2018年7月 高校生向けWS 数学・物理を用いたロボット&シミュレーションのプログラミング

2018年7月24日(火)

午前1:基礎数学と基礎物理
  • 変位・速度・加速度(自由落下運動の支配方程式)
  • ガリレオ・ガリレオの斜面上の転がりの実験
  • 合力(力の足し合わせ) ⇒ 買い物袋を二人で持つ場合、120度以上に開いては意味なし。
午前2:Scratch 2.0 による、高校数学・物理を用いたゲームプログラミング
  • 等速直線運動
  • 自由落下運動(重力加速度)
  • 自由落下運動+等速直線運動
  • パラシュートによる空気抵抗の発生/増加
  • プログラムはこちら

午後1:micro:bitの基礎
  • ロボット/システムにおける、センサー、プログラム、アクチュエーターの関係
  • マイクロプロセッサとしてのmicro:bit
  • micro:bit 搭載の各種センサー
午後2:バギーロボットの作成
  • マイクロプロセッサとしてのmicro:bit
  • micro:bit 搭載の各種センサー
午後3:おまけ 科学における疑問・質問

 

2018年7月25日(水)

午前:太陽系惑星のシミュレーション
  • 地球と火星が、太陽周りの円軌道を公転するとして、地球と火星の距離を算出するシミュレーターを作成
  • 円軌道の公転には三角関数を用いる
  • 公転半径および公転周期は、インターネット検索で取得
  • データの可視化/グラフ化の方法を学ぶ中で、関数の意味合いを再確認

sin, cos 関数の可視化

完成した太陽系シミュレーターを発表

 

 

可視化の手法に個性が光る

 

午後 micro:bit バギーで、ロボットプログラミング
  • 昨日完成させた micro:bit バギーのロボットプログラミング
  • バギーロボットが南方向(180度)に向かうように、
    地磁気センサーとフィードバックループをプログラムに組み込み
  • 目標方角と実際の進行方向にずれがある場合に、左右の車輪の回転数が調整されることによって、進行方向が修正されるプログラムを作成
  • プログラム的にも難易度が高く、またハードウェアのロバスト性にも依存するため、なかなか難しかった。
    (ちなみに、先生のロボットはきちんと動きました。)
    家に帰ってからも、改良を続けて欲しいと思います。

    ⇒ キーワードは、「フィードバック」です。

 

ディスコ状態

micro:bit に搭載されているコンパス(地磁気センサー)を用いて、