Robot

技術公開 part 4.1

学校が忙しくて、なかなかこっちの時間を取れませんでした.... 

そして2015年の中国大会のプログラムやWROで使用したライントレースの記事ではありません... (この辺は基礎の基礎になるのでちゃんと書きたいです)

その他、質問の中に多かったのが「何を使えばいいのか?」にまつわることでした。

なので、この記事ではRCJ、WROで使う色々なものの比較をしていきます。

具体的には、プログラム言語、NXTとEV3、そしてライトセンサーについてです。

(書く前に言いますが、僕はプログラムや回路に関してはあくまでも素人です... 理由付けのようなものがあっても僕の感想程度と思ってください....笑) 

3シリーズにするつもりで全て近日公開します(って言いながらできなかった時はすみません)

プログラム言語:

まず、僕が使ったことあるプログラムで多くのNXT/EV3使用者が使っているのが、Robolab、EV3-G、NXC、RobotC です。

特にNXTとRobolabに関しては長いこと使っていたので詳しく理解しています(←理解っていうかチュートリアルに書いている程度の使い方は分かる)

まずはブロックダイアグラムでプログラムしていく Robolab とEV3-Gについて解説します。

Robolabブロックダイアグラムでプログラムを組んでいくものとしては古いわりに非常にいいと思います。っていうか一番いいと思う。

なにがいいかというと、Cに一番近く、楽に細かい設定ができることです。

Robolab後のプログラムNXT-GやEV3-Gプログラムが簡潔化されていて細かい設定ができません。

一つの例はモーターのコマンドです。

たとえばBモーター、Cモーターを1秒間正回転 したかった時、Robolabではそのまま3つのコマンドを貼り付けます。(B回転、C回転、ウェイト1秒)

しかし、EV3-Gではそれが一つのブロックになっています。

う~ん、書きながら考えると初心者には優しい気がすることもするのですが、僕としては(特にCをやったことある人からすれば)、Robolabのほうがいいです。

他にもいかにLEGO社がEV3-Gを初心者向けに作ったのかがわかる機能が多くあります。逆をいうと、いろいろな場面で使いやすい感じもしますが。

代表的なものとしてモーターのコマンドが純粋なモーター回転ではないことです。

例えば1秒まっすぐでプログラムを試すと、とまる直前少し原則します。これは回転やステアリングでも同じです。

まっすぐ進むとかいうことに関してはモーター同期がかかってやりやすい面もあるのですが、スピーディーなWROとかではそういう設定も自分で入れるか入れないか決めたいところです。(実際、2013のWROを練習しているとき、相方がNXT-Gを使ってプログラムをしましたが、同じハードを使っているのにもかかわらず、そういう同期や謎の組み込みPID制御が原因で調整に苦しめられました)

あとはブロックの形です。

大きい!!

大きすぎます。大きいわりに自由度がないので(すべてくっついてる)元々あるプログラムに新しいものを組み込むっていう意味では非常にやりにくい。時間がないサプライズ対応とかは特に。(あとは一つ一つのブロックのグラフィックが無意味に良いためすぐにプログラムが重くなります。)

なにかEV3-Gの文句を言ってる感じになりましたが、言いたいことは「EV3-Gはガチでロボット競技やってる人にとっては向いてない」ということです。もちろんRobolabも同じですが、EV3-Gよりは自由度があります。

個人的に、もしEV3がRobolabで動かせたなら絶対そうしてました。EV3-Gを使ったのはWRO2015の競技ではモーターが絶対4個必要で、EV3をつかわざるをえなかったから。(ちなみにLabViewは全く別物です。Robolabの進化版みたいに書かれてますが、コンセプトがだいぶ違います。断然RobolabとEV3-Gのほうが似てます。)

WROはC禁止なのでしょうがないですが、ある程度プログラムに慣れてきたらEV3-G、RobolabからCに移行することを強くお勧めします。やっぱりブロックダイアグラムでは限りがあります。


と、いうことで次はC言語のプログラミングソフトウェアを紹介します。

Cは難しいイメージがありますが(難しいですが笑)、NXCやRobotCは簡単です(普通にロボカップで使う分には)

