“大賞・優勝”のダブル受賞をもう一度! 強さとロマンを兼ね備えたロボット作りを目指す(熊本高専八代キャンパス)

激戦と言われる高専ロボコン九州沖縄地区予選で8年連続の全国大会出場を果たしている熊本高専八代キャンパス。目標は「優勝&ロボコン大賞」のW受賞だったという2025年の「建築は旋門凱」チームと、そのバックボーンとなる活動を取材した。

創部50周年の目標は“2度目の”ダブル受賞!

高専ロボコンには、競技の「優勝」に加えて、「ロボコン大賞」という、全国大会に出場した全チームを対象とする特別賞が存在している。“優勝よりも名誉ある賞”といわれ、2025年のルールブックでは“大きな夢とロマンを持ってロボットを製作し、唯一無二のアイデアを実現、観る者に深い感動を与えたチームに贈られる賞”とされている。

過去には1回戦で敗退したチームに与えられた例もあり、競技成績だけで選ばれることはない。競技での強さとは別の評価軸も加わるため、優勝チームとは別チームが選ばれることがほとんどなのだが、38回を数える高専ロボコンの歴史上5チームだけ、優勝+ロボコン大賞のダブル受賞を果たしたチームがある。その1つが、今回取材した熊本高専八代キャンパスだ。

ダブル受賞を果たした2014年『出前迅速』の「本気の宅配便」は現存して展示(右)。2012年『ベスト・ペット』決勝で一関高専との最速対決に臨み惜しくも敗れた「MOOSTAR」(中)や2018年大賞の「Barista」(奥)も。

校内の各所に展示されているロボットたちを目にすると、キャンパス内でロボコン部の存在感がいかに大きいかを感じることができる。動作しない状態になっているとはいえ、優勝機や大賞機以外まで保存されているのは珍しい。2023年「Highbrid」(奥)、2022年「fourtress」(中)、2021年「RUN ONE わん！」(手前)。

2025年、八代キャンパスのロボコン部は創部50周年ということもあって前人未到の“2度目のダブル受賞”を目標に掲げた。その切り札として完成させたのが「建築は旋門凱」だ。

桑原大翔さん(以下。桑原さん)「もう一度ダブルクラウンを獲ったらカッコいいんじゃないかと(笑)。機構自体はトップレベルと考えていて、結構自信がありました」

この言葉だけでは気楽にノリで狙っていたようにも聞こえてしまうが、取材をしてみると、その自信を裏付けるバックボーンは1つ2つではなかった。

軽量化と低重心化を強く意識した機体

「建築は旋門凱」。アルミのフレームが目立つ、ただの箱のようにも見えてしまうシンプルなシルエットと装飾だ。ロボット名が書かれたプレートもあってか、トラック輸送に使われるJITBOXに見えてしまう。

「建築は旋門凱」のコンセプトは、“できるだけ低重心”だという。低重心にこだわる理由は2つ。箱を積んだゲートを把持して動かす際に、ロボット全体の重心はどうしても高くなる。そこで安定性を高めるのが1つめ。2つめは相手より先に共有ボックスを確保するため、素早く目標の位置に移動できる急加速・急減速を実現するためだ。

1つめに関しては直感的でわかりやすい。ゲートとして組み上げた箱はかなりの重さになる。試合中はその箱を100cm以上の高さに持ち上げて動かなければならない場面も出てくるので、ロボット単体での重心は低ければ低いほどいい。

「建築は旋門凱」の底面部分にはモーターや基板、エアタンクなど、ほとんどの重量物がまとめられているのがわかる。真ん中より上にあるのは、そこからベルトなどで駆動力を伝達されるアームやフレームだ。

生駒真大朗さん(以下、生駒さん)「ほかのチームでは持ち上げる力をアシストするために、かなり重たくなる定荷重ばねを使っていたロボットもあったんですが、自分たちはなるべく下のほうに取り付けたモーターの力だけで上げているのがこだわりポイントです」

