自由研究384｜自家製ロボットを作ってみる「自家製ロボットを作って動かそう！簡単な工作実験」

INDEX

自家製ロボットを作ってみよう！

身近な材料と簡単な電子部品を使って、自分だけのロボットを組み立て、プログラムで動かす工作実験です。歯ブラシモーターや紙筒、乾電池などでシンプルなロボットを作り、動きや仕組みを学びましょう。

どうして自家製ロボットを作ってみるの？

物理原理の理解　モーターや歯車の回転、重心や摩擦といった力学が目で見て理解できる。
プログラミング思考　動かすための手順を組み立て、命令を書くことで論理的思考が育つ。
創造力の養成「こんな形にしたい」「こんな動きをさせたい」というアイデアを形にする楽しさを体験。

自由研究のゴール

この研究を通じて、以下のような力を身につけることが目標です

レベル１　走るだけロボ
歯ブラシモーター＋車輪で前進・後退。
レベル２　障害物よけロボ
簡易センサー（光や触覚）で壁をよける制御を追加。
レベル３　リモコン操作ロボ
赤外線やBluetoothモジュールで遠隔操作できる仕組みを導入。

自家製ロボットを作った例

ペット型ブラシロボ　歯ブラシヘッドを毛に見立て、小さな紙製ペット型ボディを作成。前進すると「毛がブラッシング」されるギミック付き。
お掃除ロボもどき　スポンジを底に貼り付け、小さな掃除機のように床を拭きながら前後運動。モーターの傾きで方向転換を学べる。
光追尾ロボ　光センサーを搭載し、懐中電灯の光を追いかけるミニロボを自作。センサーの配線とプログラムの組み合わせで動きを調整。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！

材料選び　軽くて丈夫、接着しやすいものを中心に。紙、プラスチック板、木製スティックなど。
モーター・電源　歯ブラシモーターや小型DCモーター、単三／単四乾電池やUSBモバイルバッテリー。
制御回路　スイッチだけでOKな場合から、Arduinoやマイクロビットを使ったプログラミング制御まで段階的に。
実験と記録　なぜ動くのか、なぜ動かないのか仮説を立て、条件を変えて動作比較することが学びを深めるコツ。

自由研究の進め方

目的設定　「何を動かすか」「どんな動きをさせたいか」を決める。
設計図作成　サイズや部品配置、配線図を紙に描いて具体化。
材料調達　100円ショップや電子部品店で必要な部品をそろえる。
組み立て　接着や結束、はんだ付けなどでフレームとモーターを固定。
配線・制御　配線図に従って電源とモーター、センサーをつなぎ、プログラムを作成。
動作テスト　床や光源など条件を変えて実験し、動きを調整。
まとめ・考察　どの条件でうまく動いたか、改良点は何かをレポートにまとめる。

自由研究から発見したアイデア

自動給餌機のプロトタイプ　ペット用に一定時間ごとにエサを出す仕組みとして、回転式ホッパーを応用。
バランス走行ロボット　二輪で倒れずに進む自動制御を学ぶため、ジャイロセンサーを搭載。
ゴミ分別ロボ　カラーセンサーでゴミの色を判別し、仕分けボックスへ誘導するミニ実験。

この自由研究に関連する仕事

ロボットエンジニア　産業用ロボットやサービスロボットの開発設計を行う職業。
メカトロニクス技術者　機械・電気・制御を融合したシステムを設計する専門家。
組み込みソフトウェア開発者　マイコンやセンサーを動かすプログラムを書き、ハードと連携させるお仕事。
プロダクトデザイナー　使いやすく、魅力的な外観や構造を設計するクリエイティブ職。

自由研究のまとめ

自家製ロボットの工作実験は、「手を動かし」「頭で考え」「失敗から学ぶ」の3つが繰り返される絶好の学び場です。材料の選び方から回路設計、プログラミング、そしてアイデアの発展まで、子どもたちの好奇心を刺激し、問題解決力や創造力を大きく育みます。ぜひ身近な材料で一歩ずつ挑戦し、あなただけのロボットを動かす楽しさを体験してみてください！