僕が実際にCを使って大会に出場したのは2013年のロボカップが最初でした。(NXC)

さっきも言いましたが、RobolabはNXT-GとかよりもCに似ているのでNXCで初めてプログラムを書いてみてると「あ、これはRobolabのこのコマンドと同じことか!」と思うことが多かったです。

この記事はCのチュートリアルではないので自らの体験はこのへんで笑

あまりこの記事を書いている意味がなくなるかもしれませんが、NXCとRobotC、あまり違いはないです

ではなぜNXCを使っていたの?と聞かれると、「タダだったことと、最初に使ったものだから」と答えるほかありません。

でも、どっちも経験してみてわかったことはRobotCのほうがクオリティーが高いことです。

主な違いは

ダウンロードスピード、サポート、バグ出し、二次元配列が使える

です。特にダウンロードスピードは速いほうが断然いいので笑 サポートに関してもNXCよりいろいろなセンサーに対応しているし、NXCよりも的確なバグ検知ができます。レスキューメイズの選手からしたら二次元配列はうれしいことでしょう(NXCが二次元配列つかえなかったかどうかは正確には忘れました。でも使えなかったような気がします)。

他、プログラムの文法的な部分に関してはあまり変わりません。多少文が変わりますが、そんなのは覚えたらすぐです。

デメリットはRobotCはお金がかかるところでしょうか?($5000/年とかだったような?)

僕も明らかにメリットがあるから使ってみました。具体的には2015年のロボカップ全国後から世界大会の40日くらい前まで。

ただ、なぜか僕が愛用している8角形のジャイロが思うように使えませんでした。なぜかうまくいきません。Mセンサーも試したのですが、MセンサーはI2Cでありながら、ほかのI2Cと共存できないっぽいのでそれも没。

結局世界大会はNXCで挑むことになりました。


と、いうことで僕のプログラム言語の関するコメントでした。

次回はNXTとEV3の比較を行います。(非常に一方的な比較になると思いますが苦笑)
 

技術公開 part 3

現在2015年度のロボットのアルゴリズムなどについての記事を書いているのですが、なかなか終わりません... 笑 (学校も始まったので更新頻度は落ちるかと...)

それまでに、より具体的な質問に返答しようと思います。

〜坂を登る〜 

I. 重心

レスキューで多くのチームを悩ます重心の問題です。

何が問題かというと、坂をどうクリアするかです。特にレスキューラインになると坂がただの邪魔者になったうえ、坂が幾つもあるコースが考えられるのでちゃんとクリアできないと得点が大幅に下がってしまいますね...泣

じゃあ、どうすればいいの?

ベストなロボットは平べったくて重さが均等に広がっているロボットです。

逆に背の高くて高ところに重いものが乗っかっているロボットは坂を乗り越えにくいロボットです。

あきらかに右のロボットの方が安定感がありますね笑(直感的に)

重力の方向とか物理で解決する方法もありますが、(っていうかそれが正統的な方法だと思う)多くのチームは試し試しやっていくのが(僕も含めて)普通だと思います

そういうこともあって、この問題はそれぞれのロボットで違うような問題になってくるのであまり「答え」というのがありません... (なのであまりこの記事を書いている意味がない...)

ただ、共通のことがあるとすれば、

1. 重いものはロボットの一番下に置く
2. ロボットの片側に重いものを置かない

ですね。それぞれの場合で「平べったくて重さが均等に広がっているロボット」 を目指すことが重要です。特にレゴのロボットで見かけるのがEV3/NXTがロボットの高いところの位置されているロボット。

レゴの本体は大きいしモーターもいびつな形をしているし配置は難しいですが、そこはできるだけ考えましょう笑 あきらかにロボットの底部に何も入っていないのに本体がロボットの高いところに位置しているロボットをよく見かけます。

特にNXTやEV3は電池と一体化していこともあってその置き場所でロボットの重心が大きく変わります。

この辺の配置はよくよく考えてロボットを作りましょう。


II. 摩擦

(ここからは、レゴのみの話になります)
摩擦もまた、重心とかと同じく物理的に求められると思うのですが... 結局は試し試しやりますよね笑

僕の経験上、レゴのキャタピラを使うよりバルーンタイヤで四駆にする方がはるかに摩擦が大きく、坂は登りやすいです。なので、その面でいうとバルーンタイヤの四駆をお勧めします。