桑原さん「試作段階では定荷重ばねを入れていたんですが、モーターパワーもあったので、なくても大丈夫ではないかという判断で外しました」

共有ボックスをいち早く確保するためのスタートダッシュも、低重心化によって大きく改善したそうだ。重心が高ければ加減速でタイヤが浮き、狙った位置にピタリと止めることは難しくなる。無理をして転倒すればリトライで大幅なロス。それらのリスクを設計段階から最小限に抑えた完成形が、全国大会仕様の「建築は旋門凱」だったのだ。

地区大会時には共有ボックスを取るときに支えの板が必要だったが、バキュームのためのモーターを強化するなど、何度も設計変更した結果、吸盤のみで共有ボックスを持つことができるようになった自慢の機構。

レガシーになりえる自信の独立ステアリング機構

低重心にも寄与したが、こだわりとして盛り込まれたのが足回りの機構。機体に取り付けられた4つの車輪に、それぞれ独立して駆動・回転が可能になっている“独ステ(独立ステアリング機構)”を採用しているのだ。今大会はゲートの組み立てなどで繊細な移動が必要だと考えたチームが多かったのか、メカナムホイール・オムニホイールといった微妙な平行移動が可能な車輪を採用しているチームが多かったが、なぜこの機構に行きついたのだろうか?

桑原さん「今回は人というとても重いものを引っ張るうえに、スピードまでもが必要なルールでした。オムニホイールでは限界があると考えたんです。たまたま5年生の先輩が2024年の大会後、オフシーズンに作っていた“独ステ”の原型があったので、それを改良してみようとなりました」

樽型のローラーが複数取り付けられたオムニホイールと呼ばれる車輪は、小回りを利かせる用途には非常に有利な半面、“滑らせる”動きが介在するためにパワーという点でどうしても不利になってしまうのだという。「4月当初からうちは“独ステ”一択だよね、となっていました。試作機を作る前からこの“独ステ”ユニットを使って人を引っ張るテストを行う中でうまくいったので、本番でも採用したんです」(桑原さん)

生駒さん「動き始めるときに力が要るので、制御班からはスピードの微調整が難しかったと聞いています」

小回りよりもパワーとスピードを優先したのは、重心を低く抑えるコンセプトにも通じた、勝利へのこだわりなのだ。

生駒さん「今年ほど足回りに負荷がかかったテーマはないと思います。大会を通して耐え抜いたこのユニットは、今後も部活に残るレガシーとして受け継いでもらってもいいんじゃないかと思っています」

「このステアリング機構は無限回転なので、何回転しても大丈夫です。エンコーダーの値が読めずに暴走して配線がちぎれるなんてトラブルの心配がないんですよ」(桑原さん)

何度も工夫を重ねたハンド部分

箱を把持する機構「ハンド部分」にも工夫が山盛りだ。

コの字型のハンドで箱をつかみ上げるように見えるのだが、実は胴体側で箱を支える部分は胴体そのものと一体化している。つまりL字型のアームを使い、左右から箱を胴体に押し付ける形なのだ。アームは固定された先の胴体が上下に伸縮することで、箱を抱え上げる形になる。

生駒さん「アームは全体の重さと性能のバランスをとってこの形にしています。箱を高く積むことを目指す中で、吸着だけでは確実に積み上げられないという考えから、がっちり挟む形にしました」

長いアームはCFRP製の角パイプを使用。CFRPは軽量・高剛性で知られる素材だが、広く使われているアルミ材に比べると価格も高く、加工の技術や設備が必要なため、利用しているチームは少ない。八代キャンパスでは細く長いアーム部品で重い箱をしっかり保持するという目的に沿った素材として、あえて高価でもCFRPを選択したそうだ。

アルミの角パイプを使用した場合と比較するとアームだけでも600gの軽量化。ロボット全体に散らばっているCFRPの部品をすべてアルミに置き換えた場合で比較すると、合計で1kgも変わるという。この軽量化のおかげもあって、吸引ポンプのモーター換装といった機能強化をはかることもできたそうだ。

L字アームの長手方向、黒い棒状の部品がCFRP製になっている。このほかにも補強などで各所の部品をアルミから置き換えたことで、ロボット全体で言うと1kgほども軽量化できたという。

