ETロボコン2016チャンピオンシップ大会を振り返る -実行委員会が見た2017年大会への課題とは

2017年2月3日 8時0分

●今年もハイレベルな競技が展開
2016年11月16-17日、ETロボコン2016チャンピオンシップ大会(組込み総合技術展主催:組込みシステム技術協会 JASA 併催)がパシフィコ横浜にて開催された。同大会では同年9-10月に実施された全国12地区大会から選抜された優秀40チームによるハイレベルな競技が展開された今回、主催者であるETロボコン実行委員会にチャンピオンシップ大会の様子をレポートしてもらった。

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チャンピオンシップ大会のレポートに入る前に、ETロボコンについて説明する。ETロボコンは2部門3クラスに分かれている。デベロッパー部門には初級者を対象としたプライマリークラスと応用技術を競うアドバンストクラスがあり、競技はライントレースをベースに階段やカラーセンシングによるブロック移動、そして車庫入れまで"難所・ボーナス"に挑戦する。ともにロボットによる走行競技とロボットのソフトウェア開発モデル内容審査の両方が競われる。

イノベーター部門は、製品サービスの企画からパフォーマンス披露まで行い、その内容が審査される。

ETロボコンは企業と学生(大学、専門、高専など)チームがおよそ半数ずつ参加するのも特徴の1つ。今大会は地区大会の成績から学生チームが強いとの予想もあったが、結果は例年通り企業チームが底力を見せた格好になった。

○デベロッパー部門プライマリークラス(DPクラス)

DPクラスは、モデリング初学者が、設計にUMLなどのモデル図を使うことや、制御の基礎、設計と実装とを結びつける技術を学び、その達成度合いを確認することを想定したクラスだ。徹底してソフトウェアの設計・実装で競うワンメイクレースとするため、ハードウェア(ロボット、走行体と呼ぶ)はすべてのチームで同じ仕様のものを使い、車検を実施して点検し、電池もスポンサーから支給された新品で揃える。DPクラスの走行体は、今大会から LEGO Mindstorms EV3 による「EV3Way」に一本化された。

チャンピオンシップ大会においてDPクラスは走行競技のみを実施する。地区大会から各チームがさらに磨きをかけて競う。モデル審査はないが、会場には地区大会のモデルと審査員の評価コメントを掲示した。

優勝は「roboconist」(日立オートモティブシステムズ佐和:東京地区)。メンバーが入社2年目という若いチームながら高速で走行し、Rコースではバック走行しながらのショートカット、階段では全段シングルスピンもクリアする素晴らしい結果を出した。

準優勝の「チームEYES」(アイズ・ソフトウェア:東海地区)も同等のボーナスを獲得して善戦したが、「roboconist」は彼らに対しても8秒以上の差をつけて圧勝した。

また、DPクラスで多くの大学生チームをおさえて、学生チームトップの成績を収めたのは「NANZI」(麻生情報ビジネス専門学校組込みシステム科:九州北地区)。彼らには情報処理学会・若手奨励賞が授与された。

○「モデルの差異が小さいのに競技結果に開きが出るのが課題」

渡辺博之審査委員長の講評では、チャンピオンシップ大会に出場したDPクラスのチームのモデルは、各基準について概ね「良い」以上を達成している傾向が示された(下図)。しかし、一部のチームを除くとモデルの評価に大きな差はなかったが、競技結果には大きな開き(リザルトタイムが-27.4～131.9、マイナスが上位)が生じた。このことは、チームによって設計と実装の結びつきに開きがある可能性を示唆している(ただし、どの程度の相関があるのかは精査が必要)。性能審査団の河野文昭氏による「書いていないチームは走れていない」というコメントはDPクラスにも当てはまるものだ。モデルの評価が低かったチームや競技結果がモデルの評価に相反して思わしくなかったチームは、モデルとして書けていないところや設計と実装の対応があいまいなところに弱点の可能性を疑ってみてはどうだろうか。

上位チームは、DPクラスで作成するモデルの作成能力に十分到達していると判断できるので、ぜひアドバンストクラス(DAクラス)にチャレンジしてほしい。下位チームは、自分たちの作りたいものや動かせていることをきちんとモデルに表し、設計と実装が対応しているか、結びつける技術を活かせているかどうかなどを確認して、より高い結果を目指してほしい。

