

どうも、無事すずかけ大学大学院に入学しました。ニックさんです。
前回の記事で紹介したBoidsモデルを用いたRTS(リアルタイムストラテジー)ゲームの制作が少しだけ進んだので、今日はその製作状況についてお話します。

まず初めにゲームのタイトルとテーマが決まりました。
その名も「大合戦もののふボーイズ」です。
ss_36

↑ この歴史スペクタクルに日本男児なら胸が高まりますね。

ご覧のように、「サムライ達が戦場を相互作用を与えながら走り回る」合戦ゲームとなっています。
なぜサムライなのか?それは以下の理由から選びました。
  • 合戦というテーマそのものが、主題である「相互作用」が強い
  • 日本人なら誰でも見たことがある、馴染み深い絵柄
  • サムライに弓を持たせたり、馬に乗っていたりでいろんなバリエーションを出せる
  • 戦国図屏風は著作権フリー

キャラクターの絵は図書館から借りてきた資料集から拝借して加工しています。

具体的には、切り貼りしてキャラクターに2次元の骨組みをつけて、絵を貼り付けアニメーションをさせています。


ss_32
↑ ボーン設定画面。ボーンはjson形式で保存していて手打ちで設定しているので面倒。

そうして作ったキャラクターボーンを3D空間上のBoidsモデルの上に貼り付けています。
実際はゲームそのものは2D空間で成り立っているのですが、表示だけはカッコいいので3Dにしてます。

ss_34
↑3Dマップに表示させたキャラクター達。戦が始まる……!

ゲームの流れとしては、敵も同じように群体を作って戦う、実際の合戦さながらの戦略ゲームとなる予定です。
ただ、肝心の敵AIはまだまだ制作途中なので、詳しいお話は次回の記事に回させてください。

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↑白熱の戦闘シーン。手に汗を握る。

さらにさらに、ゲームの制作スピードを上げるためにマップエディタを自作しました。
タイルベースのゲーム制作者は誰もが通る道ですね。
ss_30
↑マップエディタの動作の様子。マップはjson形式です。

こんな感じでゆったりとゲームを作っています。工大祭とかmakeに出せたらいいですね。
今後の実装予定としては以下のものを考えています。
  • ミニマップ機能
  • 敵AI(ファジィ制御,蟻コロニー最適化,遺伝的アルゴリズム)
  • 鉄砲隊,盾隊,砲兵隊,槍隊などのキャラクター実装
  • ゲームUIの調整
今回のゲームは一年がかりで作っていてなかなかの大作になりそうですね。
この調子で大学院での研究テーマも決めたいですね。

【10g】自作クアッドコプター"Quadruptor"ができるまで・前編

東京工業大学ロボット技術研究会で研究室「10g」で活動しております,11年度入学のところです.

今回は,前回の記事
今流行りの「マルチコプタ」の製作 10g
に引き続き,制作中のクアッドコプターについて書いていこうと思います.

Quadruptor - マシン情報 - Tokoro's Tech-Note 

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国立科学博物館ツアー

こんにちは、部長です。

ロボット技術研究会のみんなで上野の国立科学博物館に行ってきました。
新入生にロ技研に早く慣れてもらおうと企画したら約40人も集まってしまいました。
ゴールデンウィークなのに友達と遊びに行く予定とかはないのかな????


集合場所の野口英世像前に集まるオタクっぽい人達。
遠目でも東工大ロ技研の人だとわかります。
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まとまって動くと確実に迷惑になるので、館内では適当に別れて自由に見て回りました。

館内には展示物とその解説が置いてあるだけではなく、触ったり動かしたりして体験できるものもあります。子供に混ざって遊ぶ人もいれば、実験の展示についてまじめに計算している人もいました。

GEDC4396_min

何故か関数電卓を持ってきた人
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振り子の計算する人
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参加者の中には自分の専門分野を持っている人が色々いたので、
物理や生物・半導体・情報について展示よりも詳しい話が聞けて一層楽しむことが出来ました。

以前紹介したタイガー計算機もおいてありました。

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実は同じものが現在ロ技研の部室においてあります。
部室だと棚の上においてあるので、保管方法を見直す必要がありそうですね・・・
 

第3回rogyゼミ

4/23に第3回rogyゼミが開催されました。
(第1回の様子  http://titech-ssr.blog.jp/archives/2013-12-26.html)
(第2回の様子  http://titech-ssr.blog.jp/archives/cat_227403.html)

新歓展示で展示したものなど、最近の活動についての発表を行いました。

 なお今回は新入生向けの発表ということでゆるふわな発表でした。
(やっぱり発表時間は短い方が良さそうですね)
発表内容はゆるかったのですが、発表者は18名、新入生の参加者は40名以上という大規模なゼミになりました。
GEDC4223_R
↑写真は井土くんが発表している様子です

以下は発表者および発表内容の簡単な紹介です。

1.
rejell55Webカメラを用いた流体シミュレータの製作
2.賢くない賢者「Twitter-bot with iOS device」
3.マハト、カイヤン「Encouragement of RPG」
4.おーま「面白いゲームを作ろう」
5.
州すけ「ライントレースの製作」
6.おにぎり「botの作成について」
7.HTG「The Hurdle #とは」
8.よすぽ「怖くないよ!楽しい!競技プログラミング」
9.井土「玉乗りロボットの制作」
10.Linea「FREEで始めるゲームCG」
11.
やけぬる「新歓展示のゲームのお話」
12.とりてん「複合4節リンク機構について」
13.ysk「AVRマイコン上で動作するQuineの開発
14.きむきむ「連装砲ちゃんロボを作ろう!」
15.
_j_i_k_o自作物理エンジンによるAndroidアプリ
16.したろう「相対性理論」
17.ニックさん「ゲームの作り方と群制御RTS

18.
tokoro10gフィードバックとは何か

文責:とりてん
 
ギャラリー
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