ロボットはどうやって世界を知る?センサーでわかる電子工作 超音波センサー・無線通信・重力加速度…/神田民太郎

神田民太郎
工学社
I/O BOOKS
ISBN：4777523268/9784777523269
発売日:2026年01月

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【内容紹介】
本書は、ロボットや電子工作を題材にしながら、「ものはなぜ動くのか」「どうやって外の世界を感じ、判断し、動作につなげているのか」という仕組みを、実験と工作を通して理解できる一冊です。
完成品を作ること自体を目的とするのではなく、センサー → 判断 → 動作というロボットや電子システムの基本構造を軸に、「見えない現象がどのように数値になり、動きに変わるのか」を段階的に解説しています。

第1部では、ラインを追いかけるロボット、距離を測る超音波センサー、人感センサー、加速度センサーといった身近なテーマを通して、センサーの基本的な考え方を学びます。
フォトリフレクタは「色を見ている」のではなく光の反射量を数値として扱っていること、人感センサーは「人を見ている」のではなく熱の分布の変化を検知していることなど、誤解されがちなポイントを図と実験で丁寧に整理。ロボットが「考えているように見える」動作も、実際には単純な分岐処理の積み重ねであることを体感的に理解できます。

第2部では、無線通信やモーター制御を取り上げ、装置同士を「つないで動かす」段階へと進みます。
双方向無線では、高速通信やインターネット接続ではなく、「確実に合図を伝える」ことに特化した無線の考え方を紹介。信号が届くことの意味や制約を理解しながら、ロボットや装置の制御に無線をどう組み込むかを学びます。
また、昇圧回路とモーター制御では、電圧・電流・消費電力の関係を実測値を交えて解説し、電池駆動の機器設計に欠かせない判断基準を身につけます。

第3部は発展編として、重力加速度測定機やリニアモーターカー模型といった、より高度な実験に挑戦します。
自由落下を利用した重力加速度測定では、理論式どおりにいかない実測結果を通して、「わずかな時間誤差が結果に大きなズレを生む」ことを実感。なぜ誤差が生じるのか、どこに限界があるのかを考察することで、単なる工作を超えた科学的思考力を養います。完成度よりも、試行錯誤や結果の読み取りそのものに価値を置いた構成が特徴です。

本書は、難解な数式や理論説明を最小限に抑え、「作って、測って、確かめる」という体験を通して理解を深めることを重視しています。
中学生・高校生の理科・技術分野の副読本や探究学習、自由研究のヒントとしてはもちろん、ロボットや電子工作に興味を持つ一般読者や、図書館向けの科学技術書としても十分に成立する内容です。
ロボットや電子工作を入り口に、科学の見方・考え方そのものに触れられる、学習効果の高い実践的な一冊です。