対応ロボット:Qmcum(QX-001R3J)

Pythonエディタのデータ入力機を使って、キーボードで何かのデータを入力しエンターキーをおすと赤点滅するプログラムを作ります。
一般的なプログラミング言語では、キーボードからデータを入力するための命令が用意されていますが、Qumcum Pythonにおいても、input( ) という関数あります。
この関数を使うと、Pythonエディタからのデータ入力をまつ状態になります。
パソコンのキーボードから何かの文字や数字を入力しエンターキーを押すとそのデータを取り込み次の処理に移ります。
入力されたデータは、変数に代入されるので、もし入力されたデータを利用したい場合は、この変数を使います。
今日は変数のデータそのものは使わず、何かの入力があれば点滅するというプログラムを作ります。
作ったプログラムをクリックするとクムクムがその通り動くことを確認できます。

ソースコード

import qumcum 
qumcum.led_off(1)
qumcum.led_off(2)
qumcum.led_off(3) 

input("INPUTテキストボックスのエンターアイコンをクリック")
qumcum.led_on(1) #赤点滅 
qumcum.led_off(1)

関数

input( )

RGB-LEDについて

クムクムの胸のLEDは、R(赤)G(緑)B(青)の各色の点灯と消灯を個別にコントロールすることができます。ある色を点灯させたまま別の色を点灯させることで色を混ぜあわせることもできます。

R(赤)G(緑)B(青)は『光の三原色』と呼び、人間が識別できるすべての色をこの三色を使って作り出すことができます。実際には、R(赤)G(緑)B(青)のそれぞれの輝度を微妙に変えて色を作り出します。

残念ながら、Pythonのコマンドでは各色の点灯・消灯のみのコントロールだけなので限られた原色の組み合わせのみとなります。

※Arduino Cプログラミングでは輝度を変化させることも可能です。

QumcumのRGB-LED

Pythonのプログラムを実行すると、パソコンのBluetoothを通じてクムクムロボットへ命令が飛ばされます。

命令は、R(赤)G(緑)B(青)の各色の点灯と消灯で、その命令をクムクムは受けて自分のCPUからRGB-LEDを個別にコントロールします。Pythonから送り出されてクムクムに届くまでの時間と、届いてからCPUが受け取るまでの時間、CPUが受け取ってからLEDをコントロールするまでの時間がかかるため、ロボットが本当にLEDをコントロールする時間より長くかかってしまいます。

CPUにロボットを直接コントロールするプログラムを埋め込めるArduinoなどのC言語では、パソコンから送り出したり電波を読み込んだりする時間が必要ないため、もっと早い速度で点灯や消灯を切り替えることができます。

※Pythonで作った点滅のプログラムがどうしても早くならない、色を混ぜるプログラムでどうしても混ぜたり消したりするときにほかの色が見えてしまうのはこのためです。

LEDは地球を救う

LEDはこれまでの電球の約1/6の電力で同じ明るさを作り出すことができます。
また、構成する部品もこれまでの電球に比べ少なく簡単なため、量産が可能なうえ、電球の何百倍もの寿命を持ちます。
電力が少なく排出される熱量も少ないためCO2なども少なく地球温暖化の対策には抜群の効果を出すため、世界中あらゆるところで積極的に使用されています。
このまま進むと2100年には海面は89cmも上昇するといわれいる地球の危機をLEDを積極的に使うことで救う大切な部品のひとつがLEDです。

LEDが使われている装置・部品など

街の街灯、車のヘッドライト、家庭の電球、テレビ、パソコンの画面

2つのクムクムPythonプログラミング

クムクムによるPythonプログラミング方法には、①簡易エディターでまずはPythonを理解する ②APIとVSCodeなどを使ってインターネットサービスなどを利用したPythonプログラミングを行う 2つの方法があります。
クムクムサイトでは、前者①②を主に使用しロボットをPCに用意されたPythonの命令をBluetoothで順序良く送り出すことでコントロールすることを学びます。
ここではまず①の方法でPythonの基礎をしっかり身に着けることを目的とします。

簡易エディタープログラミングについて

クムクムサイトに用意されているWEBエディターは、ご自分のPCにPython環境を準備する必要がなく、簡単にPythonを使ってクムクムを動かすことのできる統合環境です。
WEBブラウザーだけでクムクムとも簡単に通信ができるため非常に便利なのですが、残念ながらPythonが得意とするインターネットサービスの利用ができません。
ですので、例えば、「お天気予報サイトへ行きお天気情報を取得してクムクムと連携させる」といったことはこの環境では作れません。
あくまで、Pythonの文法とプログラミング手法を理解する簡易ツールとしてご理解ください。
もし、インターネット接続プログラムを作りたい場合には弊社Youtubeサイト、VSCodeによるクムクムPython環境の準備 をご覧の上、VSCodeとPythonの環境をPCにセットいただきプログラミングを行います。