ただ、バルーンタイヤの四駆は構造的に「しっかり」していないとうまくいかないこともあって、難易度が上がります。その面キャタピラは結構簡単に作れるのでハード面では易しいです。
 
なのでこれもチームによります... 各チームで考えて何がベストか選んでください 


(なにかパッとした記事になりませんでした.... もう少し説明してほしいことがあれば指摘お願いします) 

振り返り Reflection

WRO2015世界大会から一ヶ月以上経ちました。自分の中では少しづつその時の記憶や感情も薄れてきています。あの時の結果や内容も少しづつ受け入れられるようになってきたと思います。それでも、どれほど時間が経っても、立ち止まって考えたら表現のしようがないほどの悔しさや歯がゆさが蘇ってきます。

あの時、決勝戦が始まった時、まず試したのは予選の晩にホテルで作った補正プログラム。しかしそれは無残にもEV3特有のプログラムエラーが出たために失敗。しょうがなくその場対応になるけれどモーターの回転数などを調整してなんとか満点を取れる状態に。調整時間は30分だけしかないしコートも使い放題ではないです。そんな中迎えた第一走行。ロボットは見事完走して満点。タイムは66秒。予選一位のチームのタイムを考えると15秒以上早く、完全な安全圏にいました。さらには、ホテルで「満点出せたら絶対に1位いける!」とチーム内で言ってたことや今までの苦しさを乗り越えての満点だったことから、これは絶対に優勝できると何の疑いもなく100%信じてました。逆にここまで優勝を確信した瞬間は今までもなかったと思います(たとえ地区予選大会でも…)。しかし、約30分後、第二走行の時に噂に出てた「速い台湾チーム」のタイムを自分で計ると65.6秒。「え?うそやろ?」自分でも信じられませんでした。そう思ってからの自分の残り二走行は一瞬にして終わりました。相方に聞くとその間僕は「冷静に!」とか言ってたらしいですが、冷静どころか何が起こっているのかがわからない状態だったことを覚えてます。全てが終、気づいたら結果は2位。しかも一位との正式タイムは僅か0.5秒差でした。

競技後、「メダル獲得したのに何が悔しいの?」と会場でも多くの人に問いかけられました。僕の意見を言うと、喜びよりもはるかに悔しさが上回る結果でした。もちろん「2位」という結果にも悔しいです。今年はこの世界大会以外全ての大会優勝してるし、多くの人に(幕張の強化合宿でも)「WROでも必ず世界一を取る」と宣言していたので。しかし、それ以上に自分が追い求めていた「栄光」がすぐ目の前に迫っているのに、それを一瞬にして奪われて、それを見てることしかできなかった、それに対応することができなかった自分に対しての悔しさの方が強いと思います。今この文章を書いている瞬間もいたるところから悔しさが滲みでてきてます。

その反面、時が経つにつれて、これはこれで受け止めなければいけない、しょうがない結果だという理解も深まってきています。自分の感情と矛盾するところもありますが、理論的に、全体的にこの大会を見ると、これからの自分に繋がっていくかもしれないと思うようになってきています。中一の時に2回連続に予選落ちしたことが当時は最悪の思い出だったのが、今はそれなしではここまで上がれてなかったと思っているのと同だと思います。僕のコーチが常に言っていたように、重要なことは今まで通り「何を学んでどのようにして次に活かしていくか」でしょう。

どんなに悪い結果でもいい結果でも必ずミスはありそれを治す余地はあります。逆にそのミスを無視して進めば必ず失敗すると確信しています。現に、この「復習」の時間を十分に取らずに臨んだWRO2014年の全国大会はそれが故に敗退しました。また、2015年の過去最高の結果はWRO2014年全国大会から多くを振り返り、反省して臨んだからです。WRO2015世界大会も同じ。自分に足りなかったところ、うまくいっていたところを冷静に考え拾い出して、これから進んでいく道に活かしていくのみでしょう。


