Arduino UNOで作る会話型ヒューマノイドロボット「モフィザ」

部品と材料

部品	数量	備考
Arduino UNO（またはPro Mini 5V 16MHz）	1	Pro Miniなら小型化可能
近接センサー（IR）	3	目×2、胸×1
SDカードTFモジュール	1	音声再生用
マイクロSDカード	1	2GB以下推奨
サーボモーター (Tower Pro MG996R / SG90)	3	頭、左手、右手
ユニバーサル基板、ピンヘッダー、リボンケーブル等	1式	回路実装用
段ボール等（ボディ用）	適量	自作ボディ用

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• Arduino IDE

プロジェクト概要

このロボット「モフィザ（Mofiza）」は、**見る（SEE）、話す（TALK）、反応する（REACT）** が可能です。まずは動画をご覧ください。

これまで「話すロボット」というと、Arduino以外の開発ボード（Raspberry Pi等）を使う例が多かったですが、Arduinoだけで音声再生とサーボ制御を両立し、ヒューマノイドロボットを作ることは十分可能です。さっそく作ってみましょう。

ステップ1: 必要なパーツ

• Arduino Pro Mini (5V 16MHz) ※任意のボードで可
• メス/オス ピンヘッダー（基板実装用）
• ユニバーサル基板
• SDカードTFモジュール（音声再生用）
• マイクロSDカード（2GB以下）
• IR近接センサー ×3
• サーボモーター ×3（マイクロサーボSG90使用）
• 段ボール（ボディ製作用）

ステップ2: IRセンサーとボディの接続

ボディは段ボールで簡単に自作できます。IRセンサーはリボンケーブルではんだ付けし、片側をメスヘッダーにして、目（2つ）と胸（1つ）に取り付けました。

動作ロジック：

• 胸のセンサーが反応 → ウェルカムメッセージを再生
• 目センサーが反応 → 「あーっ、目は触らないで！」と再生し、該当側のサーボを動かす

ステップ3: 回路

回路は複雑に見えますが、実際はシンプルです。単一電池で全て駆動可能。ユニバーサル基板にはんだ付けし、頭と両手のサーボも接続します。

ステップ4: コード

このロボットには以下の2つのライブラリが必要です：

• TMRpcm.h - SDカードから音声再生: GitHub
• ServoTimer2.h - TMRpcmがTimer1を使用するため、サーボ制御をTimer2で行うためのライブラリ: 解説記事

まずはウェルカムメッセージを再生する基本コードです。独自の環境・動作に合わせて拡張してください。ServoTimer2ライブラリを先にインストールしないと動作しません。

#include "ServoTimer2.h"
#include <SD.h>
#define SD_ChipSelectPin 10
#include "TMRpcm.h"

TMRpcm tmrpcm;
ServoTimer2 matha;  // 頭
ServoTimer2 lhand;  // 左手
ServoTimer2 rhand;  // 右手

int in1 = 6;  // 左目センサー
int in2 = 7;  // 右目センサー
int in3 = 8;  // 胸センサー

void setup() {
  matha.attach(2);
  lhand.attach(3);
  rhand.attach(4);
  
  tmrpcm.speakerPin = 9;
  Serial.begin(9600);
  
  if (!SD.begin(SD_ChipSelectPin)) {
    Serial.println("SD FAIL");
    return;
  }
}

void loop() {
  // 胸センサー検知（LOWアクティブ）
  if (!(digitalRead(in3))) {
    tmrpcm.play("welcome.wav");
    lhand.write(2500);  // 手を上げる
    delay(2000);
    lhand.write(1200);  // 握手位置
    delay(9000);
  } else {
    // 待機ポジション
    lhand.write(300);
    rhand.write(1700);
    matha.write(1500);
  }
}

ステップ5: 完成

電源を入れれば完成です。スマートなロボットの出来上がり！[追加の写真と詳細は後日アップロード予定]

ピンがもっとあれば歩行もさせたかったのですが、残りデジタルピンが3本しかなく、必要数に足りませんでした。

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コード

• ウェルカムコード: 上記掲載
• フルバージョン (v1.1): GitHubリポジトリ

回路図