2020/06/19親子ロボットプログラミング講座（２）「ロボットプログラミングの準備をしよう」

親子ロボットプログラミング

この回で学ぶ事

　親子で学ぶロボットプログラミング講座の第２回目は、「ロボットプログラミングの準備をしよう」です。

　前回は、自宅で親子でロボットプログラミングを楽しむための教材の選び方を解説しました。

　この回からは、世界中のプログラミング教育の現場で利用されている教育用ロボット「mBot」を使うための準備方法を解説いたします。

　mBotを使ったロボットプログラミングをする為の必要機材は、ロボットキット（mBot）と、パソコン（タブレットも可能）です。
　mBotに関しては、アマゾンなどのECサイトや家電量販店などで簡単に購入できますので、mBotで検索してお好きなところで購入しましょう。尚、日本の正規代理店が流通させているのは、「mBot v1.1 Bluetooth版」になり、この講座もこれを使っていきます。

　パソコンに関しては、Windows・Mac・Chromebook・LinuxやAndroid・iOSなど各OSで動作可能です。

　タブレットでもプログラミングをする事は可能ですが、使い勝手や応用していく事を考えると、パソコンの利用をお進めします。筆者の個人的な考えですが、ロボットプログラミングを学びながら、キーボードの使い方に慣れていくというのも、子供にとっては、非常に重要なことだと思います。

　この連載では、特に断りが無い限り、Windows10のパソコンで進めていきます。尚、windowsは、64bit版であれば、５年以上前の古いスペックでも動作しますので、現在流通しているPCはほぼ問題ないでしょう。

　さて、mBotとパソコンを用意したら、いよいよ、ロボットプログラミングの準備を始めましょう。準備は4つのステップで解説していきます。

STEP1：mBotの動作確認

mBotの組み立て

　まずは、mBotの組み立てから始めましょう。

　mBot v1.1 には、超音波センサー・ライントレースセンサー・DCモーター・メイン基板・Bluetoothモジュール・タイヤ・各種ケーブル・シャーシ・ネジ・ドライバー及び、動作確認用のテストコースシートが入っていますので、このキットに電池(単3電池4本）を用意すれば、全て事足ります。

　組立てに関しては、同梱されている組立説明書を見れば、子供の手でも60～90分程度で完成すると思います。

　まだ、お手元に無い読者さんの為に、組立のCG動画をご紹介します。

　組立の際に知っておきたいことは、主に、２つです。

　一つは、センサーの接続をするポート番号を間違えない事。mBotのメイン基板、mCoreには、センサーや拡張電子パーツを接続する為に４つのポートがあります。１～４のポートのどの番号にどのセンサーを接続するか、取り扱い説明書の通り、しっかり接続しましょう。

　もう一つは、バッテリーについてです。mBotは、単三乾電池４本（6V）か、充電式のmBot専用のリチウムポリマー電池(3.7V)の２つに対応しています。組み立ててみると気付くのですが、乾電池にした場合、電池交換のために、mBotを少しばらさなければなりません。これは結構面倒です。一方、別売りの充電式リチウムポリマー電池は、付属のUSBケーブルで、PCとmCoreをつなげつなげると充電できます。これは非常に便利ですので、がっつり取り組みたい方は、リチウムポリマー電池の購入をお勧めします。

mBotの動作確認

　組み立てたら、mBotの動作確認です。

　mBotは、初期状態で、リモコンモード・障害物回避モード・ラインフォロワーモードの３つの動作モードがあり、mCoreのスイッチか、付属の赤外線リモコンで、モードを切り替えます。

１：リモコンモード

　リモコンの上下左右ボタンを押して、mBotをラジコンのように動かす事が出来るモードです。もし、上手く動かない場合は、左右のモーターの取り付けが逆になっていないかなどを確認しましょう。

２：障害物回避モード

　mBotの主要パーツである、超音波センサーを使って、障害物を回避する動作をします。

　上手く動かない場合は、超音波センサーが説明書通りのポート番号に取り付けられているかどうかを確認しましょう。

３：ラインフォロワーモード

　mBotのライントレースセンサーを使って、黒い線上に沿って、mBotが走行するモードです。キットに付属している八の字のテストシートを使って、確認します。

　問題なく各動作が動いたら、mBotの組み立ては完了です。

　ちなみに、この講座を終えると、上記の3つの動作をプログラミングできる状態にまでなれます。

STEP２：mBlock5のインストール

　mBot=ハードウェアの準備が出来たら、次は、ソフトウェアの準備です。mBotのプログラミングをするソフトウェアは、makeblock社が無償で提供しているmBlockを使います。

　まずは、mBlockのサイトを確認しましょう。

mBlock5とmBlock3

　mBlockには、最新版のmBlock5と旧版のmBlock3があります。これから始める人は、mBlock5を使っていきましょう。

　ちなみに、mBlockは、代表的なビジュアルプログラミング言語「Scratch」をベースに作られています。ScratchはNHKのプログラミング教育番組でも取り上げられ、非常に多くの子供向けのプログラミング教室やワークショップでも使われており、事実上デファクトスタンダードといっても良いと思います。
　mBlock5は、最新版Scratch3.0をベースに作られていて、操作方法や、プログラミング方法・画面の構成などは、ほぼ同じです。お子さんがScratchを使ったことがある人は、すぐに慣れてしまうでしょうし、お子さんの友達がScratchを使って学んでいれば、共通の話題にもなるソフトウェアです。

ウェブ版とダウンロード版

　mBlock5には、ウェブ版とダウンロード版があります。ウェブ版とは、インターネットが繋がっているPCで、https://ide.mblock.cc　にアクセスすると、ウェブブラウザ（Chrome推奨）上で、プログラミングする事が出来ます。

　ダウンロード版は、PCにmBlock5ソフトウェアをダウンロードして使います。インターネットにつながっていなくてもプログラミングをする事が可能です。

　ダウンロード版を最新バージョンにしておけば、ウェブ版と基本的な機能に違いはありません。ただ、若干ウェブ版の方が、最新機能などのアップデートが早いので、常に最新の機能の環境で取り組みたい人はウェブ版にしましょう。

　本講座では、特に断りが無い限り、2020年6月現在最新のダウンロード版（ver5.2）で解説していきます。

ダウンロード版の設定手順は、以下のPDFにまとめておきましたので、ご確認ください。

mBlock5インストール手順PDF

STEP３：mBotとPCの接続

　さて、mBot＝ハードウェアとmBlock5＝ソフトウェアの準備が出来たら、ハードとソフトの接続です。mBotとmBlock5(PC)の接続方法は、3つあります。

１：USBケーブルを使う方法

　最もポピュラーで、どのPC（USB-TypeAのポートがあるPC）でも安定して接続が出来ます。基本は、USBケーブルで接続をしましょう。

２：PC内蔵のBluetoothを使う方法

　USBケーブル接続だと、プログラミングの際に、PCとmBotが物理的に離せず、PCからプログラムを実行する場合に、不便です。そこで、mBotのBluetoothと、PCに内蔵されているBluetoothを使いケーブルに接続することなく、mBlock5で実行したプログラムを送信することが出来ます（プログラムのアップロードは出来ません）。

　ここで注意したいのが、PCの内蔵Bluetoothのバージョンが、基本的には、Bluetooth4.0でなければならない点です。

　※ ちなみに、Bluetooth4.0以外のPCを4.0にする方法はこちらのURLをご参照下さい。ただ、あまりお勧めできません。