しかし、試合となるとゲートを高く積むだけでは大きな得点にはならない。ロボットがゲートの間をくぐることで、初めて積んだゲートの高さに応じた得点が加算されることになる。つまりロボットに密着して持ち上げられていたゲート幅では、くぐる時に接触の危険性が非常に高くなってしまうわけだ。

生駒さん「じつは胴体側の一部がエアシリンダーで駆動されて少し出るようになっています。ここが押し出された状態で箱を掴んでいて、箱を降ろすと引っ込んだ状態になるので、スムーズに抜けることができます」

エアシリンダで駆動するのは胴体側のプレート(奥側・黒い部分)。

胴体からわずかにエアシリンダーで突き出す“支え”が出ているのだ。アームや胴体の豪快な動きに目を奪われてしまうが、まさに縁の下の力持ちとしての役目を果たしている機構である。

エアシリンダーで駆動されるのはこの部分だけだが、試合中に“支え”を押し出す力が弱まると引き寄せるL字アーム側の力に負けてしまう(つまり胴体に密着してしまう!)ため、余裕を持たせて大きめのエアタンクを搭載しているという。

“ベストを尽くす”ことに賭けた全国大会・初戦

地区大会準決勝で熊本キャンパスに敗れたものの、その力は十分に発揮。全国大会に推薦出場が決まった。8年連続全国出場という実績を引っ提げ、ダブルクラウンを目指して臨んだ全国大会1回戦の相手は…この大会で台風の目として注目を集めていた旭川高専「天旋」だった。

桑原さん「初期案の中では、私たちも『ぐるぐる回れば加点できるのでは』という話は出ていましたね。ただ、私たちの技量でどれくらい高速回転できる機体が作れるかという点が未知数でした。あと、やはり大きく高いゲートを作るのが大会の趣旨だよね、という気持ちもありました」

熊本キャンパスメンバーの中でも、『もぎもぎ！フルーツGOラウンド(2023年)』のロボコン大賞が「ちゃんとフルーツをもいでいるような動き」が評価されていたことから、ダブル受賞を目指すのであればルールにのっとりつつ、大きなゲートを建てて高得点を取るのが自分たちの方向性だろう、となったのだという。

そしてそんな自分たちの目標とは別に、「天旋」のアイデアと技術力は感嘆するしかない、ということも語ってくれた。決勝前夜、チームではどんなミーティングを行ったのだろうか。

桑原さん「まずは自分たちのベストを尽くすしかないよね、と」

諦めているように聞こえるかもしれない。しかし、桑原さんの言葉にあったのは諦めではなく、全国優勝のために「やるべきことをやる」という姿勢だ。

実際のところ、「天旋」は試合を通して共有ボックスを取らないチームである。対戦相手からアプローチできることは何もない。できる限り高いゲートを建て、「天旋」が積み上げる得点を上回るしかない。このとき、八代キャンパスが建てた実績があるゲートの高さは最高4.2m。ミーティングでは、その4.2mで獲得できる得点を計算すると勝利は難しいかもしれない、という結論になったそうだ。

桑原さん「でも、4.2mのゲートを建てることができればワイルドカードが狙えるかもしれない。そこから再度勝ち上がることはできるのではないかという話もしました。ですから、初手から4.2mに全力で行こうと」

確かに全国大会でも、4.2mのゲートを建てられるチームは限られていた。八代キャンパスは練習でさらに高い4.6mや5mへのチャレンジも行っていたが、競技時間やリスクを冷静に分析した結果として、自信をもって建てられる4.2mを選択したという。

4.2mのゲートで得られる得点は、「天旋」チーム自身が想定する得点ともかなり近づく。ひとつでもミスをすれば上回れないかもしれない、というプレッシャーを「天旋」チームに与えることもできるわけだ。かりに及ばず1回戦で負けたとしても、ワイルドカードに選ばれれば勝ちあがるチャンスがやってくる。ベストを尽くすこと、“Great High Gate”を建てることに、シンプルに向き合ったのだ。

ただ、万全を期したはずの本番では、通信不良による信号の遅延が発生。電波が混み合う全国大会会場では他チームも悩まされていたトラブルだが、八代キャンパスチームは試合開始直後にトラブルに遭遇した。