Pythonプログラミングの方法

詳細は 「Pythonではじめよう」をご覧ください。
下記は、当マニュアルから要点を抜粋します。

①WEBエディターを起動します。

②エディタとクムクムを接続します

※PCにはBluetooth機能が必要です
声クムクム(QX-001R3J)はWEBから接続できるようにファームが書き換えられていなければ使えません。

③クムクムとブラウザーの接続確認を行います

※ブラウザーエディタ右上橋の接続ボタンをクリックし、クムクムがちゃんと動作するか?確認します。
※動きがおかしい場合や途中で止まる場合など、原因は電池充電不足です。

④プログラムを書いて実行します

エディター上にプログラムを書き、RUNボタンをクリックしてクムクムへプログラムを送信して動かします。

必ず必要なお作法

Pythonでは、標準に用意されている文法以外を使用する場合、import という命令を使って使いたいライブラリーを読み込む記述をします。
インターネットに接続していろいろな処理をするプログラムを作りたいときや、特殊な装置を動かしたい場合など必要な時に必要な機能を読み込んで使います。
クムクムをコントロールするコマンドも、標準のPythonにはない特別な命令なので、プログラムの最初でimport qumcumと記述しクムクムのライブラリーを読み込みます。

※注意 クムクムエディターでimportできるライブラリー
クムクムエディターはPythonの基礎をクムクムを使って学ぶためだけに用意されているので、マニュアルの2ページに記載されたライブラリーしかimportすることができません。
インターネットやAIなどのライブラリーはWEB上のクムクムプログラムからはセキュリティー上使用することができません

Pythonについて

◆誰がいつ創ったの?

Python(パイソン)はオランダ出身・アメリカ在住プログラマーであるグイド・ヴァン・ロッサムによって創り出されたプログラミング言語です。
1991年にはPythonの設計哲学をリリースし、2000年にはPython2.0を2008年にはPython3.0をリリースし、2021年6月にはC言語についで2位のランキングを獲得している、今最も注目を浴びているプログラミング言語です。

◆なんで今そんなにPythonなの?

Pythonがこんなに人気のあるのは「学びやすく便利な上将来性がある」ことが大きな理由で、具体的には以下5つの点が人気の理由として挙げられます。

◆Pythonの特徴

①簡単でわかりやすい
Pythonは、プログラムの記述ルールが明確に定義されています。C言語のように勝手気ままにプログラマーの癖で書くことは許されません。ですから、学習もしやすく、また誰が作っても読みやすく理解しやすくメンテナンス性にも優れていて、改造や修正もやりやすいプログラミング言語です。

②どんなパソコンでも動く
専門的に言うと、プラットフォームを限定しないといいます。
つまり、WindowsやMac、Linuxなど同じプログラムがそのまま他のパソコンで動きます。Pythonは、C言語のように機械語に翻訳されて動く言語ではないので、Windows用やMac用などそれぞれ専用にプログラムを作る必要がありません。

③コントロールの手段が豊富
多くのプログラマーが、いろいろな処理やいろいろな装置に使えるライブラリーをどんどん開発し、ネット上に公開しています。
自由に使える優秀なライブラリーがたくさんあります。しかも、Pythonのライブラリーは無料のものが多いため、手軽にいろいろなプログラムを作っていくことが可能です。

④動かしながら作れる
Pythonはインタプリタという形式で動くため、プログラムは作るとすぐに実行して瞬時に試すことができます。
C言語のように機械語に変換してから動くまで待つといったわずらわしさがありません。作ってすぐに結果を見ることができるので、気軽にトライ&エラーを繰り返すことができ、初心者の習得にも向きます。

⑤これからの時代に必要な処理が簡単にできる
Pythonにはインターネットを利用したライブラリーや、AI・ビッグデータの処理や統計分析などこれからの時代に必要な処理を実現できるライブラリーがたくさんあります。
大量のデーターベースを利用し、AIで判定して装置を動かしたりすることはこれからの時代には絶対に必要な処理でこの先、間違えなくPythonでのプログラミングは必要で伸びていく技術です。

