MIA-1：3Dプリンター不要の手作りオープンソース高機能ヒューマノイドロボット

必要な部品と用品

Arduino Mega 2560	×1
LDX227 デュアル軸サーボモーター	×8
UTSOURCE電子部品（各種）	×1式

使用アプリ

• Arduino IDE

プロジェクト概要

今日は、3Dプリンターなしで完全手作り可能な、高機能かつオープンソースのヒューマノイドロボット「MIA-1」を紹介します。オープンソースとは、コードと全詳細が無料で公開されており、誰でも製作できることを意味します。

MIA-1ができること

• 音声認識・会話応答
• 左目のカメラで顔認識・人物特定
• 動体検知・写真撮影
• タッチスクリーンLCDのGUIでコマンド操作
• LCDに画像表示・ダウンロード画像表示
• 右手のレーザーポインターで目標指示
• 会話に合わせて手を動かす
• 自立二足立ち（補助なし）
• お辞儀動作（動画参照）
• その他多数

用意するもの

マイコン・コンピューター（脳）：

• Arduino Mega（サーボ制御用）
• フルスペックコンピューター（Raspberry Pi可。当初はノートPCを使用）

サーボモーター（13自由度）：

• LDX227デュアル軸サーボ ×8
• MG996R / MG996 サーボ ×3
• 指用：マイクロサーボ SG90
• ロボットクロー用：MG996R ×1（追加）

ジャンパーワイヤー等

視覚系： USBカメラ（画像処理・顔検出・撮影用）

ステップ1: ボディとモーターレイアウト

ボディはPVCシートをカッターナイフで切り出し、ホットグルーとネジで組み立て。女性型のボディラインに設計。サーボ連結部は薄いPVCシートで柔軟に対応。頭部は風船に新聞紙を貼り重ね（8層）て硬化させ、白スプレーで塗装。驚くほどバランスよく、自力で二足立ち可能。

LCDディスプレイは胸部にネジとホットグルーで固定。

ステップ2: 回路図

配線は複雑に見えますが、ボディ上のモーター配置に合わせて描いています。全GNDを共通化。ArduinoはUSBでPCから給電。レーザーダイオードはArduinoピン13（LEDピン）から給電。全モーターとArduinoは背面に配置、ケーブルも背面から通しています。延長USBケーブルでPCと接続。

ステップ3: コード

Arduino Megaでサーボ制御。モーターはプリプログラム済み。デフォルトポジション（待機姿勢）を維持して組み立ててください。モーターのみ通電すればデフォルト位置に移動します。

/* デフォルト/待機ポジション */
komor.write(4);      // 腰サーボ
left1.write(120);
rFinger.write(0);
servo1.write(55);
clawOpen();
rightStandBy();
leftStandBy();
headTilt.write(134);
headPan.write(90);

モーター制御コードは750行以上（編集注意）。メイン処理はPython 3スクリプトで実行。

Python必要ライブラリ（pip installでインストール）：

import pyttsx3          # オフライン音声合成
import speech_recognition as sr  # 音声認識（要インターネット）
import time
from random import randint
import tkinter          # GUI
from tkinter import Tk, Button, Label
import serial           # シリアル通信
from PIL import Image
import cv2              # OpenCV
import wikipedia        // Wikipedia検索

OpenCV: pip install opencv-contrib-python
GUIはtkinterで作成。ウェブカメラ使用時はデバイス番号に注意（多くの場合1）。

音声対話の仕組みは関連チュートリアル参照。MIA-1はその拡張版です。PCからArduinoへバイトコマンド送信、Arduinoが対応アクションを実行することで、発話と動作が非同期に見えるようにしています。

mia.write(b'p')        // 頭上下動作コマンド
count_down(3)
respond("Smile please", 100)

全コード（Arduino + Python）はGitHubで公開：
ashraf-minhaj/MIA-1-Open-Source-Humanoid-Robot

ステップ4: 電源と仕上げ

7.4V LiPoバッテリーで駆動。LDX227は電流を多く消費するため常時7.3V以上必要。MG996Rは7.8V以上で破損リスクあり。推奨電圧範囲：7.4〜7.8V。

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コード

全コード無料公開：
GitHubリポジトリ

回路図

GitHubリポジトリ内に掲載：
MIA-1 circuit