全国大会で4.2mに挑んだ「建築は旋門凱」。「うちも建てられる能力はあったので、正直言うとワイルドカードを決めるエキシビションマッチをやらせてほしかったです(笑)。もちろん、決まった後は切り替えましたし、応援してました」と桑原さん。

桑原さん「過去の入力が残りっぱなしになるような、通信のラグがひどかったんです。最速を目指していた共有ボックスへのアプローチでも箱1つ分ズレたり、前進しすぎて落としてしまったりして、強制リトライに。操作ミスやメカトラブルではなく、本当に通信トラブルだけで…。リトライしてからはぴったり決まっていました」

リトライで時間をロスし、ゲートの組み上げに挑むのは時間ギリギリに。結果として4.2mのゲートは倒壊してしまい、建てきることができないまま敗退することになってしまった。通信不良以外の不具合はなかっただけに、悔しい結果だったはずだ。狙っていたワイルドカードには僚友・熊本キャンパスが入り、ダブル受賞の夢も潰えてしまった。直後は悔しさでいっぱいだったが、すぐに気持ちは来年に向かっていたという。

八代が強豪と呼ばれる所以

八代キャンパスのロボコン部は全員で25名。校舎内ではなく、プレハブの部室と、その隣にある倉庫を改装した工作室で活動している。

桑原さん「全体の半分くらいが1、2年生になります。ただ今年度は1年生が7名。いま2年生の代が3名くらいと少なかったですね」

部室に入って正面にあるモニターには、時刻のほかに部内ロボコンまでの日数と今年度の残り予算額が表示されていた(ネタみたいなものです、とのこと)。

高専ロボコンはオフシーズンだったが、冬休みの朝でも部内ロボコンに向けて開発する人、次回大会に向けてソフト面を頑張る人など、多くの部員が出入りしていた。桑原さんも後輩を怖がらせるためにモーター内蔵のオムニホイールを開発中だった。

プレハブの隣にある、倉庫を改装した工作室。小型の加工機やハンドツール、過去のロボットに使われていた再利用部材などはここに集められている。

高専ロボコンが主な参加競技になっているが、高専ロボコンでの実働学年は2年生から5年生。1年生は部内ロボコンが行われる年度終わりまでに自分のロボットを作ることを目標にして、その過程で先輩に設計や加工を教えてもらったり、指示をもらって手伝いをするのが日常になるという。ロボット競技会の経験者など、知識やスキルがある新入生であれば、即戦力として設計や部品製作をすることもあるそうだ。

桑原さん「未経験だったとしても、簡単な足回りを作る教科書が部内にあるんです。それを作ることで大まかなCADの使い方を身につけてもらってから、先輩に習いつつ担当分けされた機構を作るという流れですね」

ロボコンのA・Bチーム分けは、上級生が指名して振り分けたり、立候補でチームを組んだりと年度によってさまざま。ただ、同学年だけで構成されることは少なく、今回の「建築は旋門凱」チームも5年生・4年生が1人ずつ、3年生と2年生が2人ずつ、1年生が1人と全学年が参加している。九州沖縄地区で8年連続の全国大会出場を果たしている強さは、先輩後輩が同じチームで競技に臨む中で、体感として引き継がれるノウハウやチーム作りがバックボーンとなっているのだろうと想像できる。

取材対応をしてくださった部長の桑原さんは、八代キャンパスの強さの理由について「ひとりひとりがチームの目標をしっかりと理解できていて、その同じ目標に向かって進んでいるところですね」と挙げてくれた。そのうえで、連続で全国大会に出場していることによって1年を通した制作の流れを掴めていること、部の雰囲気に一体感が生まれていることも理由として付け加えてくれた。

その一体感に寄与しているのは、進捗の確認などを含めてTeamsにまとめられた部内の連絡体制もありそうだ。部室のホワイトボードなどで進捗管理している景色を見慣れていたが、各人がスマホを持つ現代であれば、たとえ用事があって離れた場所にいてもクラウドから参照、連絡、設計データの改良ができるこのシステムは合理的だ。