◆なぜクムクムとPythonのなのか

これまでの時代は、「ハードはハード」「ソフトはソフト」「データはデータ」と切り分けられており、技術者の知識も腕もそれぞれ切り分けられていました。
しかしこれからの時代における装置(ドローンや自動運転の車、ロケット、空飛ぶ車、そして外科手術ロボットなど…)は自分自身以外とどんどん通信を行い、日々増なく「総合的に理解し利用できる技術」です。
ふえ続ける新たな知識データベースを利用して、どんどん新しい動きができるように変化成長をする装置になります。
これらの技術に対応できるエンジニア・プログラマーに求められるのは、「切り分けられた技術」ではクムクムでは、ロボットやPythonそしてインターネットサービスにおけるデータなをどを総合的に学ぶことでこれから必要な「先端IT技術」をマスターすることができます。

文部科学省の科学技術・学術政策研究所は、2035年には「量子化コンピューター」の実用化と「空飛ぶ車」という未来の科学技術の予測をまとめました。2019年4月23日に経済産業省が発表した「IT人材需給に関する調査」では2030年に「従来型IT人材」が10万人余ると発表していますが、 4月24日同報告書を紹介した日本経済新聞の記事には「先端人材55万人不足 経産省試算 30年、AIやIoT」という見出しを付けています。10万人余る「従来型IT人材」とは受託開発や保守運用を担うエンジニアで、 55万人不足する「先端IT人材」とは「AIやビッグデータ、IoT等、第4次産業革命に対応した新しいビジネスの担い手として、付加価値の創出や革新的な効率化等により生産性向上等に寄与できるIT人材」と定義しています。

◆クムクムロボット公式サイトのマニュアル
https://qumcum.com/wp-content/uploads/2022/08/start_python.pdf

◆Scratch(スクラッチ)で動く3Dロボット「3D-WEBクムクム」β版
https://personal.qumcum.com/home3d/robo-real/

◆クムクムロボット(アマゾンQumcumストア)
https://www.amazon.co.jp/stores/Qumcum/page/FFCFA57A-F592-49A0-9F23-3D90514E5E61?ref_=ast_bln

◆Youtubeにはたくさんの動画を載せています
https://www.youtube.com/@qumcum/

対応ロボット:Qmcum(QX-001R3J)

Pythonエディタのデータ入力機を使って、キーボードで何かのデータを入力しエンターキーをおすと赤点滅するプログラムを作ります。
一般的なプログラミング言語では、キーボードからデータを入力するための命令が用意されていますが、Qumcum Pythonにおいても、input( ) という関数あります。
この関数を使うと、Pythonエディタからのデータ入力をまつ状態になります。
パソコンのキーボードから何かの文字や数字を入力しエンターキーを押すとそのデータを取り込み次の処理に移ります。
入力されたデータは、変数に代入されるので、もし入力されたデータを利用したい場合は、この変数を使います。
今日は変数のデータそのものは使わず、何かの入力があれば点滅するというプログラムを作ります。
作ったプログラムをクリックするとクムクムがその通り動くことを確認できます。

ソースコード

import qumcum 
qumcum.led_off(1)
qumcum.led_off(2)
qumcum.led_off(3) 

input("INPUTテキストボックスのエンターアイコンをクリック")
qumcum.led_on(1) #赤点滅 
qumcum.led_off(1)

関数

input( )

RGB-LEDについて

クムクムの胸のLEDは、R(赤)G(緑)B(青)の各色の点灯と消灯を個別にコントロールすることができます。ある色を点灯させたまま別の色を点灯させることで色を混ぜあわせることもできます。

R(赤)G(緑)B(青)は『光の三原色』と呼び、人間が識別できるすべての色をこの三色を使って作り出すことができます。実際には、R(赤)G(緑)B(青)のそれぞれの輝度を微妙に変えて色を作り出します。

残念ながら、Pythonのコマンドでは各色の点灯・消灯のみのコントロールだけなので限られた原色の組み合わせのみとなります。

※Arduino Cプログラミングでは輝度を変化させることも可能です。

QumcumのRGB-LED

Pythonのプログラムを実行すると、パソコンのBluetoothを通じてクムクムロボットへ命令が飛ばされます。

命令は、R(赤)G(緑)B(青)の各色の点灯と消灯で、その命令をクムクムは受けて自分のCPUからRGB-LEDを個別にコントロールします。Pythonから送り出されてクムクムに届くまでの時間と、届いてからCPUが受け取るまでの時間、CPUが受け取ってからLEDをコントロールするまでの時間がかかるため、ロボットが本当にLEDをコントロールする時間より長くかかってしまいます。

