プログラマブルなドローン『Phenox』

SSII 2015のオーガナイズドセッション「飛び立て!ドローン」で紹介されていた東大のPhenox Labが開発したプログラマブルなクワッドコプター「Phenox」について興味を持ったのでちょっと調べてみた。SSIIでは会場でちょっとしたデモがあって、とてもワクワクしたのだ。

Phenox

空中は革新的な技術、そして新しい文化の可能性に満ちた空間です。フェノクスはただの飛行ロボットではなく、「空中アプリケーション」のプラットフォームです。従来の操縦型の飛行ロボットとは異なり、高度な自律制御を備え、Linuxのコンピュータ同様に、自由に動作をプログラムにすることができます。あなたのアイディアを、空中で実現してみましょう。

Phenox PV

「フェノクスプロジェクト」としてIPAの2013年度未踏プログラムにも採択されているようですね。


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現在は改良版のPhenox 2が登場している。このPhenox 2はKickStarterにも出品されていたようだ。

Phenox 2

Phenox 2

Phenox2は2015年7月から第1回目の生産開始。価格は、機体・メイン回路セットが 150,000円(税別)で、メイン回路セットが72,000円(税別)。予約受付締切りは2015年6月31日だそうですよ。(急げ!)

Phenox 2の構成を見ると、Xilinx社のZynq XC7Z010という、CPUが2つ、FPGAが1つ載ったボードが制御の核となっているようだ。↓

諸元
 総重量: 65グラム (バッテリ込み)
 ペイロード: 25グラム
 持続時間: 5分(航続時間), 20分(無飛行状態)
 計算機: Xilinx Zynq XC7Z010(Cortex-A9 processer 667MHz x 2, FPGA)
 メモリ: DDR3メモリ(256MB), マイクロSDカード(4GB)
 周辺部品: CMOS camera(正面、下面の2個), マイク, IMU(加速度センサ、ジャイロセンサ、コンパスセンサ), 超音波距離計、ブザー
 通信: 2.4GHz WiFi module
 開発言語: C or C++


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ソフトウェア形態
 CPU0(Linux): ソース、公開
 CPU1(飛行制御部分): バイナリ、非公開
 FPGA(信号処理部分): バイナリ、非公開
 回路図: 部分的に公開

こちらのインタビュー記事によると、10台目のプロトタイプらしい。ザイリンクスのZynqが実現の大きな突破口だったらしい。↓

爆売れ東大ドローン!天才開発者にビリビリしびれたPhenox

伊藤 カメラが搭載されるようになったのは?

此村 かなり初期のころからです。一般的なドローン撮影では、ウェブカメラを搭載し、OpenCVなどで撮影した画像を処理しています。でも僕は、画像処理部分のアルゴリズムを効率化すれば、もっと小型化できるんじゃないかと考えました。

伊藤 もともとそういった回路の研究をされていたんですか。

此村 学部生のころからロボコンサークルに所属しており、趣味で電子回路の研究をしていました。小さい基板に回路を載せて、すごいボードをつくってみたかった。そこで、画像処理のための信号処理、マイコン、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。ユーザーがプログラミング可能な集積回路。回路を再構成することでさまざまな用途に応用できるため、専用LSIに比べて製造コストが抑えられる)などを実装するプログラムを勉強しました。

この秀逸な部品構成は、ロボコンサークルという下地があるからこそ可能だったんだろうなぁ。全体構成はもう大体見えていて、「あと1つが足りない」ってところまでは知識が到達してたから飛躍できたんだろうな。

ここ最近、本当に感じるんだけど、部品調達の知識がアウトプットに大きく影響する。ほとんどは既知の部品で成立させることができて、あと一歩ってところでオリジナリティが出せれば完成するんだよね。ハード、ソフトに限らず部品の知識をもっと増やしたいなぁ。

このZynqをいじってみたくなったけど、資料はこれで良いのかな?↓
ARM Cortex-A9×2! ZynqでワンチップLinux on FPGA  (*ボードは付属していません) (Design Wave)

ボードは秋月で手に入るのがあるけど、同じものかな?↓

ZYBO Zynq-7000 評価ボード

Xilinx社のZynq-7000を使用した評価ボードになります。
USBコネクタより書き込み等を行うことが出来ます。
Zynq-7000はチップの内部にデュアルコアのARM Cortex-A9を搭載した新しいシリーズになります。


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