9月末に地区大会を終え、全国に向けての改良を行っていた時期のTeams(桑原さん)。「部内はその年度のチャンネルを作って個々のアカウントでのやりとりをして進めています。顧問の先生とも簡単に連絡が取れますし。毎週水曜と土曜にミーティングをして、そのたびにメンバーにタスクが割り振られるような流れで進んでいます」(桑原さん提供)

全国大会に向けてロボットを発送する直前まで練習を繰り返していたのがわかるタスク画面。その時の連絡漏れがないスケジュールとしてももちろんだが、終わってから振り返るとこの画面に書き込まれた回数そのものに熱さが宿っている。(桑原さん提供)

桑原さん「強いロボットを作る人や知識のある人がいれば、その人から学べることがあります。毎年全国に出られるようなロボットを作っているので、マネをするところから成長していけるのも強みかもしれません。僕自身も1年生の時には『MD(モータードライバ)って何ですか』レベルの知識でしたから」

そして何より、八代キャンパスに伺って驚いたのは、校内の各所に全国大会で成績を残したロボットが実物で展示されていることだ。もちろんモーターや回路など高価な部品は取り外されていることが多く、動態保存ではないものの、“実機”が目の前にあることは貴重だ。

ロボットの設計は3DCADが主流になっているため、データが残っていればシミュレーション環境で動きを確かめることも可能だ。機構だけであれば、わざわざ実機を残さずとも、写真や動画で確認できるという考え方もあるかもしれない。しかし、実際に国技館で運用された機体そのものには、試合・運用の中で生じたダメージという、シミュレーションでは得られないデータが刻み込まれている。手で触れて動かすことによって、肌感覚で部品の強度を確かめることもできる。アイデアを磨くための最高のお手本がすぐそばにある環境なのだ。

桑原さん「設計データも残ってますが、お盆なんかで帰省されたレジェンドの先輩から直接いろいろ聞いたりとか。いろいろ聞きまくって、取れるものは全部取ろうとしてます(笑)」

とはいえ2025年「建築は旋門凱」のアイデアをまとめるには手間がかかったそうだ。過去のロボコンでも箱積みがテーマとなった大会はあるのだが、たまたま部内に“箱積み”に関するデータが揃っておらず、動画サイトで他高専のロボットの動きを見たり、歴代のテレビ放送の録画を見たりしてアイデアを練り上げたのだという。結果として全国大会出場を果たしたことや、シンプルで分かりやすいテーマが後輩のトレーニングにももってこいと考えられるので、2025年のデータと資料を残すようOBからも声がかかっているという。新たなお手本として、後輩に受け継がれていくはずだ。

熊本キャンパスとは定期的に練習試合も

同じ熊本高専・熊本キャンパスとの縁も深い。先に配信した記事でも触れているが、機械系の学科がない熊本キャンパスでは、大型や精度が必要な部品を八代キャンパスの工場に依頼して制作しているのだ。八代キャンパスのほうでは、さすがにどんな部品を作っているのかまでは知ることはないが、「どうやらたくさん加工依頼が来ているみたい」という話は聞こえてくるので、改良が進んでいそう、という空気は感じるそうだ。

桑原さん「精度が必要なものは僕たちも工場に依頼しています。部室の向かいにある工場棟で、レーザー加工機だったりNC工作機械を技術職員の方が動かしてくださるので」

非常に珍しいのが、熊本キャンパスと八代キャンパスは地区大会前から合同ロボコンを行うのが恒例、という点だ。同地区で優勝を争う相手でありながら大会前に対戦できるのは、キャンパス同士の関係が非常に近いことの証左だろう。部内の練習試合だけではなく、他チームのアイデアと戦うことで地区大会前の時点において問題点を洗い出せることが、大会でも好成績を呼び込むに違いない。

「2026年はまず、優勝を目指したいです」と力強く話してくれた桑原さん。受け継がれてきた過去の名機、それらを活かす学年に縛られないチーム作り、そして新たに開発されてレガシーとなっていく技術。人と環境が素晴らしいサイクルで回っているからこそ、何年にもわたって成績を残しているのだと、あらためて取材に伺って確信できた。目標は優勝だが、2度目のダブル受賞も決して夢ではないだろう!