【はじめに】この連載は、Ginger/Pepper/Sugarを使ったフィジカル・コンピューティングの入門です。
フィジカル・コンピューティングの考え方から、Pepperの実際の使い方、具体的な応用例について紹介する予定です。
【フィジカル・コンピューティングとフィジカル・コンピューティング・プラットホーム】
フィジカル・コンピューティング(Physical Coomputing)は、パソコンを外部の世界につなぎ、コンピュータと人間とのインタラクションのあり方を研究する研究分野の一つです。
これまでのキーボード、マウス、ディスプレィなどを使ったグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を越えた新しい形式のインターフェースを作る取り組みです。たとえば、赤外センサを使って人がいることを検出し、部屋の明かりや環境音楽を調整したり、携帯デバイスの振動センサによって人間のゼスチャを認識しデバイスをコントロールしたりすることが考えられます。
フィジカル・コンピューティングの実現には、いろいろなセンサやアクチュエータをパソコンに接続することが必要になります。このため、パソコンにつなぐハードウエアとソフトウエアをあらかじめ用意しておき、フィジカル・コンピューティングを簡単に実現するため、フィジカル・コンピューティング・プラットホームが作成されています。ArduinoやGainerが有名です。
フィジカル・コンピューティング・プラットホームを使うメリットをあげます。
フィジカル・コンピューティング(Physical Coomputing)は、パソコンを外部の世界につなぎ、コンピュータと人間とのインタラクションのあり方を研究する研究分野の一つです。
これまでのキーボード、マウス、ディスプレィなどを使ったグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を越えた新しい形式のインターフェースを作る取り組みです。たとえば、赤外センサを使って人がいることを検出し、部屋の明かりや環境音楽を調整したり、携帯デバイスの振動センサによって人間のゼスチャを認識しデバイスをコントロールしたりすることが考えられます。
フィジカル・コンピューティングの実現には、いろいろなセンサやアクチュエータをパソコンに接続することが必要になります。このため、パソコンにつなぐハードウエアとソフトウエアをあらかじめ用意しておき、フィジカル・コンピューティングを簡単に実現するため、フィジカル・コンピューティング・プラットホームが作成されています。ArduinoやGainerが有名です。
フィジカル・コンピューティング・プラットホームを使うメリットをあげます。
- デバイスやハードウエアを一から用意しなくてもよい。思いついたアイデアを素早く実現することができます。
- 共通の仕様のデバイスを使うことで、使い方のノウハウや情報交換が可能になります。他人の作ったハードウエアやソフトウエアを参考にして新た自分の作成したい物を作ることが容易になります。また、すでに動作している物をベースにすることで、問題の切り分けが簡単になります。
- 細かなハードウエアの詳細を知らなくてもデバイスをコントロールすることができます。実際に使われているＣＰＵなどの仕様は知らなくても、たとえば、「アナログ入力」や「ディジタル出力」という仕様のみで、ハードウエアおよびソフトウエアを作成可能です。
【フィジカル・コンピューティング・プラットホームと電子工作】
本来は人間とコンピュータとのインタラクションの研究のためのものですが、電子工作として活用するにも都合が良いものとなっています。フィジカル・コンピューティング・プラットホームを使って、パソコンとセンサをつないだりモータを動かしたりといった、パソコンの外部インタフェースを簡単に作成することができます。もちろん人間とのインターフェースを作成することも可能ですし、人間なしでデバイスを制御することも可能です。
細かな仕様を知らなくてもハードウエアやソフトウエアが作成できるため、電子工作の入門としても最適です。
【ArduinoとGainer, Ginger/Pepper/Sugar】
Arduinoはイタリアで作成されたプラットホームです。全世界で開発が進められています。また複数のディストリビュータでキット化させています。一方でこの連載で扱うGinger/Pepper/SugarのベースになっているGainer(gainer.cc)は、日本で開発された日本発のオープンソース・ハードウエアです。
