模擬人工衛星DangoSatプロジェクト

第13回フクオカRuby大賞(2021)の本審査のプレゼン資料です。
優秀賞をいただきました。
動画へのリンクです。
https://www.youtube.com/watch?v=DODjBZRmWOo

Transcript

1. グライダー型缶サット 「だんごサット」 モデルロケット 「串DAN号」 ネットワークの届かない地に、手作りロケットとグライダー型缶サットを使って、安価にネットワーク繋げます。 模擬人工衛星 DangoSatプロジェクト Wakayama.rb 山本三七男 九州工業大学 井上実柚
2. 開発の動機 •東南海地震が発生して被災したときに、災害復旧に協力できる アイテムを作ることができないか？ •私たちが開発している模擬人工衛星(缶サット)が役立つのでは mrubyボード(GR-CITRUS)を搭載した模擬人工 衛星で缶サット甲子園に挑戦している。
3. プロジェクトの説明 •模擬人工衛星とは、 空に打ち上げたあとパラシュートで降りてくるとき、または落下後 に何か機能する仕組みを持たせた機体である。 この模擬人工衛星に、「目的地への飛行機能」と「着地後の通信 機能」を持たせれば、役立つものが作れる。 DangoSatプロジェクトスタート！！
4. 特徴: モデルロケット 633mm ペイロード 200mm •モデルロケットＧ型エンジンまで搭載可能 •上空でペイロード格納部が分離・開口し、缶サットを放出可能 •機体は紙、竹、バルサなどでできており、簡単に手作り可能
5. 特徴: DangoSat • グライダーパラシュートによる目的地への滑空可能 • LoRa通信機能によるマルチホップ通信可能 • 遠隔操作によるRubyプログラムの書き換え可能 • 各種センサを搭載可能 • モデルロケットも含めて低コストで簡単に製作可能 ・前方から風を受けるとパラシュートがグライダー型に 膨らむ。 ・重りの左右移動により旋回。 ・Φ68mm×200mmのサイズに折りた ためる。 ・空中でグライダー型に展開する。 ・LoRa無線機を搭載し、ホップ 通信、TTN-GW送信は確認済。 (ホップによるkmオーダー通信 は実現できていない)
6. 何故Rubyなのか Rubyボード GR-CITRUS (Wakayama.rb メンバー開発) GPS受信 モジュール GR-CITRUS用 モータ制御基板 Sambokan (Wakayama.rb メンバー開発) mrubyはプログラムを簡単に入れ替える ことができる。 遠隔からのプログラム書き換え機能の追加 •GR-CITRUSのファームウェア GR-CITRUSはSDカード内のmrbファイル を自由に切り替え実行が可能 更に、
7. プログラム書き換えの仕組み 40バイト程度ずつプログラムを 送信する LoRaのホップ通信は、50バイト以下のペイロードしか扱えません。 通信PC DangoSat-1 DangoSat-2 DangoSat-3 基本的にはブロードキャスト送信を行う ・DangoSat-3に プログラムを送信したい どこかを経由して DangoSat-3にたどり着く 中継に徹している 中継に徹している プログラムが書き 換わったら、その 旨を返信する 1.書き換えたいプログラムとDangoDat識別番号を付け て、ペイロードサイズ40バイト程度のプログラムを順 次送り出す。 2.書き換わったという返信が取得できるまで、プログラ ムを送信し続ける。
8. 動画 https://www.youtube.com/watch?v=DODjBZRmWOo
9. 現状と課題 まだまだ未完成です。 活動はWakayama.rb内などで続けていきたいと思います。 現状 • LoRa通信機能によるマルチホップ通信の確認 • 複数プログラムの切り替え実行の確認 • 遠隔操作によるRubyプログラムの書き換え確認 • GPS受信をしながら方向陀の自動操作の確認 課題 • グライダーパラシュートの大型化→方向制御を上手く行う • モデルロケットの大型化→DangoSatを大きく設計できる • 電源の高出力化→システムを安定させる • LoRaアンテナの大型化→通信距離を延ばす • センサの搭載→温湿度などの環境測定を行う • プログラム書き換えプロトコルの改良→書き換えフィードバックを行う
10. 取り組みについて •優位性・セールスポイント Rubyを用いたこのような取り組みは他に見られない。 小規模なプログラムを事後に書き換えるシステムにはRubyが向いている。 •新規性、革新性 災害時の通信復旧の手助けなどは、まだまだ実現できていない課題 なので、模擬人工衛星を用いる本プロジェクトは新しいと考えられる。
11. 社会への貢献・利用・影響 •発展途上国にDangoSatを導入すると災害対策を行うことができる →避難所設置のヒント →災害後の通信インフラの迅速な復旧 •海にDangoSatを導入することで海の保全に役立てることができる →海にDangoSatを浮かべ濃度センサーなどで計測すれば 計測が難しい場所でもリモートで計測することが容易になる •新たな技術や研究者が生まれるきっかけになる →小型模擬人工衛星でRubyでこんなことができると世界に広まれば たくさんの人が興味を持ち開発するようになる
12. 以 上