想うことが多いWRO2015年の大会ですが、大会が終わってすぐ「これから」のことを具体的に考え始めました。結論から言うと、このWRO2015世界大会を最後に、WROとRCJから引退することに決めました。僕はこれから、高校を卒業して大学に入って、社会人になってもロボット関係、工学関係のことに携わっていきたいです。さらには、願わくば、この分野を自ら発展させたいと思ってます。自分のできることを精一杯やりとげ、何か世界に、人々に貢献できれば、と思います。そのためにはしっかり学び、勉強していかなければいけない。それを可能にすることは今一時の強い感情や心境でWROやRCJに来年も参加することではなく、しっかり勉強をこなし、自分の夢の第一歩を現実化させる大学に進学することだと判断しました。


今までは、年末になると、ちょうどロボカップの京都大会が迫ってくる時期でもあり、そのためのロボットをせっせと作り上げていたことを思い出します。それが今年初めてなくなり、今まで自分がやってきたことを振り返るチャンスが与えられたのではないかと考えています。2010年に「経験のため」に出場したロボカップから始まり12大会 (RCJ2010~2015とWRO2010~2015)を経験しましたが、本当に山あり谷ありの6年間でした(ひとつひとつの大会の感想とかを書きたいですが、それはこの投稿では書ききれないので総括だけにします笑)。忙しかったけど本当に楽しかった6年間だったのは確かです。学校が高専や工業高校でないこともあり、何度も友達や知り合いに「何が楽しいの?」と聞かれることが多々ありました。僕的に答えると、やはりロボットの面白さは、自分が魂を込めて作ったものが自分が思っていた通りに動き、やりたいタスクをこなせたときの気持ちが他では感じることのできないものすごく達成感のあるものだからです。失敗すれば失敗するほど、苦しめば苦しむほど成功した時の嬉しさは増すばかりです。今思うとずっとそのような大会ばかりでした。小学校6年生のときからこの前の世界大会まで楽に終わった大会は一つもありません。その時その時、経験したことない試練があり、それを乗り越えて成功した時もあれば、それを乗り越えられずに悔しい思いで終わったこともあります。WROやRCJは特に活躍したらプロがあるようなものでもなければ、それが直接何かの役に立つわけでもありません。そういう大会だからこそ多くの人が趣味として、一回きりのアクティビティーとして出場しているのも確かです。ですが、僕は常に「本気」で向き合ってきました。自分のやっている何よりも時間をつぎ込み何よりも努力してきたことを確実に言えます。その分、同大会に出場している多くのチームよりも苦しい思いや嫌な思いも経験しました。時には練習では絶対成功していたものが本番で失敗したり、世界大会帰国後すぐに地区大会があったり、期限までに自分の納得するものが完成しなかったり。たぶんロボットやってる9割以上の時は苦しんでいると思います笑。でも、だからこそ、自分が思っている以上に上を目指すことができて、自分のなかで確かな「結果」を手にいれることができました。ロボットの技術や知識だけでなく、大会を経て得られる独特な経験や国境を越えての友達や人間関係を築くことができました。国内外多くの場所で色々な経験をしたことで得た純粋「思い出」もまた生涯すごい価値のあるものだと思います。そんなロボット人生だったからこそ、何よりも楽しく、終わった今、自分の軌跡に満足できて全てが最高だったと自信を持って言えます。


自分の話が多くなりましたが、この6年間の結果は自分一人で成し遂げられたものではありません。大会を運営してくださっている方々はもちろん、僕のことを応援してくださった多くの人には本当に感謝しています。大会後にアップするFBやブログの投稿で常に言っていることですが、6年間の出来事を振り返っていると、「あの時あの一言がなかったら..」のような運命を左右するほどの会話やサポートがあったことを思い出します。その中でも、2年間以上ずっと最高の相方でいてくれた幸悠紀、6年間ずっとメンターでいて僕のことを何もわからないところからここまで育ててくださった布柴先生、そしてどんなときでも僕がロボットに完全に打ち込める環境を作ってくれて見守ってくれた両親には感謝してもしきれません。


引退ということで終わりを強調した文章になりましたが、むしろ僕はこれからが始まりだと強く思います。WROとRCJに関しても選手としては出場しないだけで後輩指導、大会運営、審判などはまだまだ続けていくつもりです。短い人生でありがなら、その方向性が大きく変わるであろう2016年がもうすぐそこに迫っていますが、さらに進化できるように自分の目指すものに突き進んでいきます。

More than a month has passed from the WRO2015 finals. The memories and emotions within me seem to be fading away day by day. Yet, when I think about it, all of it flashes back at me as if it just happened at this moment.

