# 四脚ロボットの組み立て

第13章では、自作 OS でサーボを制御して四脚ロボットを歩かせます。
ここではそのハードウェア準備をまとめます。

```{figure} ../_static/quadruped_walk.gif
:name: fig-quadruped-walk
:width: 80%

自作 OS で 8 個のサーボを制御して歩く四脚ロボット（1.5 倍速）
```

::::{grid} 1 1 2 2
:gutter: 3

:::{grid-item-card} 🛒 部品表（BOM）と購入リンク
:link: bom
:link-type: doc

STS3215 サーボ 8 個 + ドライバーボード + 電源で**約 ¥35,100**。
秋月電子の商品ページへの直リンク、バッテリー駆動の選び方、
3D プリントの設定まで。
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:::{grid-item-card} 🔧 組み立て手順（3D ビューア）
:link: assembly
:link-type: doc

ブラウザ上の 3D アニメーションで 1 ステップずつ確認できます。
PDF 版もあります。
:::

:::{grid-item-card} 🚶 歩行を学習させる（強化学習）
:link: walk
:link-type: doc

書籍に載せられなかった学習まわりのサポート。ブラウザ上の MuJoCo（物理シミュレータ）で
学習済みの方策（歩き方を決める、学習済みのニューラルネットワーク）を動かすシミュレーション付き。
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:::{grid-item-card} 🧠 方策を自分で学習する
:link: train
:link-type: doc

報酬や速度上限を変えて学習し直す手順。**GPU が無くても Google Colab
（ブラウザで Python を動かせる Google のサービス）の無料枠の T4（GPU の機種名）で最後まで通せます。**
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:::{grid-item-card} 🔁 Genesis で学習して MuJoCo で歩かせる
:link: sim2sim
:link-type: doc

同じタスクを別の物理シミュレータ Genesis で学習し、その方策をブラウザの MuJoCo で
歩かせます（sim2sim）。2 つのシミュレータで同じ方策を測った比較付き。
:::

:::{grid-item-card} 🧭 IMU で姿勢を見て踏ん張らせる
:link: imu
:link-type: doc

胴体に IMU（傾きや回転の速さを測るセンサ）を載せ、その値も見て学習した方策で歩かせる版。
押されても脚で踏ん張って戻し、止まっている間も倒れないように立ち続けます。
:::

:::{grid-item-card} 🦿 近藤科学の KRS サーボで組む
:link: krs
:link-type: doc

STS3215 の代わりに KRS-3302 ICS と RCB-4mini で組む版。Dual USB アダプターでの
ID の振り方、ゼロ点の合わせ方、3D ビューアでの組み立て、AC アダプターかバッテリー 1 つでの配線まで。
:::
::::

```{toctree}
:hidden:

bom
assembly
walk
train
sim2sim
imu
krs
krs_bom
```

## 組み立ての流れ

1. 各サーボに**ユニークな ID を振る**（1 個ずつ接続して設定。組み込む前に）
2. 胴体にサーボを 4 個固定する（M3×6）
3. 脚を組み立てる（左右 2 脚ずつ。サーボ + ブラケット + リンク）
4. 脚を胴体側サーボのホーン（サーボの軸に付いていて一緒に回る部品）に取り付ける（M3×6）
5. 配線して通電、**組み上がった状態でソフトウェア的に 0 点（原点）を取る**
   （{ref}`walk-real`）

詳細は [組み立て手順](assembly.md) の 3D ビューアを参照してください。

3D プリントデータ（STL）と印刷設定は [部品表](bom.md) にあります。

## 安全上の注意

- サーボ電源と USB 電源は分離し、GND を共通にすること
- 通電時にサーボが想定外の位置へ勢いよく動くことがあるので、
  機体から手を離して電源を入れること
- AC アダプターのまま床を歩かせるときは、DC ケーブルをたるませて手で持つこと
  （引きずると抜けることがある。詳細は [部品表](bom.md)）