○著者紹介

・運営委員長:小林靖英アフレル
第1回から運営委員長を務めて15年。マインドストームを活用したエンジニア研修を事業化。2006年アフレル設立、社内にロボコン部がある。メカ好きエレキ小僧ではあるがソフトウェアが専門。世界中の小中高校生ロボコンWROの国際委員も務める。

・審査委員:土樋祐希富士ゼロックス
1997年入社。複合機開発のモデル駆動開発導入に携わる。2010年より社内でETロボコン参加活動を立ち上げ、2015年から本部審査員に参加。モデル駆動開発のユーザー会「xtUML.jp」の代表メンバーとしても活動中。

・審査委員:久保秋真チェンジビジョン
1963生まれ。1998年北陸先端科学技術大学院大学情報科学研究科博士前期課程修了。デジタル複合機等の開発、Mindstormsによる研修教材の開発・講師などに従事。オブジェクト指向技術、モデル駆動開発に興味を持つ。

・審査委員:幸加木哲治リコー
大学院時代にETロボコンの前身、UMLロボコン競技部門で優勝。その後、本部モデル審査員として参画。リコーにて、xtUMLの前身であるシュレイアー・メラー法を実践、ならびにソフト系新人教育、プロセス改善に従事し、現在は複合機を中心とする商品企画を行う。

●常連チームが強さを見せる
○デベロッパー部門アドバンストクラス(DAクラス)

DAクラスは課題解決のためにモデルを使うモデリング開発を実践するクラス。特に今回は競技・審査規約を大きく変更し、モデリングを実践するということを前面に押し出した。大きな特徴は走行体の変更と、「ブロック並べ」「ET相撲Neo」という2つのゲーム課題が用意されたことだ。前回大会(ETロボコン2015)までは「仕様未確定エリア」のように直前まで走行経路が決まらないという課題はあった。しかし、どちらかというと走行体をいかにうまく制御するかが競技のポイントになっていた点は否めなかった。今回用意された新走行体「HackEV(ハッケブイ)」は、走行自体は2輪+フリーホイールといった基本的な構成を取っており、前回使用していた3輪のトライクと比較して制御が格段に簡単になった。その分、ロボットが自律的に行動しなくてはならない難易度の高いゲーム課題を設定した。

Rコースの「ブロック並べ」はDAを代表するゲーム課題だ。ブロック並べエリアには格子状の4x4のラインと、その交点に赤青黄緑からなる4色のブロック置き場が用意され、ロボットはこのブロック並べエリアに置かれた4つのブロック(赤青黄緑黒の5色から移動不可の黒+3色がランダムで選択される)を同色のブロック置き場に運ぶことがミッションとなる。4つのブロックの配置は当日の朝に公開されるが、3つのブロックの色は走行直前にランダムに決定される。ロボットは事前の位置情報を元にブロックまで移動し、腕とともに稼働するカラーセンサーでブロックの色を検出する。この検出した色によってどこにどのような経路で運ぶかを自律的に判断し、ブロックを移動する。

Lコースの「ET相撲Neo」は走行直前に決められた星取の色を読み取り、プラレールの新幹線で囲まれた土俵上のブロックのうち、読み取った色以外のブロックを落とすというゲームである。土俵の周りは新幹線が周回しているため、超音波センサーで新幹線を検知し、ぶつからないように土俵に上がって降りなくてはならないのがポイントだ。こちらは前回まであった制御のテイストを残した課題といえる。

○IoT、大規模複雑化の対応へ分析モデル審査を強化

もう1つ大きく変わったのがモデル審査である。ゲーム課題を攻略する上では、どのようなアルゴリズムが良いのかを考える必要がある。そのためには与えられた情報をモデルとして整理し、整理されたモデルをベースに解法を考えることになる。

今回の審査では従来からあったソフトウェアとしての設計モデルに加えて、その前段階としてモデルを使って問題や解法の情報を整理した「分析モデル」を審査対象とした。現在、IoTの広まりや大規模複雑化する組込みソフトウェアにおいては、単にソフトウェアを言われたまま作るだけでは品質や性能、保守性を高めることは難しい。一見難しく見える対象を分析モデルとして表して整理することで、よりよく理解が進み、シンプルな構造を見出すことができる。今大会では分析モデルを評価することで、こうした考え方を普段の開発でも取り入れてもらいたいという意図があった。しかし、チャンピオンシップ大会の前に行われた各地区のモデル審査結果からは、分析モデルをどう書いたら良いのかわからないチームが多数あり、チャンピオンシップ大会でどれくらい改善されていたかも競技とともに注目された。