On that day, on the finals, the first thing that I tried with my robot was the revised version of my program, which I edited the night before in my hotel room. But because an unfixable error was detected during the test, it forced me to use the program that I used the day before in the preliminary rounds. Although this program was incomplete, by adjusting multiple variables our team was at the situation that we could get full points. On the first run, our robot worked as expected, and got full points. The time for completion 66 seconds. Compared to the fastest team on the preliminary rounds, it was more than 15 seconds faster. We completely nailed it. There was no doubt in me that we were gonna win the competition. Even back at our hotel, we(as in my partner, coach, and I) were repetitively saying “If we get max points, we will win for sure”, which only boosted my confidence. To be honest, there wasn’t a time before this that I was so certain about winning a competition(even at regionals..). However, I was proven wrong in just 30 minutes. On the second run before mine, I went to measure the time for the “Taiwanese team with a fast” which was a rumour among the participants. When I looked at my stopwatch, it displayed 65.6 seconds. “No way.. That can’t be,” I couldn’t believe it myself too. After that, everything felt like an instant. When the competition finished, I realised I ended up as second place, officially with only a 0.5 second difference. 

After the competition, I was asked multiple times, why I was disappointed at my result. My true emotion right after the competition was a mixture of being both satisfied and unsatisfied. Obviously, the fact that I got second place was something disappointing. But moreover, the disappointment came from what happened, than the result. I was so close to winning, and believed for sure that I will achieve it. But all of a sudden, it was taken away and couldn’t do anything about it. That feeling was so strong, that it had overridden my satisfaction. 

On the other hand, as time progresses, I am more certain that I have to move on from this, and accept that it was something inevitable. It disagrees with my emotions, but when looking at this event from a bigger perspective, I believe it will benefit me in one way or another in the near future. It kind of relates to what happened back in 7th grade, when I lost two consecutive regional competitions. Back then, it was a terrible experience, but now I know it was a major stepping stone for me. My experience in Qatar would do the same I guess. As my coach always said, the important thing is what you learn out of your experience and how you apply it to your future. 

I have countless thoughts and comments on this competition, but as I said in my previous post, I began thinking specifically on what I am going to do from now on(if I’m going to stop my robotics or not). The straight forward answer for this is that I will retire from participating in both WRO and RCJ as a competitor. However, it is completely different from ending my connection with the robotics community and this area of study. In fact, as I move on to my university, I want to strongly engage in this field, robotic engineering. And as ambitions as it might seem, I want to make some kind of contribution to the world and the people with what it. To achieve this, I’m pretty sure, my first step is to proceed to a university that will let me study and research what I want to, which can only be achieved by putting effort into my school studies; and not another participation in WRO/RCJ. 

For the past so many years, I would have been working on my RCJ robot this time of the year. With that not happening currently, I’m taking it as sort of it like an opportunity to reflect back on what I did for the past 6 years. Robotics started off as a one time activity in 2010, not knowing it would continue for another 11 competitions. Although it was an incredibly tough 6 years for me, it was also the most enjoyable 6 years as well. Often I get asked why I am so into it(maybe because it is such an uncommon thing). From my perspective, the “fun” in robotics lies in the satisfaction you get, when you finally create your robot after months, and it works the way you want it to. The more it fails, the more you suffer perfecting it, the better it is when it succeeds. And to be honest, there wasn’t a competition that was straight off easy from the beginning in 2010 to the end. In terms of WRO and RCJ, there isn’t anything like a pro-league. Even the tasks in these competitions are just that, tasks. There isn’t any guarantee that the it will benefit you in the future. Yet, I have always faced the two competition seriously, and spent so much time and effort into it. Because of it, I may have had more tough times than a lot of the other teams participating in the two competitions. Working so hard on a robot but failing a competition, traveling to a world competition and then having to participate in a different regional competition just days after, and always going against intense time pressure. These are only a very small part of the stressfulness of robotics I faced. Perhaps around 90% of my time working on robotics was stressful and tough. However, that seriousness and effort I put in, must have been the reason to why I was able to get the “results” I wanted; the reason why I now have countless connections with friends all over the world; and the reason why I can confidently say the days I worked on robotics were the best days. 

