Fusion 360活用で魔法の世界を"実装"したい - 3D Fab|新しいデザイン、ものづくりを紐解く

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Fusion 360活用で魔法の世界を"実装"したい

3D CADソフト『Fusion 360(フュージョン・スリーシックスティ)』の活用事例を紹介するこちらのコーナー。第20回は、Fusion 360を活用してパーソナルモビリティや、人の動きに反応して動く照明器具であるスマートライトなどの製作に取り組み、さらに、まるで魔法のような世界も"実装"してしまった、ものづくりの有志団体「MONO Creator's Lab」の小林竜太氏にお話を伺いました。

独力で作ったパーソナルモビリティ「Amper」

MONO Creator's Labは、某自動車メーカー社内で開催された「ものづくりコンテスト」をきっかけに誕生した、同社の社員有志によるものづくり集団です。現在、中心になって活動しているメンバーはおよそ5~6人で、就業後の夜や、土日などの会社が休みの日にものづくりに励んでいます。

現在の活動内容は主に、コンテストに出品する作品の製作や、Maker Faire Tokyoのようなイベントへの出展など。小林氏は、そのMONO Creator's Labの中核メンバーの一人として活躍されていますが、実はMONO Creator's Lab誕生以前に、独力で一人乗り用の立ち乗り型パーソナルモビリティ「Amper」を開発し、Maker Faire Tokyo 2017に出展した経験があります。

Amperを作ることになった経緯を、小林氏は次のように語りました。

「以前からMaker系のイベントに参加していましたが、乗り物を作っている人が少ないように感じたのです。不思議に思ってその理由を周囲の人に聞いてみると、『乗り物を作るにはお金がかかる』とか『難しそう』という理由を挙げる人が多かったのですね。そこで、そうしたイメージを払拭し、個人でも安く簡単に乗り物を作れることを証明したいと思って、Amperを製作することにしました」(小林氏)

ところで小林氏が感じる「パーソナルモビリティ」の魅力はどのようなところにあるのでしょうか。

「移動手段として楽しげなところ、移動そのものがエンターテインメントになるというのが一番の魅力です。大きさそのものもクルマよりもはるかに小さいので、狭い場所でも問題なく、ほぼ自分が行きたい所にスイスイ移動できます」(小林氏)

そしてまた、Fusion 360に出会ったことも、Amperを作るきっかけになったそうです。

「Amperを作り始める少し前ですが、Fusion 360のことを知って、これは何か楽しそうなソフトだなと(笑)。それで『これを使って何か作ってみたい!』と思ったのです」(小林氏)

そこで思いついたのが、安価に作れるパーソナルモビリティ「Amper」でした。

「こうした乗り物では、左右への旋回を行うために2つのモーターを搭載することが一般的ですが、Amperではモーター1個で左右に自由に旋回できる機構を採用しました。モーターとそれを動かすモーターアンプは高価なので、モーター1個で実現したことが最大の工夫だと思っています。製作コストも5万円くらいで済みました」(小林氏)

Fusion 360活用で魔法の世界を小林氏が独力で作り上げた「Amper」

Fusion 360活用で魔法の世界をAmperの乗車イメージ。モーター1個で自由自在に移動できる

Fusion 360活用で魔法の世界をAmperは、小林氏がFusion 360を使って製作した最初の作品

魔法使いの世界を実現したext-broom

続いて、MONO Creator's Labに参画した小林氏が仲間とともに製作したのが、ホウキの形をしたパーソナルモビリティ「ext-broom」です。ちなみに、この作品は、社内のアイデアコンテストに出展したものが原型となっているとのこと。
「そのコンテストは乗り物を作ることがテーマだったのですが、何か面白いものはないかなと考えていたときに『そうだ、魔法使いの映画で見たホウキだ!』と(笑)」(小林氏)

そして小林氏は、有名な魔法使いの映画に登場する、空飛ぶホウキに乗ってボールを追いかける競技の実現を目指すことになったのです。

「ext-broomのコンセプトは、魔法の世界を"実装"するというものです。リアルの世界には、テクノロジーでスポーツを再発明するという『超人スポーツ』という競技がありますが、そのような、まだ誰も体験したことのないような競技をext-broomで実現したいと思いました。