DAクラス競技は、各地区からの選抜チームが集合しただけあってさすがにハイレベルな戦いが続いた。参加20チームのうち半数のチームが、Rコースのブロック並べでゲームを成功させていた。運ぶためのアルゴリズムもチームによって異なっており、競技時間2分のほとんどをブロック並べに費やしたチームもいれば、53秒でクリアしたチームもいるなど、制御・アルゴリズムの両面が揃ったチームが強かった。

LコースではHackEVの機能を使った多彩な走行が披露された。特に今回はあまり使えないと考えられていた尻尾を利用してET相撲Neoのブロックを落とすチームや、アームを使って停車場のスイッチを切り替え、新幹線を止めてから悠々と土俵に入るチームもいるなど、個性あふれる走行が会場を沸かせてくれた。

競技部門を制したのは北海道地区の常連チーム「Champagne Fight」(リコーITソリューションズ ES事業部札幌事業所:北海道地区)。L/Rともに完全走破し、圧倒的なポイントで優勝した。走行前の試走ではメジャーを使って詳細に距離を測り、ラインすら見ることなく狙い通りの走行を実現させていた。この正確無比な制御はまさに彼らのノウハウの結集といえる。準優勝は前回に続き東海地区の「YoungMasters」(SCSK車載システム事業本部:東海地区)、3位は前回の優勝チームである「NiASET」(長崎総合科学大学:九州北地区)だった。参加者にとっては、この辺りのノウハウが蓄積されているチームにどうやって対抗していくかというのが今後の課題だろう。

モデル審査結果は、前回も技能賞を獲得した「Champagne Fight」(同上)がExcellent Model(優勝)を獲得した。全体的な完成度が高く、こちらも他を引き離しての優勝だ。Gold Model(準優勝)は「パプリカ」(富士ゼロックス:南関東地区)。同社も前回の大会で技能賞を獲得しているが、今大会は全員入社2年目の初参加メンバーでの受賞だった。Silver Model(第3位)は4位以下との僅差で「mono&科学の妖精」(ものつくり大学 / 聖望学園高等学校:北関東地区)が受賞した。新しい審査規約にも関わらず、学生チームが受賞したことは立派だといえる。

競技結果とモデル審査を総合した結果は、競技・モデルともに1位であった「Champagne Fight」(同上)が悲願の総合初優勝を果たした。準優勝はモデル審査で準優勝の「パプリカ」(同上)であった。競技は8位だったものの、モデルの評価で他と差があったため浮上した形となった。第3位は競技準優勝の「YoungMasters」(同上)。モデルの評価は5番目であったが、競技結果により3位となった。

このように総合結果はモデルの評価が結果を大きく左右した。今大会の総合結果チャートを見るとその傾向がよく分かる。総合で上位に入るためにはモデルをいかに作り上げるかがポイントとなってくるだろう。とはいえモデルで優勝したチームでさえ、最高のAランクには達していない。特に分析モデルに関しては審査員をうならせるようなモデルは出てきていない。今回の上位のモデルを参考によりよいモデルを目指していってほしい。

○著者紹介

●「15年後にビジネスを作り出せるスキル」を競う
○イノベーター部門 (I部門)

イノベーター部門は今回で4年目となる。規約に定められた問題を定義し適切な解法を導くデベロッパー部門に対し、この部門は問題設定と問題に対するアプローチの有効性や新規性が求められる。ETロボコンと銘打った大会の中で、「世の中の課題に対し、組み込み技術を生かしたソリューションを提示し実現可能性を示す」部門ともいえる。

この部門は「15年後にビジネスを作り出せるスキル」、つまり自ら価値を創造できる人財の育成を目的としており、競技者のイノベーターとしての素養、アイデア、デザイン、設計、実装、プレゼンテーション、それぞれの能力を審査する。毎年多少の差異はあるが、審査は、企画内容とわかりやすさおよび実現方法について記述された企画書に対する事前の企画審査と、当日のパフォーマンスの良さをみる競技審査の2つ行われ、その総合得点で競われる。今大会では、企画審査は実行委員会審査委員による200点、競技審査は実行委員会審査員による審査100点と特別・一般審査員による審査100点で構成された。