I talked a lot about myself, but it is certain that these results for the past 6 years was not something that I was able to build with my own power. I have to say a big thank you to the people who always run the competitions and my friends and family who's supported me constantly. The more I reflect back on the events in the past 6 years, the more I remember times when a conversation with someone actually changed the outcome of a competition largely. Even within them, I have to specially thank Koki, who’s always been a great teammate and a friend to me; Coach Nunoshiba, who raised me and taught me from knowing absolutely nothing until what I am today; and my parents, who gave me the time, environment, and support for me to work on my robotics constantly. 

Although, the the whole text seems to be indicating some kind of end, I see it only as the beginning. Even talking about WRO and RCJ, it’s not going to be the end. I’m going to be helping out competitions and teaching younger students on robotics. From what I experienced so far, 2016 will be a great turning point for me. And I will continue to proceed through to achieve my goals.  

今何をしたいのか?

全国が終わり今日1日ずっと世界大会用のロボットの作成を頑張ってました。

でも、何かがしっくりこない... 

ずっと考えた結果、おそらくそれはただ勝つためだけのロボットを作っていたから。

ある意味勝つロボットを作るのは簡単なこと。

全国の閉会式で運営の方々が言っていたようにyoutubeを見てタイやマレーシアのロボットを真似たら一応世界でもいいところまで行くと思う。 

正直今日1日はタイのロボットを目指してハードを作っていた。

しかし、本当にそれでいいのか? robotics Xの集大成をただ勝つだけのロボットだけで終えていいのか?

かつてコーチが言ってた言葉が「勝つロボットと良いロボットは違う」。でも自分は絶対に圧倒的に強く、エレガントで、「良い」ロボットを作りたい。

インドネシアの時も中国の時も世界で誰も見たことないアイデアを用いた機構や動きでしかも上位に登って行った。

今回の世界大会も同じこと。時間は少ないし高校生の部ということで難易度も高い。それでも、世界でただ一つのオリジナリティーが高くてかつ世界最高のスピードと確実性を備えたロボットを作っていきたい。

ある意味無謀な挑戦でもあるが、多分そのレベルを目指していかないと悔いが残るはず。だからこれからの一ヶ月は自分の目指す完璧なロボットを作っていきたい。

負けるもんか

本当は世界大会の前にアップするつもりでしたが上海のwifiの関係で出来ませんでした..
robotics X 負けるもんか
(ちゃんとしたyoutube動画としての貼り付けは帰国後に行います。まだいろいろ中国のwifiトラブルがあります...)

今後とも応援よろしくお願いします!!
プロフィール

2010年からロボット活動を始めた robotics X のキャプテン、ユング 開です!WROとロボカップジュニアレスキューラインに出場していました。メールは kaijunge21 & gmail.comへ(&を@に変更お願いします)。

ブログは終了いたしました。今までありがとうございます。

I am Kai Junge, captain of team robotics X. Pleas contact me at kaijunge21&gmail.com (please change & to @)

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    •ロボカップジュニアレスキューラインセカンダリ 2015 世界大会 in 中国 ベストプログラミング賞

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    •RCJ rescue A secondary 2014 Keijina 1st place
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    •ロボカップジュニアレスキューAプライマリ ベストプレゼンテーション賞受賞

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    •RCJ rescue A primary 2011 Japan Open 10th place
    •ロボカップジュニアレスキューAプライマリ 全国大会 10位

    •RCJ rescue A primary 2011 Keijina 2nd place
    •ロボカップジュニアレスキューAプライマリ2011 京滋奈大会 第二位

    •WRO 2010 World In The Philippines 28th place
    •WRO 2010 フィリピン世界大会 28位

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    •WRO 2010 全国大会第三位

    •WRO 2010 Kansai 3rd place
    •WRO 2010 関西大会 第三位
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