Arduinoとgainerは少し設計の考え方が異なっています。Arduinoは利用者がArduinoデバイスに書き込まれるソフトウエア（ファームウエアと呼ばれます）を開発しますが、Gainerはファームウエアがあらかじめ書き込まれたデバイスをパソコンのプログラムを書いて制御する形式になります。
Arduinoのほうがファームウエアを自由に作成できるために自由度は高いのですが、逆に、パソコンの制御のみのGainerのほうが、敷居が低いとも言えます。
また、ArduinoはAtmel社のAVRマイコンをベースに作成されていますが、GainerはCypress社のPsoCをベースに作成されています。
【連載予定】
本連載は、主にPepperを中心に解説をします。Pepperは最も小型で低価格ですので、ちょっとした実験には手軽に利用することができます。最大で４ポートの入出力ができますので、多くにアプリケーションはPepperで十分です。
次回は、Pepperの組み立て方の説明を行います。
本来は人間とコンピュータとのインタラクションの研究のためのものですが、電子工作として活用するにも都合が良いものとなっています。フィジカル・コンピューティング・プラットホームを使って、パソコンとセンサをつないだりモータを動かしたりといった、パソコンの外部インタフェースを簡単に作成することができます。もちろん人間とのインターフェースを作成することも可能ですし、人間なしでデバイスを制御することも可能です。
細かな仕様を知らなくてもハードウエアやソフトウエアが作成できるため、電子工作の入門としても最適です。
【ArduinoとGainer, Ginger/Pepper/Sugar】
Arduinoはイタリアで作成されたプラットホームです。全世界で開発が進められています。また複数のディストリビュータでキット化させています。一方でこの連載で扱うGinger/Pepper/SugarのベースになっているGainer(gainer.cc)は、日本で開発された日本発のオープンソース・ハードウエアです。
Arduinoとgainerは少し設計の考え方が異なっています。Arduinoは利用者がArduinoデバイスに書き込まれるソフトウエア（ファームウエアと呼ばれます）を開発しますが、Gainerはファームウエアがあらかじめ書き込まれたデバイスをパソコンのプログラムを書いて制御する形式になります。
Arduinoのほうがファームウエアを自由に作成できるために自由度は高いのですが、逆に、パソコンの制御のみのGainerのほうが、敷居が低いとも言えます。
また、ArduinoはAtmel社のAVRマイコンをベースに作成されていますが、GainerはCypress社のPsoCをベースに作成されています。
【連載予定】本連載は、主にPepperを中心に解説をします。Pepperは最も小型で低価格ですので、ちょっとした実験には手軽に利用することができます。最大で４ポートの入出力ができますので、多くにアプリケーションはPepperで十分です。
次回は、Pepperの組み立て方の説明を行います。
【コラム：オープン・ソース・ハードウエア】
AndoroidやGainer/Gingerは、仕様やソフトウエアを公開した「オープン・ソース・ハードウエア」の形式で開発と公開が進められています。
仕様を公開することで、多くの開発者の目を通じて問題点が発見されやすくなり、改善が進みます。
ニーズに合わない場合には、開発者は自由にカスタマイズできます。また、無償で使えるライセンス形態をとっていることで、誰でも無料で利用できるメリットがあります。一方で、コピーするだけで誰でも利用できるオープン・ソース・ソフトウエアの場合と異なり、オープン・ソースのハードウエアの場合には、物理的なハードウエアが必ず必要になります。仕様が公開されているため、自分で部品を集めてハードウエアを手作りすることも可能ですが、コストやノウハウが必要になるため、誰かがまとめると効率があがります。ハードウエアを販売するディストリビュータや開発者コミュニティで共同購入などの方法が取られます。
Ginger/Pepperは、Creative Commonsというライセンスに基づいて自由に利用することができるようになっています。また、キットの配布を検討しているショップがあります。
桑田喜隆
コメントする