企画審査は、テーマを実現するための企画意図や企画内容に対する「有効性」「新規性」「将来性」を審査するカテゴリと、企画を実現するためのシステムやソフトウェアの「アーキテクチャ」や「技術要素」を審査するカテゴリ、企画書のわかりやすさ、つまり「理解性」を審査するカテゴリからなる。ある意味、企画書としての「筋の良さ」を審査することに力点を置いている。

一方、競技審査は、企画書審査では見えてこない、他にはないユニークさやサプライズを審査するカテゴリといえる。プレゼンを聞いた人、パフォーマンスを見た人にどれだけ"すごい!"と思わせたかがポイントとなり、「何をもってすごいと思わせるか」は、参加者の狙いと各審査員の感性に委ねられる。

回、地区大会から選抜された2チーム「お助け老人ホーム」(京都情報大学院大学:関西地区)と「ごばりきモーターズ」(日立製作所 ICT事業統括本部:南関東地区」は、事前審査である企画審査でともに問題設定(テーマ)の良さが評価された。

「お助け老人ホーム」のテーマは「人不足でも老人ホームの夜間見回りを出来るようにしたい」だ。老人ホームでは深夜～早朝にかけて人手が少なく、老人の徘徊やトイレ移動などによる事故予防のための見回りが難しい。そこで介護用ロボットの一形態として巡回型ロボットのコンセプトを提示している。

「ごばりきモーターズ」のテーマは「宅配便の受取りの面倒さをなくしたい」。昨今、消費者がネットショッピングで購入する機会が増えたことをデータで示しながら、宅配便の受渡しと受取りのタイミングが必ずしも一致するとは限らない「ラストマイル」に目を付けた。確かに再配達は面倒だし、さらには家族に秘密で受け取りたい、子供へのプレゼントを前もって受け取りたい、といったニーズは間違いなくある。そこで無人での受取、消費者を介さない受渡ロボット/受取ロボットのコンセプトを提示している。

どちらもテーマとして「今まさに困っていること」を取り上げ、審査員のテーマに対する納得度が高かったがソリューションとしての有効性は今一歩という評価もあった。ポイントとして「より有効な代替手段が既に存在する」「悪意ある第三者の介入に対する予防策の詰めの甘さ」が指摘された。しかしながら、先に述べたように「問題を捉える視点」は、やはりチャンピオンシップ大会に相応しいチームといえる。

「お助け老人ホーム」のプレゼンテーションは、廊下に老人が倒れていることを想定したデモンストレーションや、仮にロボットを壊された場合などリアルにシーンを想像できる内容から構成された。

対する「ごばりきモーターズ」は、ドローンを利用した受渡ロボットなど大掛かりなセットを用意した。会場規定と安全対策から競技スペースにネットを張り巡らせることで、ドローン活用のパフォーマンスが実現した。受渡ロボットが受取ロボットへ荷物を渡し、無事家の中へ荷物が運ばれる様子が審査員を始めとする会場の観客にアピールされた。

総合優勝は、想像力を膨らませるパフォーマンスを披露してくれた「ごばりきモーターズ」となった。今後、ビジネスの上でも素晴らしいアイデアで世の中を「あっ」と言わせてくれることに期待したい。

○ガレージに集まり産み出す人の育成へ

さて、大会の熱気とは別にイノベーター部門は年々参加チーム数が減ってきている。参加へ二の足を踏む理由として「(自分たちで)問題設定を行うのが難しいのではないか」「大掛かりな仕掛けが必要ではないか」といった心理的障害が小さくないと推測される。今回チャンピオンシップ大会へ進出した2チームはこれを見事にクリアしてくれたが、各地区大会でみると対応が難しいところがあると思われる。イノベーター部門で標榜した目指す方向はぶれていないが、そこに至るまでのアプローチは実行委員会としても問題意識が大きく、「これが正解!」と言い切るところまで至っていないのが現状だ。また、評価の面からの悩みとして「企画提案としての素晴らしさをみるのか」「役に立たなくてもワクワクさせる期待をみるのか」の対立がある。

上記課題の反省から実行委員会では「どういう人を育成したいのか」を問い直した結果、「モノ、サービスを産み出す・創り出せる人の育成の場」をより強く意識し、「ガレージに集まりあれこれ考えながら試行錯誤で日々創りあげていく」環境をイメージした内容となる方向とした。自動車メーカー、電機メーカー、スマホやパソコンもガレージからスタートした。ETロボコンがそうしたスタート地点となるようETロボコン2017では新たな展開を考えている。ご期待を。

○著者紹介