CPUにロボットを直接コントロールするプログラムを埋め込めるArduinoなどのC言語では、パソコンから送り出したり電波を読み込んだりする時間が必要ないため、もっと早い速度で点灯や消灯を切り替えることができます。

※Pythonで作った点滅のプログラムがどうしても早くならない、色を混ぜるプログラムでどうしても混ぜたり消したりするときにほかの色が見えてしまうのはこのためです。

LEDは地球を救う

LEDはこれまでの電球の約1/6の電力で同じ明るさを作り出すことができます。
また、構成する部品もこれまでの電球に比べ少なく簡単なため、量産が可能なうえ、電球の何百倍もの寿命を持ちます。
電力が少なく排出される熱量も少ないためCO2なども少なく地球温暖化の対策には抜群の効果を出すため、世界中あらゆるところで積極的に使用されています。
このまま進むと2100年には海面は89cmも上昇するといわれいる地球の危機をLEDを積極的に使うことで救う大切な部品のひとつがLEDです。

LEDが使われている装置・部品など

街の街灯、車のヘッドライト、家庭の電球、テレビ、パソコンの画面

2つのクムクムPythonプログラミング

クムクムによるPythonプログラミング方法には、①簡易エディターでまずはPythonを理解する ②APIとVSCodeなどを使ってインターネットサービスなどを利用したPythonプログラミングを行う 2つの方法があります。
クムクムサイトでは、前者①②を主に使用しロボットをPCに用意されたPythonの命令をBluetoothで順序良く送り出すことでコントロールすることを学びます。
ここではまず①の方法でPythonの基礎をしっかり身に着けることを目的とします。

簡易エディタープログラミングについて

クムクムサイトに用意されているWEBエディターは、ご自分のPCにPython環境を準備する必要がなく、簡単にPythonを使ってクムクムを動かすことのできる統合環境です。
WEBブラウザーだけでクムクムとも簡単に通信ができるため非常に便利なのですが、残念ながらPythonが得意とするインターネットサービスの利用ができません。
ですので、例えば、「お天気予報サイトへ行きお天気情報を取得してクムクムと連携させる」といったことはこの環境では作れません。
あくまで、Pythonの文法とプログラミング手法を理解する簡易ツールとしてご理解ください。
もし、インターネット接続プログラムを作りたい場合には弊社Youtubeサイト、VSCodeによるクムクムPython環境の準備 をご覧の上、VSCodeとPythonの環境をPCにセットいただきプログラミングを行います。

Pythonプログラミングの方法

詳細は 「Pythonではじめよう」をご覧ください。
下記は、当マニュアルから要点を抜粋します。

①WEBエディターを起動します。

②エディタとクムクムを接続します

※PCにはBluetooth機能が必要です
声クムクム(QX-001R3J)はWEBから接続できるようにファームが書き換えられていなければ使えません。

③クムクムとブラウザーの接続確認を行います

※ブラウザーエディタ右上橋の接続ボタンをクリックし、クムクムがちゃんと動作するか?確認します。
※動きがおかしい場合や途中で止まる場合など、原因は電池充電不足です。

④プログラムを書いて実行します

エディター上にプログラムを書き、RUNボタンをクリックしてクムクムへプログラムを送信して動かします。

必ず必要なお作法

Pythonでは、標準に用意されている文法以外を使用する場合、import という命令を使って使いたいライブラリーを読み込む記述をします。
インターネットに接続していろいろな処理をするプログラムを作りたいときや、特殊な装置を動かしたい場合など必要な時に必要な機能を読み込んで使います。
クムクムをコントロールするコマンドも、標準のPythonにはない特別な命令なので、プログラムの最初でimport qumcumと記述しクムクムのライブラリーを読み込みます。

※注意 クムクムエディターでimportできるライブラリー
クムクムエディターはPythonの基礎をクムクムを使って学ぶためだけに用意されているので、マニュアルの2ページに記載されたライブラリーしかimportすることができません。
インターネットやAIなどのライブラリーはWEB上のクムクムプログラムからはセキュリティー上使用することができません

Pythonについて

◆誰がいつ創ったの?