ただ1台だけでは、動き回ることはできても競技はできないので、2台作らなければならなくて、そこにちょっと苦労しましたね。それから、ホウキを作るのも大変でした。レーザーカッターでヒノキを切断して作ったのですが、昔ながらのホウキの持ついい意味での古くささとテクノロジーを駆使している近未来的な雰囲気を、どう両立させるのかが課題でした」(小林氏)

ext-broomは、まさにホウキのような形です。そして、両足にインラインスケートをはき、またがるように乗って操縦するのですが、インラインスケートが苦手な人のために、座って乗れる補助輪も製作しました。

またこの競技を再現するには、ホウキだけではなく空を飛び回る球も必要ですが、こちらはドローンとディープラーニングによって実現しています。

「ドローンにはカメラが2台搭載されています。そしてディープラーニングによって、正面のカメラで人を認識したら人から逃げる方向へ飛ぶようにプログラミングされています。またもう一つの下向きのカメラを使って、コートの枠線を認識し、その枠内から外に出ないように制御しています。さすが人間が空を飛ぶことはできませんが(笑)、かなり魔法使いの世界観を実装できているのではないかと思います」(小林氏)

Fusion 360活用で魔法の世界をext-broomの外観。2台製作された

Fusion 360活用で魔法の世界をext-broomの乗車イメージ。足にはインラインスケートを装着する

Fusion 360活用で魔法の世界をインラインスケートが苦手な人のために座って乗れる補助輪を製作した

Fusion 360活用で魔法の世界を空飛ぶ球の役割をするドローンも製作。ディープラーニングにより人を識別し、人から逃げるように飛ぶ

Fusion 360活用で魔法の世界をext-broomもFusion 360を使って設計されている。これはFusion 360によるレンダリング画像

人の動きや顔を認識して動くスマートライト「AKARI」

そして、MONO Creator's Labの最新作品が、人の動きに反応する照明器具であるスマートライト「AKARI」です。これは、半導体メーカーNVIDIAが主催するJetsonコンテストに出品するために作られました。

「MONO Creator's Labのメンバーの一人が、映画のロゴに出てくる電気スタンドのキャラクターが好きで、それを作りたいねということで、製作に取り組んだのがAKARIです」(小林氏)

AKARIは、人の顔や動作を認識して、それに合わせて動いたり、踊ったりすることができますが、サーボモーターを使った小型ロボットを作るのは小林氏にとっても初めての経験であり、複雑な動きを実現するには苦労したそうです。

「自由度をいくつにするかとか、可動域はどれくらい必要かなど、干渉や重心バランスなども、結構苦労したところですが、Fusion 360を使いながら工夫して実現しました」(小林氏)

Fusion 360活用で魔法の世界をスマートライト「AKARI」。3つのサーボモーターを搭載している

Fusion 360活用で魔法の世界をFusion 360の干渉チェック機能などを活用してAKARIが設計された

Fusion 360のクラウド機能を便利に活用

小林氏はFusion 360を使い始めて1年半ほどになりますが、機能には十分満足しているそうです。

「基本的にはボトムアップ設計で、パーツをまず作り、アセンブリ、拘束、動作確認という順序で開発していますので、アセンブリ機能やアニメーション、レンダリングなどもよく使います。また、Fusion 360はクラウドでデータ管理を行っていますが、それがとても便利だと思いました。MONO Creator's Labのメンバーで共有できますし、モデルのバージョン管理もミスが発生しにくいと思います。さらに、WindowsとMacのOS間の問題もありませんし、スマホアプリでもFusion 360のビューアが用意されているので、出先で誰かに作品の説明をするときでも、3Dモデルを見せることができるのでとても便利です」(小林氏)

Fusion 360活用で魔法の世界をハッカソンに取り組む小林氏

小林氏は、今後は今までの作品のブラッシュアップをやってみたいと語りました。

「ext-broomもAKARIもコンテスト向けに作ったものなので、結果が出てしまうと、そこで終わったという感じになってしまうのが寂しいですね。ですから今後は、Fusion 360を使ってそれらの進化版みたいなものを作ってみたいです。あと強度ですね。自動車会社の人間なので、そういった面にこだわってものづくりに取り組んでいきたいと思います」(小林氏)

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