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MINDSTORMS(まいんどすとーむ)とは、モーターを備えたプログラムが組み込めるブロックや、センサー、レゴブロック、ギアや車軸、ビーム、タイヤと言ったレゴテクニックの部品の組み合わせで、ロボットや他の機械、または対話システムを組む為のレゴ社の商品セットである。

◆ 概要

レゴ マインドストームは商業的にはロボット発明システムRISとして売られている。また、元々はMITメディアラボとレゴのパートナーシップを通して教材としても販売され使われている。教育用の商品はLego Mindstorms for Schoolsと呼ばれており、タフツ大学で開発されNational Instruments社のLabVIEWをエンジンとして使っているGUIベースのプログラミングソフトであるROBOLABを同梱している。

レゴ マインドストームはコンピュータで操る電子機械部品の組み込みシステムのモデルを構築する為に使われるかもしれない。ほとんど全ての実生活の組み込みシステムはエレベーターのコントローラーから産業用ロボットに到るまでマインドストームを用いてモデル化されるだろう。

プロから趣味人、全ての年齢層からなる活発なコミュニティがありデザインやプログラミングの技巧やその他関連するアイディアを共有している。

最初のマインドストーム Robotics Invention System(RIS) は、1998年にリリースされた。DCモーター(※注意 一部ではステッピングモーターやサーボモーターであると勘違いしている場合があるが,これは誤りである)とタッチセンサーが2つずつと光センサーが1つ入っていた。別売りの追加パーツとして回転センサー、温度センサー、音量センサーがある。2000年前後ではモーターの新型も登場したが,ほとんど旧型と見分けがつかない。変更が見られたところはモーターのトップにはめ込みの跡があること,重量が若干軽くなった点などが挙げられる。2006年、レゴ社はNXTと呼ばれる新しいプログラミングできるブロックを中心とした次世代のマインドストームをリリースした。

◆ RCX

レゴマインドストームの第一世代は、RCXという名前のブロックを含むセットである。CPUはRCXの中にあり、内蔵CPUとしてルネサス テクノロジ社のH8/300マイクロコントローラが入っている。このCPUは16MHzの8ビットCPUである。

パソコンから特別な赤外線インタフェースを通してブロックのRAMに下に挙げるいくつかの使用可能な言語で書かれたプログラムをダウンロードする事によってプログラムを登録する。ユーザがプログラムをスタートさせた後、RCXを可能にしたマインドストームの創造物をそれ自身で全体的に動作させる事ができ、プログラムされた命令に基づき、内外の刺激に基づいて行動する。

また、2つ以上のRCXブロックは互いにIRインタフェースを通して通信でき、内部のブロックに協力や競争をさせる事が出来る。IRポートに加えて、三つのセンサー用の入力ポートと三つのモーター用の出力ポートがあり、他にはランプ等が利用できる。電池のレベルや入力、出力ポートの状況、どのプログラムが選択ないし動作中か、その他の情報を表示する液晶ディスプレイもある。

RCXバージョン1.0ではバッテリーを使った時の限られた動作時間に変わる持続的な動作を可能にする電源ジャックを呼び物にしていた。バージョン2.0では、電源ジャックは取り除かれた。電源アダプタを搭載したRCXブロックは個体されたロボットアームのようなロボット工学プロジェクトやレゴモデルトレインに人気がある。レゴモデルトレインではRCXは電車の動作の自動化されたモデルを要求するデジタルコマンドコントロール(DCC)ソフトウェアをプログラムする必要がある。

2008年現在では既に生産中止、取扱店も在庫のみの状態であり新品の入手は困難である。教育機関向けの正規代理店では一部販売しているようである。今後価格高騰が予想される。

◇ プログラム言語

レゴ社が提供する言語

・ RCX コード(玩具店で売られる消費者版マインドストームに含まれる)

・ ROBOLAB(LabVIEWに基づきタフツ大学で開発された)

有名なサードパーティの言語

・ BrickOS(かつてのLegOS)下のCとC++

・ leJOSやTIny VM下のJava

・ NQC(Not Quite C)

・ pbFORTH(Forthの拡張)

・ Visual Basic(CDで供給されているCOM+インタフェースを介して)

・ RobotC(新言語で、NXTと互換がある)

◇ LEGOカメラ

レゴカメラ自体は技術的にはロボットの玩具ではなく、レゴの殻に梱包された普通のウェブカメラ(Quickcam)である。普通のWebカメラなのでLEGOカメラはほとんどのマインドストーム製品とは異なりプログラミングできず単にPCや他のUSB Webカメラをサポートする装置に接続できるだけである。デザイン的には、ペグを取り付けるためのビーム、ポッチが備わっており、色も2タイプある。マインドストーム用のカメラは赤、青のスケルトンタイプであったが、LEGOスタジオシリーズに登場した映画制作用キットに附属する同型のカメラは灰と黄色のタイプであった。USBケーブルによってパソコンと接続する有線タイプ。

LEGOカメラはRCXと調和できる、それによって視覚をもったロボットを作る事が出来るVision Commandソフトと一緒に使う事を意図されている。他RISの拡張キット「MARS」のソフトを利用して、カメラからの映像を元に火星探査機のシミュレーションをすることもできる。

◇ サイバーマスター

サイバーマスターは主にヨーロッパとオーストラリア・ニュージーランドで売られていたが、レゴクラブマガジンを通して短時間で利用できる。レゴとロボット工学とコンピュータゲームを融合させる早期の試みとして若い読者を対象にしていた。PブロックはRCXと多くのespソフトや特徴を共有しているが外観や技術的特徴では異なる。1つの出力(加えて2つは組み込み)と3つのセンサーがある。

・ 通信に赤外線の代わりにRF(27MHz R/Cバンド)を使っている。

・ 完全なタコメーターと速度計を持つ2つの組み込みモーターを持っている。

・ 受信センサ(内部のプルアップ抵抗と一緒になった単純なA/D)に限られている。

・ 一緒に発売されたセンサーは色でコード化されておりopen state(Pブロックにどのポートにどのセンサが接続されているか感知させられる)に内部レジスタを持っている。

・ 固定化されたファームウェアを持つ。従って改良や除去ができない。

・ プログラムのための限定されたRAMとプログラムスロットが1つだけある。

明らかな限定がある一方、ビッグブラザーであるRCXを超える数多くのエッジがある。

・ RFリンクは距離がより長く、全方向である。

・ 内部モーター上の組み込みのタコとスピードセンサーはRCXの外部回転センサーを提供するが、センサーポートを使いきるわけではない。

これは様々な携帯プラットフォームと基本的な動作とポジショニングタスクをとても便利にする。

RCXと同じプロトコルと言うが、直接的に通信できない(赤外線とRFの違いによる)が、2つのシリアルポートをもつコンピュータと単純なプログラムのリピータを使えば統合できる。

◇ コードパイロット

バーコードトラックキットの部品として売られる。このユニットは最初のプログラミングできるブロック(あるいはPブロック)である。単一のモーター、タッチセンサー、光センサーを特徴としていた。「learn」に設定し、バーコード命令を送る光センサーを使う事でプログラムされる。命令セットはとても限定されている。バーコードは光の変化の連続に過ぎないので、この形式のコマンド入力はVLL(Visual Light Link)と呼ばれ後のいくつかのレゴモデルで使われている。

◇ スカウト

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