Python(パイソン)はオランダ出身・アメリカ在住プログラマーであるグイド・ヴァン・ロッサムによって創り出されたプログラミング言語です。
1991年にはPythonの設計哲学をリリースし、2000年にはPython2.0を2008年にはPython3.0をリリースし、2021年6月にはC言語についで2位のランキングを獲得している、今最も注目を浴びているプログラミング言語です。

◆なんで今そんなにPythonなの?

Pythonがこんなに人気のあるのは「学びやすく便利な上将来性がある」ことが大きな理由で、具体的には以下5つの点が人気の理由として挙げられます。

◆Pythonの特徴

①簡単でわかりやすい
Pythonは、プログラムの記述ルールが明確に定義されています。C言語のように勝手気ままにプログラマーの癖で書くことは許されません。ですから、学習もしやすく、また誰が作っても読みやすく理解しやすくメンテナンス性にも優れていて、改造や修正もやりやすいプログラミング言語です。

②どんなパソコンでも動く
専門的に言うと、プラットフォームを限定しないといいます。
つまり、WindowsやMac、Linuxなど同じプログラムがそのまま他のパソコンで動きます。Pythonは、C言語のように機械語に翻訳されて動く言語ではないので、Windows用やMac用などそれぞれ専用にプログラムを作る必要がありません。

③コントロールの手段が豊富
多くのプログラマーが、いろいろな処理やいろいろな装置に使えるライブラリーをどんどん開発し、ネット上に公開しています。
自由に使える優秀なライブラリーがたくさんあります。しかも、Pythonのライブラリーは無料のものが多いため、手軽にいろいろなプログラムを作っていくことが可能です。

④動かしながら作れる
Pythonはインタプリタという形式で動くため、プログラムは作るとすぐに実行して瞬時に試すことができます。
C言語のように機械語に変換してから動くまで待つといったわずらわしさがありません。作ってすぐに結果を見ることができるので、気軽にトライ&エラーを繰り返すことができ、初心者の習得にも向きます。

⑤これからの時代に必要な処理が簡単にできる
Pythonにはインターネットを利用したライブラリーや、AI・ビッグデータの処理や統計分析などこれからの時代に必要な処理を実現できるライブラリーがたくさんあります。
大量のデーターベースを利用し、AIで判定して装置を動かしたりすることはこれからの時代には絶対に必要な処理でこの先、間違えなくPythonでのプログラミングは必要で伸びていく技術です。

◆なぜクムクムとPythonのなのか

これまでの時代は、「ハードはハード」「ソフトはソフト」「データはデータ」と切り分けられており、技術者の知識も腕もそれぞれ切り分けられていました。
しかしこれからの時代における装置(ドローンや自動運転の車、ロケット、空飛ぶ車、そして外科手術ロボットなど…)は自分自身以外とどんどん通信を行い、日々増なく「総合的に理解し利用できる技術」です。
ふえ続ける新たな知識データベースを利用して、どんどん新しい動きができるように変化成長をする装置になります。
これらの技術に対応できるエンジニア・プログラマーに求められるのは、「切り分けられた技術」ではクムクムでは、ロボットやPythonそしてインターネットサービスにおけるデータなをどを総合的に学ぶことでこれから必要な「先端IT技術」をマスターすることができます。

文部科学省の科学技術・学術政策研究所は、2035年には「量子化コンピューター」の実用化と「空飛ぶ車」という未来の科学技術の予測をまとめました。2019年4月23日に経済産業省が発表した「IT人材需給に関する調査」では2030年に「従来型IT人材」が10万人余ると発表していますが、 4月24日同報告書を紹介した日本経済新聞の記事には「先端人材55万人不足 経産省試算 30年、AIやIoT」という見出しを付けています。10万人余る「従来型IT人材」とは受託開発や保守運用を担うエンジニアで、 55万人不足する「先端IT人材」とは「AIやビッグデータ、IoT等、第4次産業革命に対応した新しいビジネスの担い手として、付加価値の創出や革新的な効率化等により生産性向上等に寄与できるIT人材」と定義しています。

◆クムクムロボット公式サイトのマニュアル
https://qumcum.com/wp-content/uploads/2022/08/start_python.pdf

◆Scratch(スクラッチ)で動く3Dロボット「3D-WEBクムクム」β版
https://personal.qumcum.com/home3d/robo-real/

◆クムクムロボット(アマゾンQumcumストア)
https://www.amazon.co.jp/stores/Qumcum/page/FFCFA57A-F592-49A0-9F23-3D90514E5E61?ref_=ast_bln

◆Youtubeにはたくさんの動画を載せています
https://www.youtube.com/@qumcum/